Nature immunology: 新型抑制受体和配体的突破与后援
第一作者：Lawrence P. Andrews,
通讯作者：Dario A. A. Vignali
通讯单位：匹兹堡大学医学院
核心内容：
1. 总结了“第二代”靶向抑制受体（LAG-3，TIM-3和TIGIT）和B7家族的配体（B7-H3，B7-H4和B7-H5）在临床免疫治疗中的现状。
2. 阐述了抑制受体和配体的产生和靶向机理。
3. 提出目前抑制受体和配体在临床免疫治疗中存在的机理性问题。
研究背景：
抑制受体（IRs）的上调，如CTLA-4（细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4）和PD-1（程序性细胞死亡蛋白1），代表着一种重要的细胞内在机制，该机制可控制明显的免疫反应以维持免疫稳态并预防自身免疫。然而，正如2018年获得诺贝尔医学奖的James Allison和Tasuku Honjo所承认的那样，使用检查点机制来逃避抗肿瘤免疫反应是癌症的一个主要标志。他们的基础科学研究将这些IRs定性为免疫调节的主要机制，也是通过检查点阻断来恢复功能失调的抗肿瘤免疫的有效靶标。
批准用于临床的首个突破性检查点免疫疗法是伊匹单抗（针对CTLA-4的单克隆抗体（mAb）），使得转移性黑色素瘤显著消退且长期存活率达21％。但是，在伊匹单抗治疗的患者中观察到了由治疗诱导产生的免疫相关性毒副反应（irAE）。而用纳武单抗或派姆单抗靶向PD-1可以提高客观应答率（ORR），同时具有较低的irAEs。靶向PD-1配体PD-L1的免疫疗法已经实现了类似的持久临床反应，尤其是在以PD-L1表达作为生物标志物的患者中。
免疫疗法有一定的作用，但只有一小部分患者（约10％-30％）表现出长期和持久的反应，而对于许多其他类型的肿瘤，例如胰腺癌，患者对免疫疗法完全的耐药性。一些患者可能对当前的免疫治疗方案产生适应性耐药，故可能适合一些的新型IRs和配体进行进一步的组合阻断。因此，一波新的治疗剂正在通过临床试验，且I-II早期研究的初步结果令人振奋。但是，这些新靶标的生物学是复杂的，其中的机制尚未得到完全理解。
综述简介：
匹兹堡大学医学院Dario A. A. Vignali主要综述了在肿瘤浸润性淋巴细胞（TILs）上表达的三种有前景的IRs的生物学特性：LAG-3（淋巴细胞激活基因3），TIM-3（T 淋巴细胞免疫球蛋白黏蛋白3）和TIGIT（T细胞免疫球蛋白和ITIM结构域蛋白）。此外，也讨论了靶向B7家族中检查点配体的试剂，例如B7-H3，B7-H4和B7-H5（VISTA（T细胞激活抑制物免疫球蛋白可变区结构域））。讨论它们如何作为潜在的联合治疗靶点以克服现有的免疫治疗方案中的耐药性问题。
要点1：LAG-3的研究状况
在刺激T细胞后，LAG-3被表达为防止明显激活的检查点。与其他IRs一样，肿瘤微环境（TME）内持续的抗原刺激导致LAG-3的持续表达，并与功能失调的CD8+ TILs的衰竭程序有关，例如严重减少的细胞因子产生和降低细胞溶解活性以及无法增殖。LAG-3在肿瘤内T细胞和源自胸腺的调节性T细胞上都有表达，目前研究在TME中T细胞上表达的LAG-3与许多配体相互作用，包括在APCs和肿瘤细胞上表达的MHC-II，在肿瘤细胞上表达的galectin-3和在肿瘤相关基质细胞上表达的LSECtin。LAG-3还与肿瘤分泌的FGL-1相互作用。在临床试验中，针对这些LAG-3-配体相互作用的各种mAb和双特异性抗体正在被研究。
LAG-3是作为癌症免疫治疗靶点进行临床研究的第三个IRs，尽管对LAG-3的拮抗性单克隆抗体在临床试验中进展迅速，但与LAG-3生物学相关的许多重要问题仍未得到解答。如：目前设计免疫治疗剂是否最佳，对不同的肿瘤浸润亚群的影响，和PD-1协同作用的机制和LAG-3下游信号机制等问题还需要进一步研究。
图1. LAG-3–配体相互作用和当前的临床靶向策略
要点2：TIM-3
TIM-3是一种跨膜蛋白，最初在CD4+ TH1辅助T细胞和CD8+ Tc1细胞毒性T细胞上发现，并在调节性T细胞亚群上组成性表达。TIM-3也可以由先天免疫细胞来表达，例如DC，NK细胞，单核细胞和巨噬细胞。像LAG-3一样，TIM-3已被认定为可以同时控制抗病毒免疫力和抗肿瘤免疫力的IRs。它在功能高度失调的T细胞上表达，并与多种癌症的疾病预后不良相关，包括黑色素瘤和非小细胞型肺癌。
与TIM-3相互作用的配体，目前研究的有肿瘤分泌的galectin-9和在肿瘤细胞或T细胞自身上表达的CEACAM-1。TIM-3也表达在肿瘤浸润性DC细胞上，并且可以与凋亡细胞上的PtdSer结合或TME中释放的HMGB1结合。相关mAb和双特异性抗体正在进行临床试验研究。
同样的，由于TIM-3生物学的复杂性，仍然存在一些关键问题。如：TIM-3配体间相对贡献度和重要性，对其下游信号的影响，以及与阻断PD-1或CTLA-4相比，irAE更高还是更低等问题亟待解决。
图2. TIM-3–配体相互作用和当前的临床靶向策略
要点3. TIGIT和脊髓灰质病毒受体家族的其他成员
TIGIT是免疫球蛋白超家族的成员，并于2009年首次被鉴定为IRs。TIGIT属于脊髓灰质炎病毒受体（PVRs）的独特家族，包括PVR（CD155）以及CD96，CD112（PVRL2），CD112R（PVRIG）和CD226（DNAM 1）。尽管TIGIT，CD96，PVRIG和CD226主要在T细胞和NK细胞上表达，但在DCs和肿瘤细胞上却发现CD155和CD112，这两种配体的过表达与胰腺癌患者的术后预后较差有关。在T细胞活化后表达的TIGIT和PVRIG具有以介导细胞内在的抑制作用，而在NK细胞上表达的TIGIT则抑制细胞毒性。另外，TIGIT也在调节性T细胞上表达。
有趣的是，PVR家族的成员之间具有高度的互动性，并根据结合或配对的组合以特定于环境和细胞类型的方式发挥共刺激或共抑制作用。在肿瘤浸润性T细胞上表达的TIGIT与在肿瘤细胞或APCs上表达的CD112或CD155相互作用，以引发共抑制信号。TIGIT还可以与肿瘤浸润的具梭核杆菌释放的毒性因子Fap2结合。CD112还与T细胞上的PVRIG结合以介导共抑制信号。相反，在T细胞上表达的CD226与CD112或CD155结合后，从而产生共刺激信号。
尽管在临床开发中有几种靶向TIGIT和PVRIG的药物，但迄今尚未见有关疗效的初步数据。所有临床试验均具有PD-1或PD-L1靶向组合臂，这是基于在临床前小鼠模型中通过阻断两种IRs观察到的协同作用。鉴于TIGIT和PVRIG的复杂生物学特性以及它们在TME中多个细胞亚群中的广泛表达，关键问题仍有待解决。如：TIGIT阻断影响细胞类型，PVRIG和TIGIT之间协同作用的机制，以及是TIGIT还是PVRIG产生irAE的。
图3. PVR家庭内部复杂的相互作用和当前的临床靶向策略
要点4：B7家族的成员
目前，B7家族有十个成员：B7-1（CD80），B7-2（CD86），B7-H1（PD-L1），B7-DC（PD-L2），B7-H2，B7-H3，B7-H4，B7-H5（VISTA），B7-H6和B7-H7。虽然PD-L1已成为研究最广泛的临床抑制性配体，但研究表明，肿瘤细胞和抑制性TME也利用其他家族成员来逃避免疫监视。而B7家族的三个成员（B7-H3，B7-H4和B7-H5）正通过新型癌症免疫疗法进入临床进行靶向治疗。
B7-H3，B7-H4和B7-H5的表达情况差异很大。B7-H3在非造血区室中的细胞普遍表达，也在T细胞和NK细胞上表达。B7-H4通过刺激T细胞，B细胞，单核细胞和DC来诱导表达。B7-H5的表达主要限于造血区室，在调节性T细胞和髓样细胞上有高的表达。在TME中，B7-H3和B7-H4在各种癌症中异位表达，并与疾病预后较差和生存期较差有关。尽管尚未确定它们的受体，但在临床上，mAbs和双特异性抗体已被用于靶向在肿瘤细胞上表达的B7-H3和B7-H4。而B7-H5主要在与肿瘤相关的巨噬细胞上进行表达，并且与用抗PD-1治疗的黑色素瘤患者的获得性耐药有关，目前临床上以小分子抑制剂靶向B7-H5和PD-L1。
尽管针对B7家族成员的临床前观察振奋人心，但在理解TME中每个家族成员的作用方面仍有许多空白。如：每个家族成员的受体和信号传导机制，何者是最有效和可耐受的成员，以及哪个组合最佳的。
图4. B7家族的成员和当前的临床靶向策略
小结：
综上所述，“第二代”靶向IRs（LAG-3，TIM-3和TIGIT）和B7家族的配体（B7-H3，B7-H4和B7-H5）是当前免疫治疗方法的主要重点，所以对靶向新型IR-配体途径以改善癌症患者的临床疗效正受广泛关注。然而，更重要的是，科学家仍需应采用更加审慎的循证方法以及可靠的生物标志物研究来开发针对这些途径和其他新途径的疗法，以确保临床疗效的最大化。
参考文献：
Andrews, L. P.; Yano, H.; Vignali, D. A. A., Inhibitory receptors and ligands beyond PD-1, PD-L1 and CTLA-4: breakthroughs or backups. Nature Immunology 2019, 20 (11), 1425-1434.
https://www.nature.com/articles/s41590-019-0512-0
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