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      淋巴細(xì)胞激活基因-3 分子的生物學(xué)功能及應(yīng)用

      2022-06-23 01:58:34李閏鄭秀玉綜述王健審校
      關(guān)鍵詞:配體結(jié)構(gòu)域分子

      李閏,鄭秀玉 綜述,王健 審校

      國(guó)藥中生生物技術(shù)研究院有限公司第四研究室,北京 102600

      免疫檢查點(diǎn)抑制劑為腫瘤治療提供了一種新的機(jī)制,程序性死亡蛋白-1(programmed death protein-1,PD-1)/細(xì)胞程序性死亡-配體 1(programmed deathligand 1,PDL1)通路是目前設(shè)計(jì)用于免疫檢查點(diǎn)抑制劑藥物開發(fā)的主要靶點(diǎn),已在許多實(shí)體瘤和血液瘤中取得了較好的臨床效果,但該類藥物具有一定的耐藥性和不良反應(yīng),目前的研究致力于開發(fā)新的抑制途徑,這些抑制途徑參與癌癥中的免疫調(diào)節(jié)[1]。淋巴細(xì)胞激活基因-3(lymphocyte activation gene 3,LAG-3),是一種新興的可靶向抑制的免疫檢查點(diǎn)分子。LAG-3 分子與CD4 分子位于同一條染色體上,盡管兩種分子的氨基酸序列僅有20%的相似性,但其結(jié)構(gòu)特性有相同的胞外折疊模式。因此,LAG-3分子也可結(jié)合主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ(major histocompatibility complex classⅡ,MHCⅡ)分子,甚至具有比CD4 分子更高的親和力。LAG-3 表達(dá)于活化的人T 細(xì)胞和NK 細(xì)胞,在炎癥或腫瘤環(huán)境中,LAG-3和PD-1、TIM3 等抑制性受體共同表達(dá)于T 細(xì)胞表面,導(dǎo)致T 細(xì)胞功能障礙。在許多惡性腫瘤中,LAG-3主要表達(dá)于腫瘤浸潤(rùn)Treg 細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn),LAG-3在腎細(xì)胞癌、黑色素瘤、淋巴瘤和其他腫瘤的腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞上的表達(dá)增加[2],并且在小鼠中同時(shí)敲除LAG-3 和PD-1 較單個(gè)敲除腫瘤體積明顯減少,在卵巢腫瘤、黑色素瘤、淋巴瘤和多個(gè)骨髓瘤觀察到同樣的結(jié)果[3]。目前臨床上已有多種靶向LAG-3的藥物正在研發(fā),LAG-3 已是腫瘤免疫治療中最有前景和潛力的靶點(diǎn)之一,本文旨在介紹LAG-3 的分子結(jié)構(gòu)及其配體,以及LAG-3 分子在多種疾病中的應(yīng)用及藥物開發(fā)。

      1 LAG-3 的分子結(jié)構(gòu)

      LAG-3 于 1990年被 Frederic Triebel 發(fā)現(xiàn),2007年第7 屆國(guó)際人類白細(xì)胞分化抗原專題會(huì)議命名為CD223。LAG-3 位于人 12 號(hào)染色體(12p13.3),基因全長(zhǎng)6.6 kb,包括8 個(gè)外顯子,相對(duì)應(yīng)的cDNA 編碼含有498 個(gè)氨基酸的膜蛋白,成熟蛋白由470 個(gè)氨基酸組成,預(yù)測(cè)相對(duì)分子質(zhì)量為 51 295,PL 為 10.9[4]。LAG-3 分子是免疫球蛋白超家族成員[5],為跨膜蛋白,包括胞外段、跨膜區(qū)和胞內(nèi)段。

      LAG-3 胞內(nèi)段包括3 個(gè)區(qū)域,第1 個(gè)區(qū)域含有絲氨酸磷酸化位點(diǎn);第2 個(gè)區(qū)域含有獨(dú)特的Kieele基序;第 3 個(gè)區(qū)域含有谷氨酸-脯氨酸(Glu-Pro,EP)重復(fù)序列[6]。LAG-3 胞外段含有 D1 ~ D4 四個(gè)結(jié)構(gòu)域,類型為 1 個(gè)Ⅴ區(qū)和 3 個(gè)C2 區(qū)[7]。Ⅴ區(qū)具有特異性,因?yàn)樵谄浣Y(jié)構(gòu)域的中間有1 個(gè)額外的環(huán),還含有1 個(gè)異常的鏈內(nèi)“二硫橋”。該基因編碼2 個(gè)免疫球蛋白超家族結(jié)構(gòu)域,因此,LAG-3 分子可能是通過(guò)一個(gè)預(yù)先存在的基因復(fù)制演變而來(lái)[4]。疏水性前導(dǎo)肽(28 aa)由外顯子Ⅰ(19 aa)和外顯子Ⅱ(9 / 50)編碼;胞外區(qū)由外顯子Ⅱ(41/50)、Ⅲ(101 aa)、Ⅳ(90 aa)、Ⅴ(92 aa)和Ⅵ(81 aa)編碼;跨膜區(qū)由外顯子Ⅴ(44 aa)編碼;外顯子Ⅷ(21 aa)為高電荷區(qū)。胞外區(qū)包括8 個(gè)半胱氨酸殘基和4 個(gè)潛在的N-連接糖基化位點(diǎn)(Asn-X-Ser,Thr)。用 EcoRⅠ、HindⅢ、BamHⅠ或XbaⅠ限制性內(nèi)切酶消化LAG-3 基因,發(fā)現(xiàn)與基因組克隆的限制性內(nèi)切酶圖譜一致,表明LAG-3基因以單拷貝基因的形式存在于人類單倍體基因組中[4]。LAG-3 分子可在轉(zhuǎn)錄水平被金屬蛋白酶ADAM10 和ADAM17 分子消化切割,使其胞外段從細(xì)胞膜表面脫落,釋放可溶性LAG-3 分子(soluble LAG-3,sLAG-3)[8]。

      LAG-3 與CD4 分子有高度同源性。對(duì)LAG-3和CD4 的肽序列和外顯子 / 內(nèi)含子結(jié)構(gòu)的比較分析表明,這兩種分子間密切相關(guān),并且這兩種基因均位于12 號(hào)染色體短臂的遠(yuǎn)端。與LAG-3 相同,在CD4分子中,在結(jié)構(gòu)域1 與3 及2 與4 之間也存在顯著的內(nèi)部序列同源性[9]。

      2 LAG-3 分子相關(guān)配體

      2.1 Lag-3-MHCⅡ 1992年,Baixera 等通過(guò)細(xì)胞黏附試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的LAG-3 可結(jié)合MHCⅡ分子,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)LAG-3 融合蛋白可結(jié)合表達(dá)MHCⅡ分子的B 細(xì)胞。MHCⅡ分子表達(dá)于抗原提呈細(xì)胞(antigen presenting cell,APC)和腫瘤細(xì)胞表面。sLAG-3 分子對(duì)MHCⅡ分子的親合力大于CD4[10],在某些情況下,MHCⅡ分子優(yōu)先結(jié)合 LAG-3,并且 LAG-3 與MHCⅡ類分子的結(jié)合可阻斷CD4 與MHCⅡ分子的相互作用。通過(guò)突變分析檢測(cè)LAG-3 分子與MHCⅡ分子的結(jié)合力,發(fā)現(xiàn)LAG-3 的前2 個(gè)N-末端區(qū)域,即D1、D2 包括D1 結(jié)構(gòu)域上的凸起,對(duì)結(jié)合MHCⅡ類分子起重要作用[11]。胞內(nèi)段無(wú)尾LAG-3 突變體不與MHCⅡ分子相互作用,表明LAG-3 分子胞內(nèi)段保守的Kieele 基序?qū)εc下游信號(hào)分子的相互作用是必須的[12]。

      LAG-3 與MHCⅡ分子的相互作用可抑制T 細(xì)胞的增殖及細(xì)胞因子分泌,下調(diào)免疫應(yīng)答。盡管CD8+T 細(xì)胞不表達(dá)MHCⅡ分子,但LAG-3 阻斷對(duì)CD4+T 和CD8+T 細(xì)胞同樣有效。使用兩種不同結(jié)合位點(diǎn)的LAG-3 抗體,即不阻斷LAG-3-MHCⅡ相互作用的C9B7W 和強(qiáng)烈阻斷LAG-3-MHCⅡ相互作用的抗體28G10 進(jìn)行體外試驗(yàn),評(píng)估LAG-3 抗體的功效是否依賴于阻斷LAG-3 與MHCⅡ結(jié)合的能力,結(jié)果發(fā)現(xiàn),這兩種抗體間的T 細(xì)胞體外試驗(yàn)無(wú)顯著差異,表明LAG-3 靶向抗體的T 細(xì)胞增強(qiáng)活性與其破壞LAG-3-MHCⅡ相互作用的能力無(wú)關(guān)[13]。盡管CD8+T 細(xì)胞和NK 細(xì)胞不與MHCⅡ分子相互作用,但LAG-3 依然抑制其功能。這些研究表明,LAG-3的免疫抑制功能可能由其他配體介導(dǎo)。

      LAG-3 對(duì)T 細(xì)胞具有負(fù)調(diào)控作用。LAG-3 在Treg 細(xì)胞表面表達(dá),是產(chǎn)生IL-10 的Tregs 的候選表型表面標(biāo)記,人PBMCs 中的CD4+CD25-LAG-3+Treg細(xì)胞均能產(chǎn)生高水平的IL-10,并抑制B 細(xì)胞抗體的產(chǎn)生[14];LAG-3+Treg 特異性表達(dá)早期生長(zhǎng)反應(yīng)基因 2(early growth response gene 2,EGR-2),是誘導(dǎo) T細(xì)胞耐受的關(guān)鍵分子[15]。在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)患者中,LAG-3+Treg 與疾病活動(dòng)成反比,尤其是RA 的有效治療導(dǎo)致LAG-3+Treg 水平升高,CD25+Treg 水平降低,提示LAG-3+在降低炎癥中起關(guān)鍵作用[14]。另外,有研究顯示,在頸動(dòng)脈狹窄患者中檢測(cè)到LAG-3+Treg 細(xì)胞明顯上調(diào),表明LAG-3+Treg 亞群從早期即參與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的炎癥過(guò)程。提示LAG-3+Treg 細(xì)胞下調(diào)炎癥反應(yīng)[16]。

      2.2 LAG-3-FGL-1 2019年2月,WANG 等[17]發(fā)現(xiàn)了LAG-3 的另一種重要配體,即纖維樣蛋白1(fibrinogen-likeprotein 1,F(xiàn)GL-1)。FGL-1 屬于纖維蛋白原家族,與纖維蛋白原β 和γ 亞基的羧基末端氨基酸同源性高,但其不具有纖維蛋白凝塊形成所必需的血小板結(jié)合位點(diǎn)、交聯(lián)區(qū)和凝血酶敏感位點(diǎn)。FGL-1由 1 個(gè) coil-coil 結(jié)構(gòu)域(coil-coil domain,CCD)和一個(gè)類纖維蛋白原結(jié)構(gòu)域(fibrinogen-like domain,F(xiàn)D)組成[18]。通過(guò)結(jié)構(gòu)域缺失研究,與LAG-3 結(jié)合的功能結(jié)構(gòu)域?yàn)镕D[17]。在LAG-3 蛋白胞外段的4 個(gè)結(jié)構(gòu)域中,D3、D4 結(jié)構(gòu)域缺失不影響FGL-1 的結(jié)合,而單獨(dú)的D1 或D2 結(jié)構(gòu)域的缺失降低其結(jié)合活性,表明D1 和D2 均參與FGL-1-LAG-3 的相互作用;D1 結(jié)構(gòu)域中的單點(diǎn)突變(Y73F)先前被證明破壞MHCⅡ結(jié)合[12],然而,這種突變并不影響FGL-1-Ig結(jié)合,表明FGL-1-LAG-3 與MHCⅡ-LAG-3 的結(jié)合機(jī)制不同。此外,LAG-3+T 細(xì)胞與C9B7W(結(jié)合LAG-3 D2 結(jié)構(gòu)域而不阻斷LAG-3-MHCⅡ相互作用的抗LAG-3 mAb)預(yù)孵育,導(dǎo)致FGL-1-LAG-3 結(jié)合完全被抑制。之后,用MHCⅡ融合蛋白染色的LAG-3+細(xì)胞,即使在FGL-1-Ig 過(guò)量100 倍的情況下,結(jié)合也無(wú)明顯減少。表明FGL1 以獨(dú)立于MHCⅡ的方式與LAG-3 相互作用,這種相互作用涉及FGL1 的FD 結(jié)構(gòu)域和 LAG-3 D1-D2 結(jié)構(gòu)域[17]。

      FGL-1 mRNA 和蛋白表達(dá)于人正常的肝臟和胰腺組織中[19]。Oncomine 數(shù)據(jù)庫(kù)分析顯示,與正常組織相比,包括肺癌、前列腺癌、黑色素瘤和結(jié)直腸癌在內(nèi)的人類實(shí)體瘤中FGL-1 mRNA 表達(dá)上調(diào),另外,高血清FGL-1 還與帕金森患者預(yù)后不良有關(guān)[17]。研究結(jié)果顯示,F(xiàn)GL-1 基因敲除腫瘤生長(zhǎng)顯著減慢,同樣,F(xiàn)GL-1 單抗可顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)。表明FGL-1作為L(zhǎng)AG-3 主要配體誘導(dǎo)T 細(xì)胞抑制功能和免疫逃避。此外還發(fā)現(xiàn),F(xiàn)GL-1 基因敲除小鼠中白細(xì)胞數(shù)量顯著增加;FGL-1 抗體或LAG-3 抗體處理小鼠的CD4+或CD8+TIL 中的活化或功能標(biāo)記物[如CD69、LY6C、顆粒酶 B(granzyme B,GZB)、CD4 和 Fas]顯著增加。表明通過(guò)基因敲除或抗體阻斷沉默F(xiàn)GL1-LAG-3 相互作用,可刺激T 細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中增殖和活化,促進(jìn)腫瘤免疫[17]。

      2.3 Lag-3 的其他配體 LAG-3 可能還具有其他一些配體。已知LAG-3 被廣泛的糖基化,可與半乳糖凝集素-3(Galectin-3)相互作用。Galectin-3 是一種相對(duì)分子質(zhì)量31 000 的凝集素,可通過(guò)多種機(jī)制調(diào)節(jié) T 細(xì)胞反應(yīng)[20]。LAG-3 對(duì) Galectin-3 體外抑制CD8+T 細(xì)胞IFNγ 的釋放是必須的,其在腫瘤微環(huán)境中的多種細(xì)胞上表達(dá),可與腫瘤特異性CD8+T 細(xì)胞上的LAG-3 相互作用調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫應(yīng)答[21]。

      另一種可能以類似方式與LAG-3 結(jié)合的潛在配體是肝竇內(nèi)皮細(xì)胞凝集素(liver and lymph node sinusoidal endothelial cell C-type lectin,LSECtin),其是DC-SIGN 家族成員的細(xì)胞表面凝集素[22]。LSECtin 在肝臟中表達(dá),并且在黑色素瘤組織中被鑒定出來(lái),抑制抗腫瘤T 細(xì)胞應(yīng)答促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)[23]。在黑色素瘤細(xì)胞中,LAG-3 與LSECtin 相互作用抗原特異性T 細(xì)胞釋放IFNγ。

      這兩種潛在配體的存在可能拓寬LAG-3 對(duì)T細(xì)胞功能的影響,特別是關(guān)于LAG-3 對(duì)腫瘤微環(huán)境中CD8+T 細(xì)胞的內(nèi)在作用。另外,不能排除LAG-3還有其他配體存在的可能性。研究發(fā)現(xiàn),LAG-3 結(jié)合中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的突觸核蛋白預(yù)形成的原纖維,與小鼠模型帕金森病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)[24]。以上數(shù)據(jù)提示了LAG-3 其他相關(guān)配體的潛力,并提示了LAG-3分子可能在免疫系統(tǒng)之外的作用。

      3 LAG-3 信號(hào)通路

      目前關(guān)于LAG-3 完整的信號(hào)通路尚未確定,仍需進(jìn)一步研究。現(xiàn)有的關(guān)于LAG-3 的下游信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制研究表明,LAG-3 具有其他抑制性受體(inhibitory receptor,IR)所不具備的獨(dú)特的胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域,表明其可能具有獨(dú)特的作用方式。早期研究表明,在酵母雙雜交篩選中鑒定的LAG-3 相關(guān)蛋白(LAG-3 associated protein,LAP)可能與 EP 基序結(jié)合[25]。LAP可促進(jìn) LAG-3 與 CD3、CD4 和 / 或 CD8 在富含鞘糖脂的微結(jié)構(gòu)域(脂筏)內(nèi)的共定位[26]。共刺激分子被分割成脂筏,隨后形成免疫突觸,聚集信號(hào)分子以增強(qiáng)TCR 信號(hào)。雖然LAP 最初被假設(shè)為對(duì)LAG-3信號(hào)傳導(dǎo)起重要作用,但缺少EP 基序的LAG-3 突變體仍保留活性,表明其對(duì)LAG-3 的功能可能不是必需的[12]。

      Kieele 基序是LAG-3 活性必需的1 個(gè)基序,該序列中的單個(gè)賴氨酸殘基(小鼠中的Lys468)是不可缺少的,并且在迄今測(cè)序的所有物種中均保守[12]。該基序似乎不存在于任何其他蛋白質(zhì)中,因此其可能介導(dǎo)一種尚未鑒定的信號(hào)分子或機(jī)制。闡明潛在的LAG-3 細(xì)胞傳導(dǎo)信號(hào)機(jī)制仍是當(dāng)務(wù)之急。

      LAG-3 與APC 相互作用可傳導(dǎo)雙向信號(hào)。LAG-3在人體內(nèi)有兩種存在形式:膜結(jié)合型LAG-3(membrane LAG-3,mLAG-3)和可溶性 LAG-3(soluble LAG-3,sLAG-3),兩者與DC 相互作用發(fā)揮不同的免疫調(diào)節(jié)作用。正常情況下DC 保持耐受狀態(tài),經(jīng)外來(lái)抗原刺激后分化為成熟DC,并通過(guò)MHCⅠ類或Ⅱ類分子將抗原提呈給初始T 細(xì)胞,使T 細(xì)胞增殖分化為CTL 或CD4+Th1 細(xì)胞,增強(qiáng)免疫應(yīng)答,并通過(guò)分泌細(xì)胞因子和趨化因子募集效應(yīng)T 細(xì)胞遷移至腫瘤部位,維持其在腫瘤部位的長(zhǎng)期存在,發(fā)揮腫瘤殺傷活性。腫瘤細(xì)胞表面不表達(dá)共刺激分子缺乏T 細(xì)胞成熟的第二信號(hào),并且腫瘤細(xì)胞可分泌IL-10和TGF-β 等細(xì)胞因子,抑制DC 成熟。有研究表明,某些腫瘤可引起DC 凋亡[27],DC 凋亡可能阻斷了特異性抗腫瘤反應(yīng)的發(fā)生,這可能是腫瘤實(shí)現(xiàn)免疫逃逸的重要機(jī)制。體外致敏的DC 回輸體內(nèi)可誘導(dǎo)特異性免疫應(yīng)答,在人類臨床應(yīng)用研究中具有一定潛力[28]。

      表達(dá)在Treg 細(xì)胞上的mLAG-3 與MHCⅡ結(jié)合可抑制 DC 功能,通過(guò)抑制 FcγRγ 和 ERK 參與的免疫受體酪氨酸激活基序(immunoreceptor tyrosinebased activation motif,ITAM)信號(hào)通路,募集含 SH2結(jié)構(gòu)域的磷酸酶1(SH2-containing protein tyrosine phosphatase 1,SHP-1)導(dǎo)致 IL-12 分泌減少和 CD86下調(diào),從而下調(diào)免疫應(yīng)答[29]。與DC 的反向信號(hào)機(jī)制相似,mLAG-3 與表達(dá)MHCⅡ類的黑色素瘤細(xì)胞通過(guò)激活 MAPK / ERK 和 PI3K / Akt 生存途徑來(lái)抵抗Fas 介導(dǎo)的凋亡,從而實(shí)現(xiàn)免疫逃逸功能[30]。不同的是,sLAG-3 與DC 相互作用激活免疫應(yīng)答。sLAG-3-MHCⅡ類相互作用與CD40L-CD40 相互作用一起參與了APC 在體外誘導(dǎo)IL-12 和IFNγ[31],并誘導(dǎo) DC產(chǎn)生Th1 型細(xì)胞因子。sLAG-3 作為免疫激活劑與腫瘤細(xì)胞抗原一起皮下給藥時(shí),可激活DC 誘導(dǎo)抗原或腫瘤特異性CTL 和 CD4 Th1 反應(yīng)[32]。

      4 LAG-3 藥物的開發(fā)及應(yīng)用

      目前有4 種LAG-3 調(diào)節(jié)劑作為抗癌治療藥物進(jìn)入臨床,還有幾種正在臨床前開發(fā)中。最初的LAG-3驅(qū)動(dòng)的臨床試驗(yàn)集中在設(shè)計(jì)為APC 激活劑的IMP-321(prima biomed / immutep)上,另外已開發(fā)了 3 種不同的LAG-3 特異性單克隆抗體用于治療癌癥,即BMS-986016(Bristol-Myers squibb,全人 IgG4)、LAG525(Novartis,人源化 IgG4)和 MK-4280(Merck)。葛蘭素史克公司開發(fā)的第4 種抗LAG-3 拮抗單克隆抗體(GSK2831781)被設(shè)計(jì)用于在自身免疫性疾病患者中耗竭LAG-3+表達(dá)細(xì)胞,該藥物正在用于斑塊型銀屑病患者的臨床試驗(yàn)(NCT02195349),強(qiáng)調(diào)LAG-3 調(diào)節(jié)療法可能具有癌癥以外的應(yīng)用的作用。靶向LAG-3 的藥物臨床試驗(yàn)總結(jié)見(jiàn)表1(ClinicalTrials.gov)[3]。

      表1 LAG-3 藥物研發(fā)近況Tab.1 Recent development of LAG-3 drugs

      4.1 sLAG-3 作為癌癥疫苗佐劑的應(yīng)用 治療性癌癥疫苗旨在通過(guò)增強(qiáng)內(nèi)源性免疫系統(tǒng)來(lái)治療癌癥。在臨床有效的癌癥疫苗開發(fā)中,最實(shí)際的目標(biāo)之一是鑒定能夠優(yōu)化疫苗效果的佐劑。在人類細(xì)胞中,LAG-3 作為可溶性分子,結(jié)合MHCⅡ類分子通過(guò)PI3K /Akt 通路信號(hào)傳導(dǎo)激活抗原呈遞細(xì)胞,導(dǎo)致體內(nèi)抗原特異性T 細(xì)胞應(yīng)答增加。體內(nèi)LAG-3 轉(zhuǎn)染的腫瘤細(xì)胞或由sLAG-3 融合蛋白與照射的腫瘤細(xì)胞一起,可誘導(dǎo)腫瘤消退和腫瘤細(xì)胞特異性CD8+T 細(xì)胞應(yīng)答[33]。隨后,用乙型肝炎表面抗原(hepatitis B surface Ag,HBsAg)或可溶性抗原(soluble antigen,OVA)與sLAG-3 共同免疫小鼠,結(jié)果表明,與對(duì)照組相比(不加sLAG-3),sLAG-3 與抗原聯(lián)合使用可顯著增強(qiáng)CTL 應(yīng)答,激活T 細(xì)胞,增強(qiáng)Th1 型細(xì)胞因子應(yīng)答,并顯著提高血清抗體滴度[34]。

      LAG-3 可作為佐劑激活免疫應(yīng)答,用于癌癥疫苗的治療。LAG-3-Ig 與 Poly(I:C)作為一種新的佐劑組合可協(xié)同增強(qiáng)癌癥疫苗的治療效果。腫瘤相關(guān)抗原 P1A 單獨(dú)與 poly(I:C)或 LAG-3-Ig 佐劑聯(lián)合免疫可延緩P815 肥大細(xì)胞瘤腫瘤的生長(zhǎng),但小鼠最終均被腫瘤殺死。然而,當(dāng) P1A 肽疫苗與 Poly(I:C)和LAG-3-Ig 一起治療小鼠時(shí),預(yù)先建立的P815 腫瘤完全消退,所有小鼠均獨(dú)立存活。對(duì)小鼠腫瘤組織病理學(xué)檢查發(fā)現(xiàn),P1A 和 Poly(I:C)與 LAG-3-Ig聯(lián)合佐劑處理的小鼠,大多數(shù)腫瘤組織發(fā)生壞死,壞死區(qū)域附近有大量CD4+和CD8+T 細(xì)胞浸潤(rùn)[35]。因此,可溶性LAG-3 分子在癌癥疫苗的研發(fā)中作為佐劑具有較好的應(yīng)用前景。

      關(guān)于sLAG-3 免疫增強(qiáng)的臨床研究主要集中在IMP321。IMP321 是一種可溶性二聚體重組蛋白,由與人 IgG1(LAG-3-Ig)的 Fc 部分融合的 4 個(gè) LAG-3細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域組成。該融合蛋白最初旨在作為L(zhǎng)AG-3拮抗劑,但如今臨床開發(fā)更關(guān)注于其作為免疫佐劑用于激活A(yù)PC 的用途。IMP321 作為一種單藥,在晚期轉(zhuǎn)移性腎癌(renal cell carcinoma,RCC)(NCT-00351949)患者中進(jìn)行了第1 期劑量遞增試驗(yàn)[36],結(jié)果顯示,IMP321 單藥治療顯著誘導(dǎo)表達(dá)CD28 的效應(yīng)記憶T 細(xì)胞,并具有一定的安全性和耐受性,為將該藥物與一線化療或其他免疫治療(如癌癥疫苗)結(jié)合以增強(qiáng)整體抗腫瘤活性提供了依據(jù)。在此基礎(chǔ)上,評(píng)估了IMP321 在晚期胰腺癌患者和晚期乳腺癌的化學(xué)免疫治療試驗(yàn)。IMP321 在美國(guó)的第1 個(gè)臨床試驗(yàn)評(píng)估了 IMP321 聯(lián)合吉西他濱(1 000 mg / m2)作為一線治療18 例晚期胰腺癌患者的安全性?;熆烧T導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡釋放抗原,而IMP321 可刺激DC 成熟,因此認(rèn)為這一聯(lián)合作用可促進(jìn)CD8+T細(xì)胞的擴(kuò)增和對(duì)腫瘤的識(shí)別。結(jié)果顯示,吉西他濱與IMP321 聯(lián)合,在所有劑量水平上均具有良好的耐受性,并且無(wú)嚴(yán)重不良事件,其T 細(xì)胞水平及DC 和單核細(xì)胞水平在治療前后無(wú)明顯差別[37]。后續(xù)研究可探索更高的劑量水平。此外,在33 名轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者(NCT00349934)中評(píng)估了IMP321 與紫杉醇聯(lián)合使用作為一線化學(xué)免疫療法的應(yīng)用,結(jié)果顯示,患者在化療后第2 天,每2 周用紫杉醇與可溶性IMP321 進(jìn)行治療,每組患者皮下注射0.25、1.25 和6.25 mg IMP321。接受治療的患者群體未出現(xiàn)不良反應(yīng),建議將每2 周1 次的30 mg 劑量用于Ⅱ期臨床試驗(yàn),該劑量被證明最有效并且安全,與對(duì)照組相比(單獨(dú)的紫杉醇治療)有明顯的免疫學(xué)效果。表達(dá)MHCⅡ分子的 APC(單核細(xì)胞和 DC)、NK 和 T 細(xì)胞群體均出現(xiàn)明顯升高,并伴隨腫瘤體積減?。?8]。

      將LAG-3-Ig 與分泌粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte macrophage colony stimulating factor,GM-CSF)的腫瘤細(xì)胞免疫療法結(jié)合可刺激細(xì)胞和體液抗腫瘤免疫應(yīng)答,這種聯(lián)合療法可促進(jìn)分泌IFNγ 的CD8+T 細(xì)胞增殖,并在動(dòng)物血清中檢測(cè)到抗原特異性IgG1 體液反應(yīng)增加,可延長(zhǎng)荷瘤動(dòng)物的存活期[39]。

      4.2 LAG-3 在腫瘤免疫治療中的應(yīng)用 LAG-3 分子作為免疫檢查點(diǎn),在多種腫瘤中發(fā)揮免疫抑制作用。錯(cuò)配修復(fù)陽(yáng)性的肝轉(zhuǎn)移性結(jié)腸癌(liver metastases of colorectal cancer,LM-CRC)在腫瘤 T 細(xì)胞上表達(dá)抑制性受體的比例高于錯(cuò)配修復(fù)陽(yáng)性的原發(fā)性CRC,CD8+T 細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和單核細(xì)胞的比例也高于錯(cuò)配修復(fù)陽(yáng)性的原發(fā)性CRC,抑制性受體LAG-3、PD-1、TIM3 和 CTLA4 在 LM-CRC 腫瘤 CD8+T 細(xì)胞、CD4+T 輔助細(xì)胞和 / 或調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞上的表達(dá)高于正常個(gè)體。LAG-3 或PD-L1 的抗體阻斷增加了從LM-CRC 分離的腫瘤內(nèi)T 細(xì)胞對(duì)多克隆和自體腫瘤特異性刺激的增殖和效應(yīng)細(xì)胞因子產(chǎn)生[40]。

      相對(duì)正常組織而言,LAG-3 分子在肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)患者的腫瘤組織區(qū)中高表達(dá),LAG-3 分子的高表達(dá)與CD8+T 細(xì)胞的效應(yīng)功能呈負(fù)相關(guān)[41]。此外,LAG-3 分子在非小細(xì)胞癌、黑色素瘤、HIV 等疾病中通過(guò)免疫抑制作用實(shí)現(xiàn)免疫逃逸,用LAG-3 單抗封閉可提高免疫應(yīng)答。

      BMS-986016(Relatlimab)是首個(gè)開發(fā)的抗LAG-3 mAb,目前正在各種臨床試驗(yàn)中進(jìn)行評(píng)估,包括實(shí)體瘤和血液系統(tǒng)惡性腫瘤。Relatlimab 的Ⅰ/ Ⅱa 初始階段試驗(yàn)旨在研究該藥物單獨(dú)使用或與Nivolumab 聯(lián)合治療對(duì)晚期疾病的療效,近期數(shù)據(jù)表明,在黑色素瘤患者中Relatlimab 與Nivolumab 聯(lián)合使用可延長(zhǎng)生存期[42]。

      4.3 LAG-3 分子在自身免疫病中的應(yīng)用 抑制性受體(inhibitory receptor,IRS)的表達(dá)對(duì)于控制免疫反應(yīng)是必要的,從而防止惡化的T 細(xì)胞活化和自身免疫的發(fā)生,LAG-3 作為負(fù)性調(diào)節(jié)物具有重要作用。因此,LAG-3 缺陷導(dǎo)致許多自身免疫模型中疾病的惡化。BALB / c-Aicda-/-是一種自發(fā)性自身免疫病的小鼠模型,由LAG-3 功能喪失突變導(dǎo)致,并且缺乏編碼PD-1 的基因,LAG-3 的缺失在小鼠中誘導(dǎo)致死性心肌炎。表明LAG-3 與PD-1 協(xié)同作用可預(yù)防小鼠的自身免疫[43]?;罨腡 淋巴細(xì)胞在許多自身免疫疾病和器官移植排斥中具有重要意義。因此,特異性地耗盡LAG-3+T 細(xì)胞可能導(dǎo)致靶向免疫抑制,因此制備了細(xì)胞毒性LAG-3 嵌合抗體(嵌合A9H12),其對(duì)LAG-3 蛋白表現(xiàn)出高度的親和力并在體內(nèi)外均成功刪除T 細(xì)胞應(yīng)答,與傳統(tǒng)免疫抑制劑相比,LAG-3 是一種有前途的治療靶點(diǎn),用于消除可能導(dǎo)致更高治療指數(shù)的自身免疫疾病和移植[44]。在LAG-3敲除的非肥胖糖尿病(non obese diabetes,NOD)小鼠模型中,發(fā)現(xiàn)LAG-3-/-表現(xiàn)出糖尿病進(jìn)程加速,CD4+和CD8+T 細(xì)胞胰島浸潤(rùn)增加和胰島內(nèi)增生[45]。因此,LAG-3 在自身免疫疾病和移植排斥反應(yīng)的治療上具有較高的潛力。

      5 展 望

      阻斷CTLA4 和PD(-L)1 取得的成功為腫瘤靶向免疫治療建立了新途徑。在過(guò)去的幾年中,LAG-3作為一種抑制性受體獲得了廣泛的關(guān)注,現(xiàn)時(shí)已開展的多個(gè)LAG-3 靶向藥物早期臨床研究初步結(jié)果顯示,靶向LAG-3 作為單藥療法或聯(lián)合抗PD-1 / 抗PD-L1 抗體藥物均展現(xiàn)出一定的安全性和抗腫瘤有效性,特別是聯(lián)合療法有望發(fā)揮協(xié)同增強(qiáng)作用。因此,開發(fā)針對(duì)LAG-3 靶點(diǎn)的藥物將為患者提供更新型、全面和有效的治療方案。

      在腫瘤免疫治療研究領(lǐng)域,CTLA-4、PD-1、LAG-3、Tim-3、TIGIT 這 5 個(gè)免疫檢查點(diǎn),能抑制 T 細(xì)胞的增殖、活化和效應(yīng)功能,維持體內(nèi)的免疫穩(wěn)態(tài)。目前對(duì)PD-1 / PD-L1 通路抑制腫瘤發(fā)展的研究比較深入,LAG-3 作為新型靶點(diǎn)仍需進(jìn)一步研究,目前關(guān)于LAG-3 的藥物研發(fā)均是以MHCⅡ分子為配體開展,臨床效果差強(qiáng)人意。其功能配體FGL-1 的發(fā)現(xiàn)為L(zhǎng)AG-3分子藥物的研發(fā)提供了新的思路,其必將成為腫瘤免疫治療中最有前景和潛力的靶點(diǎn)之一。

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