浅谈免疫检查点：昔日双雄和未来之星

免疫检查点是指免疫细胞表面的一类蛋白质，能调节免疫细胞的活性，以保持免疫系统的平衡。在正常情况下，它能够阻止免疫细胞攻击正常细胞，从而避免自身免疫疾病的发生。然而，某些癌细胞能够利用这些免疫检查点来逃避免疫系统的攻击，从而导致肿瘤的生长和扩散。

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T细胞的共刺激与共抑制

T细胞需要两个信号才能“激活”它们的效应器功能，“信号1”在T细胞受体(TCR)与抗原呈递细胞(APC)表面的主要组织相容性复合物(MHC)结合的抗原相互作用时被激活，这赋予了免疫反应特异性。“信号2”是一种共刺激信号，通过APC表面的B7-1(CD80)或B7-2(CD86)与T细胞表面的CD28结合而介导，如果没有第二次刺激，T细胞将无法被激活增殖和分化。可以说共刺激分子在细胞的免疫应答中扮演了“油门”的角色，它为免疫细胞行使功能提供了动力。

而某些免疫检查点则扮演了相反的角色，它们被俗称为免疫应答的“刹车”,以避免T细胞在杀敌之时因过度兴奋殃及池鱼，使正常细胞遭受无妄之灾。其中PD-1和CTLA-4则是两个相当重要的角色，它们刹车的方法各有不同，但殊途同归。

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双雄：PD1和CTLA4

CTLA-4的作用机制：T细胞表面的细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4 (CTLA-4)和APCs上的B7-1和/或B7-2之间相互作用。CTLA-4在原始T细胞表面的表达在强抗原刺激下（信号1）上调，由于其与CD28分子同属CD28家族，具有高同源性，可与CD28竞争结合B7-1/B7-2，从而导致抑制性信号传递、T细胞能量不足和凋亡。

PD-1的作用机制：程序性死亡受体-1（PD-1）与程序性死亡配体-1（PD-L1）或程序性死亡配体-2（PD-L2）结合后，PD-1受体将蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2募集到免疫受体复合物，导致TCR相关信号分子的去磷酸化和TCR信号减弱；最终结果是T细胞衰竭和保护靶组织免受免疫介导的损伤。

月盈则亏，晦则明。免疫系统也一直以这样一种哲学的姿态遵循着某种平衡规律，直到肿瘤免疫逃逸现象的出现。某些肿瘤细胞能够通过增加自身CTLA-4的表达或PD1/PDL1来抑制T细胞的活性，从而逃避免疫系统的攻击。

基于对PD-1和CTLA-4的研究，科学家们开发出了一类被称为免疫检查点抑制剂的药物，即CTLA-4抗体或PD1/PDL1抗体。通过抗原抗体结合的原理，封闭肿瘤表面高表达的这类蛋白，能够有效阻断PD-1或CTLA-4与其结合，减轻因肿瘤异常表达引起的“刹车”，从而激活免疫细胞对癌细胞的攻击。

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未来之星：LAG-3

同样作为一种免疫检查点，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。

LAG-3 在临床试验研究中仅次于PD-1和CTLA-4。尽管LAG-3早在1990年就被发现，且在免疫治疗中具有相当重要的潜力，但其作用机制方面仍有很多盲点。

MHCII是LAG-3的主要配体。作为 CD4 祖先同源物，LAG-3具有相似的结构，但氨基酸相似性仅为20%。最初人们认为LAG-3抑制机制是由于其与CD4竞争性结合MHCII，因具有共同的进化起源，且LAG-3对MHCII具有更大的亲和力。然而，没有证据表明LAG-3在T细胞激活过程中抑制CD4与配体相互作用。相反，越来越多证据表明CD4的竞争性抑制并不是LAG-3介导抑制的主要且唯一的机制。

• 证据1：LAG3与MHCII结合不依赖竞争机制。有研究小组发现只有TCR不参与的前提下，才能观察到LAG3抑制CD4与MHCII的相互作用。就是说TCR的参与可能会增强CD4对MHCII的亲和力，或改变结合特性，使LAG-3不阻断CD4与MHCII结合。
• 证据2：其他配体的发现。除MHCII外，LAG-3还与FGL-1、α-突触核蛋白原纤维 (α-syn) 、凝集素 galectin-3 (Gal-3) 以及淋巴结窦内皮细胞 C 型凝集素 (LSECtin)结合，同样发挥了抑制作用。这些配体并不结合CD4。
• 证据3：有研究表明LAG-3在抑制CD8+T细胞的激活时，其表达水平高于CD4+T细胞，这一事实表明LAG-3即使在不存在CD4的情况下也能发挥作用。

这些证据指向LAG-3的抑制机制更有可能依赖于其细胞内结构域，即胞内信号传导的作用，而非单一的竞争机制。科学家通过对LAG-3胞质结构域的RRFSALE基序、KIEELE基序和C末端的EX/EP重复基序进行基因敲除、突变等操作，得出虽然LAG-3缺乏典型的抑制基序，但仍然需要其细胞内结构域来抑制T细胞活化的结论。

尽管人们尚未摸清LAG-3，但未知的作用机制仿佛充满了无限可能性，其可结合配体的多样性也预示了LAG-3终究会成为研究免疫检查点药物方面的“未来之星”。

未来可期

免疫检查点抑制药物从2011年首个CTLA4相关的Y药（yervoy，Ipilimumab）获FDA批准上市，到PD1/PDL1相关的O药（Opdivo，nivolumab）、K（Keytruda，pembrolizumab）、T药（Tecentriq，Atezolizumab）等，再到PD-1抑制剂纳武利尤单抗+ CTLA-4抑制剂伊匹木单抗（“O药+Y药”）联合疗法的获批，科学家对其认知也越来越深入、客观、理智。

2022年LAG-3抑制剂Relatlimab联合纳武利尤单抗固定剂量组合Opdualag的上市，可以判断联合用药治疗策略将成为未来新趋势。

参考资料：

[1]Spencer C. Wei, Colm R. Duffy, and James P. Allison,Fundamental Mechanisms of Immune Checkpoint Blockade Therapy.Cancer Discovery. 2018 August. doi:10.1158/2159-8290.CD-18-0367.

[2]Colin G. Graydon,Shifa Mohideen,Keith R. Fowke. LAG3’s Enigmatic Mechanism of Action.  Frontiers in Immunology. 2021 January. doi: 10.3389/fimmu.2020.615317.