p53 的生理作用

由“抑癌基因” TP53 轉(zhuǎn)錄出的 p53 蛋白是人類生理健康的“守護(hù)者”，其任務(wù)是根據(jù)致癌基因激活、DNA 損傷等細(xì)胞應(yīng)激信號(hào)，來(lái)控制每個(gè)細(xì)胞和整個(gè)生物體中所有過(guò)程的完整性和正確性。根據(jù)不同應(yīng)激信號(hào)，p53 會(huì)通過(guò)促進(jìn)特定細(xì)胞反應(yīng)的基因轉(zhuǎn)錄，對(duì)生物進(jìn)程發(fā)揮如促進(jìn)細(xì)胞周期停滯、衰老、DNA 修復(fù)和細(xì)胞凋亡等作用。

從細(xì)胞周期停滯的角度來(lái)看，在正常的生理?xiàng)l件，應(yīng)激細(xì)胞中的 p53 可以通過(guò)調(diào)節(jié)那些能誘導(dǎo)生長(zhǎng)停滯的抑制蛋白表達(dá)來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)停滯。如在間期中通過(guò)調(diào)節(jié) CDKN1A 基因的表達(dá)，使其轉(zhuǎn)錄出的 p21 蛋白阻止細(xì)胞周期進(jìn)入 S 期、M 期等等。

從 DNA 修復(fù)的角度來(lái)看，對(duì)于進(jìn)入了周期停滯的細(xì)胞，如果其 DNA 損傷屬于可修復(fù)，p53 會(huì)促進(jìn) DDB2、PCNA、POLH 等 DNA 修復(fù)蛋白的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn) DNA 的修復(fù)；如果 DNA 損傷屬于不可修復(fù)，在正常的生理?xiàng)l件下，應(yīng)激細(xì)胞中的 p53 可以轉(zhuǎn)錄上調(diào)死亡受體 FAS、死亡受體 5（DR5）的表達(dá)，誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡；或是通過(guò)反式激活促凋亡家族成員 Bax、Puma，促進(jìn)抗凋亡 Bcl-2 家族成員的降解。

來(lái)源：《Tumor suppressor p53: Biology, signaling pathways, and therapeutic targeting》，ScienceDirect

p53 與癌癥

p53 與癌癥的關(guān)聯(lián)主要是由于 TP53 基因突變所介導(dǎo)，其是人類癌癥中突變概率最高的基因之一，在非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）、胰腺癌、結(jié)腸癌等多數(shù)癌癥中的突變概率超過(guò) 50%。TP53 突變的類型分為錯(cuò)義突變和截短突變，主要以前者為主。

圖表 1：TP53 基因在各癌癥類型中的基因改變情況

來(lái)源：cBioPortal，來(lái)覓數(shù)據(jù)整理

TP53 基因突變的后果主要有兩種，第一種是 p53 抑癌功能的喪失（R175H、G245S、R248Q、R248W、S241F 等等），TP53 基因突變可以使 p53 喪失掉細(xì)胞周期停滯、抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)、促進(jìn)癌細(xì)胞衰老凋亡的功能；另外一種是突變后的p53在失去了抑癌功能的基礎(chǔ)上，還獲得了反而能夠促進(jìn)癌癥細(xì)胞發(fā)展的功能（R175H、G245S、R248Q、R248W、S241F等等），主要體現(xiàn)在其于腫瘤微環(huán)境（TME）中通過(guò)上調(diào)對(duì) PD-L1 的表達(dá)，弱化 CD8+ T 細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)；通過(guò)將 M1 型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為 M2 型來(lái)吸引調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞 Treg，進(jìn)一步抑制 T 細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)；以及通過(guò)對(duì) ULBP1 和 ULBP2 表達(dá)的下調(diào)，弱化NK自然殺傷細(xì)胞的細(xì)胞毒作用。

來(lái)源：《Drugging p53 in cancer: one protein, many targets》，Nature

相關(guān)療法

盡管 p53 的極高突變幾率使其成為一個(gè)極具吸引力的靶標(biāo)，但在漫長(zhǎng)的時(shí)間里 p53 一直被認(rèn)為是“不可成藥靶點(diǎn)”。鑒于野生型 p53 天然具備的“抑癌功能”，與大部分小分子靶向藥所追求的“抑制靶蛋白活動(dòng)”不同，靶向 p53 的療法本質(zhì)是使突變的 p53 蛋白重新獲得其“抑癌功能”，或是通過(guò)抑制其他能夠抑制野生型 p53 蛋白的靶點(diǎn)來(lái)間接保護(hù) p53 “抑癌功能”的發(fā)揮。

目前針對(duì) p53 的療法主要分為小分子藥物、免疫療法以及基因療法，背后的機(jī)制主要有三條路線：① 通過(guò)抑制野生型 p53（Wtp53）蛋白的抑制因子使 Wtp53 火力全開，如 Kartos Therapeutics 研發(fā)的 MDM2 小分子抑制劑 KRT-232 等；② 使突變型 p53（mutp53）蛋白重獲其野生型時(shí)的“抑癌功能”，如目前對(duì)三氧化二砷（砒霜）的再試驗(yàn)；③ 在 mutp53- 癌細(xì)胞中通過(guò)抑制其上游成分強(qiáng)化對(duì) mutp53 蛋白的降解。

圖表 2：部分靶向 p53 的相關(guān)療法及對(duì)應(yīng)狀態(tài)

來(lái)源：Nature，ClinicalTrails.gov，Wind 醫(yī)藥庫(kù)，來(lái)覓數(shù)據(jù)整理

在小分子藥物領(lǐng)域中，由于 p53 蛋白缺乏結(jié)合口袋且突變后穩(wěn)定性下降，故目前正在研發(fā)中的小分子藥物將部分重點(diǎn)聚焦在通過(guò)抑制其上下游游抑制因子達(dá)到對(duì)野生型 p53 “解除束縛”的作用。其背后的作用機(jī)制與廣譜抗癌藥相似，靶向 PD-1/PD-L1 的廣譜抗癌藥作用機(jī)制是通過(guò)抑制免疫檢查點(diǎn)的活力使T細(xì)胞能“火力全開“的殺傷癌細(xì)胞，靶向 MDM2 等抑制因子的小分子藥物具有類似的結(jié)果機(jī)制，比如其通過(guò)抑制其下游 E3 連接酶 MDM2 來(lái)阻止其與 p53 的結(jié)合以及后續(xù)蛋白酶體對(duì) p53 的降解，使 p53 能夠“火力全開“的抑制腫瘤細(xì)胞的發(fā)育。

在免疫療法領(lǐng)域中，伴隨著近年來(lái)的發(fā)展，部分研究者提出了通過(guò) p53 衍生肽來(lái)觸發(fā)免疫反應(yīng)的免疫療法。其背后的作用機(jī)制主要為利用正常細(xì)胞和癌細(xì)胞表面 MHC-I 中 p53 衍生肽的表達(dá)水平差異，使其能夠被篩選出的 TCRm 抗體所識(shí)別，從而觸發(fā)免疫反應(yīng)。除此之外，多種疫苗形式的免疫療法也逐步走入了臨床階段。

在基因療法領(lǐng)域中，由深圳賽百諾基因研發(fā)的基因治療產(chǎn)品“重組人 p53 腺病毒注射液”（今又生，Gendicine）是世界上第一款獲批上市的基因治療藥物，也是迄今為止唯一獲批上市的 p53 基因治療藥物。其于2003年獲批用于治療頭頸部鱗狀細(xì)胞癌（HNSCC），由正常人 p53 基因和改構(gòu)的 5 型腺病毒基因重組而成，作用機(jī)制有病毒載體攜帶p53基因進(jìn)入靶細(xì)胞內(nèi)，使 p53 能在細(xì)胞核內(nèi)調(diào)控與細(xì)胞凋亡相關(guān)的基因表達(dá)，以及抑制腫瘤血管生成、提高放療及化療藥物敏感性等作用來(lái)殺傷腫瘤等等。然而，出生時(shí)光芒萬(wàn)丈的今又生隨后因市場(chǎng)營(yíng)銷不足、創(chuàng)始人與資方矛盾加劇導(dǎo)致的長(zhǎng)久專利之爭(zhēng)、國(guó)內(nèi)彼時(shí)創(chuàng)新藥市場(chǎng)基礎(chǔ)幾乎為零等諸多內(nèi)外部因素沒(méi)有得到很好的發(fā)展，今又生商業(yè)價(jià)值的體現(xiàn)在 2008 年創(chuàng)始人出走后至今仍在進(jìn)行中。

圖表 3：歷年來(lái)靶向 p53 的藥物臨床數(shù)量

來(lái)源：《Drugging p53 in cancer: one protein, many targets》，Nature

自 1970 年以來(lái)學(xué)術(shù)界以及產(chǎn)業(yè)界針對(duì) p53 的成藥嘗試一直在進(jìn)行中，且近 10 年伴隨著藥物篩選等技術(shù)的進(jìn)步，靶向 p53 熱度上升明顯。鑒于p53的強(qiáng)大“守護(hù)者”功能以及它在多數(shù)癌癥類型中的高突變概率，針對(duì) p53 的臨床試驗(yàn)多為聯(lián)合用藥試驗(yàn)，p53 具有如靶向 PD-1/L1 一般的廣譜抗癌屬性。據(jù)來(lái)覓數(shù)據(jù)庫(kù)顯示，目前國(guó)內(nèi)廠商在 p53 靶點(diǎn)領(lǐng)域主要涉及的療法為小分子抑制劑和基因療法。

圖表 4：部分直接/間接靶向 p53 的國(guó)產(chǎn)藥企及其融資情況

來(lái)源：來(lái)覓數(shù)據(jù)

參考資料

1.《Drugging p53 in cancer: one protein, many targets》, 2022, Nature Reviews Drug Discovery

2.《p53 signaling in cancer progression and therapy》, 2021, BMC

3.《Heterogeneity of TP53 Mutations and P53 Protein Residual Function in Cancer: Does It Matter?》, 2020, Frontiers in Oncology

4.《Tumor suppressor p53: Biology, signaling pathways, and therapeutic targeting》, 2021, BBA