Home > Field Knowledge > Biology > Unlocking T-Cell Proximity Control: How LAG-3 Proximity to TCR Enables Precision Autoimmune Therapy

Unlocking T-Cell Proximity Control: How LAG-3 Proximity to TCR Enables Precision Autoimmune Therapy
immunotherapy lag-3 tcr autoimmune cell-biology checkpoint-inhibitors t-cells bispecific-antibody

【Cell】 解锁免疫“刹车”新用法:强制T细胞“邻近”可精准治疗自身免疫病

一、 本文基本信息

摘要

在自身免疫性疾病中,针对致病性T细胞的治疗一直充满挑战。淋巴细胞活化基因-3(LAG-3)是一种主要在活化T细胞上特异性表达的抑制性检查点受体,已知其可与主要组织相容性复合物II类分子(MHC-II)结合。然而,本研究表明,仅仅与MHC-II相互作用不足以实现LAG-3的最佳功能。相反,由同源肽-MHC-II分子介导的LAG-3与T细胞受体(TCR)的空间邻近性,而非与CD4共受体的邻近性,才是介导CD4+ T细胞抑制的关键。从机制上看,LAG-3通过其胞内FSAL基序与TCR信号组分CD3ε形成凝聚体,从而破坏CD3ε与淋巴细胞特异性蛋白激酶(Lck)的结合。为了利用LAG-3与TCR的邻近性并最大化其依赖的T细胞抑制作用,我们开发了一种Fc功能减弱的LAG-3/TCR抑制性双特异性抗体,以绕过对同源肽-MHC-II的需求。这种方法能够强效抑制CD4$^{+}$和CD8$^{+}$ T细胞,并有效缓解小鼠自身免疫模型的症状。我们的发现揭示了一种复杂且有条件的检查点调控机制,并强调了靶向LAG-3/TCR顺式邻近性对于治疗那些缺乏有效且耐受性良好的免疫疗法的T细胞驱动的自身免疫性疾病具有重要意义。

原文引用信息

Du, J., Chen, H., You, J., Hu, W., Liu, J., Lu, Q.,… & Wang, J. (2025). Proximity between LAG-3 and the T cell receptor guides suppression of T cell activation and autoimmunity. Cell,88,-18. https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.06.004

二、 研究背景与科学问题

2.1 免疫系统的“双刃剑”:自身免疫病的困境

免疫系统是人体的精密防御体系,其核心职责是区分“自我”与“非我”,精准清除外来病原体,同时保护自身组织。然而,当这套精密的识别系统出现故障,免疫细胞便会错误地攻击自身健康的组织和器官,导致自身免疫性疾病的发生。这类疾病种类繁多,包括1型糖尿病、类风湿性关节炎、多发性硬化症等,影响着全球数以亿计的人口。在许多自身免疫病中,T淋巴细胞(T细胞)的过度活化被认为是驱动疾病进展的核心元凶

近年来,自身免疫病的发病率在全球范围内,尤其是在工业化国家,呈现出快速上升的趋势。一个广受关注的理论是“卫生假说”(Hygiene Hypothesis)或其修正版“老朋友假说”(Old Friends Hypothesis)。该假说认为,现代社会过于洁净的环境、抗生素的广泛使用以及生活方式的改变,减少了人们在生命早期接触微生物的机会。这种暴露的缺乏可能导致免疫系统未能得到充分的“训练”和“教育”,使其调控机制发育不全,从而更容易对自身抗原产生过度反应,增加了患过敏性和自身免疫性疾病的风险。这一宏观背景凸显了深入理解免疫调控机制、开发新型精准免疫疗法的迫切性。

2.2 免疫检查点LAG-3:一个熟悉又陌生的“刹车”分子

为了防止免疫反应过度而伤及自身,免疫系统进化出了一系列“刹车”机制,即免疫检查点。这些分子通常是表达在免疫细胞表面的抑制性受体,当它们被激活时,能够抑制免疫细胞的功能,维持免疫稳态。其中,淋巴细胞活化基因-3(LAG-3,又称CD223)是一个关键的抑制性检查点,主要在活化的T细胞上高表达。

LAG-3在结构上是CD4分子的同源物,属于I型跨膜蛋白,其胞外区包含四个免疫球蛋白(Ig)样结构域(D1-D4)。它最主要的配体是主要组织相容性复合物II类分子(MHC-II),同时也能够与纤维蛋白原样蛋白1(FGL1)等其他分子结合。与更为人熟知的PD-1和CTLA-4检查点类似,LAG-3在癌症和慢性感染中标志着T细胞的“耗竭”状态。研究表明,LAG-3与PD-1常常在耗竭的T细胞上共表达,并通过互补的、非冗余的通路协同抑制T细胞功能。因此,靶向LAG-3已成为继PD-1/CTLA-4之后肿瘤免疫治疗的又一重要方向。

2.3 关键科学问题与核心创新点

尽管LAG-3作为免疫“刹车”的重要性已广为人知,但一个核心的谜题长期悬而未决:LAG-3究竟是如何通过与配体结合,将抑制信号传递到细胞内部,从而精确地关闭T细胞的活化引擎的? 其具体的分子作用机制一直不甚明了,被形容为一个“充满谜题的分子”。

本项发表于《细胞》杂志的研究,正是为了解开这个谜题。研究团队通过一系列精巧的实验设计,取得了多项突破性进展,为我们描绘了一幅全新的LAG-3功能图景。其核心创新点可概括为:

  1. 揭示了全新的“空间邻近依赖”抑制模型:颠覆了传统的“配体结合即激活”的认知,证明LAG-3的抑制功能需要其与T细胞受体(TCR)在空间上足够靠近才能实现。
  2. 阐明了LAG-3在分子水平“釜底抽薪”的物理机制:发现LAG-3的胞内结构域可以直接干扰TCR早期信号通路中关键蛋白复合物的形成。
  3. 基于新机制,开创性地设计了“激动型”双特异性抗体BiTS:将基础科学发现迅速转化为一种全新的治疗策略,通过人为强制LAG-3与TCR的邻近来增强其抑制功能。
  4. 在多种自身免疫病动物模型中验证了BiTS的强大治疗潜力:证明了这一新策略在1型糖尿病、自身免疫性肝炎和多发性硬化症模型中的有效性,展示了其广阔的临床应用前景。

三、 核心研究内容深度解析

3.1 发现一:LAG-3的抑制功能依赖于其与TCR的“空间邻近”

传统观点认为,抑制性受体的功能主要由其与配体的结合直接触发。然而,本研究的第一个重大发现是,对于LAG-3而言,情况并非如此简单。

研究团队首先构建了一个“简化系统”,即利用不表达天然MHC-II的人工抗原提呈细胞(aAPC)。他们发现,当这些aAPC只表达能够结合LAG-3但不能识别TCR的“非同源”MHC-II分子时,即使LAG-3与MHC-II成功结合,也无法有效抑制T细胞的活化。相反,只有当aAPC表达能够同时被TCR和LAG-3识别的“同源”肽-MHC-II复合物时,LAG-3才表现出强大的抑制功能。

这一现象引出了一个大胆的假设:MHC-II分子可能不仅仅是LAG-3的配体,更像一个“桥梁”,其关键作用是将在细胞膜上原本分离的LAG-3和TCR拉到一起。 只有当LAG-3与TCR在空间上足够“邻近”时,它的抑制“刹车”才能被踩下。

图 1. LAG-3 在同源 pMHC II 存在时介导 CD4+ T 细胞抑制

A. B 细胞与 CD4+ T 细胞界面的配体-受体互作示意图 B. 经 mock 或小鼠 LAG-3 转导的 DO11.10 T 细胞与负载 OVA323-339 同源肽的 LK35.2 B 细胞共培养后的 IL-2 产量(n=3) C. 表达同源 pMHC II 的 aAPC 与 LAG-3+ T 细胞界面互作示意图 D-E. 小鼠 LAG-3 CAR Jurkat NF-κB-GFP 报告 T 细胞与 mock 或 I-Aᵈ OVA323-339 aAPC 共培养的代表性图像及 GFP 信号定量 F-G. 经 mock 或小鼠 LAG-3 转导的 DO11.10 T 细胞被同源 I-Aᵈ OVA323-339 aAPC 激活后的 IL-2 产量及 LAG-3 抑制率(n=3) H-M. 人 LAG-3 CAR 与 mock 或 HLA-DR1 HA306-318 aAPC 共培养的代表性图像及 GFP 信号定量(n=3) N-O. 经 mock 或人 LAG-3 转导、携带 HA1.7 TCR 的 Jurkat NFAT-GFP 报告 T 细胞被 HLA-DR1 HA306-318 aAPC 激活后的 GFP 阳性细胞百分比及 LAG-3 抑制率(n=4)

为了直接验证这一“空间邻近假说”,研究团队设计了一个极为精妙的实验。他们利用一种化学诱导的异源二聚化系统(rapalog系统),在该系统中,可以通过加入一种小分子药物(rapalog)来强制细胞膜上的两种不同蛋白物理性地靠近。他们将TCR的激活分子(抗CD3抗体)与FRB蛋白融合,将非同源MHC-II分子与FKBP12蛋白融合。在没有rapalog时,TCR和LAG-3(通过非同源MHC-II结合)是分离的;而加入rapalog后,FRB和FKBP12结合,从而强制性地将TCR和LAG-3拉到了一起。

结果惊人地清晰:在加入rapalog后,即便没有同源MHC-II的参与,T细胞的活化也受到了显著抑制。这一实验无可辩驳地证明了,LAG-3的抑制功能并不绝对依赖于特定的配体信号,而是由其与TCR的物理邻近性所“授权”的。这是一个全新的、以空间构象为核心的免疫调控模型。

图 2. TCR 空间邻近性对 MHC II/LAG-3 介导的 CD4+ T 细胞抑制至关重要

A. 表达膜锚定抗小鼠 CD3(anti-CD3MT)和非同源 pMHC II(pMHC class IINC)的 aAPC 设计示意图,用于解耦 MHC II 类分子与 CD4+ T 细胞 TCR 的相互作用 B. 流式细胞术检测三种 aAPC 克隆的 anti-CD3MT 表达水平(相对于亲本细胞的 MFI) C-D. 小鼠 LAG-3+ 3A9 T 细胞被上述 aAPC 克隆激活后的 IL-2 产量,有无非同源 I-Aᵇ OVA323-339 的瞬时过表达 E-H. 涉及 anti-CD3MT aAPC 的 IL-2 产量及抑制率分析,包括有无非同源 pMHC II、mock 与 LAG-3 转导的 3A9 T 细胞对比、同型对照与抗 LAG-3(M8)处理对比 I-K. rapalog 诱导异源二聚体实验的示意图、构建设计及流式细胞术检测标记表达(相对于亲本细胞的 MFI) L-N. mock 或小鼠 LAG-3 转导的 3A9 或 DO11.10 T 细胞被表达 rapalog 诱导异源二聚体的 aAPC 激活后的 IL-2 抑制率

3.2 发现二:深入分子内部——LAG-3如何通过破坏“信号凝聚体”来“釜底抽薪”

既然空间邻近是关键,那么下一个问题是:当LAG-3被拉到TCR旁边后,细胞内部究竟发生了什么?为了回答这个问题,研究团队将目光投向了细胞内信号转导的最前沿——生物分子凝聚体(Biomolecular Condensates)

  • LAG-3的胞内域(ICD)可以直接与TCR复合物的关键组分CD3ε相互作用
  • 当LAG-3的ICD被强制带到TCR附近时,它会竞争性地结合CD3e,从而破坏CD3ε与激酶Lck的结合,导致这个至关重要的“信号凝聚体”无法有效形成或维持稳定。
  • Lck是启动TCR下游信号瀑布的“第一把钥匙”,Lck与CD3ε的分离,相当于直接切断了信号的源头,导致T细胞活化被有效终止。

为了进一步精确定位LAG-3 ICD中的功能区域,研究团队进行了一系列突变分析。结果显示,LAG-3 ICD中两个保守的基序——FSAL基序和EP基序——对于破坏CD3ε/Lck凝聚体以及发挥抑制功能至关重要,而另一个已知的KIEELE基序在此过程中的作用相对较弱。这与以往研究中关于这些基序功能重要性的争论提供了新的见解。

下表总结了关键的突变分析结果:

突变体 突变对象 关键区域/基序 对CD3ε/Lck凝聚体的影响 T细胞抑制功能影响 推断作用
F483A/L486A LAG-3 FSAL Motif 破坏作用丧失 显著减弱 直接参与或稳定与CD3ε的相互作用
ΔEP LAG-3 EP Motif 破坏作用部分减弱 部分减弱 可能通过静电作用协同FSAL基序发挥功能
ΔKIEELE LAG-3 KIEELE Motif 影响较弱 影响较弱 在此邻近模型中的作用非主导
CD3ε BRS基序突变 CD3ε Basic Rich Sequence (BRS) 与LAG-3凝聚能力丧失 - CD3ε上与LAG-3和Lck结合的关键位点
CD3ε mPRS CD3ε Proline Rich Sequence (PRS) 未提及对凝聚体影响(实验显示不影响与LAG-3的凝聚体形成 ) - 非LAG-3与CD3ε结合及破坏CD3ε/Lck凝聚体的关键区域
CD3ε mRK CD3ε RK Motif 未提及对凝聚体影响(实验显示不影响与LAG-3的凝聚体形成 ) - 非LAG-3与CD3ε结合及破坏CD3ε/Lck凝聚体的关键区域
LAG-3 F475A/L478A LAG-3 类似FSAL基序区域(与F483A/L486A类似位置突变) 未明确提及(推测类似F483A/L486A突变体影响 ) 未明确提及(推测抑制功能减弱 ) 可能与FSAL基序功能相似,参与与CD3ε的相互作用

这些发现共同揭示了一个精巧的分子机制:LAG-3通过物理邻近,直接干预TCR信号凝聚体的形成,从源头上关闭了T细胞的活化开关

图 3. LAG-3 胞内域破坏 CD3ε/Lck 凝聚体

A-F. 溶液中 100 μM 人 CD3ε 与 LAG-3 ICD 的凝聚体形成实验,展示野生型或磷酸化状态的 CD3ε 及野生型或 F483A/L486A 突变的 LAG-3(n=5) G-O. 支持脂质双层(SLB)上 5 μM 磷酸化 CD3ε 与 Lck(开放形式 K273R/Y505F 突变或截短型 LckUD-SH3-SH2)的凝聚体形成实验,有无 5 μM 人或小鼠 LAG-3 ICD 及其他抑制性受体 ICD(n=5/6) P-S. 流式细胞术验证 mock 或人 / 小鼠 LAG-3(野生型或突变体)转导的 Jurkat NFAT-GFP 报告 T 细胞或 3A9 T 细胞中 LAG-3 的表达及抑制功能

3.3 发现三:从机制到疗法——“强制邻近”催生新型激动型双特异性抗体BiTS

这项研究最激动人心的部分在于,它没有停留在基础机制的发现,而是迅速将这一新知识转化为了创新的治疗策略。既然“强制邻近”是激活LAG-3抑制功能的关键,那么是否可以设计一种药物来主动实现这一点呢?

答案是肯定的。研究团队为此设计了一种双特异性抗体(Bispecific Antibody, BsAb)

  • 一个“手臂”:靶向并结合T细胞表面的LAG-3分子。
  • 另一个“手臂”:靶向并结合同一T细胞表面的TCR复合物。

通过这种设计,BiTS分子就像一根强有力的“分子绳索”,将LAG-3和TCR强行“捆绑”在一起,人为地创造并稳定了发挥抑制功能所必需的“空间邻近”状态。为了避免在体内引发不必要的免疫反应(如抗体依赖的细胞毒性作用,ADCC),研究人员还对其Fc片段进行了N297G突变改造,使其成为一种“功能沉默”的抗体。

体外实验结果证实了这一设计的有效性:BiTS能够以剂量依赖的方式,强效抑制CD4$^{+}$和CD8$^{+}$ T细胞的活化。重要的是,这种抑制作用是严格依赖于LAG-3的——当作用于不表达LAG-3的T细胞时,BiTS的抑制效果大幅减弱,证明其功能确实是通过激活LAG-3通路实现的。

图 4. LAG-3/TCR 双特异性抗体(BiTS)介导 LAG-3 依赖性 T 细胞抑制

A. LAG-3/TCR BiTS 设计及 LAG-3 结合破坏的 BiTS 突变体(BiTSmut)示意图 B. 流式细胞术检测 100 nM BiTS 和 BiTSmut 与 TCR+LAG-3+ 细胞、TCR+LAG-3- 或 TCR-LAG-3+ B3Z 细胞的结合 C. mock 或 LAG-3 转导的 CD4+ TCR+(3A9)或 CD8+ TCR+(B3Z)T 细胞被 anti-CD3MT aAPC 激活后,在有无 10 nM BiTS、BiTSmut 或同型对照存在下的 IL-2 产量(n=3) D-E. 不同浓度 BiTS 或 BiTSmut 对 IL-2 产量的抑制作用及半最大抑制浓度(IC50)(n=3)

图 5. LAG-3/TCR BiTS 强效抑制抗原特异性 CD4+ 和 CD8+ T 细胞反应

A. CD4+ TCR+(3A9)或 CD8+ TCR+(B3Z)T 细胞分别被 I-Aᵏ HEL50-62 CD86+ aAPC 或负载 OVA257-264 的 mutuDC 激活后,在 10 nM BiTS、BiTSmut 或同型对照存在下的 IL-2 产量(n=3) B-D. BiTS、BiTSmut 或 Ly-TCR(无 LAG-3 臂)对 mock 或小鼠 LAG-3 转导的 CD4+ TCR+(3A9)或 CD8+ TCR+(B3Z)T 细胞 IL-2 产量的抑制作用及 IC50(n=3)

3.4 深度对比:BiTS vs. Relatlimab——同一靶点,两种截然相反的疗法

BiTS的出现,使得LAG-3这个靶点呈现出一种迷人的“双重人格”。为了更好地理解BiTS的创新性,有必要将其与已上市的LAG-3靶向药物——Relatlimab——进行对比。

Relatlimab是百时美施贵宝(BMS)开发的全球首个获批的LAG-3抑制剂,它与PD-1抑制剂Nivolumab组成的复方制剂(商品名Opdualag)已被批准用于治疗黑色素瘤。Relatlimab是一种拮抗型(Antagonist)单克隆抗体,其作用机制是阻断LAG-3与其配体(如MHC-II)的结合。在癌症治疗中,肿瘤细胞利用LAG-3通路来抑制T细胞的抗肿瘤活性;而Relatlimab通过切断这条通路,相当于“松开刹车”,重新释放T细胞的杀伤力,从而达到治疗癌症的目的。

而本研究中的BiTS则恰恰相反,它是一种激动型(Agonist)双特异性抗体。它的目标不是“松开刹车”,而是“踩死刹车”。在自身免疫病中,T细胞的过度活化是致病根源,因此需要抑制而非激活它们。BiTS通过强制LAG-3与TCR邻近,主动激活LAG-3的抑制信号,从而精准地“沉默”致病T细胞。

下表清晰地对比了这两种基于同一靶点的、截然不同的治疗策略:

特性 BiTS(本文研究) Relatlimab(已上市抗癌药)
抗体类型 双特异性激动型抗体 (Bispecific Agonist) 单克隆拮抗型抗体 (Monoclonal Antagonist)
作用机制 强制LAG-3与TCR邻近,激活抑制信号 阻断LAG-3与配体结合,解除抑制信号
对T细胞功能的影响 抑制 (Suppression) 激活 (Activation)
治疗领域 自身免疫病 (Autoimmune Diseases) 癌症 (Cancer)
核心科学原理 空间邻近诱导信号调控 配体-受体阻断

这种“一靶两用”的现象,深刻揭示了对靶点生物学机制的深入理解,是如何催生出功能完全相反但同样具有巨大潜力的创新疗法的。

3.5 发现四:BiTS在多种自身免疫病模型中展现强大治疗潜力

基础机制的阐明和创新分子的设计最终都需要在活体模型中得到验证。研究团队在多种经典的自身免疫病小鼠模型中评估了BiTS的治疗效果,结果令人振奋:

  • 1型糖尿病模型(RIP-OVA模型):这是一种由CD8$^{+}$ T细胞攻击胰岛β细胞导致的疾病模型。结果显示,与对照组相比,BiTS治疗显著延缓了糖尿病的发生,并有效保护了小鼠免于发病。组织学分析也证实,BiTS治疗组小鼠胰岛的T细胞浸润(胰岛炎)程度显著降低。
  • 自身免疫性肝炎模型:这是一种由记忆性CD8$^{+}$ T细胞驱动的肝脏炎症模型。BiTS治疗极大地减轻了肝脏的炎症损伤和CD8$^{+}$ T细胞浸润。单细胞测序分析进一步揭示,BiTS不仅减少了致病性T细胞的数量,还深刻改变了它们的活化状态和功能表型。
  • 多发性硬化症模型(EAE模型):这是一种主要由CD4$^{+}$ T细胞介导的中枢神经系统自身免疫病模型。无论是在疾病发生前的预防性治疗,还是在疾病高峰期的治疗性给药,BiTS均能有效降低疾病的临床评分,改善小鼠的神经功能症状

这些在不同疾病背景、由不同T细胞亚群(CD4$^{+}$或CD8$^{+}$)驱动的模型中取得的一致性阳性结果,强有力地证明了BiTS作为一种平台型疗法的巨大潜力,有望用于治疗多种T细胞介导的自身免疫性疾病。

图 6. LAG-3/TCR BiTS 抑制 CD8+ T 细胞活化并预防糖尿病

A-C. WT 或 Lag3-/- OT-I T 细胞被负载 OVA257-264 肽的 mutuDC 激活后,在 10 nM 同型对照、BiTSmut 或 BiTS 存在下的流式细胞术点图及 IL-2/IFN-γ 产量(n=3) D-E. RIP-OVA 糖尿病模型示意图及糖尿病发病率(每组 n=8,采用 Kaplan-Meier 检验) F-G. 糖尿病小鼠胰岛的代表性组织学图像(无胰岛炎、peri - 胰岛炎、胰岛炎)及组织学评分(每组分析 >10 个胰岛)

图 7. LAG-3/TCR BiTS 改善 CD8+ T 细胞介导的肝炎

A-B. IND-PALF 患者与 Dx-PALF 患者肝组织中免疫相关基因的 RNA-seq 分析及 GO 富集分析 C-D. 抗 - 4-1BB 处理后肝炎小鼠的肝损伤指标(ALT)及肝内 T 细胞亚群分析(n=4-9/5) E-I. 肝炎小鼠肝内免疫细胞的单细胞 RNA-seq 分析,包括 UMAP 降维、细胞类型鉴定及 CD8+ T 细胞亚群的效应 / 记忆基因特征评分 J-O. 肝内 CD8+ T 细胞与髓系细胞的配体 - 受体互作分析及炎症因子水平检测(n=5)

五、 关键结论与批判性总结

5.1 本文关键结论

本研究系统性地揭示了免疫检查点LAG-3的一个全新且精密的调控机制,并基于此开发了一种极具潜力的自身免疫病新疗法。其核心结论如下:

  1. 机制重定义:LAG-3的抑制功能并非简单地由配体结合触发,而是“有条件的”,其高效发挥作用的前提是与TCR在细胞膜上形成空间邻近
  2. 分子通路阐明:在空间邻近的条件下,LAG-3的胞内结构域(ICD)通过与CD3ε直接相互作用,破坏了TCR活化所必需的CD3ε/Lck信号凝聚体,从而“釜底抽薪”式地终止了T细胞活化。
  3. 创新疗法开发:基于“强制邻近”原理,研究团队设计了激动型双特异性抗体BiTS,它能将LAG-3和TCR强行拉近,从而高效、精准地抑制T细胞功能。
  4. 广谱潜力验证:BiTS在1型糖尿病、自身免疫性肝炎和多发性硬化症等多种动物模型中均展现出强大的治疗效果,证明了其作为一种平台型疗法治疗T细胞介导的自身免疫病的广阔前景。

5.2 专家评述与展望

这项工作无疑是免疫学和药物研发领域的一项里程碑式研究,其意义深远,不仅重塑了我们对一个重要免疫检查点的认知,更开辟了一条全新的治疗途径。

意义与优势

  • LAG-3生物学的范式转移:该研究将我们对LAG-3的理解从一个简单的“配体-受体”模型,提升到了一个复杂的、依赖于“空间构象和信号组织”的全新层面。这种“条件性刹车”机制或许可以解释一个长期存在的现象:为何相比于PD-1,LAG-3在生理条件下的抑制功能显得更为温和。这可能是一种进化上的安全设计,通过增加激活门槛,避免在不适当的情况下过度抑制T细胞,从而为免疫系统提供了更精细的调控层次。

  • 开创“邻近诱导信号调控”新药模式:BiTS的设计理念极具开创性。在药物研发领域,利用小分子诱导蛋白邻近以降解靶蛋白的PROTACs分子胶技术已是热点。而BiTS则将这一“邻近诱导”概念从“降解”扩展到了“信号调控”领域,代表了一类全新的治疗模式——

    邻近诱导型生物大分子(Proximity-Inducing Biologics)。这为未来针对其他受体对的信号调控药物开发提供了宝贵的范例和理论基础。

  • 严谨优雅的实验设计:从构建简化的人工细胞系统,到利用化学诱导工具精准验证核心假说,再到体外凝聚体实验和多种动物模型的验证,整个研究逻辑链条清晰、证据确凿,体现了极高的科学严谨性和创新性。

局限性与未来方向

尽管这项研究取得了重大突破,但从实验室走向临床,仍有诸多挑战需要克服,同时也为未来的研究指明了方向。

  • 临床转化的挑战

    1. 双特异性抗体的开发壁垒:作为一种复杂的生物大分子,双特异性抗体的生产工艺(CMC)复杂、成本高昂。此外,其独特的结构可能带来不可预测的免疫原性(即诱发抗药抗体),以及独特的毒性谱,如可能引发细胞因子释放综合征(CRS)或神经毒性,这些都是临床开发中必须密切关注和解决的问题。

    2. 患者选择生物标志物的缺失这是BiTS未来临床成功的关键。自身免疫病具有高度异质性,并非所有患者都适合BiTS治疗。未来的临床试验必须建立一套精准的生物标志物(Biomarker)策略来筛选最可能获益的患者群体。基于本研究的机制,潜在的生物标志物可能包括:

      • 致病T细胞的LAG-3表达水平:只有当致病T细胞高表达LAG-3时,BiTS才能有效发挥作用9。

      • TCR克隆型与疾病驱动因素:识别出由特定T细胞克隆驱动疾病的患者亚群。

      • 基线信号通路状态:评估患者T细胞内源性TCR信号通路的活化状态,可能有助于预测其对BiTS的敏感性。

        开发有效的生物标志物是实现精准医疗、提高T细胞疗法成功率的核心0。

    3. 在难治性疾病中的定位:对于那些对现有多种疗法(如TNF-α抑制剂、JAK抑制剂等)均无反应的“难治性类风湿关节炎”(D2T RA)患者,他们往往已经耗尽了标准治疗方案。BiTS这种全新机制的疗法,可能为这部分具有巨大未满足医疗需求的患者带来新的希望。

  • 未来研究方向

    1. 机制的进一步深化:LAG-3的胞内域是否还有其他未知的结合蛋白?它是否会影响除Lck之外的其他激酶?这些问题值得进一步探索。
    2. “邻近诱导”概念的拓展:是否可以将这一设计理念应用于其他共刺激或共抑制受体对,开发出更多用于“打开”或“关闭”免疫反应的工具?
    3. 小分子药物的探索:是否有可能开发出能够模拟BiTS功能的小分子“分子胶”,通过口服给药,实现更便捷的治疗?

总而言之,这项研究不仅为我们解锁了免疫检查点LAG-3的深层奥秘,更重要的是,它将深刻的机理洞察转化为一种极具前景的创新疗法。BiTS的成功开发,为攻克T细胞介导的自身免疫性疾病这一顽疾点亮了一盏新的明灯,也为整个药物研发领域带来了关于“空间邻近性”的宝贵启示。