上海科技大学王皞鹏团队联合中国科学院分子细胞科学卓越创新中心许琛琦团队等，首次研究解析了LAG3受体激活的分子开关机制，并开发了预测疗效的新型生物标志物，揭示了一种具有转化潜力的癌症免疫治疗中的免疫检查点触发机制，为靶向免疫检查点的精准治疗提供了新策略。（Cell. 2025年3月6日在线版）

LAG3靶向药物于2022年获得美国FDA批准上市，成为第三个获批的免疫检查点药物，标志着肿瘤免疫治疗的重要进展。与其他免疫检查点疗法类似，LAG3免疫疗法的临床缓解率不高，仅部分患者获益。如何精准筛选可能获益的患者群体成为亟需突破的临床瓶颈。需要对LAG3的作用机制有深入认识。自1990年被发现以来，LAG3配体结合如何触发LAG3受体活化的分子机制一直不清楚，成为困扰该领域多年的关键问题。

为探究LAG3受体的激活机制，研究者利用蛋白质谱技术对LAG3蛋白的翻译后修饰进行系统分析，发现LAG3受体结合配体后，其K498位点发生快速多泛素化修饰。这种泛素化修饰不会介导LAG3的降解，反而对LAG3的功能具有关键作用。深入研究发现，这一泛素化修饰是开启LAG3免疫抑制功能的分子开关：在静息状态时，LAG3的胞内关键信号域被埋藏在细胞膜中，隔离信号转导；当配体与LAG3受体结合后，泛素化修饰可促使LAG3胞内信号域从细胞膜中释放出来，从而有效激活LAG3的免疫检查点功能。这种由泛素化介导的动态调控机制，揭示了一种全新的受体活化方式。

基于上述LAG3激活机制的发现，研究者开发了一种新型疗效预测生物标志物。结果表明，这种表征LAG3受体激活状态的功能性生物标志物较传统的单一表征LAG3表达的生物标志物有显著优势：在临床研究中，功能性生物标志物能够准确区分治疗获益人群，其表达水平在获益组较非获益组升高51.7倍，传统表达生物标志物仅显示出6.5倍的差异且无统计学意义。

LAG3作为一种免疫检查点受体，在调节T细胞活化和抗肿瘤免疫方面发挥关键作用。多个配体与LAG3相互作用，包括MHC Ⅱ类和FGL1，前者在抗原呈递细胞上表达，后者分别由肝细胞和某些类型的肿瘤细胞分泌。当与配体结合时，LAG3抑制T细胞活化、细胞因子生成和增殖，从而促进肿瘤免疫逃逸。

2023年，美国 FDA批准LAG3阻断抗体瑞拉利单抗（Relatlimab）上市，成为继CTLA4、PD-1/PD-L1之后第三个具有临床疗效的免疫检查点药物。尽管LAG3免疫检查点在临床上颇具前景，但对其功能机制的理解却有限且存在争议。

FGL1最近被确认为潜在LAG3配体，在体外与LAG3结合，且在被敲除时促进T细胞的抗肿瘤反应。还有研究显示，MHCⅡ类分子而不是FGL1作为LAG3的功能性配体，在自身免疫和抗癌免疫中抑制T细胞。

与其他免疫检查点受体不同，LAG3在其胞质尾部缺乏基于酪氨酸的抑制性基序。相反，它包含几个进化上保守的区域，包括从其胞质尾的 N 端到C端的 FSALE、KIEELE和EP基序。然而，关于LAG3信号基序研究报道存在差异。最近有报道称，LAG3中的EP基序通过破坏CD4-Lck相互作用，对T细胞受体（TCR）信号发挥不依赖配体的抑制作用。

证据表明，配体结合对于LAG3介导的抑制功能至关重要。特别是，FSALE基序已被证实在MHCⅡ类分子介导的配体结合时介导LAG3的抑制功能。此外，由于在各种杂交瘤T细胞中存在相互矛盾的研究结果，KIEELE基序的作用仍不明确，需要更具生理相关性的实验设置来研究其功能。

尽管免疫受体激活通常具有可识别的生化特征，例如TCR激活时CD3磷酸化，但缺乏直接的读出指标来评估LAG3信号传导，这成为了LAG3研究的瓶颈。LAG3在与配体结合后是如何触发抑制功能的，目前仍不清楚，了解这一机制有助于识别潜在的反应生物标志物，并推动涉及LAG3抑制的更合理、更有效的联合疗法的发展。

该研究旨在阐明LAG3的免疫抑制功能的激活机制。研究者使用无偏倚的质谱分析方法和核磁共振（NMR）分析，结合基因敲入动物模型，发现配体结合触发了LAG3的快速泛素化，释放了LAG3信号尾，特别是FSALE基序，使其与细胞膜的结合消失，从而释放了其抑制功能。该研究证实LAG3泛素化在肿瘤微环境（TME）中活跃地发生，这是LAG3介导的体内抗肿瘤免疫抑制所不可或缺的，且可作为LAG3阻断治疗反应的生物标志物。该研究发现，当LAG3与配体结合时，会经历强烈的非 K48 链接的多聚泛素化，这会促进LAG3的抑制功能，而不是导致其降解。这种泛素化可能由主要组织相容性复合体Ⅱ类（MHC Ⅱ类）与膜结合（而非可溶性）的纤维蛋白原样蛋白 1（FGL1）的结合所触发。

LAG3 的泛素化由E3连接酶c-Cbl和Cbl-b 共同介导，破坏了其膜近端富含碱性残基序列的膜结合，从而使 LAG3 的胞质尾稳定在膜分离构象中，从而能进行信号传导。LAG3的泛素化对于LAG3在体内介导的抗肿瘤免疫抑制至关重要。LAG3 治疗性抗体始终抑制LAG3泛素化，这与它们的检查点阻断效应相关。患者队列分析表明，LAG3/CBL共表达可作为 LAG3 阻断反应的生物标志物。

该研究发现，LAG3在与配体结合后会迅速经历非降解性的多聚泛素化，配体诱导的泛素化通过将 LAG3 尾从膜上释放来激活 LAG3，LAG3 的泛素化是其在体内抑制抗肿瘤免疫所必需的，LAG3/CBL 共表达可识别出可能对 LAG3 阻断疗法有反应的患者。

这项研究揭示了LAG3与配体结合后的蛋白质翻译后修饰（PTM），发现配体诱导的泛素化不仅可作为LAG3信号传导的指标，还充当LAG3功能的分子开关。在没有配体的情况下，LAG3主要通过暴露的 EP 基序发挥其抑制作用，而FSALE 基序则与细胞膜结合而被隔离。在与配体结合后，LAG3 在E3泛素化连接酶 Cbl 介导的KIEELE基序内迅速发生泛素化，使FSALE从细胞膜上释放，从而实现LAG3的功能。

这项研究揭示了一种具有转化潜力的癌症免疫治疗中的免疫检查点触发机制，并开发了可预测LAG3治疗效果的新型生物标志物，为肿瘤免疫的精准治疗提供了新策略。

（编译 张俊熙）