钟雪锋 综述，王彤敏△ 审校

(1.昆明理工大学附属医院/云南省第一人民医院第二普外科 650000；2.昆明理工大学医学院 650000)

淋巴细胞激活基因3(LAG-3)也被称为CD223，是1990年TRIEBEL等[1]在自然杀伤(NK)细胞及活化的T细胞中发现的与CD4结构相似的新型基因，被认为可能在免疫调节中具有重要作用。最近的研究发现LAG-3与PD-1及CTLA-4一样都是调节免疫检查点的共受体，参与肿瘤免疫反应，在肿瘤的发生发展过程中，有助于肿瘤免疫逃逸。另外，还通过一种未知的机制抑制T细胞受体下游信号的传导。

1 LAG-3的结构

LAG-3是包含8个外显子长约6.6 kb的基因。位于人类12号染色体及小鼠的6号染色体上。LAG-3可以编码含有498个氨基酸的Ⅰ型跨膜蛋白，与CD4具有高度的同源性。LAG-3编码的蛋白属于免疫球蛋白超家族(IgSF)，从结构上可分为细胞外区、跨膜区和细胞内区；细胞外区包含4个Ig样结构域D1～D4，其中D1区域富含脯氨酸使其与组织相容复合体Ⅱ(MHC Ⅱ)的结合能力较CD4更高,因而可阻止CD4与MHC Ⅱ的结合，抑制T细胞的功能。跨膜区包含一个酪氨酸激酶的结合位点，称为S454,是潜在的丝氨酸磷酸化位点。细胞内区域包含2个重要结构，一个是高度保守的KIEELE序列，研究表明，该序列与LAG-3的功能密切相关[2]；另一个是谷氨酸-脯氨酸重复序列，即EP序列，对细胞内的信号转导有着重要作用。

2 LAG-3的生物学功能

LAG-3表达于活化的CD4+T细胞、CD8+T细胞及调节性T细胞(Tregs)，也存在于NK细胞和不变自然杀伤T(NKT)细胞、活化的B细胞[3]和浆细胞样树突状[4]表面。有研究表明在卵巢癌、霍奇金淋巴瘤、黑素瘤、非小细胞肺癌(NSCLC)、弥漫性大B细胞淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤、头颈部鳞癌(HNSCC)等肿瘤的肿瘤浸润性T细胞中LAG-3也有显著表达，而且与其他具有侵袭性肿瘤表型和总体预后不良的免疫检查点受体相关[5]。LAG-3主要通过TCR/CD3复合体识别途径导致T细胞增殖受到抑制，同时减少细胞因子分泌，从而影响T细胞的功能，使T细胞功能耗竭[6]，也招募Tregs进一步降低免疫系统的激活[7]，此外，LAG-3还通过抗原提呈细胞抑制T细胞的激活[8]。

3 LAG-3的配体

与LAG-3相关的配体有MHC-Ⅱ类分子、肝窦内皮细胞凝集素(LSECtin)、半乳糖凝集素3和纤维介素蛋白1(FGL-1)，其中LAG-3的经典配体MHC-Ⅱ的研究比较深入。

LAG-3与CD4具有高度同源性，所以CD4的配体也是MHC-Ⅱ的配体。LAG-3与MHC-Ⅱ的结合能力是CD4的100倍，具有更高的亲和力。以往研究认为LAG-3与CD4竞争结合MHC-Ⅱ,抑制T细胞的活化，最新研究表明LAG-3是独立的负性调节因子，与CD4之间不存在竞争关系，而是选择性地结合识别抗原肽-MHC-Ⅱ(peptide MHC-Ⅱ,pMHC-Ⅱ)，抑制CD4+T细胞。

FGL-1是最近研究比较多的配体。FGL-1在胃癌、前列腺癌及乳腺癌中显著上调，而且有研究提示FGL-1的上调可能与胃癌预后不良相关[9]。

4 LAG-3在肿瘤免疫治疗中的作用

免疫检查点抑制剂的应用使得不少患者从中获益，然而却没有达到效能最大化，其中的原因有肿瘤产生耐药性、肿瘤浸润性淋巴细胞(TILs)的缺失和髓源性抑制细胞的存在，还有一个重要的原因是，免疫检查点抑制剂会导致致命性的免疫相关不良事件的发生。可喜的是，多项研究表明抗LAG-3和其他免疫检查点抑制剂的联合使用，可减少耐药性和免疫相关不良事件的发生。截至目前，还未有一种抗LAG-3抗体进入临床用于治疗癌症，但是已经有超过50项临床相关研究正在进行或已经完成[10]。相关抗体已经有15种正在进行临床前或临床研究，既有单一抗LAG-3的研究也有抗LAG-3与抗PD-1、PD-L1及TIM-3的联合研究。涉及的肿瘤包括NSCLC、乳腺癌、卵巢癌、黑色素瘤、肾癌、结直肠癌、肝癌、胰腺癌，以及血液系统相关肿瘤[11]。临床前的研究有3项：PRS-332,P13B02-3,LBL-007；临床研究有12项： IMP321,LAG525(IMP701),MK-4280,REGN3767,Relatlimab(BMS-986016),BI 754111,FS118,Tebotelimab(MGD013),TSR-033,INCAGN2385,Sym022,XmAb22841。

4.1 LAG-3与肺癌

LAG-3在NSCLC肿瘤浸润性淋巴细胞中表达，马成龙等[12]发现，LAG-3也表达于NSCLC肿瘤细胞且与TNM分期相关。SHEPHERD等[13]收集了368例NSCLC病理标本，包括218例腺癌及150例鳞状细胞癌，他们发现LAG-3的表达与临床病理特征及预后密切相关[13]。JUNG等[14]发现NSCLC中PD-L1与LAG-3共表达，抗PD-L1治疗可以获得更好更持久临床效益并且改变了长期生存率，他们推断LAG-3可能是新的生存率预测标志物[14]。HE等[15]研究表明，在部分NSCLC患者肿瘤组织中，LAG-3在TILs上表达；其在非腺癌中表达较高，并与PD-1/PD-L1表达相关；LAG-3阳性或LAG-3和PD-L1均阳性与术后早期复发相关，这些研究提示LAG-3与NSCLC患者预后不良有关。

4.2 LAG-3与乳腺癌

LAG-3作为新型的免疫检查点，在乳腺癌中的研究备受关注。TRIEBELA等[16]研究发现治疗前血清sLAG-3免疫反应蛋白水平的升高预示雌激素受体(ER)或孕激素受体(PR)阳性乳腺癌复发风险的降低，诊断时高的血清sLAG-3水平与较长的无病生存期(DFS)、无转移生存期(MFS)和总生存期(OS)相关，由此推测术前血清sLAG-3是ER阳性或PR阳性乳腺癌患者预后的判断指标。新辅助化疗在早期三阴性乳腺癌(TNBC)治疗中的应用研究表明，新辅助化疗前LAG阳性与LAG阴性患者病理完全缓解率分别为53.0%和13.4%，新辅助化疗后LAG-3的表达均显著降低[17]。LIU等[18]在2 994例乳腺癌的临床研究中发现，LAG-3表达在ER阴性、PR阴性及HER-2阴性的患者中上调，而且LAG-3的表达与肿瘤的分级呈正相关，总而言之，LAG-3的高表达预示着高度恶性乳腺癌的发生。在表达PD-L1的TNBC人群中，大约50%的患者显示PD-L1与LAG-3共表达,对于单纯应用抗PD-L1产生免疫检查点抑制剂不良反应的患者，PD-1(L1)和LAG-3双重阻断可能是治疗TNBC可行的选择[19]。

4.3 LAG-3与结直肠癌

在直肠癌小鼠模型中，同时阻断LAG-3和PD-1可以促进T细胞介导的免疫反应，抑制肿瘤的生长[20]。在移植结直肠癌模型中，也发现了类似的结论，他们通过阻断PD-1和使用新发现的抗LAG-3抗体LBL-007单独或联合进行阻断，和IgG对照比较，单独阻断可抑制肿瘤的生长，联合阻断可进一步抑制肿瘤的生长，证实了同时阻断LAG-3和PD-1在小鼠结直肠癌模型具有协同抗肿瘤的作用，为临床前研究到临床研究提供了数据支持[21]。HUANG等[22]收集了20例结直肠癌患者的外周血，提取人外周血单核细胞(PBMC)，采用流式细胞技术分离得到CD8+LAG-3+T细胞，培养15 d后，应用TCR测序结果显示其是寡克隆，酶联免疫斑点实验(ELIspot)法检测发现其具有更高的细胞毒性，这些结果支持了LAG-3免疫检查点受体在结直肠癌患者中有富集肿瘤特异性T细胞的潜在作用[22]。PENG等[23]发现，直肠癌患者新辅助放疗后PD-1和LAG-3表达增加，放射治疗的方式和时间都会影响它们的表达，提示免疫检查点封锁治疗与放射治疗的排序和时间窗有关联，有待进一步研究证实。KAMAL等[24]在队列研究中发现，结直肠癌患者CTLA-4、BTLA、TIM-3和LAG-3表达显著上调，且LAG-3与TIM-3对结直肠癌的诊断敏感度达到93%，在中晚期结直肠癌患者LAG-3表达要显著高于早期患者，LAG-3高表达的结直肠癌患者生存时间也明显低于LAG-3低表达的结直肠癌患者。Relatlimab是首个抗LAG-3全人IgG4单抗，被作为结直肠癌等多实体肿瘤的治疗药物[25]。还有研究发现抑制免疫检查点PD-1细胞程序性死亡蛋白(PDCD-1)和LAG-3高甲基化可能降低结直肠癌发生的风险，推测PDCD-1和LAG-3的甲基化水平可能是基于血液的预测性生物标志物，可用于识别结直肠癌风险较低的个体[26]。RHYNER等[27]发现在诊断为Ⅱ期结肠癌的患者中，TILs中LAG-3的表达与5年无病生存率显著相关，LAG-3可作为Ⅱ期结肠癌患者的预后标志物。在TIGIT+CD8+T细胞表面表达更多的抑制受体如LAG-3、PD-1、TIM-3,而TIGIT可以促进CD8+T细胞衰竭，抑制其抗肿瘤免疫的作用，且预示结直肠癌预后不良[28]。

4.4 LAG-3与胃癌

MIMURA等[29]研究证实，在胃癌T细胞培养模型中，同时阻断PD-1/PD-L1,LAG-3和TIM-3可增强抗肿瘤免疫。TAKAYA等[30]通过测定33例确诊为胃腺癌患者术前及术后1、3、7 d及30 d CD4+T细胞及CD8+T细胞LAG-3及PD-1的表达情况，发现术后二者均明显上调，与之前学者研究[31]结果一致。OHMURA等[32]发现用Nivolumab治疗增强了中枢/效应记忆和CD4+/CD8+T细胞效应亚群的激活。而且T细胞上LAG-3和OX40的表达与Nivolumab治疗的疗效相关，可以作为抗PD-1治疗的生物标志物。LV等[33]研究发现，在EBV/dMLH1亚型胃癌患者中，LAG-3+细胞的高表达预示着不良的临床结局，进一步的分析发现，EBV/dMLH1亚型胃癌患者瘤体内LAG-3+细胞可招募更多的Treg和M2巨噬细胞,这与免疫抑制微环境特征相关，可能是LAG-3高表达患者预后较差的原因[33]。

4.5 LAG-3与肾细胞癌(RCC)

早在2001年DEMEURE等[34]收集了8例RCC患者的病理标本，用荧光活化分选技术分析LAG-3的表达情况，发现8例TILs上均有LAG-3的表达，而且表达于CD8+TILs。IMP321是一种重组可溶性LAG-3Ig融合蛋白，BRIGNONE等[35]纳入了21例晚期RCC的患者，注射IMP321治疗后发现，注射剂量大于6 mg的患者，肿瘤生长受到了抑制，无进展生存期延长[36]。GIRALDO等[36]发现在肾透明细胞癌(ccRCC)中肿瘤浸润性CD8+T细胞高表达LAG-3、PD-1、PD-L1且缺乏成熟的树突状细胞与疾病进展有关；而低表达LAG-3、PD-1、PD-L1且存在成熟的树突状细胞与良好的预后相关。LAG-3等免疫检查点的表达及DC在ccRCC的肿瘤微环境中调节CD8+T细胞的功能。MATSUSHITA等[37]也在ccRCC的肿瘤微环境发现LAG-3、PD-1、PD-L1、CTLA-4等高表达，认为它们的存在是调节患者免疫反应的关键，这些分子通路的阻断可以与靶向新抗原的免疫疗法相结合以实现协同抗肿瘤活性。ZELBA等[38]发现PD-1和LAG-3的双重阻断是一种有应用潜力的RCC检查点阻断组合，在T细胞抑制中起主导作用。这些研究发现证实了LAG-3在RCC中的免疫作用，推动了药物治疗的相关研究，Relatlimab (BMS-986016)是一种抗IAG-3抗体，正在与Nivolumab联合进行二期临床试验，用于晚期RCC。其他抗LAG-3抗体(LAG525)正在Ⅰ期和Ⅰ/Ⅱ期试验中单独测试或与抗PD-1联合测试用于晚期恶性肿瘤，包括RCC[39]。KLUMPER等[40]最近的研究还发现，在ccRCC中LAG-3甲基化水平可能是预测抗LAG-3药物反应的生物标志物。FGL-1在ccRRC中上调，FGL-1高表达与ccRRC不良预后相关，他们还验证了FGL-1通过促进肿瘤上皮间质转化过程刺激ccRRC的迁移、侵袭和转移[41]。而FGL-1是LAG-3的重要配体，这为LAG-3与RCC的研究提供了新的方向。

LAG-3在胰腺癌、肝癌中也有一定的研究，在黑色素瘤及血液恶性肿瘤的研究更为丰富，1项关于进展期黑色素瘤的研究，在临床前模型中证实了抗LAG-3与PD-1存在协同作用[20]；最近的一项Ⅲ期研究还发现，Relatlimab和Nivolumab联合应用与Nivolumab单独应用相比，可明显提高进展期黑色素瘤无进展生存率。

5 小 结

总而言之，各项研究均提示LAG-3的高表达在实体肿瘤中与预后不良相关，应用相关药物阻断LAG-3可以提高抗肿瘤作用。目前LAG-3在自身免疫性疾病、炎症及感染都有很多研究成果，为了解其在相关领域的作用提供了理论依据和研究方向。相信以后的研究会进一步加深人们对LAG-3在肿瘤免疫治疗作用的认识，研发出相关药物为肿瘤患者带来福音。