01LAG3的基本结构与功能 No.1LAG3的全称与别名淋巴细胞活化基因3 Lymphocyte activation gene3 (LAG3),又称CD223,是一种新兴的免疫检查点分子,与PD-1、CTLA-4同属免疫抑制性受体(IRs)。 No.2LAG3的分子结构LAG3是一种Ⅰ型跨膜蛋白,属于免疫球蛋白超家族,与CD4结构相似,其结构包括4个Ig样胞外结构域(D1-D4)、跨膜区和胞内结构域(包含FxxL、KIEELE和EP等抑制性基序),需同源二聚化发挥功能。图1 CD4和LAG3的结构比较和相似性图2 LAG3细胞质尾部的基序与介导抑制作用有关 No.3LAG3的同源二聚化D2结构域的疏水残基(如Trp180、Leu221)介导二聚化,是配体结合和信号传导的必要条件。靶向D2结构域的抗体(如C9B7W)可阻断二聚化,增强抗肿瘤免疫。 No.4LAG3的配体结合◆ FGL1(纤维蛋白原样蛋白1):作为主要的免疫抑制配体,是肝脏分泌的可溶性蛋白,与LAG3高亲和力结合,干扰TCR-CD3复合体近端信号传导,降低T细胞增殖和细胞毒性(如IFN-γ、穿孔素分泌减少)。在多种癌症中高表达,与肝癌、胃癌的不良预后、免疫治疗耐药相关,阻断FGL1-LAG3轴可增强抗肿瘤免疫。◆ MHCII类分子(pMHCII):作为经典配体,LAG3选择性结合稳定的pMHCII复合物,优先抑制识别该复合物的T细胞,阻断TCR信号传导并激活肿瘤细胞生存通路(如MAPK/Erk、PI3K/Akt),增强肿瘤细胞抗凋亡能力并促进肿瘤免疫逃逸。◆ TCR-CD3复合体:作为顺式配体,在无MHCII时与LAG3结合,通过EP基序降低免疫突触pH值,干扰酪氨酸激酶Lck与共受体结合,抑制T细胞活化。◆ LSECtin(肝窦内皮细胞凝集素):在黑色素瘤细胞表达,抑制效应T细胞增殖及IFN-γ分泌,促进肿瘤生长,但在其他肿瘤中作用有限。◆ Galectin-3(半乳凝素-3):Galectin-3通过糖基化结合LAG3,抑制CD8+T细胞增殖和APC功能,在子宫内膜癌、多发性骨髓瘤等肿瘤中参与免疫抑制。◆ α-突触核蛋白(α-syn):神经元中LAG3配体,促进α-syn纤维传递,与帕金森病发病相关。图3 LAG3的结构及其与配体的相互作用 No.5可溶性LAG3(sLAG3)胞外域被ADAM10/17蛋白酶剪切后产生可溶性sLAG3,其高水平与黑色素瘤、头颈部鳞癌等部分癌症预后不良相关,但其功能仍不明确。血清中sLAG3水平可能作为预测免疫治疗反应的生物标志物。RenyuBio仁域生物02LAG3的表达调控与功能机制 No.1LAG3的细胞分布与组织定位◆ 免疫细胞:广泛表达于T细胞、B细胞、NK细胞、树突状细胞(DCs)以及非免疫细胞(如神经元)表面。在肿瘤浸润T细胞(TILs)中也高表达,是T细胞耗竭的标志性分子之一。◆ 肿瘤细胞:在多种实体瘤以及血液瘤的肿瘤细胞中异常表达,其水平与肿瘤分期、转移能力、生存期和预后正相关。 No.2LAG3的调控机制◆ 转录调控:IL-6通过激活STAT3通路直接诱导LAG3在CD8+T细胞中表达。此外,FSTL1(卵泡抑素样蛋白1)也参与LAG3的调控,诱导产生CD11b+DIP2A+LAG3+细胞,促进结直肠癌的免疫逃逸,形成“FSTL1-LAG3轴”。◆ 表观遗传:LAG3甲基化状态与结直肠癌肿瘤风险呈负相关,但其甲基化状态在不同瘤种中稳定性不足,需更大样本验证。此外,LAG3的表观修饰还调控免疫检查点共表达,如PD-L1与LAG3的共甲基化影响免疫治疗响应。图4 LAG3在肿瘤细胞中的表达调控 No.3LAG3在免疫细胞中的功能◆ T细胞:LAG3通过结合配体抑制CD4+/CD8+T细胞的增殖、细胞因子分泌(如IL-2、IFN-γ、TNF-α)及细胞毒性,导致T细胞耗竭。◆ 调节性T细胞(Tregs):Tregs表面LAG3表达上调可增强其免疫抑制能力,通过抑制效应T细胞和促进APC功能失活维持免疫耐受。LAG3缺陷会削弱Tregs的抑制功能,加剧自身免疫反应。◆ NK细胞:LAG3可抑制NK细胞的细胞毒性和细胞因子生成,但单独阻断对NK细胞毒性影响有限,联合IL-12可恢复其抗转移活性。◆ 树突状细胞(DCs):膜结合LAG3与树突状细胞(DCs)表面MHCII结合,促进DCs成熟,分泌IL-12和TNF-α;但可溶性LAG3抑制单核细胞向DCs分化,削弱免疫应答。此外,在浆细胞样树突状细胞(pDCs)中,LAG3抑制pDCs产生I型干扰素,影响抗病毒和抗肿瘤免疫。图5 LAG3的功能机制 No.4LAG3在肿瘤中的作用机制◆ 肿瘤微环境(TME)调控:LAG3通过结合pMHCII或FGL1,诱导CD8+T细胞耗竭,促进Tregs和M2型巨噬细胞浸润,构建免疫抑制性微环境,促进肿瘤免疫逃逸。此外,LAG3还可通过抑制CD8+T细胞功能,间接促进肿瘤细胞上皮-间质转化(EMT)相关信号通路(如TGF-β)活化。图6 LAG3在肿瘤中的作用机制◆ 免疫逃逸协同作用:FGL1/LAG3轴与PD-1/PD-L1轴存在协同抑制效应,共表达于多种肿瘤的耗竭T细胞,双重阻断可显著增强T细胞活化。在PD-1耐药肿瘤中,FGL1/LAG3轴成为主要免疫逃逸途径,单独阻断即可恢复抗肿瘤免疫。图7 LAG3与PD-1的联系 No.5LAG3在自身免疫性疾病中的作用机制LAG3作为负调控因子,限制T细胞的增殖和免疫功能,防止其攻击正常组织。LAG3缺陷导致T细胞增殖失控,加速自身免疫病(如1型糖尿病、心肌炎)进展。Tregs中LAG3表达受IL-27调控,通过结合MHCII抑制DCs成熟,维持免疫耐受。类风湿关节炎、多发性硬化等患者血清sLAG3水平与疾病活动度正相关,可作为预后标志物。激动剂抗体(如IMP-761)通过激活LAG3抑制T细胞功能,缓解炎症模型症状。图8 LAG3在自身免疫性疾病中的功能和机制 No.6LAG3作为预后生物标志物的双重性◆ 阳性预后关联:在三阴性乳腺癌(TNBC)、胃癌(GC)、结直肠癌(CRC)中,高LAG3+TILs与更长的无转移生存期(MFS)和总生存期(OS)相关,可能反映活化T细胞的持续抗肿瘤效应。◆ 阴性预后关联:在肝细胞癌(HCC)、卵巢癌、黑色素瘤中,高LAG3表达与肿瘤进展、耐药及不良预后相关,可能与T细胞过度耗竭有关。图9 靶向LAG3的潜在治疗策略RenyuBio仁域生物03LAG3靶向治疗的临床进展图10 LAG3靶向治疗癌症的临床进展 No.1靶向LAG3的单克隆抗体表1 用于治疗癌症的临床试验中靶向LAG3的单克隆抗体 No.2靶向LAG3的特异性单抗联合疗法◆ Relatlimab(抗LAG3单抗)+Nivolumab(抗PD-1单抗):已获批用于晚期黑色素瘤,且在结直肠癌、膀胱癌的III期试验中均显示生存获益,在CLL、FL、HL中也在开展I/II期临床试验。相比Nivolumab单药,联合治疗显著延长中位无进展生存期(PFS),且安全性良好。◆ Fianlimab(抗LAG3单抗) +Cemiplimab(抗PD-1单抗):I期试验中客观缓解率(ORR)达61.2%,但3级以上不良事件(AE)发生率为44%,主要为肾上腺功能不全。目前III期试验正在评估其在黑色素瘤和NSCLC中的疗效。◆ Favezelimab(抗LAG3单抗)+Pembrolizumab(抗PD-1单抗):用于复发/难治性霍奇金淋巴瘤(R/RcHL)的II期试验显示,ORR达31%,12个月PFS率39%,对PD-1治疗失败患者仍有效。III期试验中,正在探索用于结直肠癌和霍奇金淋巴瘤的治疗。◆ 其他组合:LAG3 mAbs与CTLA4、TIM3、VEGF等靶点联合疗法正在临床试验中,但其中部分因疗效不足终止。表2 涉及LAG3与其他分子的III期临床试验 No.3靶向LAG3的双特异性抗体◆ 靶向免疫细胞表面多重IRs:①Tebotelimab(MGD013):靶向LAG3/PD1的四价BsAb,I期试验显示单药ORR为19.4%,但免疫相关不良事件(irAEs)发生率较高(68.4%),用于弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)的I期试验以及联合Margetuximab(抗HER2单抗)用于胃癌的II/III期试验正在进行。②Tobemstomig(RO7247669):优先结合PD1的LAG3/PD1-BsAb,单药ORR为17.1%,联合化疗或TIGIT抑制剂的试验正在开展。③Pavunalimab(XmAb22841):靶向LAG3/CTLA4的BsAb,与XmAb23104(PD-1/ICOS BsAb)联用的I期试验显示AE发生率低(20–24%),安全性优于传统联合疗法。◆ 促进细胞间相互作用:①FS118、ABL501、IBI323:靶向LAG3/PDL1的BsAb,通过桥接T细胞与肿瘤细胞或抗原呈递细胞(APCs)增强T细胞活化和抗肿瘤免疫。FS118的I期试验显示疾病控制率为54.8%,且毒性较低。②GB266T:三特异性抗体(PDL1/TIGIT/LAG3),保留Fc功能以增强APCs与T细胞的相互作用,临床前模型中显示强效抗肿瘤活性。表3 用于治疗癌症的临床试验中靶向LAG3的双特异性抗体 No.4其他新型疗法◆ 融合蛋白:如Eftilagimod alpha(IMP321),sLAG3的Ig融合蛋白,通过结合DCs表面MHCII,促进DC成熟及CD8+T细胞活化,III期试验评估其与紫杉醇联用在转移性乳腺癌中的疗效。与Pembrolizumab联用在黑色素瘤中ORR达50%,并可增强化疗疗效。◆ 纳米药物:利用纳米载体共递送siLAG3和siPD-L1可下调肿瘤微环境中免疫检查点表达,增强T细胞浸润。◆ 疫苗:双靶点疫苗(如FGL1/CAIX DNA疫苗)通过激活DCs,增强CD8+T细胞对肾癌的免疫应答。◆ 小分子抑制剂:靶向LAG3与MHC-II/FGL1结合的小分子药物进入临床前研究,具口服生物利用度和肿瘤穿透性优势,处于早期研发阶段。 No.5联合治疗策略◆ 与其他免疫检查点抑制剂联用:LAG3与TIM3、TIGIT等共阻断可克服PD-1耐药,如在肺癌模型中联合阻断LAG3和TIGIT显著抑制肿瘤生长,在AML模型中LAG3与TIM3双阻断可协同恢复T细胞功能。◆ 与靶向治疗联用:①EGFR抑制剂:LAG3抑制剂可逆转EGFR-TKI耐药,如在NSCLC中联合Gefitinib增强抗肿瘤效应。②PI3Kδ抑制剂:LAG3阻断可增强PI3Kδ抑制剂的抗肿瘤效应,机制与减少Treg抑制和促进CD8+T细胞活化相关。③GSK-3抑制剂:与LAG3单抗联用在B16黑色素瘤模型中诱导肿瘤消退,与CD8+T细胞增殖和细胞因子分泌增加相关。◆ 与放化疗联用:①化疗增敏:部分肿瘤对单一的LAG3阻断响应有限,需结合化疗(如阿扎胞苷)或表观调控药物(如HDAC抑制剂)逆转免疫抑制微环境。Tebotelimab与化疗(如卡培他滨+奥沙利铂)联用在HER2+胃癌的II/III期试验中显示初步疗效。②放疗协同:微波消融或纳米粒子放疗联合LAG3阻断可增强CD8+T细胞浸润,在MC38结直肠癌模型中显著抑制肿瘤生长。◆ 与中药疗法联用:氧化苦参碱通过下调IL-6/STAT3通路降低FGL1表达,增强LAG3免疫治疗效果。◆ 与细胞疗法联用:①CAR-T细胞疗法:LAG3抗体增强CD4+T细胞和双阴性T细胞(CD4-CD8-TC)的细胞毒性,在乳腺癌模型中上调T-bet和穿孔素表达。临床前研究显示,LAG3抗体可增强CAR-T细胞对CLL的杀伤作用,相关临床试验待开展。②肿瘤浸润淋巴细胞(TILs):LAG-3阻断联合TILs疗法在黑色素瘤中显示增强的持久应答。图11 涉及靶向LAG3的新治疗策略RenyuBio仁域生物04LAG3在不同疾病中的病理机制 No.1实体瘤应用◆ 黑色素瘤:LAG3表达水平与黑色素瘤的进展、耐药相关。LAG3在TILs表面高表达,可诱导T细胞耗竭,同时增强Tregs的免疫抑制功能,促进肿瘤免疫逃逸。此外还能协同PD-1通路促进免疫耐受。双重阻断可逆转T细胞功能失调,增强抗肿瘤免疫应答,显著延长PFS和OS,且毒性低于CTLA-4/PD-1联合方案。◆ 肾细胞癌(RCC):LAG3与PD-1在肿瘤微环境中协同表达,抑制CD8+T细胞和NK细胞功能,且LAG3表达水平与RCC患者预后呈负相关。单药LAG3抑制剂疗效有限,联合PD-1抑制剂在初治患者中客观缓解率(ORR)达30%,但对PD-(L)1经治患者响应不足(ORR 7%)。◆ 非小细胞肺癌(NSCLC):NSCLC患者对PD-1抑制剂耐药后常上调LAG3,通过抑制T细胞代谢(如糖酵解)和DC成熟维持免疫抑制。Relatlimab+Nivolumab可诱导病理缓解(MPR30%),安全性与单药相当。◆ 结直肠癌(CRC):①微卫星不稳定型(MSI-H/dMMR):LAG3抑制剂联合PD-1抑制剂治疗显示高病理缓解率(92%),可能与肿瘤免疫原性高相关。②微卫星稳定型(MSS):LAG3靶向治疗单药疗效有限,需结合其他通路(如Wnt/β-catenin)异常筛选患者。◆ 胃癌/胃食管交界癌(GC/GEJC):LAG3+Tregs在肿瘤微环境中富集,抑制效应T细胞浸润,联合化疗未能显著提升ORR(48%vs.61%),提示需更精准的生物标志物指导治疗。◆ 肝癌(HCC):LAG3与PD-L1在肝细胞癌中共表达,通过抑制CD8+T细胞和NK细胞功能促进肿瘤生长。Relatlimab+Nivolumab在TKI经治患者中疾病控制率(DCR)达60%,双特异性抗体Tebotelimab单药ORR17.1%,显示初步活性但需更大样本验证。◆ 三阴性乳腺癌(TNBC):LAG3抑制CD8+T细胞浸润和细胞毒性,与Gal-3协同促进肿瘤进展。Leramilimab+Spartalizumab在初治患者中ORR26.3%,但经治患者仅5.3%,提示早期干预可能更有效。◆ 其他肿瘤:LAG3的表达还与膀胱癌、子宫内膜癌等的免疫细胞浸润密度和预后相关,如肌层浸润性膀胱癌中LAG3+T细胞浸润与化疗耐药和不良生存独立相关。表4 靶向LAG3治疗实体瘤的临床试验 No.2血液肿瘤应用◆ 慢性淋巴细胞白血病(CLL):CLL患者的白血病细胞及血清中sLAG3水平显著升高,与疾病进展和不良预后相关。在CLL的临床前模型中,阻断LAG3可恢复T细胞对白血病细胞的杀伤能力,联合PD-1抑制剂进一步增强疗效。◆ 霍奇金淋巴瘤(HL):HL患者的TILs中LAG3高表达,与PD-1共表达于耗竭CD8+T细胞,抑制抗原特异性免疫应答。LAG3+CD4+T细胞的存在与HL患者的肿瘤进展相关,清除此类细胞可增强CD8+T细胞的抗肿瘤效应。◆ 急性髓系白血病(AML):AML患者骨髓中LAG3+PD-1+CD8+T细胞比例显著高于健康人群,提示T细胞功能耗竭。◆ 滤泡淋巴瘤(FL):LAG3表达于TILs,与PD-1共表达时预示患者预后不良,且与肿瘤微环境中免疫抑制性细胞因子(如IL-10)水平升高相关。表5 血液系统癌症中靶向LAG3的临床试验 No.3自身免疫疾病应用◆ 系统性红斑狼疮(SLE):SLE患者中LAG3在Tregs和效应T细胞表面高表达,与疾病活动度(SLEDAI评分)正相关,其血清浓度可反映炎症程度。并且血清sLAG3水平降低与SLE患者病情进展相关,可能成为预测疾病恶化的指标。LAG3缺陷间接增强CD4+T细胞对B细胞的辅助功能,促进自身抗体(如抗dsDNA抗体)产生,加剧SLE模型中的肾小球炎症。◆ 1型糖尿病(T1D):LAG3通过维持CD8+T细胞的“restrained”表型(类似耗竭状态)抑制其攻击胰岛β细胞。在LAG3缺陷小鼠中,CD8+T细胞的“restrained”表型消失,糖酵解代谢增强,加速T1D进展;而Tregs表面LAG3缺失则无法有效抑制自身免疫反应。传统认为CD4+T细胞主导T1D,但LAG-3缺陷模型显示CD8+T细胞也可独立驱动疾病,提示LAG-3对两类T细胞均有调控作用。◆ 类风湿关节炎(RA):RA患者中LAG3+Tregs比例升高,但其分泌IL-10的能力下降,导致促炎因子(如TNF-α、IL-6)失衡。血清sLAG-3水平与疾病活动度(如关节肿胀程度)正相关,其主要来源于Tregs表面LAG3的蛋白酶切割。靶向LAG3可增强Tregs的抑制功能,减少关节炎症,如激动剂抗体IMP-761在动物模型中显示抗炎潜力。◆ 多发性硬化(MS):MS患者外周血中LAG3+T细胞数量减少,与中枢神经系统炎症加重相关;血清sLAG3水平较高者预后较好,提示LAG3可能抑制自身反应性T细胞向脑内浸润。LAG-3可能通过抑制Th1/Th17细胞分化,减少其分泌IFN-γ和IL-17,从而减轻神经髓鞘损伤。◆ 炎症性肠病(IBD):LAG-3+T细胞在肠道黏膜中富集,其数量与内镜下炎症程度正相关。阻断LAG-3可激活效应T细胞,加重结肠炎;而维持LAG-3功能可抑制过度免疫反应。LAG-3通过抑制CD4+T细胞的糖酵解代谢,减少促炎细胞因子(如IL-17)分泌,维持肠道免疫稳态。表6 靶向LAG3疗法在自身免疫疾病中的临床前和临床开发RenyuBio仁域生物05LAG-3靶向治疗的挑战与未来方向 No.1机制研究的局限性◆ 配体复杂性:MHCII作为主要配体的作用已明确,但FGL1、LSECtin等配体的贡献仍需验证,且不同物种间存在差异(如小鼠vs.人类MHCII稳定性)。◆ 信号通路未知:缺乏LAG3下游信号分子的明确研究,需通过蛋白质组学、CRISPR筛选等技术解析。 No.2未来发展方向◆ 生物标志物开发:缺乏统一的生物标志物检测标准,目前LAG3表达水平、FGL1的预测价值有限,sFGL1和sLAG3的临床意义尚不明确,需探索LAG3表达水平、T细胞耗竭状态(如PD-1共表达)及肿瘤微环境细胞组成(如Treg比例)的联合预测价值。◆ 毒性管理与联合优化:尽管LAG3抑制剂单药毒性较低,但与其他ICIs联用可能增加irAEs(如肾上腺功能不全),需探索剂量优化和个体化治疗策略。◆ 新型药物设计:开发同时阻断LAG3与多种配体(如MHCII/FGL1)的双特异性抗体,或小分子抑制剂靶向胞内信号基序。◆ 联合治疗策略:探索LAG3抑制剂与放疗、表观药物或多靶点阻断(如TIM3、TIGIT)的协同效应,以克服耐药性。RenyuBio仁域生物抗体发现服务 & 产品01羊驼免疫&骆驼免疫—自建现代化养殖农场02万亿级天然抗体库产品—轻松DIY科研抗体03配套产品—助您轻松搭建基因工程抗体平台仁域生物成都仁域生物成立于2019年1月,是一家专注基因工程抗体技术和天然抗体库开发的公司,拥有优化的噬菌体展示抗体库技术和现代化的骆驼/羊驼养殖免疫基地。可为客户提供14天、100%成功率的先导抗体分子发现服务,彻底解决传统抗体定制的周期长、失败率高、成本高三大难题。目前已经成功完成300+靶点抗体筛选项目!protocol 获取 / 产品咨询邮箱|find@renyubio.com电话|19136178673地址|成都市经开区科技产业孵化园关注我们,持续更新相关内容参考文献Hu K, Zhang G, Niu H, Sun L. 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