上?？萍即髮W(xué)王皞鵬團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心許琛琦團(tuán)隊(duì)等，首次研究解析了LAG3受體激活的分子開關(guān)機(jī)制，并開發(fā)了預(yù)測(cè)療效的新型生物標(biāo)志物，揭示了一種具有轉(zhuǎn)化潛力的癌癥免疫治療中的免疫檢查點(diǎn)觸發(fā)機(jī)制，為靶向免疫檢查點(diǎn)的精準(zhǔn)治療提供了新策略。（Cell. 2025年3月6日在線版）

LAG3靶向藥物于2022年獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市，成為第三個(gè)獲批的免疫檢查點(diǎn)藥物，標(biāo)志著腫瘤免疫治療的重要進(jìn)展。與其他免疫檢查點(diǎn)療法類似，LAG3免疫療法的臨床緩解率不高，僅部分患者獲益。如何精準(zhǔn)篩選可能獲益的患者群體成為亟需突破的臨床瓶頸。需要對(duì)LAG3的作用機(jī)制有深入認(rèn)識(shí)。自1990年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，LAG3配體結(jié)合如何觸發(fā)LAG3受體活化的分子機(jī)制一直不清楚，成為困擾該領(lǐng)域多年的關(guān)鍵問(wèn)題。

為探究LAG3受體的激活機(jī)制，研究者利用蛋白質(zhì)譜技術(shù)對(duì)LAG3蛋白的翻譯后修飾進(jìn)行系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)LAG3受體結(jié)合配體后，其K498位點(diǎn)發(fā)生快速多泛素化修飾。這種泛素化修飾不會(huì)介導(dǎo)LAG3的降解，反而對(duì)LAG3的功能具有關(guān)鍵作用。深入研究發(fā)現(xiàn)，這一泛素化修飾是開啟LAG3免疫抑制功能的分子開關(guān)：在靜息狀態(tài)時(shí)，LAG3的胞內(nèi)關(guān)鍵信號(hào)域被埋藏在細(xì)胞膜中，隔離信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；當(dāng)配體與LAG3受體結(jié)合后，泛素化修飾可促使LAG3胞內(nèi)信號(hào)域從細(xì)胞膜中釋放出來(lái)，從而有效激活LAG3的免疫檢查點(diǎn)功能。這種由泛素化介導(dǎo)的動(dòng)態(tài)調(diào)控機(jī)制，揭示了一種全新的受體活化方式。

基于上述LAG3激活機(jī)制的發(fā)現(xiàn)，研究者開發(fā)了一種新型療效預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物。結(jié)果表明，這種表征LAG3受體激活狀態(tài)的功能性生物標(biāo)志物較傳統(tǒng)的單一表征LAG3表達(dá)的生物標(biāo)志物有顯著優(yōu)勢(shì)：在臨床研究中，功能性生物標(biāo)志物能夠準(zhǔn)確區(qū)分治療獲益人群，其表達(dá)水平在獲益組較非獲益組升高51.7倍，傳統(tǒng)表達(dá)生物標(biāo)志物僅顯示出6.5倍的差異且無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

LAG3作為一種免疫檢查點(diǎn)受體，在調(diào)節(jié)T細(xì)胞活化和抗腫瘤免疫方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。多個(gè)配體與LAG3相互作用，包括MHC Ⅱ類和FGL1，前者在抗原呈遞細(xì)胞上表達(dá)，后者分別由肝細(xì)胞和某些類型的腫瘤細(xì)胞分泌。當(dāng)與配體結(jié)合時(shí)，LAG3抑制T細(xì)胞活化、細(xì)胞因子生成和增殖，從而促進(jìn)腫瘤免疫逃逸。

2023年，美國(guó) FDA批準(zhǔn)LAG3阻斷抗體瑞拉利單抗（Relatlimab）上市，成為繼CTLA4、PD-1/PD-L1之后第三個(gè)具有臨床療效的免疫檢查點(diǎn)藥物。盡管LAG3免疫檢查點(diǎn)在臨床上頗具前景，但對(duì)其功能機(jī)制的理解卻有限且存在爭(zhēng)議。

FGL1最近被確認(rèn)為潛在LAG3配體，在體外與LAG3結(jié)合，且在被敲除時(shí)促進(jìn)T細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)。還有研究顯示，MHCⅡ類分子而不是FGL1作為L(zhǎng)AG3的功能性配體，在自身免疫和抗癌免疫中抑制T細(xì)胞。

與其他免疫檢查點(diǎn)受體不同，LAG3在其胞質(zhì)尾部缺乏基于酪氨酸的抑制性基序。相反，它包含幾個(gè)進(jìn)化上保守的區(qū)域，包括從其胞質(zhì)尾的 N 端到C端的 FSALE、KIEELE和EP基序。然而，關(guān)于LAG3信號(hào)基序研究報(bào)道存在差異。最近有報(bào)道稱，LAG3中的EP基序通過(guò)破壞CD4-Lck相互作用，對(duì)T細(xì)胞受體（TCR）信號(hào)發(fā)揮不依賴配體的抑制作用。

證據(jù)表明，配體結(jié)合對(duì)于LAG3介導(dǎo)的抑制功能至關(guān)重要。特別是，F(xiàn)SALE基序已被證實(shí)在MHCⅡ類分子介導(dǎo)的配體結(jié)合時(shí)介導(dǎo)LAG3的抑制功能。此外，由于在各種雜交瘤T細(xì)胞中存在相互矛盾的研究結(jié)果，KIEELE基序的作用仍不明確，需要更具生理相關(guān)性的實(shí)驗(yàn)設(shè)置來(lái)研究其功能。

盡管免疫受體激活通常具有可識(shí)別的生化特征，例如TCR激活時(shí)CD3磷酸化，但缺乏直接的讀出指標(biāo)來(lái)評(píng)估LAG3信號(hào)傳導(dǎo)，這成為了LAG3研究的瓶頸。LAG3在與配體結(jié)合后是如何觸發(fā)抑制功能的，目前仍不清楚，了解這一機(jī)制有助于識(shí)別潛在的反應(yīng)生物標(biāo)志物，并推動(dòng)涉及LAG3抑制的更合理、更有效的聯(lián)合療法的發(fā)展。

該研究旨在闡明LAG3的免疫抑制功能的激活機(jī)制。研究者使用無(wú)偏倚的質(zhì)譜分析方法和核磁共振（NMR）分析，結(jié)合基因敲入動(dòng)物模型，發(fā)現(xiàn)配體結(jié)合觸發(fā)了LAG3的快速泛素化，釋放了LAG3信號(hào)尾，特別是FSALE基序，使其與細(xì)胞膜的結(jié)合消失，從而釋放了其抑制功能。該研究證實(shí)LAG3泛素化在腫瘤微環(huán)境（TME）中活躍地發(fā)生，這是LAG3介導(dǎo)的體內(nèi)抗腫瘤免疫抑制所不可或缺的，且可作為L(zhǎng)AG3阻斷治療反應(yīng)的生物標(biāo)志物。該研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)LAG3與配體結(jié)合時(shí)，會(huì)經(jīng)歷強(qiáng)烈的非 K48 鏈接的多聚泛素化，這會(huì)促進(jìn)LAG3的抑制功能，而不是導(dǎo)致其降解。這種泛素化可能由主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類（MHC Ⅱ類）與膜結(jié)合（而非可溶性）的纖維蛋白原樣蛋白 1（FGL1）的結(jié)合所觸發(fā)。

LAG3 的泛素化由E3連接酶c-Cbl和Cbl-b 共同介導(dǎo)，破壞了其膜近端富含堿性殘基序列的膜結(jié)合，從而使 LAG3 的胞質(zhì)尾穩(wěn)定在膜分離構(gòu)象中，從而能進(jìn)行信號(hào)傳導(dǎo)。LAG3的泛素化對(duì)于LAG3在體內(nèi)介導(dǎo)的抗腫瘤免疫抑制至關(guān)重要。LAG3 治療性抗體始終抑制LAG3泛素化，這與它們的檢查點(diǎn)阻斷效應(yīng)相關(guān)。患者隊(duì)列分析表明，LAG3/CBL共表達(dá)可作為 LAG3 阻斷反應(yīng)的生物標(biāo)志物。

該研究發(fā)現(xiàn)，LAG3在與配體結(jié)合后會(huì)迅速經(jīng)歷非降解性的多聚泛素化，配體誘導(dǎo)的泛素化通過(guò)將 LAG3 尾從膜上釋放來(lái)激活 LAG3，LAG3 的泛素化是其在體內(nèi)抑制抗腫瘤免疫所必需的，LAG3/CBL 共表達(dá)可識(shí)別出可能對(duì) LAG3 阻斷療法有反應(yīng)的患者。

這項(xiàng)研究揭示了LAG3與配體結(jié)合后的蛋白質(zhì)翻譯后修飾（PTM），發(fā)現(xiàn)配體誘導(dǎo)的泛素化不僅可作為L(zhǎng)AG3信號(hào)傳導(dǎo)的指標(biāo)，還充當(dāng)LAG3功能的分子開關(guān)。在沒(méi)有配體的情況下，LAG3主要通過(guò)暴露的 EP 基序發(fā)揮其抑制作用，而FSALE 基序則與細(xì)胞膜結(jié)合而被隔離。在與配體結(jié)合后，LAG3 在E3泛素化連接酶 Cbl 介導(dǎo)的KIEELE基序內(nèi)迅速發(fā)生泛素化，使FSALE從細(xì)胞膜上釋放，從而實(shí)現(xiàn)LAG3的功能。

這項(xiàng)研究揭示了一種具有轉(zhuǎn)化潛力的癌癥免疫治療中的免疫檢查點(diǎn)觸發(fā)機(jī)制，并開發(fā)了可預(yù)測(cè)LAG3治療效果的新型生物標(biāo)志物，為腫瘤免疫的精準(zhǔn)治療提供了新策略。

（編譯 張俊熙）