CMTM6蛋白與腫瘤發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后關(guān)系的研究進展*

付 瑋 綜述 張 靜 丁士剛 審校

(北京大學(xué)第三醫(yī)院消化科，北京 100191)

腫瘤的發(fā)生發(fā)展與免疫系統(tǒng)關(guān)系密切。程序性死亡受體1(programmed death receptor-1，PD-1)主要表達于T細胞等免疫細胞表面[1]。程序性死亡受體配體1(programmed cell death ligand-1，PD-L1)表達于多種腫瘤細胞表面，包括肺癌、黑色素瘤、卵巢癌、腎癌、口腔鱗狀細胞癌等，與PD-1結(jié)合后可抑制T細胞遷移、增殖和殺傷功能，實現(xiàn)腫瘤免疫逃逸[2,3]。腫瘤細胞通過多種機制逃避免疫系統(tǒng)攻擊，PD-1/PD-L1信號通路是其主要機制之一。目前，針對PD-1/PD-L1的腫瘤靶向治療成為腫瘤治療的熱點，這一途徑的調(diào)控因子也逐漸受到關(guān)注。2017年《Nature》雜志刊登的2篇文章[4,5]同時提出，CMTM6蛋白能夠特異性保護PD-L1免受降解，提示其在腫瘤免疫逃逸中起著重要作用，也使CMTM6逐漸受到重視。本文就CMTM6與腫瘤發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后關(guān)系的研究進展做一綜述。

1 CMTM6概況

含MARVEL(the myelin and lymphocyte and related proteins for vesicle trafficking and membrane link)跨膜結(jié)構(gòu)域的趨化素樣因子(chemokine-like factor，CKLF)家族(CKLF-like MARVEL transmembrane domain containing family，CMTM)是2001年由北京大學(xué)人類疾病基因研究中心首次報道的基因家族，原名趨化素樣因子超家族(CKLF super family，CKLFSF)，人類基因命名委員會于2005年將其更名為CMTM家族[6]。CMTM家族中多個成員已被發(fā)現(xiàn)參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程，且部分已成為腫瘤的潛在治療靶點和預(yù)后指標(biāo)[7,8]。

CMTM6蛋白由3號染色體3p22.3區(qū)的CMTM6基因編碼，是一個由183個氨基酸組成的Ⅲ型跨膜蛋白，主要由MARVEL結(jié)構(gòu)域及兩端的胞內(nèi)段組成。MARVEL結(jié)構(gòu)域包含4個跨膜螺旋結(jié)構(gòu)域，為蛋白參與囊泡運輸和膜結(jié)合相關(guān)事件的重要結(jié)構(gòu)[9]。CMTM6廣泛表達于人體正常組織內(nèi)，主要定位于細胞膜和參與胞內(nèi)物質(zhì)循環(huán)的胞內(nèi)體上。Human Protein Atlas數(shù)據(jù)庫顯示CMTM6蛋白在直腸、膀胱及女性生殖系統(tǒng)中高表達，其他大多數(shù)組織中呈中等程度表達。CMTM6蛋白在不同腫瘤組織中表達水平有差異，在肝癌、胰腺癌、尿路上皮癌和卵巢癌等腫瘤組織中高表達，而在膠質(zhì)瘤、肺癌、腎癌、黑色素瘤等腫瘤組織中為低表達。WEE1和ATM為細胞周期調(diào)節(jié)蛋白，Jin等[10]的研究顯示，WEE1激酶抑制劑AZD1775和ATM抑制劑AZD0156能夠降低CMTM6表達，且二者聯(lián)合抑制效果更強，這可能與二者對CMTM6轉(zhuǎn)錄的影響有關(guān)，其具體機制仍有待探索。

2 CMTM6與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系

近年來，CMTM6與腫瘤發(fā)生發(fā)展之間的關(guān)系逐漸引起關(guān)注。Guan等[11]分析TCGA(The Cancer Genome Atlas)數(shù)據(jù)庫膠質(zhì)瘤患者中648例體細胞突變病例和690例體細胞拷貝數(shù)改變病例，結(jié)果顯示CMTM6高表達與更頻繁的體細胞突變、體細胞拷貝數(shù)改變高度相關(guān)(r=0.245，P<0.01；r=0.213，P<0.01)，全基因組關(guān)聯(lián)分析顯示CMTM6能夠正性調(diào)控部分抑制T細胞過程，還可以負性調(diào)控細胞毒性T細胞分化及T細胞殺傷腫瘤細胞作用，提示CMTM6可能通過多種方式參與腫瘤發(fā)生發(fā)展，但具體機制仍待進一步實驗研究。PD-1/PD-L1是腫瘤免疫逃逸的重要途徑，CMTM6對PD-L1的保護作用已經(jīng)實驗證實，為其參與腫瘤發(fā)生發(fā)展過程的重要方式。

2.1 CMTM6對PD-L1蛋白質(zhì)水平的影響

CMTM6與PD-L1共定位于細胞膜及胞內(nèi)體上，能夠保護PD-L1免受降解，這一現(xiàn)象存在于多種人類腫瘤細胞中，包括黑色素瘤細胞、結(jié)直腸癌細胞、肺癌細胞等[4,5]。Mezzadra等[4]在CMTM6基因敲除的A375黑色素瘤細胞中觀察到，CMTM6通過抑制PD-L1的泛素化起到保護PD-L1作用，E3泛素連接酶STUB1參與其中。Burr等[5]通過研究CMTM6基因敲除的WM-852 Cas9細胞觀察到，CMTM6在胞內(nèi)循環(huán)過程中能夠保護同處于胞內(nèi)體的PD-L1免受溶酶體降解，且溶酶體酸化抑制劑可以恢復(fù)CMTM6敲除細胞中的PD-L1水平。而PD-L2水平不受CMTM6影響，提示CMTM6對PD-L1的保護存在特異性[4,5]。在35例非小細胞肺癌和44例口腔鱗狀細胞癌中，觀察到CMTM6蛋白水平與PD-L1蛋白水平呈正相關(guān)(r=0.342，P=0.044；r=0.441，P<0.01)[12,13]。溶酶體途徑和泛素-蛋白水解酶途徑是蛋白質(zhì)降解的2種方式，CMTM6在這2種途徑中都發(fā)揮作用，推測其功能可能與影響蛋白酶水解PD-L1過程有關(guān)，其具體機制仍需進一步探索。

此外，細胞實驗和動物實驗[4,5]驗證了該結(jié)果。通過將T細胞與腫瘤細胞共培養(yǎng)，觀察到只有T細胞表面PD-1及腫瘤細胞表面CMTM6、PD-L1同時存在，腫瘤細胞才能實現(xiàn)抑制T細胞功能的作用。與CMTM6缺失的腫瘤細胞共培養(yǎng)的T細胞功能不被抑制，這與腫瘤細胞PD-L1缺失或應(yīng)用PD-1阻斷劑結(jié)果相似。在小鼠荷瘤實驗中，移植CMTM6基因沉默黑色素瘤細胞的小鼠生存期明顯長于移植CMTM6基因野生型黑色素瘤細胞的小鼠。上述結(jié)果表明CMTM6缺失抑制了腫瘤的發(fā)生發(fā)展，為CMTM6通過保護PD-L1使腫瘤細胞實現(xiàn)免疫逃逸提供證據(jù)。

2.2 CMTM6對PD-L1 mRNA水平的影響

CMTM6蛋白對PD-L1 mRNA無影響，其mRNA卻與PD-L1 mRNA水平呈正相關(guān)。Mezzadra[4]和Burr[5]的研究結(jié)果均顯示，CMTM6基因敲除只導(dǎo)致細胞表面PD-L1蛋白的減少，而不降低PD-L1 mRNA水平，即CMTM6在蛋白水平調(diào)控PD-L1水平。另有研究表明，CMTM6與PD-L1 mRNA水平呈正相關(guān)。Koh等[12]分析TCGA數(shù)據(jù)庫中510例肺腺癌患者和484例肺鱗狀細胞癌患者mRNA表達數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示2種肺癌中CMTM6 mRNA水平與PD-L1 mRNA水平均呈正相關(guān)(Spearmanρ=0.21，P<0.001；ρ=0.13，P<0.001)。不僅如此，研究者對TCGA及Pan-Cancer Atlas數(shù)據(jù)庫中28種實體瘤的CMTM6 mRNA與PD-L1 mRNA水平進行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示其中18種實體瘤的CMTM6和PD-L1 mRNA水平之間存在顯著的正相關(guān)，包括胃腺癌(ρ=0.277，P<0.001)，結(jié)直腸腺癌(ρ=0.2，P<0.001)，肝細胞肝癌(ρ=0.21，P<0.001)，膽管癌(ρ=0.4，P=0.0149)，胰腺癌(ρ=0.316，P<0.001)，腎透明細胞癌(ρ=0.2，P<0.001)，腎乳頭狀細胞癌(ρ=0.25，P<0.001)，前列腺癌(ρ=0.135，P<0.001)，甲狀腺癌(ρ=0.3，P<0.001)，胸腺瘤(ρ=0.314，P<0.001)，乳腺浸潤性癌(ρ=0.015，P<0.001)，間皮瘤(ρ=0.346，P<0.001)，子宮內(nèi)膜癌(ρ=0.105，P=0.016)，腦低級別膠質(zhì)瘤(ρ=0.413，P<0.001)，多形性膠質(zhì)母細胞瘤(ρ=0.242，P<0.001)，頭頸部鱗狀細胞癌(ρ=0.331，P<0.001)，皮膚黑色素瘤(ρ=0.366，P<0.001)，葡萄膜黑色素瘤(ρ=0.328，P<0.001)。

2.3 CMTM6對PD-L1的保護作用可被H1A抗體降解

Tu等[14]觀察到一種PD-L1抗體，稱為H1A，可以結(jié)合于PD-L1的20～32氨基酸片段，抑制CMTM6與PD-L1的相互作用，從而增加溶酶體介導(dǎo)的PD-L1降解，降低細胞PD-L1水平。與目前臨床應(yīng)用的PD-L1拮抗劑不同，H1A對于PD-L1的調(diào)控的新途徑可能能夠成為抗PD-L1治療的新的潛在靶點。

3 CMTM6與腫瘤患者預(yù)后的關(guān)系

CMTM6表達水平與多種腫瘤預(yù)后相關(guān)，綜合分析CMTM6與PD-L1表達水平，能夠更好地預(yù)測腫瘤患者預(yù)后。

3.1 非小細胞肺癌

肺癌是全球癌癥相關(guān)死亡的首要原因，分為小細胞肺癌和非小細胞肺癌，后者占所有肺癌的85%左右[15,16]。Koh等[12]分析2016～2018年35例接受PD-1抑制劑治療的晚期難治性非小細胞肺癌患者治療反應(yīng)數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示CMTM6蛋白水平是對PD-1拮抗劑反應(yīng)效果的獨立預(yù)測因子(OR=5.333，P=0.037)。丁雨等[17]根據(jù)腫瘤組織與癌旁組織CMTM6蛋白差異將52例手術(shù)治療的肺腺癌分為表達上調(diào)組(腫瘤組織CMTM6蛋白水平高于癌旁組織)和表達不變組(腫瘤組織CMTM6蛋白水平與癌旁組織相同)，生存分析顯示表達上調(diào)組總生存率顯著低于表達不變組(P=0.014)，多因素回歸分析提示CMTM6表達是影響肺腺癌患者術(shù)后生存的獨立因素(HR=1.79，95%CI：1.006～3.189，P=0.048)，且在高臨床分期組及發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移組中表達上調(diào)組患者的比例顯著高于表達不變組(χ2=4.269，P=0.033；χ2=3.980，P=0.046)；另外，外周血CMTM6與PD-L1蛋白水平正相關(guān)(r=0.623，P<0.01)。上述研究結(jié)果支持CMTM6水平對非小細胞肺癌、肺腺癌患者預(yù)后及PD-1抑制劑療效的預(yù)測能力。

3.2 肝細胞肝癌

肝細胞肝癌起病隱匿，轉(zhuǎn)移頻繁，術(shù)后復(fù)發(fā)率高，在全球癌癥相關(guān)死亡原因中居第4位[15]。The Human Protein Atlas數(shù)據(jù)庫以及Yafune等[18]的研究結(jié)果均顯示肝細胞肝癌組織中CMTM6蛋白水平高于非腫瘤組織，且CMTM6與肝細胞增殖性病變標(biāo)記CK8/18共表達，有成為肝細胞增殖性病變的標(biāo)記物的可能。然而，Zhu等[19]研究75例肝細胞肝癌，結(jié)果顯示CMTM6蛋白在肝癌中水平明顯低于癌旁組織，CMTM6蛋白陰性表達肝癌患者中位生存時間(55個月，95%CI：43.40～66.60)明顯短于蛋白陽性表達者(85個月，95%CI：75.56～94.44)(P<0.05)；此外，CMTM6蛋白水平與腫瘤病理分級、腫瘤轉(zhuǎn)移及AFP水平相關(guān)(OR=5.53，P<0.05；OR=5.87，P<0.05；OR=5.41，P<0.05)。就目前研究結(jié)果看，CMTM6對肝細胞肝癌的發(fā)生發(fā)展的作用仍不能給予定論，相關(guān)性及機制仍需進一步研究。

單核苷酸多態(tài)性(single-nucleotide polymorphism，SNP)指單個核苷酸變異導(dǎo)致DNA序列多態(tài)性的現(xiàn)象，擁有遺傳穩(wěn)定性。Bei等[20]通過分析來自中國南方人群的315例肝細胞肝癌和315名非癌癥對照者的基因型，觀察到CMTM6基因SNP影響肝細胞肝癌的易感性：CMTM6基因的rs164207 AA基因型個體比CC基因型個體患肝細胞肝癌的風(fēng)險顯著增加(OR=2.794，95%CI：1.143～6.828，P=0.014)。這一結(jié)果為肝細胞肝癌患者的早期發(fā)現(xiàn)提供新的研究方向。

3.3 胰腺導(dǎo)管癌

胰腺導(dǎo)管癌惡性程度很高，5年生存率低于5%[15]。Mamessier等[21]整合TCGA、GEO(Gene Expression Omnibus)等數(shù)據(jù)庫的403例原發(fā)性胰腺導(dǎo)管腺癌患者的生存數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示腫瘤組織高CMTM6 mRNA水平與更低的2年總生存率相關(guān)(P<0.01)。另外，PD-L1高表達與胰腺導(dǎo)管癌患者更短的無病生存率及總生存率相關(guān)[22]。綜合分析二者mRNA水平，高CMTM6 mRNA且高PD-L1 mRNA組患者的2年總生存率(27%)明顯低于高CMTM6 mRNA且低PD-L1 mRNA組(46%)、低CMTM6 mRNA且高PD-L1 mRNA組(47%)和低CMTM6 mRNA且低PD-L1 mRNA組(51%)(P<0.01)[21]。CMTM6高表達患者預(yù)后更差，且PD-L1表達水平增強了CMTM6表達對患者預(yù)后預(yù)測能力。

3.4 乳腺癌

乳腺癌是發(fā)生在乳腺的腺上皮組織的惡性腫瘤，為全球癌癥發(fā)病率第二的腫瘤[15]。三陰乳腺癌指雌激素受體、孕激素受體及人表皮生長因子受體2均為陰性的乳腺癌，治療更加困難。Mamessier等[21]分析TCGA、GEO等數(shù)據(jù)庫的509例三陰原發(fā)性乳腺癌的生存數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示腫瘤組織高CMTM6 mRNA水平與更高的5年無轉(zhuǎn)移生存率相關(guān)(P<0.01)，高PD-L1 mRNA水平提示較長的無轉(zhuǎn)移生存。綜合二者mRNA水平，高CMTM6 mRNA且高PD-L1 mRNA者的5年無轉(zhuǎn)移生存率為70%，明顯高于高CMTM6 mRNA且低PD-L1 mRNA組(55%)、低CMTM6 mRNA且高PD-L1 mRNA組(57%)和低CMTM6 mRNA且低PD-L1 mRNA組(40%)(P<0.01)，提示這一分組方式能夠為三陰乳腺癌提供更好的預(yù)后預(yù)測功能。

3.5 膠質(zhì)瘤

膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)常見原發(fā)性腫瘤，總生存率較低。膠質(zhì)瘤能通過多種機制逃避免疫監(jiān)視，如下調(diào)抗原呈遞、促進免疫抑制效應(yīng)細胞擴增等[23]。Guan等[11]分析來自CGGA、TCGA等數(shù)據(jù)庫的1862個膠質(zhì)瘤樣本，觀察到增生微血管中有高水平CMTM6 mRNA，該結(jié)構(gòu)在腫瘤發(fā)生中發(fā)揮重要作用；此外，組織中高CMTM6 mRNA水平提示膠質(zhì)瘤惡性程度高，如WHO級別越高，CMTM6 mRNA水平越高，各級間差異顯著(P<0.001)，且惡性程度更高的膠質(zhì)母細胞瘤中CMTM6 mRNA水平也顯著高于其他類型(P<0.001)。此外，生存分析顯示高CMTM6 mRNA水平的膠質(zhì)瘤患者生存期更短(P<0.05)，多因素回歸分析提示CMTM6 mRNA水平與膠質(zhì)瘤患者預(yù)后相關(guān)性顯著(CCGA數(shù)據(jù)庫310例：HR=1.047，P=0.013；TCGA數(shù)據(jù)庫678例：HR=1.029，P=0.030)。CMTM6高表達與組織病理學(xué)惡性相關(guān)，且提示膠質(zhì)瘤患者預(yù)后不佳[11,24]。

3.6 腎透明細胞癌

腎透明細胞癌是最常見的腎實質(zhì)癌，由于PD-1在腎透明細胞癌組織中表達水平高于正常腎組織，針對PD-1/PD-L1的免疫抑制劑成為其治療的熱點之一。Zhao等[25]根據(jù)CMTM6表達情況將TCGA數(shù)據(jù)庫525例腎透明細胞癌患者中9%的患者納入高CMTM6 mRNA組，91%納入低CMTM6 mRNA組，并分別比較2組內(nèi)PD-L1表達水平與患者生存情況。結(jié)果顯示，在高CMTM6 mRNA組中，高PD-L1 mRNA水平患者的總生存率比低PD-L1 mRNA更低(HR=0.758，95%CI：0.665～0.865，P<0.01)；與之相反，在低CMTM6 mRNA組中，高PD-L1 mRNA患者的總生存率比低PD-L1 mRNA更高(HR=1.559，95%CI：1.028～2.362，P=0.037)。CMTM6高表達使PD-L1成為腫瘤預(yù)后的不利因素，而當(dāng)CMTM6表達不足時，PD-L1的高表達則提示預(yù)后好。研究雖未明確納入患者的治療方式，但這一結(jié)果提示CMTM6可能能夠作為臨床進行針對PD-1/PD-L1通路免疫抑制劑治療前的一個評估指標(biāo)。當(dāng)然，這需要更多的臨床與基礎(chǔ)實驗進一步研究。

值得注意的是，對于胰腺導(dǎo)管癌、乳腺癌和腎透明細胞癌的研究都是通過測量mRNA水平來衡量CMTM6與PD-L1的表達水平，前述研究結(jié)果也提示二者mRNA水平呈正相關(guān)，二者基因表達調(diào)控相關(guān)性及機制仍值得研究。

4 總結(jié)與展望

CMTM6通過保護PD-L1參與腫瘤免疫逃逸。值得注意的是，與CMTM6有55%同源性的CMTM4也被證實能夠保護PD-L1，而CMTM家族其他成員則沒有這一能力，二者結(jié)構(gòu)與功能的相似之處值得進一步研究[4]。CMTM6表達能夠預(yù)測部分腫瘤預(yù)后及對PD-1抑制劑的反應(yīng)性。由于腫瘤治療對患者身體及經(jīng)濟負擔(dān)很大，其療效預(yù)測對于醫(yī)生及患者都十分重要，因此，針對CMTM6表達與腫瘤預(yù)后的關(guān)系亟待研究。PD-1/PD-L1途徑靶向治療是腫瘤的重要療法，PD-L1保護因子CMTM6也有望成為腫瘤靶向治療靶點，H1A抗體可能為新的研究方向?？傊?，目前的研究顯示CMTM6通過保護PD-L1參與腫瘤免疫逃逸，但這只是新的開始，CMTM6仍有許多未知之處，期待未來更多相關(guān)研究結(jié)果。