近年来，随着免疫疗法的兴起，越来越多的免疫检查点被科学家发现并加以利用，这一发现为肿瘤治疗注入了新的活力，也为癌症患者带来了新的曙光。
今天这篇内容就给大家盘点一下现有的免疫检查点（Immune Checkpoint，IC），并对作用机制、配体、临床药物研发进展做详细介绍。
什么是免疫检查点
T细胞的共刺激与共抑制
T细胞活化是免疫反应启动和调节的关键步骤。当面对抗原时，幼稚T细胞的有效激活和随后的免疫反应需要与来自抗原提呈细胞（APC）的“双信号”共同刺激。
当共刺激信号完全激活T细胞，T细胞活化增殖并在炎症部位发挥效应，攻击表达相关抗原的细胞，并通过其他效应分子直接或间接地破坏它们。
维持免疫稳态对于机体至关重要，有效的免疫应答是抵御病原体和多种肿瘤的发生的关键，然而过度的免疫反应会导致慢性炎症，组织损伤和自身免疫疾病等。而免疫反应的“度”是由共刺激通路和抑制通路来介导平衡的，这两种通路由各种受体及其各自的配体组成，这些受体及配体即称为免疫检查点。
免疫检查点根据功能可以分为正性共刺激分子和负性共刺激分子2种，即共刺激分子和共抑制分子。
共刺激分子是指一系列可以进一步刺激免疫反应的检查点分子，如T细胞共刺激最熟知的途径是B7-1，B7-2/CD28超家族。CD28是一种在T细胞表面组成型表达的受体。B7-1（CD80）和B7-2（CD86）是在APC上表达的CD28配体。B7-1/B7-2与CD28的结合提供了来自APC的主要共刺激信号。
在进一步的研究中，还发现存在负共刺激（即共抑制分子）信号。免疫检查点蛋白传递共抑制信号以负调节T细胞活化，这对于维持自我耐受至关重要。共抑制检查点分子是指抑制免疫反应的检查点分子。
▲免疫检查点抑制剂作用示意图，DOI: 10.1016/j.ccell.2017.05.010
免疫检查点的分类
1）共抑制性免疫检查点
共抑制性免疫检查点：作为免疫系统的“刹车系统”，被激活之后能够及时制动，防止免疫系统攻击机体正常细胞。
目前仅有的、已有成品药物上市的3个热门免疫检查点：CTLA-4和LAG-3与PD-1/PD-L1；这其中，PD-1/PD-L1已经有已有近二十种相关成品药物上市。
免疫检查点未来之星：LAG-3、TIM-3、TIGIT；
2）共刺激性免疫检查点
共抑制性免疫检查点：作为免疫系统的“刹车系统”，被激活之后能够及时制动，防止免疫系统攻击机体正常细胞。
热门检查点：ICOS、4-1BB、OX40、CD40L；
已有相应单抗药物进入临床试验：CD28、CD27、GITR；
仍在研究中的靶点：LIGHT、DNAM-1、2B4、DC-SIGN、DR3；
共抑制性免疫检查点
在检查点受体中，CTLA-4和PD-1是研究最充分和成功靶向治疗的受体，但仍有许多患者对这些治疗方法没有反应，一些肿瘤类型仍然对这些治疗方法基本无效。
目前研究最多、进展最快的下一代免疫检查点为LAG-3、TIM-3和TIGIT。
PD-1
程序性死亡受体1（Programed cell death-1，PD-1）是当下关注度最高的一个免疫检查点分子。它也称为CD279，主要分布在活化的T细胞、B细胞和NK细胞等表面。
作用机制：在T细胞激活后的效应阶段，PD-1与PD-L1结合后促进SHP2磷酸酶的募集，再通过下游信号通路抑制T细胞受体（TCR）介导的T细胞增殖和细胞因子分泌。
配体：PD-L1（肿瘤细胞、抗原呈递细胞表达）和PD-L2（抗原呈递细胞表达）。
表达位置：T细胞、B细胞和一些先天免疫细胞。
▲PD-1 通路的机制和 PD-1/PD-L1 阻断的作用。 PD-1 在 T 细胞上诱导表达。PD-L1 或 PD-L2 与 PD-1 的结合导致 TCR 信号分子的磷酸化减少，从而限制 T 细胞效应器功能。DOI: 10.1146/annurev-immunol-032414-112049.
该研究也彻底拉开了PD-1/PD-L1免疫疗法的序幕，至今全球已有近二十种成品药物上市。
CTLA-4
细胞毒性T淋巴细胞抗原4（Cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4，CTLA-4）也被称为CD152，是首个被报道的免疫检查点分子，一种在T细胞活化后表达于T细胞表面的Ⅰ型跨膜受体蛋白。
作用机制：在CTLA-4与共刺激受体CD28高度同源，竞争性地与共同配体B7-1（CD80）/B7-2（CD86）结合，中断了CD28刺激T细胞的活化反应并传递免疫抑制信号。
配体：B7-1 (CD80) 和 B7-2 (CD86)
B7分子主要表达在抗原呈递细胞（APCs）表面。
表达位置：T细胞（主要是调节性T细胞）。
▲CTLA-4 通路的机制和 CTLA-4 阻断的作用。 CTLA-4 由 T 细胞活化诱导，可以通过抑制 TCR 和 CD28 信号传导的细胞内信号以 T 细胞内在方式抑制免疫反应，或通过降低 APC 上 B7（CD80 和 CD86）的表达以 T 细胞外源方式抑制免疫反应。抗 CTLA-4 单克隆抗体阻止 CTLA-4 和 B7 之间的相互作用，并可能消耗肿瘤微环境中的 Treg，从而允许 CD28 信号转导而没有 CTLA-4 反对并促进持续的免疫反应。DOI: 10.1146/annurev-immunol-032414-112049.
早在2011年，美国食品药品管理局（FDA）批准了第一个免疫检查点抑制剂——伊匹木单抗（Ipilimumab），用于治疗晚期黑色素瘤。该药物的作用靶点就是CTLA-4，通过抗体-蛋白的特异性结合，Ipilimumab阻断了CTLA-4对T细胞活化的抑制作用，使得T细的活化被维持，持续杀伤癌细胞。
不过由于Ipilimumab的副作用和疗效局限，相关研究受阻，直到2022年第二代CTLA-4抑制剂Tremelimumab才获批上市。
LAG-3
淋巴细胞活化基因3（Lymphocyte Activation Gene-3，LAG-3）又称CD223。LAG-3具有抑制其宿主细胞的激活，并通常促进更具抑制性免疫反应的特性。例如在T细胞上，LAG-3减少细胞因子和颗粒酶的产生，同时促进调节性T细胞的分化。
作用机制：Galectin-3，LAG-3可以与Galectin-3结合，调控T细胞的耗竭和免疫抑制。FGL1（Fibrinogen-Like Protein 1），FGL1是LAG-3的重要非MHC-II配体，肿瘤细胞中常高表达。
配体：MHC-II，LAG-3与MHC-II分子高亲和力结合，是其主要配体。通过结合，抑制效应T细胞的激活，增强调节性T细胞的免疫抑制功能。
表达位置：尽管LAG-3也表达在其他免疫细胞上，包括自然杀伤(NK)细胞、B细胞、和浆细胞样树突状细胞(pDCs)，但大多数研究LAG-3的研究集中在T细胞中的功能，被证明作为抑制性受体，下调T细胞的反应，并有助于T细胞的耗竭。
▲Lag-3 通路。左图，Lag-3 在 CD4+T细胞上表达，并与抗原呈递细胞上的 MHC II 类结合。右图，Lag-3 在 CD8 + T 细胞和 NK 细胞上表达，并与肿瘤细胞或肝细胞上的 L-SECtin 结合。Lag-3 的细胞质尾部包含一个独特的 KIEELE 基序，该基序对 Lag-3 的抑制功能至关重要。DOI: 10.1016/j.immuni.2016.05.001.
2022年，首个LAG-3单抗（relatlimab）获FDA批准，可联合nivolumab用于治疗12岁或以上且患有不可切除或转移性黑色素瘤的成人和儿童患者，代表着LAG-3成为继CTLA-4和PD-1之后，第三个应用于临床的免疫检查点。
TIM-3
TIM-3（T-cell Immunoglobulin and Mucin-domain containing-3） 是 TIM 家族中的重要成员，最初被发现是一类存在于全分化型分泌 IFN-γCD4+T 辅助细胞 1（Th1）、CD8+细胞毒性 T 细胞的特异标志。
随后发现 TIM-3 同样表达在 Tregs、单核巨噬细胞、树突细胞（Dendriticcells，DCs）的细胞表面。
作用机制：TIM-3 的主要作用是抑制 T 细胞的活化、增殖，减少正性调控免疫应答的细胞因子的产生，在抗肿瘤的免疫过程中发挥负性调控作用，使肿瘤细胞发生免疫逃逸，有利于肿瘤在原位点向组织深层侵袭。
配体：TIM-3有四种配体，分别是GAL-9、磷脂酰丝氨酸(PtdSer)、HMGB1和CEACAM-1，它们分别与TIM-3 IgV结构域的不同区域结合。Galectin-9，经典配体，通过与TIM-3结合，诱导T细胞凋亡，促进免疫抑制。Phosphatidylserine (PtdSer)，TIM-3可识别凋亡细胞表面的磷脂酰丝氨酸，参与清除凋亡细胞。HMGB1，通过与TIM-3结合，抑制免疫系统对核酸的识别，减少抗原递呈细胞（如DC细胞）的抗肿瘤功能，削弱抗肿瘤反应。CEACAM1，与TIM-3形成复合物，进一步增强免疫抑制信号。
表达位置：T细胞、调节性T细胞、NK细胞、DC细胞、单核巨噬细胞等。
▲DOI: 10.1016/j.immuni.2024.01.010
TIGIT
TIGIT（T cell immunoglobulin and ITIM domain，TIGIT），即T细胞免疫球蛋白，也称为Vsig9，Vstm3和WUCAM。
它和ITIM结构域蛋白从属于脊髓灰质炎病毒受体结合素家族，该家族为免疫球蛋白超家族的一员，主要表达在活化的T细胞、NK细胞、Treg细胞、辅助性T细胞中，是一种T细胞和NK细胞共抑制性受体。
作用机制：TIGIT通过与表达在抗原呈递细胞上的配体CD155和CD112相互作用，介导对NK细胞和T细胞激活的抑制作用，其中TIGIT-CD155之间的相互作用最强，在人类NK细胞系YTS中，TIGIT-CD155通过ITT样基序启动主要的抑制信号，ITIM基序介导次要的抑制信
配体：TIGIT有CD155和CD112两种配体，表达于APC和包括肿瘤细胞在内的多种非造血细胞类型。CD155（PVR）：主要在肿瘤细胞和抗原呈递细胞上高表达，是TIGIT的高亲和力配体。CD112（Nectin-2）：结合力较弱，但仍参与免疫调节。与CD155/CD112结合后，TIGIT通过胞内的免疫受体酪氨酸抑制基序（ITIM）招募SHP-1/SHP-2去磷酸化酶，抑制T细胞受体（TCR）下游信号，抑制T细胞活化，导致T细胞功能失活、增殖减少，并促进Tregs免疫抑制作用。肿瘤微环境中CD155/CD112高表达，通过TIGIT抑制效应T细胞和NK细胞，同时增强Tregs的抑制功能，利于肿瘤生长。
表达位置：T细胞、NK细胞、调节性T细胞、辅助性T细胞中。
▲TIGIT/CD226/CD96/CD112R 轴。TIGIT、CD226、CD96 和 CD112R 在活化的 T 细胞和 NK 细胞上表达。TIGIT 配体 CD115 和 CD112 在 APC 或肿瘤细胞上表达。TIGIT 结合 CD155 和 CD112 以及肠道细菌来源蛋白 Fap2。TIGIT、CD96、CD112R 和 CD155 的细胞质尾部含有触发抑制信号的 ITIM 基序。TIGIT 还包含一个类似 ITT 的基序。CD226 与 LFA-1 结合并结合 CD155 以传递阳性信号。CD96 与 CD155 结合，这是否触发人 T 细胞中的抑制或激活信号仍有待确定。CD112R 结合 CD112 以通过其 ITIM 传递抑制信号。APCs，抗原呈递细胞;ITIM，基于免疫受体酪氨酸的抑制基序;ITT， Ig 尾酪氨酸;NK 细胞，自然杀伤细胞;TIGIT，具有免疫球蛋白和 ITIM 结构域的 T 细胞免疫受体。DOI: 10.1136/jitc-2020-000957.
目前，国内外创新药厂商都在TIGIT赛道进行竞赛研发，其中罗氏的Tiragolumab和百济神州的Ociperlimab均进入临床III期试验。
其他热门免疫检查点
以上5种热门共抑制性免疫检查点中，CTLA-4和LAG-3与PD-1/PD-L1是目前仅有的、已有成品药物上市的3个热门免疫检查点，不过从市场情况来看，CTLA-4和LAG-3与PD-1/PD-L1相比还有着不小的差距。
除此之外，还有BTLA、TIM-3、AA2R、CEACAM1、SIRPα、CD200R等靶点都已有相对应的抑制剂产品进入临床试验，但均没有成品药物获批上市。
共刺激性免疫检查点
T细胞的激活不仅需要T细胞受体（TCR）识别抗原提呈细胞（APCs）提呈的抗原肽MHCⅠ/II复合物，另一方面还需要额外的共刺激信号。介导这个共刺激信号的受体和配体就是共刺激性免疫检查点。
共刺激性免疫检查点的临床应用，主要用两个思路，一个是开发拮抗剂，抑制免疫检查点的免疫激活作用；另一个是开发激动剂，激活免疫检查点信号通路，增强免疫防御反应。
ICOS
可诱导T细胞共刺激分子（Inducible T cell CO-Stimulator，ICOS）又称CD278，是免疫球蛋白超家族成员，是一种活化的共刺激免疫检查点，主要在活化的T细胞上表达，调节T细胞增殖和功能。其配体ICOS-L属于共刺激分子B7家族成员，ICOS-L主要在抗原呈递细胞和体细胞上表达，包括肿瘤微环境中的肿瘤细胞。
配体&作用机制：ICOSL（ICOS配体），在抗原呈递细胞（如树突状细胞、B细胞和巨噬细胞）及部分非免疫细胞上表达。ICOSL与ICOS结合后，激活PI3K/AKT信号通路，促进细胞因子（如IL-4、IL-10）分泌，增强T细胞效应。
表达位置：主要表达在活化后的T细胞（包括CD4+和CD8+ T细胞）上。
▲ICOS/ICOS-L信号的抑癌和促癌作用，DOI: 10.1080/14712598.2020.1693540
目前针对ICOS研发的抗体药物有两类：激动剂和拮抗剂，激动剂主要通过和ICOS结合增强免疫作用；拮抗剂主要为了阻止调控ICOS阳性T细胞累积，抑制CD4+浸润性T细胞分泌白细胞介素-10 (IL-10)，以此消除Treg介导的免疫抑制。但目前针对该靶标的研发仍处于临床试验阶段。
4-1BB
4-1BB又称肿瘤坏死因子受体超家族成员9（TNFRSF9）或CD137，是一种共刺激受体。最初在活化T细胞上发现；
配体&作用机制：其配体4-1BBL（TNFSF9），表达于树突状细胞、巨噬细胞和B细胞等特异性抗原细胞表面。4-1BBL与4-1BB互作激活后，4-1BB信号一步步传递至核内，最后促进T细胞增殖、分化、效应功能和存活增加
表达位置：表达于树突状细胞、巨噬细胞和B细胞等特异性抗原细胞表面
▲4-1BB的表达和信号传导机，DOI: 10.1007/s12016-015-8498-3
目前，以4-1BB为靶点的单克隆抗体和双抗已在癌症患者中显示出抗肿瘤疗效，许多临床试验正在进行中；此外在另一个赛道CAR-T细胞疗法中，部分CAR结构中配备了额外的细胞内共刺激结构域——4-1BB的细胞质信号结构域，比如Tisagenelecluel（Kymriah）、Liscabatagene-Maraluel（BREYANZI）和Idecabatgene-Vicluel（ABECMA），均已获得FDA批准。
OX40
OX40又名肿瘤坏死因子受体超家族成员4（TNFRSF4）或CD134，是一个共刺激分子。
作用机制：OX40与OX40L相互作用导致TNFR相关（TRAFs）分子募集到OX40的胞内结构域，TRAF2和TRAF3激活NF-κB1等信号通路，扩增效应T细胞及延长其存活时间、抑制调节性T细胞的分化和活性、促进和维持CD4+细胞记忆、促进记忆CD8+细胞的生成、与多种促炎介质相互作用、改善体内自身免疫。
配体：OX40L（CD252、TNFSF4）是配体， 属于TNF超家族，主要在活化的抗原呈递细胞（APCs）上表达。
表达位置：主要在活化的调节性T细胞、NKT细胞、NK细胞和嗜中性粒细胞上有表达。
▲OX40-OX40L信号对T细胞的作用，DOI: 10.1007/s12016-015-8498-3.
目前为止，全球尚未有OX40靶点药品上市，但已有数十款药品进入临床试验阶段。
CD40L
CD40L（CD154、TNFSF5）是TNF超家族成员，优先由活化的CD4+T细胞以及活化的B细胞和血小板表达，提供B淋巴细胞活化所必须的协同刺激信号。在炎症条件下，它也在单核细胞、自然杀伤细胞、肥大细胞和嗜碱性粒细胞上被可变地诱导。
作用机制：CD40-CD40L相互作用在T细胞依赖性B细胞活化、分化和免疫球蛋白产生中发挥着关键作用，两者的相互作用主要通过NF-κB上调多种细胞因子和黏附分子的表达，以及下调免疫抑制分子的表达来提高抗原呈递能力。
配体&表达位置：CD40L是CD40的配体，后者是TNFR超家族成员，主要在抗原呈递细胞表面、T细胞表面表达。
▲CD40-CD40L信号转导通路，DOI: 10.1002/biof.62
目前，CD40和CD40L均有对应的单抗药物进入临床试验阶段，其中绝大部分针对CD40靶点，但尚无正式上市药物。
其他热门免疫检查点
CD28、CD27、GITR等靶点已经有相应的单抗药物进入临床试验，同时也还有LIGHT、DNAM-1、2B4、DC-SIGN、DR3等靶点还在前期研究中，暂时没有进入临床试验阶段。
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参考文献
[1] Abril-Rodriguez G, Ribas A. SnapShot: Immune Checkpoint Inhibitors. Cancer Cell. 2017 Jun 12;31(6):848-848.e1. doi: 10.1016/j.ccell.2017.05.010.
[2] Baumeister SH, Freeman GJ, Dranoff G, Sharpe AH. Coinhibitory Pathways in Immunotherapy for Cancer. Annu Rev Immunol. 2016 May 20;34:539-73. doi: 10.1146/annurev-immunol-032414-112049.
[3] Anderson AC, Joller N, Kuchroo VK. Lag-3, Tim-3, and TIGIT: Co-inhibitory Receptors with Specialized Functions in Immune Regulation. Immunity. 2016 May 17;44(5):989-1004. doi: 10.1016/j.immuni.2016.05.001.
[4] Joller N, Anderson AC, Kuchroo VK. LAG-3, TIM-3, and TIGIT: Distinct functions in immune regulation. Immunity. 2024;57(2):206-222. doi:10.1016/j.immuni.2024.01.010
[5] Chauvin JM, Zarour HM. TIGIT in cancer immunotherapy. J Immunother Cancer. 2020 Sep;8(2):e000957. doi: 10.1136/jitc-2020-000957.
[6] Amatore F, Gorvel L, Olive D. Role of Inducible Co-Stimulator (ICOS) in cancer immunotherapy. Expert Opin Biol Ther. 2020 Feb;20(2):141-150. doi: 10.1080/14712598.2020.1693540.
[7] Chatzigeorgiou A, Lyberi M, Chatzilymperis G, Nezos A, Kamper E. CD40/CD40L signaling and its implication in health and disease. Biofactors. 2009 Nov-Dec;35(6):474-83. doi: 10.1002/biof.62.
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