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LAG-3、TIM-3和TIGIT在免疫调节中的特殊功能

期刊:ImmunityDOI:10.1016/j.immuni.2016.05.001

免疫调节中的共抑制受体:LAG-3、TIM-3与TIGIT的独特功能

作者与发表信息
本文由Ana C. Anderson(哈佛医学院Evergrande免疫疾病中心)、Nicole Joller(苏黎世大学实验免疫学研究所)及Vijay K. Kuchroo(哈佛医学院Ann Romney神经疾病中心)共同撰写,发表于2016年5月的《Immunity》期刊(卷44,期5,页989–1004),DOI:10.1016/j.immuni.2016.05.001。

主题与背景
本文是一篇系统性综述,聚焦于三类共抑制受体(co-inhibitory receptors)——LAG-3(淋巴细胞激活基因-3)、TIM-3(T细胞免疫球蛋白黏蛋白-3)和TIGIT(T细胞免疫球蛋白和ITIM结构域)在免疫调节中的独特作用。这些受体与已广泛应用于临床的CTLA-4和PD-1同属免疫检查点分子,但其功能具有组织特异性和机制差异性。当前针对CTLA-4/PD-1的疗法在癌症和慢性病毒感染中仍有部分患者无应答,因此探索新一代共抑制受体靶点成为研究热点。

主要观点与论据

  1. LAG-3的生物学功能与临床潜力

    • 功能多样性:LAG-3通过结合MHC II类分子(亲和力高于CD4)或肝脏特异性配体LSectin抑制T细胞扩增。在调节性T细胞(Treg)中,LAG-3高表达并增强其抑制功能,而缺失LAG-3会导致自身免疫加速(如NOD小鼠糖尿病模型)。
    • 协同作用:在慢性病毒感染(如LCMV)和癌症中,LAG-3与PD-1共表达于耗竭性T细胞,双阻断可显著恢复T细胞功能并降低病毒载量(如Blackburn等2009年研究)。
    • 临床进展:可溶性LAG-3-Ig(IMP321)在肾细胞癌和乳腺癌早期临床试验中显示安全性,但机制尚不明确;抗体阻断LAG-3/MHC II结合的试验正在进行。
  2. TIM-3的多重配体与组织特异性调控

    • 配体复杂性:TIM-3通过结合半乳糖凝集素-9(Galectin-9)诱导Th1细胞凋亡,而CEACAM-1(癌胚抗原相关细胞黏附分子-1)的顺式/反式结合稳定其抑制功能。此外,TIM-3还可通过结合HMGB1(高迁移率族蛋白B1)抑制树突状细胞的核酸感应通路。
    • 疾病双刃剑:在自身免疫病(如多发性硬化)中,TIM-3低表达与疾病活动相关,而IFN-β治疗可恢复其表达;在癌症和慢性感染中,TIM-3高表达标记功能耗竭的CD8+ T细胞,且与PD-1协同抑制免疫应答(如Sakuishi等2010年研究)。
    • 先天免疫调控:TIM-3在NK细胞和单核/巨噬细胞中亦发挥抑制作用,如调控脓毒症中TLR4依赖的炎症反应。
  3. TIGIT的独特信号通路与细胞亚群调控

    • 竞争性抑制:TIGIT以高亲和力结合CD155(PVR),竞争性阻断共刺激受体CD226(DNAM-1)的功能,并通过ITIM/ITT样基序招募SHIP1抑制PI3K-MAPK通路。
    • 调节性T细胞(Treg)特异性:TIGIT+ Treg通过分泌FGL2(纤维蛋白原样蛋白2)选择性抑制Th1/Th17反应,促进IL-10主导的免疫耐受(如Joller等2014年研究)。
    • 临床协同性:在黑色素瘤中,TIGIT与PD-1共阻断可逆转T细胞耗竭;其配体CD155在肿瘤细胞广泛表达,提示其作为广谱靶点的潜力。

层级关系与协同机制
本文提出“两层级模型”:
- 第一层级(CTLA-4/PD-1):主导淋巴器官中的自我耐受,缺失导致全身性自身免疫。
- 第二层级(LAG-3/TIM-3/TIGIT):在组织局部(如肿瘤、肠道)精细调控免疫应答,其缺失仅致特定背景下的免疫失衡(图4)。三者功能差异体现在:
- 细胞亚群特异性:TIM-3偏重Th1/Treg,TIGIT调控Th1/Th17/Tr1平衡。
- 组织定位:TIM-3在肠道高表达(配体Galectin-9富集),LAG-3在肝脏通过LSectin发挥作用。
- 功能输出:TIGIT通过FGL2诱导免疫偏移,而LAG-3直接抑制TCR信号(图5)。

意义与价值
1. 理论层面:阐明共抑制受体的功能分层与协同机制,为免疫耐受和耗竭提供新视角。
2. 临床转化
- 针对LAG-3/TIM-3/TIGIT的联合疗法(如与PD-1阻断联用)可扩大癌症应答人群。
- TIM-3在脓毒症中的调控作用提示其作为炎症性疾病靶点的潜力。
3. 技术亮点:首次整合三类受体的结构-功能关系,解析其信号通路(如TIGIT的β-arrestin 2招募)的物种差异。

遗留问题与展望
- 条件性基因敲除模型需验证LAG-3/TIM-3在特定细胞(如Treg vs. NK)中的功能独立性。
- 配体偏好性(如LAG-3的MHC II vs. LSectin)在疾病中的相对贡献尚未明确。
- 临床试验需优化给药策略(如抗体vs.融合蛋白)并监测自身免疫副作用。

本文为下一代免疫检查点疗法的开发奠定了分子与理论基础,其提出的“组织特异性调控”模型将深远影响肿瘤免疫和自身免疫病的治疗策略。

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