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LAG-3、TIM-3和TIGIT在免疫调节中的独特功能

期刊:ImmunityDOI:10.1016/j.immuni.2024.01.010

这篇文档属于类型b:一篇发表在Immunity期刊上的综述论文。

作者及发表信息

本文由Nicole Joller(瑞士苏黎世大学)、Ana C. Anderson(哈佛医学院及布莱根妇女医院)和Vijay K. Kuchroo(哈佛医学院及布莱根妇女医院,通讯作者)共同撰写,于2024年2月13日发表在Immunity期刊上,标题为“LAG-3, TIM-3, and TIGIT: Distinct Functions in Immune Regulation”。

主题

本文综述了新一代免疫检查点受体LAG-3、TIM-3和TIGIT在免疫调控中的独特功能,重点探讨了它们在T细胞以外的免疫细胞中的作用,以及这些发现如何指导临床治疗策略的开发,以最大化疗效并减少免疫毒性。

主要观点及论据

1. LAG-3的生物学功能及临床意义

LAG-3(淋巴细胞激活基因3)是一种结构上与CD4同源的抑制性受体,主要在T细胞激活后表达,并在慢性抗原刺激(如癌症或慢性感染)中持续高表达。除了T细胞,LAG-3也在NK细胞、B细胞和浆细胞样树突状细胞(pDCs)中表达。LAG-3的配体包括MHC II、LSectin、Galectin-3、FGL1(由肝细胞和肿瘤细胞产生)以及TCR-CD3复合物本身。

LAG-3通过其胞质尾部的非典型信号基序(如FXXL和KIEEL基序)传递抑制信号,调控T细胞活化。近期研究发现,LAG-3可通过与TCR-CD3复合物的顺式结合抑制TCR信号传导,从而限制CD4+和CD8+ T细胞的激活。此外,LAG-3的胞外域可被金属蛋白酶ADAM10和ADAM17切割,其切割产物sLAG-3可能作为生物标志物用于患者分层。

临床前研究表明,LAG-3阻断与PD-1阻断联用可显著增强抗肿瘤免疫反应。临床试验(如RELATIVITY-047)证实,LAG-3抗体(Relatlimab)与PD-1抗体(Nivolumab)联用可显著改善黑色素瘤患者的无进展生存期(PFS),且未增加免疫相关不良事件(irAEs)的发生率。

2. TIM-3的多重调控机制及疾病关联

TIM-3(T细胞免疫球蛋白和黏蛋白结构域分子3)最初被鉴定为Th1细胞的抑制性受体,随后发现其在NK细胞、髓系细胞(如巨噬细胞和树突状细胞)和B细胞中也有表达。TIM-3的配体包括Galectin-9、磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine, PS)、HMGB1和CEACAM1。

TIM-3的抑制功能依赖于其胞质尾部酪氨酸残基(Y256和Y263)的磷酸化,这些磷酸化事件可触发BAT3(HLA-B相关转录本3)的释放,从而抑制TCR信号传导。在髓系细胞中,TIM-3通过隔离HMGB1抑制核酸感知通路(如cGAS-STING和TLR通路),从而限制炎症反应。

TIM-3在自身免疫病(如多发性硬化症和类风湿性关节炎)中表达降低,而在慢性感染和癌症中,TIM-3标记终末耗竭的CD8+ T细胞。TIM-3基因(HAVCR2)的功能缺失突变与皮下脂膜炎样T细胞淋巴瘤(SPTCL)和噬血细胞性淋巴组织细胞增多症(HLH)相关,进一步证实其免疫抑制功能。

目前,TIM-3抗体(如Sabatolimab和Cobolimab)在临床试验中显示出对骨髓增生异常综合征(MDS)和急性髓系白血病(AML)的潜在疗效,且与PD-1阻断联用可增强抗肿瘤反应。

3. TIGIT的免疫调节网络及治疗潜力

TIGIT(T细胞免疫受体Ig和ITIM结构域蛋白)是一种在T细胞、NK细胞和调节性T细胞(Tregs)中表达的抑制性受体。其配体为CD155和CD112,与共刺激受体CD226竞争结合。TIGIT通过其胞内ITIM和ITIM样基序招募磷酸酶(如SHIP1),抑制PI3K-MAPK-NF-κB通路。

TIGIT在Tregs中直接受FoxP3调控,并通过诱导FGL2增强其抑制功能。在B细胞中,TIGIT+ B细胞具有调节性功能,可抑制DC成熟和Th1/Th17反应。在癌症中,TIGIT高表达于肿瘤浸润淋巴细胞(TILs),尤其是Tregs和耗竭性CD8+ T细胞。临床前研究显示,TIGIT阻断可恢复CD8+ T细胞功能,并与PD-1阻断协同增强抗肿瘤免疫。

临床试验(如CITYSCAPE-02和ARC-7)表明,TIGIT抗体与PD-L1抗体联用可提高非小细胞肺癌(NSCLC)患者的客观缓解率(ORR)和无进展生存期(PFS),且安全性良好。然而,部分III期试验(如SKYSCRAPER-01)未能达到主要终点,提示TIGIT阻断的疗效可能依赖于特定患者亚群或肿瘤类型。

4. 三类受体的功能特异性与临床策略

LAG-3、TIM-3和TIGIT在免疫调控中具有独特的功能分工:
- LAG-3:主要调控TCR信号早期事件,影响T细胞 priming。
- TIM-3:在Th1分化和髓系细胞活化中起关键作用。
- TIGIT:通过调节Tregs和B细胞维持免疫耐受。

基于这些特性,作者提出未来临床开发应关注:
1. 疾病特异性靶向:例如,在B细胞介导的自身免疫病中靶向TIGIT,或在需激活DC的肿瘤中靶向TIM-3。
2. 细胞类型特异性策略:通过双特异性抗体或工程化Fc区选择性调控特定细胞亚群。
3. 合理联合治疗:根据受体功能互补性设计组合方案(如LAG-3 + PD-1阻断)。

论文的意义与价值

本文系统总结了LAG-3、TIM-3和TIGIT的基础与临床研究进展,阐明了它们在免疫调控中的独特机制,并提出了针对不同疾病背景的精准治疗策略。其科学价值在于:
1. 揭示了新一代免疫检查点受体的多细胞、多通路调控网络。
2. 为临床开发提供了理论依据,尤其是联合治疗和生物标志物筛选。
3. 强调了免疫抑制受体的“功能特异性”(cellular/stage/functional/anatomic specification),为减少irAEs提供了新思路。

这篇综述不仅为免疫学家和临床医生提供了重要参考,也为下一代免疫疗法的设计指明了方向。

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