前言
免疫检查点(ICs)在调节免疫反应和介导自身免疫和炎症中的T细胞功能障碍方面至关重要。然而,肿瘤细胞可以通过这些抑制途径逃避免疫监视。近年来,通过靶向CTLA-4和/或PD-1/PD-L1的免疫检查点阻断剂疗法已用于临床晚期肿瘤的治疗,并取得了较高的客观缓解率。但是只有20-30%的患者受益于免疫检查点阻断疗法,其余患者表现出不同程度的原发性或适应性耐药。因此,人们逐渐将注意力转向了其他有效的免疫检查点途径。
LAG3(CD223)是一种主要在T淋巴细胞表面表达的抑制性受体。LAG3与其配体的结合向激活的T细胞传递抑制信号,防止免疫介导的组织损伤。LAG3的配体包括主要组织相容性复合体II(MHC II)、半乳糖凝集素-3、肝窦内皮细胞凝集素(LSECtin)和FGL1。
FGL1,也称为肝纤维蛋白原相关基因-1(LFIRE-1),是肝脏分泌的一种增殖和代谢相关因子。它作为一种新的LAG3配体出现,能与LAG3结合形成独立于PD-1/PD-L1的新免疫检查点通路,导致T细胞耗竭和随后的功能障碍,以及肿瘤细胞逃避免疫监视。除了在肝脏和胰腺中相对较高的表达外, FGL1在肿瘤组织(包括肺、前列腺、黑色素瘤、结直肠、乳腺和脑肿瘤)中表达上调。因此,FGL1在临床实践中,特别是在非小细胞肺癌(NSCLC)的靶向治疗中,有可能成为另一个新的免疫检查点靶点。
FGL1的结构和功能
FGL1是一种约68KD大小的蛋白质,由二硫键连接的同型二聚体组成。其羧基末端包含β和γ亚单位,与纤维蛋白原高度同源。在正常生理条件下,FGL1主要由肝脏中的肝细胞分泌(其中一些可能也存在于胰腺中)。现在很清楚,FGL1是肝细胞再生的产物,参与肝细胞有丝分裂和肝能量利用(包括脂质代谢和血糖调节)。除了上述功能外,FGL1还可以作为急性反应物在血浆中检测到,这意味着肝脏分泌的FGL1不仅作用于肝细胞(自分泌),而且作用于其他组织,如肌肉和棕色脂肪组织。在代谢因素(高血糖、高血脂、激素等)的刺激下,肝脏分泌FGL1并通过血液循环作用于棕色脂肪组织,调节代谢并维持体温。此外,FGL1还作用于肌肉组织,影响成肌细胞对胰岛素的敏感性。
鉴于FGL1是肝脏的一种生理分泌因子,其表达可被视为抵抗外源性损伤或刺激的自我保护机制。在IL-6和TGF-β等外源性因子诱导下,正常肝细胞通过STAT3和HNF-1α调节FGL1转录。这种高水平的FGL1可作用于C2C12细胞(成肌细胞),并通过磷酸化JNK途径产生胰岛素抵抗。此外,在2型糖尿病患者中,FGL1通过肝细胞依赖性细胞外调节蛋白激酶(ERK)1/2途径诱导HepG2细胞的胰岛素抵抗。此外,在脂肪细胞中,细胞外FGL1通过典型的ERK1/2-C/EBPβ- PPARγ途径诱导脂肪生成。
除了保护肝细胞(促进再生和凋亡)和调节代谢外,FGL1表达还可以作为一些疾病(自身免疫、传染病、急性炎症等)的生物标志物。
FGL1在癌症发展中的作用
对肿瘤数据的分析表明,FGL1在肺癌、前列腺癌、黑色素瘤、结直肠癌、乳腺癌和脑瘤中表达上调,但在胰腺癌、肝癌和头颈癌中表达下调。
肿瘤进展的过程伴随着血管生成、侵袭和迁移的变化,肿瘤上皮-间质转化(EMT)与肿瘤细胞的侵袭和迁移行为密切相关。已有的临床前研究已经证实了FGL1与肺癌和胃癌中肿瘤EMT过程之间的相关性。
除了介导EMT过程外,FGL1还参与肿瘤增殖、凋亡以及辐射和药物的敏感性。在非小细胞肺癌靶向耐药性研究中评估了PC9/GR细胞的克隆增殖能力,数据显示FGL1沉默后PC9/GR细胞的增殖显著降低。此外,FGL1基因敲除可显著抑制SGC-7901细胞的增殖。FGL1主要通过抑制AKT-mTOR通路来参与调节细胞增殖。另一方面,在FGL1介导的吉非替尼耐药机制中,发现FGL1通过PARP1/caspase-3途径调节凋亡,这也证实了FGL1与肿瘤细胞对靶向EGFR酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)的敏感性有关。
FGL1与肿瘤免疫逃逸
2019年,FGL1首次被确定为抑制性免疫检查点受体LAG3的一种新的高亲和力配体。大量基础研究表明,LAG3和FGL1之间存在高亲和力相互作用。在基因组尺度受体阵列(GSRA)系统中,FGL1是LAG3-Ig的主要结合蛋白,它们之间的相互作用稳定、特异且跨物种保守。进一步的结构域缺失研究表明,FGL1中的纤维蛋白原样结构域(FD)和LAG3中的D1-D2结构域参与FGL1和LAG3之间的MHC II非依赖性相互作用。体内实验表明,通过阻断FGL1/LAG3的相互作用,可通过刺激TME中的肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)激活和扩增来促进抗肿瘤免疫。
尽管FGL1/LAG3调节T细胞功能的具体机制尚不清楚,但FGL1阻断剂与抗PD-1疗法的协同抑制作用已在动物模型中得到证实。此外,FGL1还是预测PD-1/PD-L1阻断治疗结果的潜在生物标志物,据报道,血液中高FGL1水平与NSCLC和黑色素瘤患者抗PD-1/PD-L1治疗的不良预后显著相关。
研究发现,FGL1/LAG3通路可独立于PD-1/PD-L1通路发挥免疫抑制作用。与阻断PD-1途径相比,阻断LAG-3在T细胞活化、增殖和IFN-γ分泌方面更为重要。在耐受条件下,通过PD-1/PD-L1和FGL1/LAG-3途径的信号转导对CD8+T细胞亚群具有不同的功能后果,这种后果的最直接表现是产生三个LAG3和PD-1的表达和定位不一致的CD8+T细胞亚群。进一步的细胞溶解功能分析表明,与PD-1高表达的T细胞亚群相比,LAG3高表达的T细胞亚群产生更高水平的细胞因子,尤其是IFN-γ、TNF-α和CD107,而与共刺激分子ICOS和4-1BB的表达无关。上述细胞因子产生模式的差异表明这两种途径的独立性。此外,在动物实验中,发现使用抗FGL1/LAG-3作为单一疗法或与抗PD-1/PD-L1疗法联合治疗均具有肿瘤抑制作用。
因此,由于FGL1和LAG3之间的高亲和力,FGL1/LAG3和PD-1/PD-L1可以独立调节T细胞,阻断这两个检查点可以产生协同抗肿瘤作用。
抗FGL在肿瘤治疗中的应用前景
FGL1/LAG3通路在癌症发展过程中的免疫逃避中起着重要作用,抗FGL1可能有助于克服癌症免疫治疗耐药性,成为一个有希望的新检查点靶点。
FGL1由肿瘤细胞高表达,较高的血浆FGL1水平与癌症患者对ICIs的耐药性和不良预后相关。临床前动物实验证明,阻断FGL1的单克隆抗体以类似于抗LAG-3的方式刺激T细胞免疫。作为新发现的LAG3高亲和力配体,FGL1有可能以不同于MHC II的作用方式与LAG3结合重新启动“免疫刹车”。此外,血浆中FGL1分泌水平是一个潜在的生物标志物,可用于识别不会从ICI治疗中获益的患者。最后,FGL1有可能通过调节代谢程序中的PPARγ合成来诱导免疫抑制。
目前对FGL1通过TME免疫抑制诱导免疫治疗抵抗的机制的认识相对有限,仍需进行更深入的研究。但已有研究发现,FGL1与MDSC和Treg群体呈正相关,与CD8+T细胞呈负相关。此外,FGL1通过获得EMT表型与肿瘤细胞侵袭和转移密切相关。
尽管对FGL1的研究仍处于早期阶段,但FGL1作为一种新的免疫检查点分子,在临床应用中具有着广阔的前景,特别是在NSCLC免疫治疗中,这归因于其在NSCLC细胞中的过表达以及与免疫调节、肿瘤新生血管形成、EMT进展、耐药性和转移的密切关系。FGL1和LAG3在免疫学上的高亲和力相互作用的新发现标志着免疫检查点阻断疗法研究的重大突破。在靶向CTLA-4和PD-1/PD-L1后,该策略作为第三代免疫检查点阻断剂具有巨大潜力。
目前,评估抗LAG-3和抗PD-1抗体协同效应的多个临床试验已取得显著疗效。而作为LAG-3的另一个配体,抗FGL1的阻断性抗体已经在临床前研究证明了单药疗效和与PD-1/PD-L1抗体的协同作用。此外,FGL1在IRAE方面可能比抗LAG-3具有更多优势。
小结
作为肝脏分泌的急性炎症因子,FGL1在各种实体瘤中上调,与肿瘤的EMT、增殖、凋亡和耐药性以及不良预后有关。最重要的是,FGL1和抑制性受体LAG-3之间形成了一条不同于PD-1/PD-L1的免疫抑制途径,通过靶向FGL1治疗或与PD-1/PD-L1抗体联合可以增强抗肿瘤效果。因此,FGL1作为一个新的免疫检查点靶点显示出显著优势,靶向FGL1是临床试验中另一种有前途的免疫检查点阻断策略。针对FGL1的新治疗策略应在癌症治疗中进一步探索。
参考文献:
1．Fibrinogen-like protein 1 (FGL1): the nextimmune checkpoint target． J Hematol Oncol． 2021; 14: 147．
