自然系列综述:p53靶向肿瘤治疗的研究进展

来源：小妖说妖2022-11-01 10336016

基于p53的疗法的发展已经持续了近30年。虽然目前还没有基于p53的癌症药物被批准，但如果成功的话，有可能完全改变基于p53基因在人类癌症中的中心位置的癌症治疗。

自1979年发现以来，p53基因一直是肿瘤学研究的焦点之一。以p53为关键词搜索Pubmed数据库，可以找到10万多篇文章。在《自然》杂志2017年版的一篇文章中，p53基因以绝对优势位列过去几十年最热门研究基因排行榜之首。

在各种肿瘤中，p53是一种功能广泛而强大的肿瘤抑制基因，被誉为基因组的守护者。P53将被激活以响应细胞中的各种应激物，例如DNA损伤。p53的激活可以促进DNA修复或异常的细胞受控死亡，从而防止癌症的发生和发展。因此，p53基因突变在许多癌症中非常普遍，超过一半的癌症患者携带p53基因突变。p53基因突变是癌症发生、发展、耐药和预后不良的重要驱动力。

近日，以色列魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)的MosheOren等人发表了一篇综述论文，题为：drug izing p53 in cancer : one protein，multi targets in Nature Reviews drug discovery。

这篇综述重新评估了科学界对p53功能失调性癌症所做的努力，并讨论了在临床开发过程中遇到的挑战。

几十年来，人们一直试图恢复肿瘤中p53的功能作为治疗策略。然而，这些努力并不成功，很少有p53药物进入临床晚期。到目前为止，它们都没有获得EMA的批准。这可能是因为，作为一种核转录因子，p53并不具有典型的药物靶向特征，因此长期以来被认为是一种难吃的药物。

然而，近年来，出现了几种基于p53的新治疗策略和方法，并且出现了针对特定类型p53突变的药物。同时，人们对基因治疗策略和基于p53的治疗产生了兴趣。获得针对p53的肿瘤治疗药物指日可待。

p53的肿瘤生物学

自从1979年首次发现p53以来，人们已经广泛了解了p53蛋白的功能及其与癌症的关系。毫无疑问，p53是一种强大的肿瘤抑制因子，可以通过多种方式抑制肿瘤的生长。p53作为一种转录因子，调节靶基因的表达，促进细胞周期停滞、凋亡和DNA修复。此外，p53还可以通过独立的转录机制发挥抗增殖作用。事实上，据报道p53影响几乎所有的细胞和细胞器，包括线粒体、溶酶体、内质网等。

重要的是，当TP53突变时，P53的这些活性受到影响。与其他肿瘤抑制基因的观察结果不同，肿瘤相关的TP53突变主要是错义突变，导致单个氨基酸替换。大量综合数据表明，30%-50%的人类肿瘤存在p53基因突变。事实上，p53是所有人类肿瘤细胞基因组中突变频率最高的基因，几乎三分之一的人类肿瘤都以突变的形式存在。

此外，越来越多的证据表明，一些p53突变体除了丧失野生型p53的抗癌活性之外，还可以获得新的功能活性，从而进一步促进癌症。与野生型p53相似，突变型p53可以影响许多细胞过程。尽管突变型p53失去了与DNA中p53结合位点直接相互作用的能力，但它仍然可以依赖其他转录因子来驱动肿瘤促进基因的转录。除了其直接活性之外，突变型p53还可以调节肿瘤微环境(TME)。例如，突变型p53可以通过调节外来体的含量来支持肿瘤的进展，导致巨噬细胞重编程为M2型，从而产生更有利于肿瘤进展的TME。

靶向p53的小分子药物

具有不同TP53状态的肿瘤需要非常不同的策略。对于TP53错义突变的肿瘤，小分子药物的开发主要集中在恢复突变型P53蛋白的野生型构象和活性。相反，对于维持野生型p53的癌症，主要策略是从其负调节因子的抑制中释放p53，从而释放p53的所有活性。

靶向TP53错义突变

TP53错义突变在人类癌症中非常常见，约占所有TP53突变的70%。产生的结构或构象突变体被认为是小分子的潜在靶点，可以恢复突变型p53的正确折叠和功能。1999年，辉瑞公司筛选出第一个具有突变型p53再激活能力的化合物CP31398。从机制上看，CP31398稳定了p53的野生型构象，并通过抑制

其泛素化防止其降解。然而，后来的研究揭示了更复杂的作用，包括药物嵌入DNA引起的非特异性毒性和p53非依赖性上调促凋亡蛋白BAX。因此，CP31398未被纳入临床研究。尽管如此，这个药物标志着靶向突变型p53的小分子时代的开始。

多年来，人们发现了许多突变型p53的激活药物。包括MIRA-1，其含有可参与亲核加成反应的马来酰亚胺基团，以及STIMA-1，一种2-苯乙烯基喹唑啉-4（3H）-酮相关衍生物。尽管这两种化合物在体外和体内均表现出p53依赖性效应，但由于溶解度问题和对正常细胞的毒性，这两种药物均未进入临床试验。

在报道的突变型p53激活小分子中，只有少数被纳入临床试验。第一个进入临床试验的是PRIMA-1 MET，它是PRIMA-1的甲基化衍生物，也称为APR-246。在体外和临床前研究中，APR-244表现出比PRIMA-1更好的活性，在急性髓细胞（AML）细胞系和患者的原代细胞中增强了凋亡作用。目前正在进行APR-246的两个I/II期临床试验，与阿扎胞苷联合治疗携带p53突变的MDS或AML患者，均显示出实质性疗效。2020年1月，FDA授予APR-246治疗MDS的突破性疗法。最近，一项评估APR-246联合阿扎胞苷的II期试验宣布了令人鼓舞的结果。APR-246和阿扎胞苷的联合治疗实现了58%的1年无复发生存率（RFS），中位OS为19.3个月。目前正在进行或计划进行更多以APR-246为单药或联合用药的临床试验。

靶向野生型p53的肿瘤

在保持野生型p53表达的肿瘤中，最广泛采用的p53靶向治疗方法是抑制p53的降解。p53降解的机制涉及E3泛素连接酶MDM2对p53的泛素化，导致p53的蛋白酶体降解。MDM2介导的泛素化依赖于其与p53的直接结合，促使人们寻找抑制MDM2 p53结合的小分子，作为稳定p53并使其恢复效力的手段。

第一类抑制剂是Nutlins，可诱导野生型p53癌细胞中的p53激活，但对mutp53细胞无影响。Nutlins的衍生物RG7112是临床试验中测试的第一个MDM2抑制剂。在难治性复发性AML和CML患者中，RG7112可触发wtp53激活，并提高许多p53靶基因的表达，在许多患者中观察到RG7112的抗白血病活性。然而，需要大剂量的RG7112才能达到疗效，导致不良事件发生，如胃肠道不耐受和血小板生成抑制。随后，RG7112被第三代衍生产品idasanutlin（RG7388）取代。目前，有几项临床试验正在测试idasanutlin对各种癌症的安全性和疗效。

除了Nutlins衍生物，许多其他干扰MDM2 p53结合的分子也在开发和测试中。例如，APG-115是一种口服的MDM2抑制剂，在AML临床前模型和放射治疗致敏的异种移植物中显示出强大的抗肿瘤作用。APG-115目前正在几个临床试验中进行评估（如NCT02935907、NCT03611868、NCT04785196、NCT0037816），单药或联合化疗和免疫检查点抑制剂。

AMG-232是另一种口服的MDM2抑制剂，显示可促进骨肉瘤细胞的野生型p53功能和肿瘤消退。目前，已经启动了十多项AMG-232（后更名为KRT-232）的临床试验，包括JNK抑制剂失效后骨髓纤维化的III期试验以及其他癌症的早期试验。其他MDM2抑制剂，包括siremadlin和milademetan，也在临床试验中（NCT03634228、NCT04116541）。

靶向截短的p53

大约10%的TP53变异肿瘤携带无义突变，产生截短蛋白，通常很快降解。由于这些蛋白质的寿命很短，并且通常缺乏大部分p53蛋白序列，因此通过上述方法重新激活可能毫无意义。

因此，人们提出了两种替代方法来激活含有p53截短突变癌细胞中的p53信号通路。第一种方法是基于促进翻译通读的分子，使翻译机制绕过RNA终止密码子，产生全长p53蛋白。这些化合物包括氨基糖苷类及其衍生物，如G418和新一代合成衍生物NB124。用这些氨基糖苷治疗可挽救完整p53的合成，促进癌细胞凋亡。另一种替代方法是抑制无义介导的mRNA降解（NMD）过程。例如，NMD14靶向SMG7的结构口袋，SMG7是NMD机制的一个关键组成部分。类似的药物，如ataluren，已经进入囊性纤维化的III期临床试验。

靶向突变型p53 GOF

尽管大多数基于p53的药物开发都是为了恢复癌细胞中野生型p53的活性，但也有人试图通过靶向mutp53快速降解来消除突变型p53-GOF（gain-of-function）活性。鉴于HSP90热休克蛋白可以减弱突变型p53的降解，研究表明，长时间抑制HSP90可以提高携带突变型p53表达肿瘤小鼠的存活率。

基于p53的治疗

近年来，癌症免疫治疗取得了前所未有的成功，这也重新激发了人们对基于p53免疫治疗策略的兴趣，主要是提高免疫系统识别和根除含有不受调控的p53癌细胞的策略。

基于p53的疫苗

20世纪90年代，人们开始尝试旨在提高对含有过量p53的癌细胞免疫力的疫苗。一种合成长肽（SLP）疫苗由来自野生型p53序列的十个重叠肽组成，其在转移性中引发了以CD4+T细胞为主的T细胞反应，不良反应相对较轻。然而，临床试验未能显示SLP疫苗相对于历史对照的益处。

此外，编码野生型p53的改良痘苗病毒ankara（MVA）疫苗也在难治性胃肠道癌和患者的早期临床试验中进行了测试，在总共11名患者中，分别有6名和5名患者能诱导CD8+和CD4+T细胞反应。目前正在进行MVAp53疫苗和抗PD1抗体pembrolizumab的进一步临床试验（NCT03113487，NCT02432963）。

mRNA疫苗的成功也为p53 mRNA疫苗带来了新的希望。将自体TP53 mRNA转染的DC导入患者体内后，在18例高表达p53的肿瘤患者中，有13例在体外表现出p53特异性T细胞反应，这健康志愿者（1/10）和p53低表达乳腺癌患者（2/18）形成鲜明对比。

p53特异性抗体

其他基于p53的免疫治疗方法也正在出现。T细胞受体模拟物（TCRm）抗体，也称为TCR样抗体，是一种潜在的靶向细胞内蛋白质的策略。这些抗体识别MHC在细胞表面显示的表位，类似于TCR识别，从而能够识别来自细胞内蛋白质的肽。

双特异性抗体是另一种非常有前途的癌症免疫治疗方法。最近开发了一种基于mutp53的双特异性抗体，可以识别来自p53（R175H）热点突变和TCR CD3复合物的新抗原。通过与癌细胞上的p53（R175H）肽-HLA复合物以及T细胞上的TCR-CD3复合物高亲和力结合，这种双特异性抗体可以克服新抗原提呈的缺乏，并选择性地重定向T细胞以识别展示突变肽的癌细胞。

p53与肿瘤微环境

最近的研究显示p53与癌症免疫治疗之间存在更广泛的联系。癌细胞中的p53状态会影响TME的免疫状态。

癌细胞中的功能性野生型p53倾向于支持癌症限制性TME，而野生型p53的缺失则使平衡朝着支持癌症的TME倾斜。此外，作为GOF活性的一部分，一些错义突变型p53蛋白可能会进一步限制免疫系统攻击癌细胞的能力。例如，野生型p53可以通过上调miR-34a间接降低PD-L1的水平，并诱导自然杀伤（NK）细胞激活性配体UL16结合蛋白1（ULBP1）和ULBP2的表达，使癌细胞更容易受到细胞毒性T细胞和NK细胞的攻击。

此外，通过调节细胞因子表达，野生型p53可以通过改变TIME的组成来发挥抗肿瘤作用。因此，肿瘤的TP53状态可能对与免疫治疗相关的患者用药非常重要。此外，恢复或增强癌细胞中p53功能的药物也可考虑与免疫治疗方案联合用药，以增加其成功的可能性。2022年7月，PMV制药公司宣布与默克公司合作进行PC14586与pembrolizumab的临床试验，以治疗携带p53（Y220C）突变的晚期实体瘤患者。

基于p53的基因治疗

第一个被批准用于临床的基因治疗就是基于p53的。Gendicine是深圳赛百诺公司开发的一种重组人p53腺病毒，于2003年被中国食品药品监督局（CFDA）批准用于HNSCC。据报道，当与化疗或放疗结合时，Gendicine的响应率明显高于标准护理。其他基于腺病毒的p53基因治疗，包括advexin和SCH-58500，也在临床试验中显示出良好的结果。

纳米颗粒也被探索用于p53基因治疗载体。与病毒不同，纳米颗粒具有低免疫原性，因此对抑制性抗体不敏感，从而延长其循环时间，同时减少免疫相关的副作用。此外，通过静脉注射，纳米颗粒比肿瘤内注射更适合治疗远处转移。SGT-53是一种由SynerGene Therapeutics开发的阳离子脂质体，携带野生型p53编码的DNA，通过抗转铁蛋白单链抗体片段选择性地归巢肿瘤细胞。在对11名患有不同类型晚期实体瘤的患者进行的一期临床试验中， 11名患者中有7名在6周评估时病情稳定。

p53 mRNA纳米颗粒也在开发中。在最近的一项研究中，在HCC和小鼠模型中，通过纳米颗粒递送p53 mRNA使p53缺失的细胞存活率显著降低，肿瘤大小显著减小。此外，与单独的治疗相比，p53 mRNA纳米颗粒与免疫治疗相结合可提高抗癌效果。

小结

开发基于p53的治疗方法已经进行了近三十年，尽管目前还没有基于p53的癌症药物获批，但是基于p53基因在人类癌症中的中心地位，如果取得成功，则有可能彻底改变癌症治疗。近年来，一系列所取得的进展逐渐摒弃了p53不可成药的观点，最近KRAS抑制剂的成功也给我们带来了鼓舞。与p53一样，由于反复失败，KRAS也被许多人认为是不可成药的靶标。相信随着新技术的不断进步以及对p53更加深入的研究，靶向p53的癌症治疗药物将很快应用于临床，从而使更多的患者受益。

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