趨化素樣因子MARVEL 跨膜結(jié)構(gòu)域家族成員4/6作為程序性死亡受體配體1調(diào)節(jié)因子的研究進(jìn)展△

袁萌鈺，郭志娟

內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬人民醫(yī)院病理科，內(nèi)蒙古 010020

腫瘤作為人類最重要的死亡原因，一直是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域需要攻克的難題。目前，人們已經(jīng)研究出多種方法抑制T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的毒性并加強(qiáng)免疫監(jiān)測(cè)功能。針對(duì)程序性死亡受體1（programmed cell death 1，PDCD1，也稱 PD-1）/程序性死亡受體配體1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱PD-L1）軸的抗體藥物為腫瘤治療提供了一種很有前途的免疫療法。免疫治療是通過(guò)增強(qiáng)和刺激自身免疫反應(yīng)破壞腫瘤細(xì)胞。研究表明，腫瘤細(xì)胞和其他免疫浸潤(rùn)細(xì)胞中PD-L1的表達(dá)較為常見[1]。腫瘤細(xì)胞可以促進(jìn)PD-L1向效應(yīng)T細(xì)胞傳遞抑制信號(hào)，從而抑制抗腫瘤免疫[2]。針對(duì)PD-1/PD-L1軸的抑制劑可以抑制腫瘤生長(zhǎng)，延長(zhǎng)患者生存期。應(yīng)用PD-L1抑制劑治療的過(guò)程中腫瘤細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移和化療耐藥性，因此PD-L1抑制劑治療的有效率較低，這給惡性腫瘤患者的預(yù)后帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。PD-L1抑制劑療法的有效率低是一個(gè)需要克服的關(guān)鍵問(wèn)題[3-4]。研究表明，以PD-L1為突破口，聯(lián)合靶向治療可能會(huì)成為提高臨床療效和患者生存期的有效方法[5]。本文主要分析了趨化素樣因子MARVEL跨膜結(jié)構(gòu)域家族（CKLF like MARVEL transmembrane domain containing family，CMTM）在多種腫瘤中的研究進(jìn)展，主要涉及CMTM6和CMTM4在腫瘤中的表達(dá)、潛在功能及其與多種腫瘤細(xì)胞表面PD-L1的相關(guān)性，并分析了CMTM在胃癌中的研究進(jìn)展。

1 CMTM和PD-L1

在細(xì)胞表面的所有蛋白中，只有少量的高置信度蛋白與CMTM6相互作用，其中PD-L1排名最靠前。針對(duì)PD-L1免疫治療，研究者發(fā)現(xiàn)了兩條潛在的途徑——CMTM6和CMTM4，它們被認(rèn)為是PD-L1調(diào)節(jié)因子，可以維持抗腫瘤免疫[6]。

1.1 PD-L1與免疫逃逸

PD-1（CD279）是在激活的T細(xì)胞和B細(xì)胞表面表達(dá)的負(fù)性調(diào)控因子，其單體存在于細(xì)胞表面，具有共用配體PD-L1（B7-H1或CD274）和程序性死亡受體配體2（programmed cell death 1 ligand 2，PDCD1LG2，也 稱 PD-L2）（B7-DC 或 CD273）[7]。PD-L1作為免疫抑制分子，可以通過(guò)各種復(fù)雜的信號(hào)通路抑制T細(xì)胞的活性，逐步減弱抗原特異性免疫反應(yīng)，誘發(fā)抗腫瘤T細(xì)胞凋亡，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞再生[8-11]。當(dāng)免疫系統(tǒng)受到破壞時(shí)，淋巴細(xì)胞上的PD-1與腫瘤細(xì)胞上的PD-L1結(jié)合，向T細(xì)胞傳遞一種負(fù)向調(diào)節(jié)信號(hào)，誘導(dǎo)T細(xì)胞進(jìn)入靜息狀態(tài)，抑制T細(xì)胞增殖，使其無(wú)法識(shí)別腫瘤細(xì)胞，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞無(wú)限制地生長(zhǎng)。然而這種促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的過(guò)程是可逆的，使用抗PD-1或PD-L1抗體抑制PD-1/PD-L1通路可以恢復(fù)效應(yīng)T細(xì)胞的活性[12-13]。因此，抑制PD-L1途徑的治療性抗體可能會(huì)具有臨床益處并提高患者的總生存率。

1.2 CMTM 概述

隨著對(duì)CMTM家族研究的不斷深入，研究者發(fā)現(xiàn)CMTM蛋白控制著惡性腫瘤發(fā)展的關(guān)鍵生物學(xué)過(guò)程，包括生長(zhǎng)因子受體的激活和再循環(huán)、細(xì)胞增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移和免疫逃逸[2]。CMTM是一個(gè)新的基因家族，由9個(gè)基因組成，包括CKLF和CMTM1～CMTM8[2]。不同CMTM基因的染色體位置 各 不 相 同 ：CMTM1～CMTM4（ 染 色 體 16q）、CMTM5（染色體 14q11.2）和 CMTM6～CMTM8（染色體3p22.3），同時(shí)這些位置存在關(guān)鍵的腫瘤抑制基因[14]。CMTM成員在人體組織中廣泛表達(dá)，涉及多個(gè)生物系統(tǒng)，如免疫系統(tǒng)、男性生殖系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和骨骼肌肉系統(tǒng)等[15]。通過(guò)深入的研究發(fā)現(xiàn)CMTM蛋白不僅在上述多個(gè)系統(tǒng)中發(fā)揮重要的生物學(xué)作用，而且與多種惡性腫瘤有關(guān)，涉及腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移。CMTM6是位于染色體3p22.3的CMTM家族成員，是一種普遍表達(dá)的3型跨膜蛋白，該蛋白在許多正常組織中廣泛表達(dá)，與PD-L1共定位于腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)。CMTM4是CMTM中最保守的成員，由CMTM4-v1、CMTM4-v2和CMTM4-v3三種轉(zhuǎn)錄變異體組成。CMTM4-v1和CMTM4-v2是CMTM4的主要形式，在人體多種組織中廣泛表達(dá)，而CMTM4-v3只存在于某些腎臟和胎盤組織中[16]。

1.3 CMTM6、CMTM4調(diào)控PD-L1

CMTM6和PD-L1表達(dá)的相關(guān)性是基于免疫組織化學(xué)和由癌癥基因組圖譜（The Cancer Genome Atlas，TCGA）數(shù)據(jù)庫(kù)獲得的RNA測(cè)序數(shù)據(jù)確定的。免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示，CMTM6和PD-L1的表達(dá)呈正相關(guān)（r=0.342，P=0.044）[9]。對(duì)人類腫瘤細(xì)胞株的研究表明，CMTM6是PD-L1蛋白的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[17]。CMTM6通過(guò)阻止PD-L1在溶酶體中的降解來(lái)維持PD-L1在細(xì)胞表面的表達(dá)[18]。另外，STIP1同源性和含U框蛋白1（STIP1 homology and U-box containing protein 1，STUB1）是一種E3泛素連接酶，被認(rèn)為是PD-L1的負(fù)性調(diào)控因子。在敲減CMTM6的腫瘤細(xì)胞中，繼續(xù)敲減STUB1后PD-L1水平高于未敲減STUB1的腫瘤細(xì)胞[6]，即STUB1缺失會(huì)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞中PD-L1水平增加，這意味著CMTM6可能通過(guò)STUB1調(diào)控腫瘤細(xì)胞表面PD-L1的表達(dá)。CMTM6缺失后可通過(guò)減少PD-L1的表達(dá)增強(qiáng)腫瘤特異性T細(xì)胞反應(yīng)，因此CMTM6不僅作為參與PD-1/PD-L1軸的關(guān)鍵分子受到關(guān)注，而且作為潛在的惡性腫瘤治療靶點(diǎn)受到關(guān)注[18]。CMTM6缺失導(dǎo)致PD-L1蛋白水平顯著降低，但不影響其轉(zhuǎn)錄水平。研究表明，主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）Ⅰ和PD-L2水平不受CMTM6抑制的顯著影響，表明雖然CMTM6可在蛋白水平上調(diào)節(jié)PD-L1，但它不是蛋白質(zhì)翻譯或穩(wěn)定性的一般調(diào)節(jié)因子[19]。CMTM4是與CMTM6密切相關(guān)的CMTM成員，與CMTM4具有55%的氨基酸同源性，在CMTM6缺失的情況下也被認(rèn)為是PD-L1的正性調(diào)控因子，并且沒有其他CMTM成員參與[18]。

為了研究CMTM6是否具有維持PD-L1表達(dá)并調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫的作用，Burr等[20]采用RNA干擾（RNA interference，RNAi）技術(shù)去除表達(dá)外源抗原雞卵蛋白（ovalbumin，OVA）的小鼠黑色素瘤B16F10細(xì)胞中的CMTM6，以增強(qiáng)腫瘤的免疫原性，結(jié)果顯示，與未去除CMTM6的小鼠相比，CMTM6缺失導(dǎo)致細(xì)胞表面PD-L1的表達(dá)下調(diào)，且T細(xì)胞的活性增強(qiáng)，小鼠存活率顯著提高。總之，體外人類數(shù)據(jù)和體內(nèi)小鼠數(shù)據(jù)表明，CMTM6通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞表面PD-L1的表達(dá)，在T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫中發(fā)揮關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。

研究表明，兩條潛在的途徑（CMTM6和CMTM4）對(duì)于優(yōu)化免疫檢查點(diǎn)抑制劑（immune checkpoint inhibitor，ICI）治療至關(guān)重要[21]。然而，目前關(guān)于胃癌中CMTM6或CMTM4的報(bào)道相對(duì)較少，它們與PD-L1的關(guān)系還需要進(jìn)一步研究。

2 CMTM6、CMTM4與多種腫瘤細(xì)胞表面PD-L1的相關(guān)性

CMTM6是各種類型惡性腫瘤細(xì)胞表面PD-L1表達(dá)的主要調(diào)節(jié)因子，幫助各種類型的惡性腫瘤細(xì)胞參與免疫逃逸。CMTM4作為CMTM6的備用調(diào)節(jié)因子，也會(huì)參與各種類型惡性腫瘤的免疫逃逸，但效率低于CMTM6[1]。

2.1 CMTM6與腫瘤

研究者在未分化多形性肉瘤（undifferentiated pleomorphic sarcoma，USP）中發(fā)現(xiàn)，所有PD-L1高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞均持續(xù)表達(dá)CMTM6，表明CMTM6與PD-L1的表達(dá)顯著相關(guān)，尤其與PD-L1的強(qiáng)表達(dá)密切相關(guān)[6]。另有研究者在肝細(xì)胞肝癌（hepatic cell carcinoma，HCC）中建立了CMTM6敲除的人類HCC細(xì)胞系，以評(píng)估CMTM6對(duì)免疫調(diào)節(jié)和腫瘤生存能力的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CMTM6表達(dá)與PD-L1表達(dá)和HCC中的細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL）滲透呈正相關(guān)[22]。在另一項(xiàng)有關(guān)HCC的研究中，研究者將患者分為藥物治療管理（medication therapy management，MTM）和非MTM HCC亞型，MTM型腫瘤中PD-L1表達(dá)和炎性細(xì)胞密度均高于非MTM型腫瘤。在整個(gè)HCC患者群體和MTM HCC患者群體中，CMTM6高表達(dá)與更短的總生存期（overall survival，OS）和無(wú)病生存期（disease-free survival，DFS）顯著相關(guān)。此外，CMTM6/PD-L1共表達(dá)的MTM HCC患者發(fā)生HCC進(jìn)展和死亡的風(fēng)險(xiǎn)更高[23]。大規(guī)模隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，CMTM6/PD-L1共表達(dá)與HCC患者的臨床預(yù)后密切相關(guān)。CMTM6與PD-L1聯(lián)合檢測(cè)對(duì)肝癌患者的免疫檢查點(diǎn)選擇具有一定的參考價(jià)值[24]。生物信息學(xué)分析顯示，大腸癌中CMTM6與PD-L1的表達(dá)呈正相關(guān)[25]。另一方面，一些研究表明CMTM6的高表達(dá)與膠質(zhì)瘤和胃癌的預(yù)后不良有關(guān)[26-27]。

2.2 CMTM4與腫瘤

CMTM4在CMTM6基因缺陷的HAP1細(xì)胞中發(fā)揮替代功能，因此CMTM4經(jīng)常被下調(diào)并作為腫瘤抑制因子。此外，通過(guò)在CMTM6基因缺陷細(xì)胞中進(jìn)行單倍體基因修飾篩選和遺傳互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)，證明了CMTM6穩(wěn)定腫瘤細(xì)胞表面PD-L1表達(dá)的這個(gè)功能與其最接近的家族成員CMTM4共享，但并不是所有其他被測(cè)試的CMTM成員都具有此功能[28]。CMTM4免疫染色主要分布在腫瘤細(xì)胞和異型增生細(xì)胞的細(xì)胞膜上。Li等[2]驗(yàn)證了CMTM4在人和小鼠頭頸部鱗狀細(xì)胞癌（head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC）標(biāo)本及HNSCC細(xì)胞株中高表達(dá)。CMTM4同時(shí)也參與了上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）過(guò)程、腫瘤干細(xì)胞（cancer stem cell，CSC）樣特性和PD-L1的表達(dá)，小干擾RNA可通過(guò)下調(diào)CMTM4基因表達(dá)抑制EMT，從而抑制腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲。CMTM4基因敲除可通過(guò)蛋白激酶B途徑減少CSC相關(guān)標(biāo)志物。CMTM4沉默可降低γ干擾素誘導(dǎo)的人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞中PD-L1的表達(dá)。結(jié)構(gòu)性PD-L1在CMTM4基因敲除后沒有改變，這一結(jié)果表明CMTM4是PD-L1表達(dá)的備用調(diào)節(jié)因子[28]。

2.3 CMTM6、CMTM4與腫瘤

有關(guān)研究已確定CMTM6、CMTM4是CMTM家族中關(guān)系最密切的兩個(gè)成員[6]。Zhao等[28]對(duì)腎細(xì)胞癌（renal cell carcinoma，RCC）患者進(jìn)行分組，確定了3種具有不同臨床和免疫特征的免疫分子亞型（Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型），Ⅱ型和Ⅲ型RCC患者可能對(duì)抗PD-1/PD-L1治療以及免疫療法組合更敏感，Ⅰ型RCC中CMTM4的高表達(dá)（69%）與CMTM6的表達(dá)具有顯著相互作用，說(shuō)明CMTM6、CMTM4可能是Ⅰ型RCC新的治療靶點(diǎn)。Takeuchi等[29]首次鑒定了CMTM6和CMTM4基因序列，從一項(xiàng)犬實(shí)驗(yàn)中得出CMTM6和CMTM4與人和小鼠的氨基酸序列同源性較高。犬的惡性黑色素瘤和骨肉瘤中同時(shí)表達(dá)CMTM6、CMTM4和PD-L1。通過(guò)RNA干擾下調(diào)CMTM6和CMTM4基因表達(dá)可顯著降低犬細(xì)胞系中PD-L1在細(xì)胞表面的表達(dá)。表明CMTM6和CMTM4可能是犬中PD-L1調(diào)控的關(guān)鍵分子。

3 胃癌中CMTM的表達(dá)

在胃癌中，CMTM6和PD-L1主要表達(dá)于胃癌細(xì)胞的細(xì)胞膜和細(xì)胞核。在惡性腫瘤患者中CMTM6高表達(dá)，因此它有可能指導(dǎo)胃癌的PD-1/PD-L1治療[30]。研究表明，CMTM4較高水平表達(dá)與胃癌患者良好的OS、無(wú)進(jìn)展生存期（progressionfree survival，PFS）有關(guān)，表明CMTM4可能是預(yù)測(cè)胃癌預(yù)后的重要生物標(biāo)志物；CMTM6和PD-L1高表達(dá)與Borrmann型（P＜0.001）、N分期（P=0.002）、腹膜轉(zhuǎn)移（P=0.007）和TNM分期（P=0.038）有關(guān)，胃癌組織中CMTM6和PD-L1的表達(dá)呈正相關(guān)（r=0.260，P＜0.01）；與CMTM6低表達(dá)的胃癌患者相比，CMTM6高表達(dá)的胃癌患者能夠獲得更好的OS和PFS[31]。Liang等[31]同時(shí)研究了CMTM基因在胃癌中的預(yù)后作用，該研究對(duì)CMTM基因表達(dá)模式進(jìn)行了無(wú)監(jiān)督層次聚類分析。結(jié)果顯示，與正常胃組織相比，胃癌組織中CMTM1/3/6/7/8 mRNA水平均上調(diào)，而胃癌組織和正常胃組織中CMTM2/4/5 mRNA水平比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。不同CMTM的mRNA表達(dá)與胃癌患者的腫瘤分期、腫瘤分級(jí)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)等臨床特征均具有較強(qiáng)的相關(guān)性。此外，結(jié)果顯示，CMTM3/5 mRNA水平升高與患者的PFS、進(jìn)展后生存期和OS較差有關(guān)（P＜0.05）。相反，CMTM2/4/6 mRNA水平升高與更好的OS、進(jìn)展后生存期和PFS顯著相關(guān)。表明CMTM家族的表達(dá)模式可能是胃癌患者的一個(gè)新的預(yù)后因素。CMTM可能作為一種新的預(yù)后分子或免疫治療胃癌的選擇。

4 小結(jié)

隨著對(duì)胃癌免疫逃逸機(jī)制中PD-L1的深入研究，研究者發(fā)現(xiàn)抑制PD-L1的表達(dá)是提高抗腫瘤免疫反應(yīng)至關(guān)重要的一步。鑒于PD-L1在免疫治療中的應(yīng)用價(jià)值，研究調(diào)節(jié)PD-L1表達(dá)的不同因子，可能會(huì)影響免疫治療療效，將有助于惡性腫瘤患者的個(gè)性化臨床管理。此外，臨床試驗(yàn)中應(yīng)探索一些與ICI具有協(xié)同效應(yīng)的潛在因子。此外，CMTM4作為CMTM6的備用調(diào)節(jié)因子，是否也參與了信號(hào)通路，CMTM的其他成員是否也受PD-L1以及信號(hào)通路的調(diào)節(jié)均需要進(jìn)一步研究。因此，有必要進(jìn)一步探索CMTM在胃癌中的表達(dá)、分子機(jī)制及相關(guān)信號(hào)通路。CMTM家族將有望為胃癌的診斷和治療提供新的方案，其與PD-L1的聯(lián)合治療值得期待。