CMTM6在消化系統惡性腫瘤中的研究進展*

陳景景 解晨露 周慧玲 于鴻

消化系統惡性腫瘤的發病率占全球所有癌癥發病率的26%以上（480 萬新病例），占全球所有癌癥死亡率約35%（340 萬死亡）[1]。預計到2040 年，這些數字將分別增加50%以上[2]。胃癌（約100 萬新發病例）、肝癌（約84 萬例）、食道癌（約57 萬例）、胰腺癌（約46 萬例）和結直腸癌（約180 萬例）是消化系統的主要惡性腫瘤，對公共醫療衛生造成重大威脅[3]。盡管隨著放療、化療和手術的進步，生存率有所提高，但晚期惡性腫瘤的預后仍然很差。因此，需要新的篩查方法和治療靶點來提高胃腸道癌癥患者的存活率。近年來，針對程序性死亡受體1/程序性死亡受體配體1（PD-1/PD-L1）軸的免疫檢查點抑制劑已應用到臨床腫瘤治療中[4]。實驗結果證實，CKLF 樣MARVEL 含跨膜結構域超家族6（CKLF-like MARVEL transmembrane domaincontaining family 6，CMTM6）可通過抑制PD-L1 泛素化并延長其半衰期，從而減少由溶酶體介導的降解。抑制CMTM6 表達可顯著促進T 細胞活化。CMTM 家族在控制各種腫瘤發生與進展中起到重要作用，是某些癌癥的預后生物標志物，這引起了越來越多的關注[5]。在此，我們就CMTM6 在消化系統惡性腫瘤中的研究進展做一綜述總結。

1 CMTM6的概述

1.1 CMTM6 的結構與功能 CMTM 是人類趨化因子樣基因超家族的新成員，主要由位于人類的16 號染色體（CMTM1-4）和人類的3 號染色體（CMTM6-8）上的兩個不同的基因簇構成[6]。CMTM 家族成員包含一個MARVEL 結構域，該域可能包含了至少三個跨膜螺旋。MARVEL 結構域蛋白參與和調節跨膜蛋白和分泌蛋白之間的能量運輸[7]。CMTM6 還能夠活化、趨化大量的免疫細胞，并控制腫瘤細胞的增生和侵襲[8-10]。研究表明，CMTM6 在所有測試的組織、細胞及許多癌癥中廣泛表達（TCGA 數據庫），表明它可能在免疫系統之外發揮作用[11]。此外，除了在質膜上的預測定位外，CMTM6 表達主要在細胞質中。該研究將CMTM6 細胞定位改進為循環內體，這一觀察結果表明CMTM6 可能在蛋白質穩定和再循環中發揮作用，由于MARVEL 結構域的存在，這與其預測的功能一致[11]。

1.2 CMTM6 與PD-L1 的關系 2017 年9 月發表在Nature 上的兩篇論文通過單倍體遺傳篩選和全基因組CRISPR-Cas9 鑒定了新型PD-L1 調節因子[12-13]。除了幾個已知因子（IFNGR1、IFNGR2、STAT1、JAK1、JAK2），兩項研究都得出了相同的因子，即CMTM6。同 時，Burr 等[12]和Mezzadra 等[13]研 究發現CMTM6 是影響小鼠和人類癌細胞、髓樣細胞PD-L1 表達調控的關鍵因子。CMTM6 增強了細胞膜上PD-L1 的表達，而不是通過降低細胞表面MHC Ⅰ類表達水平來影響抗原呈遞。在CMTM6 敲除細胞中，CMTM6 的外源表達以劑量依賴性方法恢復PD-L1 表達。CMTM6 沒有改變PD-L1 的組成型或INFG 誘導的mRNA 表達水平，表明了該過程為轉錄后調控。CMTM6 敲低對不同細胞系的影響是可變的，這表明可能存在額外的調節劑。該研究也發現了CMTM 家族的另一個成員CMTM4，它與CMTM6 具有55%的序列相似性，被確定為PD-L1表達的“備用”正調節因子。這一事實表明CMTM6和CMTM4 均可在PD-L1 表達的調節中起主要作用。在CMTM6 或PD-L1 的相互免疫共沉淀實驗中，很容易檢測到CMTM6 與PD-L1 相關。CMTM6 免疫沉淀物的質譜分析僅顯示少數其他高可信度相互作用蛋白[淋巴細胞功能相關抗原3（CD58）、精氨酸酶1（ARG1）、α-烯醇化酶（ENO1）、板層素相關多肽2 亞型α（TMPO）]。PD-L1 是排名最高的蛋白質之一，再次證明了CMTM6 與PD-L1 關聯的特異性。Mamessier 等[11]的實驗結果表明，CMTM6缺失不會損害內質網的PD-L1 輸出和除內側高爾基體以外的運輸。然而，在CMTM6 缺陷細胞中，PD-L1 被迅速降解，導致細胞表面表達的PD-L1 分子減少。在野生型細胞中的反向實驗表明，阻斷內吞循環會導致PD-L1 從野生型細胞表面快速丟失，表明很大比例的表面PD-L1 被持續內化和循環，而內吞的PD-L1 在CMTM6 缺陷細胞中不能有效回收，導致其可能在溶酶體中降解。對該通路的剖析表明，CMTM6 保護PD-L1 免受泛素化。總的來說，這些數據揭示了一種新的PD-L1 調節機制，并開辟了阻斷這一途徑的潛在新途徑。

1.3 CMTM6/PD-L1 在免疫調節中的作用 越來越多的證據表明，PD-L1 具有選擇性抑制腫瘤CD8+細胞和促進腫瘤T 細胞蛋白質合成的效應器功能[14]，PD-1 及PD-L1 的單克隆抗體在晚期癌癥患者的治療中已顯示出臨床反應和生存期改善[15]。然而，PD-1/PD-L1 抗體僅對部分患有某些癌癥的患者有效[16]。PD-L1 蛋白表達是一種被廣泛使用的預測性生物標志物[17]。CMTM6 也是多種惡性腫瘤細胞中影響PD-L1 基因表達的重要調節劑。CMTM6 既穩定了PD-L1 的表達，也抑制了其溶酶體介導的降解。另外，CMTM6 基因表達與人類肺鱗癌中CD8+T 細胞、巨噬細胞、中性粒細胞和樹突狀細胞浸潤呈高度正相關，但與CD4+T 細胞的浸潤水平呈高度負相關[18]。Guan 等[8]研究結果顯示CMTM6 促進腫瘤細胞中PD-L1 的表達來對抗T 細胞，相反，CMTM6 的消耗會減輕T 細胞的免疫抑制。總之，CMTM6 的特殊作用表明CMTM6 通過調節T 細胞介導的抗腫瘤免疫作為一種重要的免疫檢查點抑制劑。此外，該研究表明CMTM6 也可以通過刺激腫瘤相關巨噬細胞和機能紊亂的T 細胞參與炎癥反應以促進膠質瘤進展。

2 CMTM6與消化系統惡性腫瘤

2.1 CMTM6 與肝癌 肝細胞癌（HCC）是我國最常見的癌癥之一，其中每年有230 000 例HCC 患者死亡[19]。盡管國內外應用HCC 介入治療的醫療技術不斷發展進步，但目前HCC 患者的平均5 年生存率＜30%，主要原因是早期轉移，這也是HCC 治療過程中的主要難題[20-21]。因此，研究HCC 轉移的分子機制至關重要。Liu 等[22]研究發現CMTM6 在HCC 中的表達顯著高于非腫瘤組織，CMTM6 的表達在“大小梁-塊狀”（MTM）模式腫瘤中顯著高于非MTM 型腫瘤。在另一個由47 例具有門靜脈栓塞的HCC 病例組成的TMA 隊列中，CMTM6 表達在原發灶和腫瘤栓子轉移之間沒有顯著差異。CMTM6表達與高甲胎蛋白（AFP）水平（P=0.032）、腫瘤大小（P=0.016）、TNM 分期（P＜0.001）、血管侵犯（P=0.001）和淋巴結轉移（P=0.030）顯著相關。為了探索CMTM6 和PD-L1 的預后意義，該實驗進行了Cox 比例風險回歸，與CMTM6 低的患者相比，CMTM6 高的患者疾病進展和死亡的風險顯著增加。在非MTM 類型中，CMTM6 高的患者往往預后較差，但與無病生存率（DFS）無關。Huang 等[23]研究發現CMTM6 表達的降低抑制了HCC 細胞的異常增殖、遷移和侵襲，相反，CMTM6 過度表達增強了HCC細胞的侵襲、遷移和增殖。從機制上講，CMTM6與波形蛋白產生了物理相互作用并穩定波形蛋白，誘導了上皮細胞間質轉化，因而加快了腫瘤的增殖、轉化與侵襲。重要的是，在所有HCC 組織中，CMTM6 表達和波形蛋白水平具有正向相關性。HCC的不良預后與較高的CMTM6 表達顯著相關，上述的研究也驗證了這一點。但Zhu 等[24]研究顯示CMTM6 在HCC 組織中的陽性表達顯著低于鄰近非腫瘤組織。HCC 組織與配對的相鄰非腫瘤組織之間CMTM6 表達的差異有統計學意義（P＜0.05）。此外，CMTM6 表達與HCC 轉移、AFP 相關（P＜0.05），多變量logistic 回歸分析顯示腫瘤分期、轉移和AFP與CMTM6 表達有顯著關系。此外，通過Kaplan-Meier 生存分析，CMTM6 陽性組與CMTM6 陰性組HCC 患者的生存時間存在差異（P＜0.05）。CMTM6的下調與HCC 轉移和預后有關。因此，CMTM6 有望成為治療HCC 的潛在生物標志物和治療靶點。

2.2 CMTM6 與胃癌（GC）GC 是世界上最常見的消化系統惡性腫瘤之一。中國大多數GC 患者在疾病晚期被診斷出來[25]。接受綜合手術治療的晚期GC 患者的5 年生存率低于30%[26]。GC 使用化療和抗HER-2 靶向治療效果有限[27]。免疫檢查點抑制劑（ICIs）在許多癌癥的治療和診斷中相對較新，但它們在多種癌癥中表現出前所未有的臨床療效，在GC 中具有良好的臨床應用前景[28]。然而，免疫療法僅對某一小部分晚期GC 有效，PD-L1 蛋白在腫瘤細胞或某些腫瘤浸潤性的免疫反應細胞上的表達變化并不能準確預測癌癥患者體內對PD-1/PD-L1 抑制劑產生的免疫反應[29]。因此，必須盡早確定新的免疫相關治療靶點，并繼續探索它們與PD-L1 表達的關系。Zhang 等[30]使用免疫組織化學、實時定量PCR 和蛋白質印跡法檢測185 份GC 標本中CMTM6 和PD-L1 的表達水平，結果表明CMTM6 的表達水平與PD-L1 的表達之間有明顯正相關性，同時CMTM6 和PD-L1 的表達水平也隨著GC 惡性程度的增加而升高。該研究顯示CMTM6和PD-L1 主要共定位于GC 腫瘤細胞的細胞膜和細胞質中，CMTM6 和PD-L1 在GC 細胞系內的表達水平高于GES-1 細胞。同時，沉默SGC-7901 和MGC-803 細胞中CMTM6、PD-L1 的表達也降低了，這表明CMTM6 可能正調節GC 細胞中PD-L1 的表達，這也反映出CMTM6 和PD-L1 信號通路在腫瘤微環境中的調控具有協同作用。Li 等[31]研究顯示，CMTM6 高表達患者的總生存期（OS）比低表達患者短（P＜0.001），CMTM6 的表達與GC 組織中PD-L1 的陽性表達顯著相關（r=0.186，P=0.041），CMTM6 表達是預后的獨立危險因素。相關研究表明CMTM6/4 和PD-L1 在胃腫瘤區域的上皮共表達與較短的OS 有關，但對PD-1/PD-L1 免疫治療的短期反應較好[32]。因此，我們基于腫瘤上皮細胞中CMTM6/4 和PD-L1 的膜共表達開發了一種預測模型和三種病理模式，用于胃腺癌的免疫治療前患者篩查。

2.3 CMTM6 與結直腸癌（CRC）CRC 的發病率和死亡率在各類癌癥中居前列，每年占腫瘤死亡人數的10%[33]。CRC 是一種異質性惡性腫瘤，治療和預后的顯著差異證明了這一點[34]。Peng 等[35]在癌癥基因組圖譜結腸癌隊列中開展了CMTM6 mRNA 的研究，分析了CMTM6、PD-L1 的表達及T 細胞在腫瘤組織中的浸潤情況。該研究包括156 例接受輔助化療的CRC 患者和77 例未接受化療的CRC 患者，經過免疫組織化學檢測結果表明，與正常結腸組織相比，CRC 中CMTM6 表達水平升高，晚期癌癥中CMTM6 表達水平顯著低于早期癌癥。CMTM6的高表達與較低的pT 分期和更高的CD4+/CD8+腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL）相關，并預測了CRC 的預后，CD4+TILs 密度增加，預后良好。PD-L1 在CRC 組織中低水平表達，與腫瘤基質中的PD-L1陽性[PD-L1（TS）]有關，但與癌細胞中的PD-L1陽性[PD-L1（CC）]無關。CMTM6 和PD-L1（TS）的共表達狀態將CRC 患者分為低、中、高進展和死亡風險三組，CMTM6 高/PD-L1（TS）患者的存活時間最長。此外，CMTM6/PD-L1 表達在接受輔助化療的CRC 患者中的預后價值比未接受化療的患者更顯著。總之，CMTM6 表達在CRC 組織中上調，尤其是在早期結直腸癌中，CMTM6 的高表達與活躍的免疫微環境和良好的預后相關。CMTM6 對免疫微環境具有重要影響，可作為CRC 的獨立預后因素。CMTM6 和PD-L1 的共表達狀態可以作為一種新的分類來對CRC 患者的進展和死亡危險程度進行分級，特別是對于接受輔助化療的患者。這些發現可能為未來改善對包括免疫療法在內的CRC 綜合治療的反應提供見解。

2.4 CMTM6 與胰腺癌 胰腺導管腺癌（PDAC）是全球第七大癌癥死亡原因，每年導致496 000 例新病例和466 000 例死亡[2]。由于其診斷延遲和對各種治療反應不足，PDAC 的5 年相對生存率約為10%[36]。近年來，檢查靶向型的免疫腫瘤標志物已作為對所有腫瘤的潛在治療策略，其中包括了PD-1 和PD-L1[37]。之前已有研究報道，與正常胰腺樣本相比，PD-L1 在19%的癌癥樣本中表達上調[38]。在多因素研究中，PD-L1 基因的表達上調雖與患者的年齡、性別、疾病性質、腫瘤大小、淋巴結狀態和分級等臨床病理學特征無關，但與較短的無病生存期和OS 有關。該研究結果表明，PD-L1表達可能會提高手術后胰腺癌轉移復發的風險，并且PD1/PD-L1 抑制劑可能會重新活化受抑制的T細胞以增加PD-L1 上調腫瘤中的抗腫瘤免疫反應。為了進一步探索人類癌癥中CMTM6 和PD-L1 表達之間的聯系，Mamessier 等[11]篩選了403 例行手術的原發性PDAC，結果表明CMTM6 高表達（如PD-L1 高表達）與患者較短的OS 相關，2 年OS為34%，而低表達則為49%。同時，CMTM6 表達也增強了PD-L1 表達的預后價值，PD-L1 高CMTM6 高組顯示27% 的2 年OS，而PD-L1 高CMTM6 低組為47%。在多變量分析中，CMTM6和PD-L1 表達狀態均與較短的OS 相關，死亡HR分別為1.38、1.46。

3 總結與展望

CMTM6 是PD-L1 蛋白的關鍵調節劑，協同影響著腫瘤的發生、發展及預后。CMTM6 在多種消化系統惡性腫瘤中異常表達。CMTM6 在胃癌、結直腸癌、胰腺癌中充當致癌基因，而在肝癌中發揮的作用尚存在爭議。CMTM6 作為新的免疫檢查點，能否為消化系統惡性腫瘤的早期診斷、治療及預后提供新思路，需要進一步深入的研究和探索。