针对TP53基因治疗癌症的方法有哪些？

上次在和大家聊到前列腺癌的TRAMP小鼠模型，该模型是利用SV40病毒产生的T抗原对前列腺正常细胞功能产生干扰，从而导致前列腺发生癌变。其中T抗原能够靶向抑制P53是导致癌变很重要的一个机制。P53在多种癌症中都扮演重要的角色，也算是癌症中的明星基因了。曾经我就看到一个报道，为什么大象、鲸鱼这种巨型动物的癌症发病率反而较少。其中一个原因就是它们的P53的表达水平较高，从而降低的它们患癌的风险。但是这个论文我并没有去找原文，因为从逻辑上讲是讲得通的，感兴趣的朋友可以自己去找一下原文。

今天就和大家聊聊P53在癌症治疗中的研究。P53相关的药物一旦被成功开发出来，那么其影响将会非常大，但目前还没有比较成功的药物上市。

TP53研究现状简介

肿瘤抑制因子p53（Tumor Protein p53）是维持系统稳态的重要调控者，被称为“基因组的守护者”（guardian of the genome）。通过调控多个其他重要基因来控制细胞命运。有很多朋友会看到TP53的写法，其实它们都是一个意思，一般情况下TP53是指的是基因层面，P53是蛋白质层面。

在未受应激的细胞中，p53水平和活性较低，由E3泛素连接酶MDM2和MDMX调控。当细胞受到应激（如致癌基因激活、DNA损伤、营养缺乏、氧化应激等）时，p53脱离这些负调控因子，阻止细胞增殖以修复DNA或通过凋亡清除恶性细胞。

p53不仅通过经典功能（细胞周期停滞、衰老、凋亡和DNA修复）抗癌，还通过非经典功能（抗氧化反应、铁死亡、代谢调控、自噬、肿瘤间质和免疫反应调节、抑制血管生成、防止侵袭和转移）发挥作用。p53在不同组织中的反应是特异性的，其调控的基因表达也不同。

在小鼠实验中，缺乏p53的多种小鼠品系均表现出100%的癌症发病率，证实了p53的肿瘤抑制作用。人类中，胚系TP53突变引发Li-Fraumeni综合征，这些患者在不同组织中具有较高的癌症风险。体细胞TP53突变是多种肿瘤中最常见的基因改变，并且与多种抗癌治疗的耐药性有关。

在没有TP53突变的肿瘤中，P53可通过MDM2或MDMX的作用被抑制。MDM2常在软组织肉瘤中扩增，而MDMX在黑色素瘤中上调。调控这些抑制的机制还包括正调控因子的过表达和负调控因子的缺失。在各种应激条件下，激活并稳定的WT p53被招募到含有p53响应元件（REs）的靶基因启动子上，以诱导调控凋亡、细胞周期停滞和衰老以及DNA修复的基因表达。除了这些经典功能外，p53对自噬、代谢和免疫反应等其他细胞功能的调节对于p53介导的肿瘤抑制和对抗癌治疗的反应也很重要。

相比之下，突变型p53通常表现出致癌功能，与肿瘤的侵袭性增加、患者生存率下降和对常规癌症治疗的反应不佳有关。大多数p53突变体不能与DNA结合，无法驱动p53的肿瘤抑制转录程序。然而，突变型p53仍然可以被纳入p53四聚体中，阻止其他亚基与DNA结合，从而对WT p53施加显性负效应。此外，突变型p53通过展示一种获得的功能增益（GOF），比编码p53基因的删除更能驱动肿瘤进展和转移。突变型p53的GOF主要是由于其稳定性和异常的蛋白质-蛋白质相互作用。突变型p53与转录因子（TFs）结合，被招募到DNA上以驱动肿瘤促进转录程序。此外，突变型p53与其他蛋白质的异常相互作用劫持或抑制了它们的功能。重要的是，不同的p53突变体可能具有不同的相互作用组，解释了突变型p53 GOF效应的异质性。

在癌症中P53的作用示意图

总之，正常的P53起到平衡细胞各种功能的作用，而突变的P53不仅不能起到正常的功能，反而会起到加强细胞癌化的能力。通过可控P53动物模型的实验表明，恢复P53活性可以使已经形成的肿瘤退化，而对正常组织没有不良影响。这支持了在肿瘤中恢复p53作为治疗策略的可行性。

尽管p53作为肿瘤抑制因子的潜力很大，但其临床应用进展依旧缓慢。目前，针对p53的治疗策略包括恢复突变型P53的功能或消除它，以及抑制其负调控因子MDM2和MDMX。

靶向P53突变体治疗癌症

TP53基因突变是人类癌症中最常见的基因改变，对肿瘤细胞和患者的临床结果有重大影响。根据TCGA的数据，TP53突变的癌症通常染色体不稳定，致癌基因扩增更多，细胞周期进程基因表达更高。此外，这些突变与11种癌症类型中较低的生存率密切相关。

癌症基因组研究发现了超过29,000种p53突变，几乎存在于所有癌症类型中，突变率从10%到90%不等。大多数p53突变是错义突变，集中在DNA结合域。热点突变位点如175、245、248、273、282、220和249占所有p53突变的约30%。这些突变体功能多样，有些完全失去功能，有些则有功能增益（GOF），但共同特征是无法正确调控靶基因。

小鼠模型显示，与TP53基因缺失相比，突变型p53更易导致转移、炎症增加和侵袭性肿瘤。突变型p53的GOF包括增殖和存活增加、基因组不稳定性、迁移和侵袭能力增强，以及对肿瘤微环境的影响。研究还发现，去除突变型p53可以减少癌细胞的恶性特性，其稳定性和积累是GOF的关键。

突变型p53的高表达及其在癌症侵袭性和抗药性中的作用，使其成为有前景的治疗靶点。研究表明，即使只有部分p53活性，也足以诱导癌症消退，突显了癌细胞对p53活性增加的敏感性。

第一种方法就是将突变的P53激活为具有正常功能的p53。尽管再激活突变型p53看似困难，但研究发现次级位点抑制突变和低温下某些突变型p53的DNA结合能力表明，突变型p53可以重新折叠成野生型（WT）构象。此外，发现p53 C端结构域衍生的肽段可以恢复突变型p53的WT功能。

第一个进入临床试验的突变型p53再激活化合物是APR-246，它通过与突变型p53核心域的半胱氨酸残基反应，恢复了多种突变型p53的WT结构和DNA结合能力。APR-246在急性髓系白血病（AML）和骨髓增生异常综合征（MDS）患者中与阿扎胞苷（Aza）联合使用，显示出高反应率和良好耐受性。

此外，特异性针对p53(Y220C)突变的小分子药物PC14586也显示出显著疗效。这种药物通过结合突变蛋白中的独特凹槽，稳定其WT构象，从而恢复p53介导的转录和肿瘤抑制功能。在携带Y220C突变的实体瘤患者中，PC14586显示出临床反应，FDA因此授予其快速通道资格。

三氧化二砷（ATO）也是一种有效的再激活剂，它通过增加突变型p53的热稳定性来恢复其功能，同时还能通过E3连接酶PIRH2介导的泛素化降解突变型p53。这种双重机制的药物在急性早幼粒细胞白血病患者中已显示出一定疗效，目前正在进一步临床测试中。

葡萄糖酸锑钠（SSG）被发现是一种有效的非共价再激活温度敏感突变型p53的化合物。SSG通过释放锑离子，增加突变型p53的热稳定性及其转录激活能力，目前正在进行临床试验。

这些研究和临床试验显示出，通过再激活突变型p53，可以恢复其肿瘤抑制功能，从而改善癌症治疗效果。

除了以上方法以外，还有一些其他靶向P53的治疗方法。

突变型p53在癌细胞生存中扮演重要角色，因此利用这一特性来开发治疗策略。首先，通过减少突变型p53来抑制癌细胞生长是一种有效的方法。例如，使用HSP90或HDAC抑制剂可以促进突变型p53的降解，从而增加癌细胞对化疗药物的敏感性。这些抑制剂通过阻止MDM2或CHIP E3泛素连接酶与突变型p53的结合，防止其降解，进而增强肿瘤细胞毒性。

另一个策略是阻断由突变型p53调控的生存路径。例如，甲羟戊酸途径的上调促进了癌细胞的转移行为，而使用他汀类药物可以减少甲羟戊酸-5-磷酸的水平，抑制结构突变型p53与HSP的结合，使其更容易被降解。此外，调节代谢的药物如二甲双胍也可以用来对抗突变型p53引起的代谢紊乱。

合成致死策略是一种不依赖于p53突变类型的方法。通过抑制关键细胞周期检查点（如WEE1、ATR、CHK1/2），可以在p53缺陷细胞中诱导DNA损伤和复制压力，增加癌细胞对DNA损伤药物的敏感性。WEE1抑制剂adavosertib在多个临床试验中显示出增强化疗药物疗效的潜力，尽管需要进一步研究以优化剂量和支持药物。

此外，研究发现E3泛素连接酶TRIM21与突变型 p53相互作用，导致其降解并抑制其功能增益特性。增强TRIM21的活性或表达可能是未来研究的重点。曼诺霉素多酮类化合物作为分子胶水，可导致突变型p53的非蛋白酶体降解和再激活。

未来还可以探索其他潜在的策略。如开发促进提前终止密码子翻译通读的化合物，帮助恢复携带无义突变的肿瘤中的WT p53表达；使用小分子干扰突变型p53与p73的相互作用，释放p73的肿瘤抑制活性；合成肽ReACp53或三吡啶酰胺ADH-6可以从聚集中释放突变型p53，使其重新折叠并触发肿瘤抑制。此外，利用治疗性低温重新激活温度敏感的突变型p53也是一个有前景的方法。

靶向MDM2和MDMX的药物

MDM2和MDMX在控制未突变p53的癌症中起着重要作用。正常情况下，MDM2与MDMX协同降解p53，并各自独立抑制p53的转录活性。在应激条件下，p53由于翻译后修饰和ARF (p14)的表达从MDM2中释放出来。

在野生型p53肿瘤中，主要的治疗策略是阻断MDM2和MDMX。如Nutlin类化合物（nutlin-3a等），它能够诱导p53积累并抑制不同癌细胞的生长，推动了MDM2抑制剂的开发。然而，尽管进行了大量研究，MDM2抑制剂尚未在临床上取得显著进展。Nutlin衍生物RG7112的临床试验显示出胃肠道和骨髓毒性问题，这可能源于p53在正常组织中的激活。MDM2抑制剂（MDM2i）的一个主要问题是抗性。研究表明，p53状态是响应的主要决定因素，但其他因素也会影响疗效。MDM2i的应用可能诱导MDM2表达增加，导致抗性。此外，TP53突变负荷增加可能与临床反应差有关。

由于单药治疗效果不佳，目前的临床试验主要集中在联合疗法上。将MDM2i与其他药物（如BCL-2抑制剂）联合使用，可能促进p53驱动的凋亡，从而提高治疗效果。

在MDM2和MDMX的研究中，PROTACs（蛋白质降解靶向嵌合体）提供了一种新的p53再激活方法。PROTACs通过形成与靶标和E3连接酶的三元复合物，诱导靶蛋白降解。与小分子MDM2i相比，PROTACs可以完全消除靶蛋白，防止MDM2积累。

其他治疗方法

针对P53的肿瘤治疗除了以上以外，还有针对[53的免疫疗法和基因疗法，这里篇幅有限，我们下次再聊。

参考文献：

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

本文主要是根据这篇文章进行编写的，如果需要更像详细的信息，可进入原文寻找。