摘要:近年来,癌症治疗领域迎来了免疫治疗的革命性突破。免疫检查点抑制剂(Immune Checkpoint Inhibitors, ICIs)通过阻断T细胞表面的抑制性受体(如PD1、CTLA4等),显著改善了多种晚期癌症患者的无进展生存期(PFS)和总生存期(OS)。2022年,FDA批准了首个靶向淋巴细胞激活基因3(Lymphocyte Activation Gene 3, LAG3)的单克隆抗体relatlimab联合PD1抑制剂nivolumab(商品名Opdualag)用于晚期黑色素瘤的治疗,标志着LAG3正式跻身核心免疫治疗靶点行列。本文将从LAG3的分子机制、临床前研究、临床试验进展及未来挑战等方面展开深度解析,为读者呈现这一领域的最新全景。
一、LAG3的分子结构与功能机制
1. LAG3的分子特征
LAG3(CD223)是一种Ⅰ型跨膜蛋白,主要表达于活化的T细胞、B细胞和自然杀伤(NK)细胞表面。其结构包含四个Ig样胞外结构域(D1-D4)、连接肽(Connecting Peptide, CP)、跨膜区及胞内结构域(图1)。
D1结构域:负责与主要配体MHC II类分子(MHCII)结合,亲和力是CD4的1000倍。
D2结构域:介导LAG3同源二聚化,对抑制性信号传导至关重要。
胞内结构域:包含三个保守基序(FxCL、KIEELE和EP基序),其中EP基序通过降低局部pH值,促使Zn²⁺解离,进而抑制LCK激酶与CD4/CD8共受体的结合,阻断T细胞受体(TCR)下游信号传导。
图1. LAG3的分子结构及其功能域。D1-D4为胞外结构域,EP基序参与抑制性信号传导。
2. LAG3的配体与信号通路
LAG3通过多种配体介导免疫抑制功能(图2):
MHCII:经典配体,结合后抑制CD4⁺ T细胞活化,并竞争性阻断CD4与MHCII的相互作用。
FGL1(纤维蛋白原样蛋白1):在肝癌、非小细胞肺癌(NSCLC)等肿瘤中高表达,与LAG3结合后削弱T细胞抗肿瘤功能。
TCR-CD3复合物:LAG3可直接与TCR-CD3结合,抑制免疫突触形成,阻断T细胞激活。
其他潜在配体:如LSECtin和galectin-3,但其临床相关性仍需验证。
图2. LAG3通过结合MHCII、FGL1等配体抑制T细胞功能,并可通过ADAM蛋白酶剪切生成可溶性LAG3(sLAG3)。
3. LAG3的生物学功能
LAG3的核心作用是维持免疫耐受,防止自身免疫反应。然而在肿瘤微环境中:
促进T细胞耗竭:慢性抗原刺激下,LAG3与PD1、CTLA4等共表达,导致T细胞增殖能力下降、效应分子(如IFNγ、颗粒酶B)分泌减少。
调控Treg功能:LAG3⁺调节性T细胞(Treg)抑制效应T细胞活性,促进肿瘤免疫逃逸。
介导治疗抵抗:可溶性FGL1(sFGL1)和sLAG3与PD1抑制剂耐药相关。
二、LAG3靶向治疗的临床前突破
1. LAG3/PD1协同阻断机制
临床前研究揭示了LAG3与PD1的协同抑制效应:
双重信号抑制:LAG3通过EP基序干扰TCR信号,而PD1通过SHP-2磷酸酶抑制PI3K-AKT通路,两者共同导致T细胞耗竭。
转录调控:LAG3维持耗竭相关转录因子TOX的表达,而联合阻断可恢复T细胞功能。
临床验证:在小鼠黑色素瘤模型中,抗LAG3(C9B7W)联合抗PD1使肿瘤消退率提升3倍。
2. 新型抗体设计策略
为提高靶向效率,研究者开发了多种创新抗体:
D2结构域靶向抗体:如C9B7W,通过破坏LAG3二聚化增强抗肿瘤活性。
非竞争性表位抗体:部分抗体结合D3结构域,避免与MHCII竞争结合。
双特异性抗体(BsAbs):同时靶向LAG3与PD1/CTLA4/TIGIT等,精准作用于共表达IRs的耗竭T细胞(Tex)。
三、LAG3靶向治疗的临床进展
1. 单抗联合疗法:从黑色素瘤到实体瘤
Opdualag(relatlimab + nivolumab)的获批标志着LAG3治疗的里程碑:
RELATIVITY-047试验:中位PFS从4.6个月提升至10.1个月(HR=0.75),且安全性优于PD1+CTLA4组合(表1)。
剂量优化探索:Regeneron的flanlimab(1600 mg)联合cemiplimab(350 mg)在Ⅰ期试验中实现61.2%的客观缓解率(ORR),但肾上腺功能不全发生率较高(12%)。
表1. 靶向LAG3的单克隆抗体临床试验(截至2024年8月)
2. 双特异性抗体:精准打击与安全性平衡
双抗通过“一箭双雕”策略展现独特优势:
Tebotelimab(LAG3×PD1):在HER2阳性胃癌中联合Margetuximab,ORR达19.4%,且毒性可控。
Tobemstomig(LAG3×PD1):优先结合PD1⁺LAG3⁺ TILs,在晚期实体瘤中ORR为17.1%。
XmAb22841(LAG3×CTLA4):联合PD1×ICOS双抗,irAEs发生率仅20-24%。
表2. 靶向LAG3的双特异性抗体临床试验(截至2024年8月)
3. 新型递送策略与联合治疗
细胞间桥接双抗:如FS118(LAG3×PDL1)通过同时结合肿瘤细胞PDL1和T细胞LAG3,增强局部T细胞激活。
放疗/化疗协同:铂类化疗可诱导新抗原释放,与LAG3抑制剂联用正在NSCLC等肿瘤中评估。
四、挑战与未来方向
1. 生物标志物探索
LAG3⁺ TILs:肿瘤内LAG3⁺细胞≥1%可能预示PD1抑制剂耐药,但单独预测价值有限。
sFGL1与sLAG3:血浆sFGL1水平与PD1耐药相关,sLAG3的预后意义因癌种而异。
MHCII表达:黑色素瘤中MHCII⁺肿瘤与更好预后相关,提示微环境异质性。
2. 未解之谜与研究方向
机制层面:LAG3/PD1协同阻断如何重塑T细胞代谢与表观遗传?CD4⁺ T细胞的作用是否被低估?
临床层面:LAG3单药高剂量(如flanlimab 1600 mg)是否有效?最佳联合靶点(TIM3、TIGIT或VEGF)如何选择?
技术层面:能否开发靶向D2结构域的人源化抗体?三特异性抗体(如PDL1/TIGIT/LAG3)是否更具优势?
五、结语
LAG3靶向治疗的成功不仅是免疫检查点抑制剂领域的又一里程碑,更揭示了多靶点协同调控T细胞耗竭的深层机制。随着双抗、联合策略及生物标志物的持续突破,未来LAG3有望在更多癌种中改写治疗格局。然而,对其分子机制的深入解析、治疗方案的精准优化,仍是实现“治愈”愿景的关键。正如《Trends in Cancer》综述所言:“我们刚刚揭开LAG3冰山一角,更大的惊喜或许还在深海之下。”
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