免疫疗法关键靶点PD-L1竟有不为人知的“帮手”

Checkpoint inhibitors (blue) and T-cells (brown) in the bloodstream. Immunotherapy with checkpoint inhibitors is currently used by patients with for example melanoma, lung cancer and renal cancer. Credit: The Netherlands Cancer Institute

在癌症免疫疗法领域，PD-1/PD-L1无疑是最热门的一对靶点。目前，美国FDA已经批准了2款PD-1抗体（Opdivo和Keytruda）以及3款PD-L1抗体（Tecentriq、Bavencio、Imfinzi）上市，用于治疗包括黑色素瘤、非小细胞肺癌、肾细胞癌、经典型霍奇金淋巴瘤、头颈癌、膀胱癌、结直肠癌等近十种癌症。

图片来源：Nature Reviews Clinical Oncology

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揭秘PD-L1不为人知的“同盟军”

然而，尽管已经有癌症患者能够获益于靶向PD-1/PD-L1的药物，但是与这些靶点相关的大部分信息仍不为人知，比如，为什么一些癌症比其它的癌症携带的这类分子更多？

8月16日，发表在Nature杂志上题为“Identification of CMTM6 and CMTM4 as PD-L1 protein regulators”的论文中，来自荷兰癌症研究所的科学家们发现了一个重要的线索，揭秘了PD-L1分子一个先前未知的“伙伴”——CMTM6。

具体来说，利用单倍体遗传筛选，研究鉴定出3型跨膜蛋白CMTM6的新功能——作为PD-L1蛋白的调节器。在所有测试的人类肿瘤细胞类型以及人类树突状细胞中，干扰CMTM6的表达都导致了PD-L1表达受损。此外，通过在CMTM6缺陷细胞（CMTM6-deficient cell）中的单倍体遗传修饰筛选以及遗传互补试验，研究人员证明，CMTM6最“亲密”的家族成员CMTM4共享了这一功能。同时，研究发现，CMTM6存在于细胞表面，降低了PD-L1蛋白的泛素化，增加了它的半衰期。此外，与其对PD-L1蛋白的调节作用相一致，CMTM6增强了表达PD-L1的肿瘤细胞抑制T细胞的能力。

该研究的共同通讯作者Ton N. M. Schumacher教授说：“我们一直认为，PD-L1在癌细胞表面是一个‘孤独者’，但我们的发现表明，事实上，它结合了另一种被称为CMTM6的蛋白。CMTM6稳固了PD-L1，从而增加了癌细胞抑制免疫响应的能力。”

科学家们认为，这一研究除了进一步理解了PD-L1检查点的作用机理外，也揭示了癌症免疫疗法的新靶点。Schumacher教授说：“你可以想象，阻断CMTM6能够重新激活免疫细胞的抗癌作用，就像现在的PD-L1阻断剂能做到的那样。此外，同时阻断这两个分子甚至可能产生更加好的抗癌作用。这是我们迫切需要检测的东西。”

此外，这一新发现的PD-L1的“伙伴分子”还有可能作为生物标志物，帮助临床医生预测是否患者能够获益于检查点抑制剂这类免疫疗法。研究人员现在正在用PD-L1抗体治疗的患者中调查这种可能性。

The checkpoint inhibitor (blue) prevents binding of the checkpoint by the cancer cell so the T-cell can kill the cancer cell. Credit: The Netherlands Cancer Institute

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同日另一篇Nature：方法不同，结论相同

有趣的是，在同日发表的另一篇Nature论文中（题目：CMTM6 maintains the expression of PD-L1 and regulates anti-tumour immunity），来自澳大利亚和英国的一个科学家团队发现了关于CMTM6的相同结果。值得一提的是，基因编辑工具CRISPR参与这一重要结论的发现。

具体来说，在这篇论文中，科学家们利用全基因组CRISPR–Cas9筛选发现，在广泛的癌细胞中，CMTM6是PD-L1的关键调节因子。研究称，CMTM6与PD-L1共定位（co-localizes）在质膜和循环核内体（endosomes）上。在这里，CMTM6能够阻止PD-L1成为溶酶体介导的降解作用的目标。

同时，通过一个定量途径对整个质膜蛋白质组进行分析发现，CMTM6表现出了对PD-L1的特异性。删除CMTM6会降低PD-L1，但不影响MHC I类分子在细胞表面的表达。此外，删除CMTM6会在体内和体外通过降低PD-L1显著减轻对肿瘤特异性T细胞活性的抑制。

与荷兰癌症研究所的研究结论一致，该研究称，这些发现为PD-L1调节生物学提供了新的见解，鉴定出了这一关键免疫检查点先前未被发现的主要调节器，指出了克服癌细胞免疫逃逸的潜在治疗靶点。

Schumacher教授说：“我们使用了不同的方法来发现同样的结果。我想，我们都非常高兴看到这种独立的验证。”