CMTM6在消化系统恶性肿瘤中的研究进展*

陈景景 解晨露 周慧玲 于鸿

消化系统恶性肿瘤的发病率占全球所有癌症发病率的26%以上（480 万新病例），占全球所有癌症死亡率约35%（340 万死亡）[1]。预计到2040 年，这些数字将分别增加50%以上[2]。胃癌（约100 万新发病例）、肝癌（约84 万例）、食道癌（约57 万例）、胰腺癌（约46 万例）和结直肠癌（约180 万例）是消化系统的主要恶性肿瘤，对公共医疗卫生造成重大威胁[3]。尽管随着放疗、化疗和手术的进步，生存率有所提高，但晚期恶性肿瘤的预后仍然很差。因此，需要新的筛查方法和治疗靶点来提高胃肠道癌症患者的存活率。近年来，针对程序性死亡受体1/程序性死亡受体配体1（PD-1/PD-L1）轴的免疫检查点抑制剂已应用到临床肿瘤治疗中[4]。实验结果证实，CKLF 样MARVEL 含跨膜结构域超家族6（CKLF-like MARVEL transmembrane domaincontaining family 6，CMTM6）可通过抑制PD-L1 泛素化并延长其半衰期，从而减少由溶酶体介导的降解。抑制CMTM6 表达可显著促进T 细胞活化。CMTM 家族在控制各种肿瘤发生与进展中起到重要作用，是某些癌症的预后生物标志物，这引起了越来越多的关注[5]。在此，我们就CMTM6 在消化系统恶性肿瘤中的研究进展做一综述总结。

1 CMTM6的概述

1.1 CMTM6 的结构与功能 CMTM 是人类趋化因子样基因超家族的新成员，主要由位于人类的16 号染色体（CMTM1-4）和人类的3 号染色体（CMTM6-8）上的两个不同的基因簇构成[6]。CMTM 家族成员包含一个MARVEL 结构域，该域可能包含了至少三个跨膜螺旋。MARVEL 结构域蛋白参与和调节跨膜蛋白和分泌蛋白之间的能量运输[7]。CMTM6 还能够活化、趋化大量的免疫细胞，并控制肿瘤细胞的增生和侵袭[8-10]。研究表明，CMTM6 在所有测试的组织、细胞及许多癌症中广泛表达（TCGA 数据库），表明它可能在免疫系统之外发挥作用[11]。此外，除了在质膜上的预测定位外，CMTM6 表达主要在细胞质中。该研究将CMTM6 细胞定位改进为循环内体，这一观察结果表明CMTM6 可能在蛋白质稳定和再循环中发挥作用，由于MARVEL 结构域的存在，这与其预测的功能一致[11]。

1.2 CMTM6 与PD-L1 的关系 2017 年9 月发表在Nature 上的两篇论文通过单倍体遗传筛选和全基因组CRISPR-Cas9 鉴定了新型PD-L1 调节因子[12-13]。除了几个已知因子（IFNGR1、IFNGR2、STAT1、JAK1、JAK2），两项研究都得出了相同的因子，即CMTM6。同 时，Burr 等[12]和Mezzadra 等[13]研 究发现CMTM6 是影响小鼠和人类癌细胞、髓样细胞PD-L1 表达调控的关键因子。CMTM6 增强了细胞膜上PD-L1 的表达，而不是通过降低细胞表面MHC Ⅰ类表达水平来影响抗原呈递。在CMTM6 敲除细胞中，CMTM6 的外源表达以剂量依赖性方法恢复PD-L1 表达。CMTM6 没有改变PD-L1 的组成型或INFG 诱导的mRNA 表达水平，表明了该过程为转录后调控。CMTM6 敲低对不同细胞系的影响是可变的，这表明可能存在额外的调节剂。该研究也发现了CMTM 家族的另一个成员CMTM4，它与CMTM6 具有55%的序列相似性，被确定为PD-L1表达的“备用”正调节因子。这一事实表明CMTM6和CMTM4 均可在PD-L1 表达的调节中起主要作用。在CMTM6 或PD-L1 的相互免疫共沉淀实验中，很容易检测到CMTM6 与PD-L1 相关。CMTM6 免疫沉淀物的质谱分析仅显示少数其他高可信度相互作用蛋白[淋巴细胞功能相关抗原3（CD58）、精氨酸酶1（ARG1）、α-烯醇化酶（ENO1）、板层素相关多肽2 亚型α（TMPO）]。PD-L1 是排名最高的蛋白质之一，再次证明了CMTM6 与PD-L1 关联的特异性。Mamessier 等[11]的实验结果表明，CMTM6缺失不会损害内质网的PD-L1 输出和除内侧高尔基体以外的运输。然而，在CMTM6 缺陷细胞中，PD-L1 被迅速降解，导致细胞表面表达的PD-L1 分子减少。在野生型细胞中的反向实验表明，阻断内吞循环会导致PD-L1 从野生型细胞表面快速丢失，表明很大比例的表面PD-L1 被持续内化和循环，而内吞的PD-L1 在CMTM6 缺陷细胞中不能有效回收，导致其可能在溶酶体中降解。对该通路的剖析表明，CMTM6 保护PD-L1 免受泛素化。总的来说，这些数据揭示了一种新的PD-L1 调节机制，并开辟了阻断这一途径的潜在新途径。

1.3 CMTM6/PD-L1 在免疫调节中的作用 越来越多的证据表明，PD-L1 具有选择性抑制肿瘤CD8+细胞和促进肿瘤T 细胞蛋白质合成的效应器功能[14]，PD-1 及PD-L1 的单克隆抗体在晚期癌症患者的治疗中已显示出临床反应和生存期改善[15]。然而，PD-1/PD-L1 抗体仅对部分患有某些癌症的患者有效[16]。PD-L1 蛋白表达是一种被广泛使用的预测性生物标志物[17]。CMTM6 也是多种恶性肿瘤细胞中影响PD-L1 基因表达的重要调节剂。CMTM6 既稳定了PD-L1 的表达，也抑制了其溶酶体介导的降解。另外，CMTM6 基因表达与人类肺鳞癌中CD8+T 细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞浸润呈高度正相关，但与CD4+T 细胞的浸润水平呈高度负相关[18]。Guan 等[8]研究结果显示CMTM6 促进肿瘤细胞中PD-L1 的表达来对抗T 细胞，相反，CMTM6 的消耗会减轻T 细胞的免疫抑制。总之，CMTM6 的特殊作用表明CMTM6 通过调节T 细胞介导的抗肿瘤免疫作为一种重要的免疫检查点抑制剂。此外，该研究表明CMTM6 也可以通过刺激肿瘤相关巨噬细胞和机能紊乱的T 细胞参与炎症反应以促进胶质瘤进展。

2 CMTM6与消化系统恶性肿瘤

2.1 CMTM6 与肝癌 肝细胞癌（HCC）是我国最常见的癌症之一，其中每年有230 000 例HCC 患者死亡[19]。尽管国内外应用HCC 介入治疗的医疗技术不断发展进步，但目前HCC 患者的平均5 年生存率＜30%，主要原因是早期转移，这也是HCC 治疗过程中的主要难题[20-21]。因此，研究HCC 转移的分子机制至关重要。Liu 等[22]研究发现CMTM6 在HCC 中的表达显著高于非肿瘤组织，CMTM6 的表达在“大小梁-块状”（MTM）模式肿瘤中显著高于非MTM 型肿瘤。在另一个由47 例具有门静脉栓塞的HCC 病例组成的TMA 队列中，CMTM6 表达在原发灶和肿瘤栓子转移之间没有显著差异。CMTM6表达与高甲胎蛋白（AFP）水平（P=0.032）、肿瘤大小（P=0.016）、TNM 分期（P＜0.001）、血管侵犯（P=0.001）和淋巴结转移（P=0.030）显著相关。为了探索CMTM6 和PD-L1 的预后意义，该实验进行了Cox 比例风险回归，与CMTM6 低的患者相比，CMTM6 高的患者疾病进展和死亡的风险显著增加。在非MTM 类型中，CMTM6 高的患者往往预后较差，但与无病生存率（DFS）无关。Huang 等[23]研究发现CMTM6 表达的降低抑制了HCC 细胞的异常增殖、迁移和侵袭，相反，CMTM6 过度表达增强了HCC细胞的侵袭、迁移和增殖。从机制上讲，CMTM6与波形蛋白产生了物理相互作用并稳定波形蛋白，诱导了上皮细胞间质转化，因而加快了肿瘤的增殖、转化与侵袭。重要的是，在所有HCC 组织中，CMTM6 表达和波形蛋白水平具有正向相关性。HCC的不良预后与较高的CMTM6 表达显著相关，上述的研究也验证了这一点。但Zhu 等[24]研究显示CMTM6 在HCC 组织中的阳性表达显著低于邻近非肿瘤组织。HCC 组织与配对的相邻非肿瘤组织之间CMTM6 表达的差异有统计学意义（P＜0.05）。此外，CMTM6 表达与HCC 转移、AFP 相关（P＜0.05），多变量logistic 回归分析显示肿瘤分期、转移和AFP与CMTM6 表达有显著关系。此外，通过Kaplan-Meier 生存分析，CMTM6 阳性组与CMTM6 阴性组HCC 患者的生存时间存在差异（P＜0.05）。CMTM6的下调与HCC 转移和预后有关。因此，CMTM6 有望成为治疗HCC 的潜在生物标志物和治疗靶点。

2.2 CMTM6 与胃癌（GC）GC 是世界上最常见的消化系统恶性肿瘤之一。中国大多数GC 患者在疾病晚期被诊断出来[25]。接受综合手术治疗的晚期GC 患者的5 年生存率低于30%[26]。GC 使用化疗和抗HER-2 靶向治疗效果有限[27]。免疫检查点抑制剂（ICIs）在许多癌症的治疗和诊断中相对较新，但它们在多种癌症中表现出前所未有的临床疗效，在GC 中具有良好的临床应用前景[28]。然而，免疫疗法仅对某一小部分晚期GC 有效，PD-L1 蛋白在肿瘤细胞或某些肿瘤浸润性的免疫反应细胞上的表达变化并不能准确预测癌症患者体内对PD-1/PD-L1 抑制剂产生的免疫反应[29]。因此，必须尽早确定新的免疫相关治疗靶点，并继续探索它们与PD-L1 表达的关系。Zhang 等[30]使用免疫组织化学、实时定量PCR 和蛋白质印迹法检测185 份GC 标本中CMTM6 和PD-L1 的表达水平，结果表明CMTM6 的表达水平与PD-L1 的表达之间有明显正相关性，同时CMTM6 和PD-L1 的表达水平也随着GC 恶性程度的增加而升高。该研究显示CMTM6和PD-L1 主要共定位于GC 肿瘤细胞的细胞膜和细胞质中，CMTM6 和PD-L1 在GC 细胞系内的表达水平高于GES-1 细胞。同时，沉默SGC-7901 和MGC-803 细胞中CMTM6、PD-L1 的表达也降低了，这表明CMTM6 可能正调节GC 细胞中PD-L1 的表达，这也反映出CMTM6 和PD-L1 信号通路在肿瘤微环境中的调控具有协同作用。Li 等[31]研究显示，CMTM6 高表达患者的总生存期（OS）比低表达患者短（P＜0.001），CMTM6 的表达与GC 组织中PD-L1 的阳性表达显著相关（r=0.186，P=0.041），CMTM6 表达是预后的独立危险因素。相关研究表明CMTM6/4 和PD-L1 在胃肿瘤区域的上皮共表达与较短的OS 有关，但对PD-1/PD-L1 免疫治疗的短期反应较好[32]。因此，我们基于肿瘤上皮细胞中CMTM6/4 和PD-L1 的膜共表达开发了一种预测模型和三种病理模式，用于胃腺癌的免疫治疗前患者筛查。

2.3 CMTM6 与结直肠癌（CRC）CRC 的发病率和死亡率在各类癌症中居前列，每年占肿瘤死亡人数的10%[33]。CRC 是一种异质性恶性肿瘤，治疗和预后的显著差异证明了这一点[34]。Peng 等[35]在癌症基因组图谱结肠癌队列中开展了CMTM6 mRNA 的研究，分析了CMTM6、PD-L1 的表达及T 细胞在肿瘤组织中的浸润情况。该研究包括156 例接受辅助化疗的CRC 患者和77 例未接受化疗的CRC 患者，经过免疫组织化学检测结果表明，与正常结肠组织相比，CRC 中CMTM6 表达水平升高，晚期癌症中CMTM6 表达水平显著低于早期癌症。CMTM6的高表达与较低的pT 分期和更高的CD4+/CD8+肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）相关，并预测了CRC 的预后，CD4+TILs 密度增加，预后良好。PD-L1 在CRC 组织中低水平表达，与肿瘤基质中的PD-L1阳性[PD-L1（TS）]有关，但与癌细胞中的PD-L1阳性[PD-L1（CC）]无关。CMTM6 和PD-L1（TS）的共表达状态将CRC 患者分为低、中、高进展和死亡风险三组，CMTM6 高/PD-L1（TS）患者的存活时间最长。此外，CMTM6/PD-L1 表达在接受辅助化疗的CRC 患者中的预后价值比未接受化疗的患者更显著。总之，CMTM6 表达在CRC 组织中上调，尤其是在早期结直肠癌中，CMTM6 的高表达与活跃的免疫微环境和良好的预后相关。CMTM6 对免疫微环境具有重要影响，可作为CRC 的独立预后因素。CMTM6 和PD-L1 的共表达状态可以作为一种新的分类来对CRC 患者的进展和死亡危险程度进行分级，特别是对于接受辅助化疗的患者。这些发现可能为未来改善对包括免疫疗法在内的CRC 综合治疗的反应提供见解。

2.4 CMTM6 与胰腺癌 胰腺导管腺癌（PDAC）是全球第七大癌症死亡原因，每年导致496 000 例新病例和466 000 例死亡[2]。由于其诊断延迟和对各种治疗反应不足，PDAC 的5 年相对生存率约为10%[36]。近年来，检查靶向型的免疫肿瘤标志物已作为对所有肿瘤的潜在治疗策略，其中包括了PD-1 和PD-L1[37]。之前已有研究报道，与正常胰腺样本相比，PD-L1 在19%的癌症样本中表达上调[38]。在多因素研究中，PD-L1 基因的表达上调虽与患者的年龄、性别、疾病性质、肿瘤大小、淋巴结状态和分级等临床病理学特征无关，但与较短的无病生存期和OS 有关。该研究结果表明，PD-L1表达可能会提高手术后胰腺癌转移复发的风险，并且PD1/PD-L1 抑制剂可能会重新活化受抑制的T细胞以增加PD-L1 上调肿瘤中的抗肿瘤免疫反应。为了进一步探索人类癌症中CMTM6 和PD-L1 表达之间的联系，Mamessier 等[11]筛选了403 例行手术的原发性PDAC，结果表明CMTM6 高表达（如PD-L1 高表达）与患者较短的OS 相关，2 年OS为34%，而低表达则为49%。同时，CMTM6 表达也增强了PD-L1 表达的预后价值，PD-L1 高CMTM6 高组显示27% 的2 年OS，而PD-L1 高CMTM6 低组为47%。在多变量分析中，CMTM6和PD-L1 表达状态均与较短的OS 相关，死亡HR分别为1.38、1.46。

3 总结与展望

CMTM6 是PD-L1 蛋白的关键调节剂，协同影响着肿瘤的发生、发展及预后。CMTM6 在多种消化系统恶性肿瘤中异常表达。CMTM6 在胃癌、结直肠癌、胰腺癌中充当致癌基因，而在肝癌中发挥的作用尚存在争议。CMTM6 作为新的免疫检查点，能否为消化系统恶性肿瘤的早期诊断、治疗及预后提供新思路，需要进一步深入的研究和探索。