針對TP53基因治療癌癥的方法有哪些？

上次在和大家聊到前列腺癌的TRAMP小鼠模型，該模型是利用SV40病毒產生的T抗原對前列腺正常細胞功能產生干擾，從而導致前列腺發生癌變。其中T抗原能夠靶向抑制P53是導致癌變很重要的一個機制。P53在多種癌癥中都扮演重要的角色，也算是癌癥中的明星基因了。曾經我就看到一個報道，為什么大象、鯨魚這種巨型動物的癌癥發病率反而較少。其中一個原因就是它們的P53的表達水平較高，從而降低的它們患癌的風險。但是這個論文我并沒有去找原文，因為從邏輯上講是講得通的，感興趣的朋友可以自己去找一下原文。

今天就和大家聊聊P53在癌癥治療中的研究。P53相關的藥物一旦被成功開發出來，那么其影響將會非常大，但目前還沒有比較成功的藥物上市。

TP53研究現狀簡介

腫瘤抑制因子p53（Tumor Protein p53）是維持系統穩態的重要調控者，被稱為“基因組的守護者”（guardian of the genome）。通過調控多個其他重要基因來控制細胞命運。有很多朋友會看到TP53的寫法，其實它們都是一個意思，一般情況下TP53是指的是基因層面，P53是蛋白質層面。

在未受應激的細胞中，p53水平和活性較低，由E3泛素連接酶MDM2和MDMX調控。當細胞受到應激（如致癌基因激活、DNA損傷、營養缺乏、氧化應激等）時，p53脫離這些負調控因子，阻止細胞增殖以修復DNA或通過凋亡清除惡性細胞。

p53不僅通過經典功能（細胞周期停滯、衰老、凋亡和DNA修復）抗癌，還通過非經典功能（抗氧化反應、鐵死亡、代謝調控、自噬、腫瘤間質和免疫反應調節、抑制血管生成、防止侵襲和轉移）發揮作用。p53在不同組織中的反應是特異性的，其調控的基因表達也不同。

在小鼠實驗中，缺乏p53的多種小鼠品系均表現出100%的癌癥發病率，證實了p53的腫瘤抑制作用。人類中，胚系TP53突變引發Li-Fraumeni綜合征，這些患者在不同組織中具有較高的癌癥風險。體細胞TP53突變是多種腫瘤中最常見的基因改變，并且與多種抗癌治療的耐藥性有關。

在沒有TP53突變的腫瘤中，P53可通過MDM2或MDMX的作用被抑制。MDM2常在軟組織肉瘤中擴增，而MDMX在黑色素瘤中上調。調控這些抑制的機制還包括正調控因子的過表達和負調控因子的缺失。在各種應激條件下，激活并穩定的WT p53被招募到含有p53響應元件（REs）的靶基因啟動子上，以誘導調控凋亡、細胞周期停滯和衰老以及DNA修復的基因表達。除了這些經典功能外，p53對自噬、代謝和免疫反應等其他細胞功能的調節對于p53介導的腫瘤抑制和對抗癌治療的反應也很重要。

相比之下，突變型p53通常表現出致癌功能，與腫瘤的侵襲性增加、患者生存率下降和對常規癌癥治療的反應不佳有關。大多數p53突變體不能與DNA結合，無法驅動p53的腫瘤抑制轉錄程序。然而，突變型p53仍然可以被納入p53四聚體中，阻止其他亞基與DNA結合，從而對WT p53施加顯性負效應。此外，突變型p53通過展示一種獲得的功能增益（GOF），比編碼p53基因的刪除更能驅動腫瘤進展和轉移。突變型p53的GOF主要是由于其穩定性和異常的蛋白質-蛋白質相互作用。突變型p53與轉錄因子（TFs）結合，被招募到DNA上以驅動腫瘤促進轉錄程序。此外，突變型p53與其他蛋白質的異常相互作用劫持或抑制了它們的功能。重要的是，不同的p53突變體可能具有不同的相互作用組，解釋了突變型p53 GOF效應的異質性。

在癌癥中P53的作用示意圖

總之，正常的P53起到平衡細胞各種功能的作用，而突變的P53不僅不能起到正常的功能，反而會起到加強細胞癌化的能力。通過可控P53動物模型的實驗表明，恢復P53活性可以使已經形成的腫瘤退化，而對正常組織沒有不良影響。這支持了在腫瘤中恢復p53作為治療策略的可行性。

盡管p53作為腫瘤抑制因子的潛力很大，但其臨床應用進展依舊緩慢。目前，針對p53的治療策略包括恢復突變型P53的功能或消除它，以及抑制其負調控因子MDM2和MDMX。

靶向P53突變體治療癌癥

TP53基因突變是人類癌癥中最常見的基因改變，對腫瘤細胞和患者的臨床結果有重大影響。根據TCGA的數據，TP53突變的癌癥通常染色體不穩定，致癌基因擴增更多，細胞周期進程基因表達更高。此外，這些突變與11種癌癥類型中較低的生存率密切相關。

癌癥基因組研究發現了超過29,000種p53突變，幾乎存在于所有癌癥類型中，突變率從10%到90%不等。大多數p53突變是錯義突變，集中在DNA結合域。熱點突變位點如175、245、248、273、282、220和249占所有p53突變的約30%。這些突變體功能多樣，有些完全失去功能，有些則有功能增益（GOF），但共同特征是無法正確調控靶基因。

小鼠模型顯示，與TP53基因缺失相比，突變型p53更易導致轉移、炎癥增加和侵襲性腫瘤。突變型p53的GOF包括增殖和存活增加、基因組不穩定性、遷移和侵襲能力增強，以及對腫瘤微環境的影響。研究還發現，去除突變型p53可以減少癌細胞的惡性特性，其穩定性和積累是GOF的關鍵。

突變型p53的高表達及其在癌癥侵襲性和抗藥性中的作用，使其成為有前景的治療靶點。研究表明，即使只有部分p53活性，也足以誘導癌癥消退，突顯了癌細胞對p53活性增加的敏感性。

第一種方法就是將突變的P53激活為具有正常功能的p53。盡管再激活突變型p53看似困難，但研究發現次級位點抑制突變和低溫下某些突變型p53的DNA結合能力表明，突變型p53可以重新折疊成野生型（WT）構象。此外，發現p53 C端結構域衍生的肽段可以恢復突變型p53的WT功能。

第一個進入臨床試驗的突變型p53再激活化合物是APR-246，它通過與突變型p53核心域的半胱氨酸殘基反應，恢復了多種突變型p53的WT結構和DNA結合能力。APR-246在急性髓系白血病（AML）和骨髓增生異常綜合征（MDS）患者中與阿扎胞苷（Aza）聯合使用，顯示出高反應率和良好耐受性。

此外，特異性針對p53(Y220C)突變的小分子藥物PC14586也顯示出顯著療效。這種藥物通過結合突變蛋白中的獨特凹槽，穩定其WT構象，從而恢復p53介導的轉錄和腫瘤抑制功能。在攜帶Y220C突變的實體瘤患者中，PC14586顯示出臨床反應，FDA因此授予其快速通道資格。

三氧化二砷（ATO）也是一種有效的再激活劑，它通過增加突變型p53的熱穩定性來恢復其功能，同時還能通過E3連接酶PIRH2介導的泛素化降解突變型p53。這種雙重機制的藥物在急性早幼粒細胞白血病患者中已顯示出一定療效，目前正在進一步臨床測試中。

葡萄糖酸銻鈉（SSG）被發現是一種有效的非共價再激活溫度敏感突變型p53的化合物。SSG通過釋放銻離子，增加突變型p53的熱穩定性及其轉錄激活能力，目前正在進行臨床試驗。

這些研究和臨床試驗顯示出，通過再激活突變型p53，可以恢復其腫瘤抑制功能，從而改善癌癥治療效果。

除了以上方法以外，還有一些其他靶向P53的治療方法。

突變型p53在癌細胞生存中扮演重要角色，因此利用這一特性來開發治療策略。首先，通過減少突變型p53來抑制癌細胞生長是一種有效的方法。例如，使用HSP90或HDAC抑制劑可以促進突變型p53的降解，從而增加癌細胞對化療藥物的敏感性。這些抑制劑通過阻止MDM2或CHIP E3泛素連接酶與突變型p53的結合，防止其降解，進而增強腫瘤細胞毒性。

另一個策略是阻斷由突變型p53調控的生存路徑。例如，甲羥戊酸途徑的上調促進了癌細胞的轉移行為，而使用他汀類藥物可以減少甲羥戊酸-5-磷酸的水平，抑制結構突變型p53與HSP的結合，使其更容易被降解。此外，調節代謝的藥物如二甲雙胍也可以用來對抗突變型p53引起的代謝紊亂。

合成致死策略是一種不依賴于p53突變類型的方法。通過抑制關鍵細胞周期檢查點（如WEE1、ATR、CHK1/2），可以在p53缺陷細胞中誘導DNA損傷和復制壓力，增加癌細胞對DNA損傷藥物的敏感性。WEE1抑制劑adavosertib在多個臨床試驗中顯示出增強化療藥物療效的潛力，盡管需要進一步研究以優化劑量和支持藥物。

此外，研究發現E3泛素連接酶TRIM21與突變型 p53相互作用，導致其降解并抑制其功能增益特性。增強TRIM21的活性或表達可能是未來研究的重點。曼諾霉素多酮類化合物作為分子膠水，可導致突變型p53的非蛋白酶體降解和再激活。

未來還可以探索其他潛在的策略。如開發促進提前終止密碼子翻譯通讀的化合物，幫助恢復攜帶無義突變的腫瘤中的WT p53表達；使用小分子干擾突變型p53與p73的相互作用，釋放p73的腫瘤抑制活性；合成肽ReACp53或三吡啶酰胺ADH-6可以從聚集中釋放突變型p53，使其重新折疊并觸發腫瘤抑制。此外，利用治療性低溫重新激活溫度敏感的突變型p53也是一個有前景的方法。

靶向MDM2和MDMX的藥物

MDM2和MDMX在控制未突變p53的癌癥中起著重要作用。正常情況下，MDM2與MDMX協同降解p53，并各自獨立抑制p53的轉錄活性。在應激條件下，p53由于翻譯后修飾和ARF (p14)的表達從MDM2中釋放出來。

在野生型p53腫瘤中，主要的治療策略是阻斷MDM2和MDMX。如Nutlin類化合物（nutlin-3a等），它能夠誘導p53積累并抑制不同癌細胞的生長，推動了MDM2抑制劑的開發。然而，盡管進行了大量研究，MDM2抑制劑尚未在臨床上取得顯著進展。Nutlin衍生物RG7112的臨床試驗顯示出胃腸道和骨髓毒性問題，這可能源于p53在正常組織中的激活。MDM2抑制劑（MDM2i）的一個主要問題是抗性。研究表明，p53狀態是響應的主要決定因素，但其他因素也會影響療效。MDM2i的應用可能誘導MDM2表達增加，導致抗性。此外，TP53突變負荷增加可能與臨床反應差有關。

由于單藥治療效果不佳，目前的臨床試驗主要集中在聯合療法上。將MDM2i與其他藥物（如BCL-2抑制劑）聯合使用，可能促進p53驅動的凋亡，從而提高治療效果。

在MDM2和MDMX的研究中，PROTACs（蛋白質降解靶向嵌合體）提供了一種新的p53再激活方法。PROTACs通過形成與靶標和E3連接酶的三元復合物，誘導靶蛋白降解。與小分子MDM2i相比，PROTACs可以完全消除靶蛋白，防止MDM2積累。

其他治療方法

針對P53的腫瘤治療除了以上以外，還有針對[53的免疫療法和基因療法，這里篇幅有限，我們下次再聊。

參考文獻：

Peuget S, Zhou X, Selivanova G. Translating p53-based therapies for cancer into the clinic. Nat Rev Cancer. 2024;24(3):192-215. doi:10.1038/s41568-023-00658-3

本文主要是根據這篇文章進行編寫的，如果需要更像詳細的信息，可進入原文尋找。