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“守護者”，其任務(wù)是根據(jù)致癌基因激活、DNA 損傷等細胞應激信號，來控制每個細胞和整個生物體中所有過程的完整性和正確性。根據(jù)不同應激信號，p53 會通過促進特定細胞反應的基因轉(zhuǎn)錄，對生物進程發(fā)揮如促進細胞周期停滯、衰老、DNA 修復和細胞凋亡等作用。

從細胞周期停滯的角度來看，在正常的生理條件，應激細胞中的 p53 可以通過調(diào)節(jié)那些能誘導生長停滯的抑制蛋白表達來誘導細胞生長停滯。如在間期中通過調(diào)節(jié) CDKN1A 基因的表達，使其轉(zhuǎn)錄出的 p21 蛋白阻止細胞周期進入 S 期、M 期等等。

從 DNA 修復的角度來看，對于進入了周期停滯的細胞，如果其 DNA 損傷屬于可修復，p53 會促進 DDB2、PCNA、POLH 等 DNA 修復蛋白的轉(zhuǎn)錄，促進 DNA 的修復；如果 DNA 損傷屬于不可修復，在正常的生理條件下，應激細胞中的 p53 可以轉(zhuǎn)錄上調(diào)死亡受體 FAS、死亡受體 5（DR5）的表達，誘導細胞的凋亡；或是通過反式激活促凋亡家族成員 Bax、Puma，促進抗凋亡 Bcl-2 家族成員的降解。

來源：《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，其是人類癌癥中突變概率最高的基因之一，在非小細胞肺癌（NSCLC）、胰腺癌、結(jié)腸癌等多數(shù)癌癥中的突變概率超過 50%。TP53 突變的類型分為錯義突變和截短突變，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

來源：cBioPortal，來覓數(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 喪失掉細胞周期停滯、抑制癌細胞生長、促進癌細胞衰老凋亡的功能；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癌癥細胞發(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）中通過上調(diào)對 PD-L1 的表達，弱化 CD8+ T 細胞介導的免疫反應；通過將 M1 型巨噬細胞轉(zhuǎn)化為 M2 型來吸引調(diào)節(jié)性 T 細胞 Treg，進一步抑制 T 細胞介導的免疫反應；以及通過對 ULBP1 和 ULBP2 表達的下調(diào)，弱化NK自然殺傷細胞的細胞毒作用。

來源：《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極具吸引力的靶標，但在漫長的時間里 p53 一直被認為是“不可成藥靶點”。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”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”，或是通過抑制其他能夠抑制野生型 p53 蛋白的靶點來間接保護 p53 “抑癌功能”的發(fā)揮。

目前針對 p53 的療法主要分為小分子藥物、免疫療法以及基因療法，背后的機制主要有三條路線：① 通過抑制野生型 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的“抑癌功能”，如目前對三氧化二砷（砒霜）的再試驗；③ 在 mutp53- 癌細胞中通過抑制其上游成分強化對 mutp53 蛋白的降解。

圖表 2：部分靶向 p53 的相關(guān)療法及對應狀態(tài)

來源：Nature，ClinicalTrails.gov，Wind 醫(yī)藥庫，來覓數(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聚焦在通過抑制其上下游游抑制因子達到對野生型 p53 “解除束縛”的作用。其背后的作用機制與廣譜抗癌藥相似，靶向 PD-1/PD-L1 的廣譜抗癌藥作用機制是通過抑制免疫檢查點的活力使T細胞能“火力全開“的殺傷癌細胞，靶向 MDM2 等抑制因子的小分子藥物具有類似的結(jié)果機制，比如其通過抑制其下游 E3 連接酶 MDM2 來阻止其與 p53 的結(jié)合以及后續(xù)蛋白酶體對 p53 的降解，使 p53 能夠“火力全開“的抑制腫瘤細胞的發(fā)育。

在免疫療法領(lǐng)域中，伴隨著近年來的發(fā)展，部分研究者提出了通過 p53 衍生肽來觸發(fā)免疫反應的免疫療法。其背后的作用機制主要為利用正常細胞和癌細胞表面 MHC-I 中 p53 衍生肽的表達水平差異，使其能夠被篩選出的 TCRm 抗體所識別，從而觸發(fā)免疫反應。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，作用機制有病毒載體攜帶p53基因進入靶細胞內(nèi)，使 p53 能在細胞核內(nèi)調(diào)控與細胞凋亡相關(guān)的基因表達，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殺傷腫瘤等等。然而，出生時光芒萬丈的今又生隨后因市場營銷不足、創(chuàng)始人與資方矛盾加劇導致的長久專利之爭、國內(nèi)彼時創(chuàng)新藥市場基礎(chǔ)幾乎為零等諸多內(nèi)外部因素沒有得到很好的發(fā)展，今又生商業(yè)價值的體現(xiàn)在 2008 年創(chuàng)始人出走后至今仍在進行中。

圖表 3：歷年來靶向 p53 的藥物臨床數(shù)量

來源：《Drugging p53 in cancer: one protein, many targets》，Nature

自 1970 年以來學術(shù)界以及產(chǎn)業(yè)界針對 p53 的成藥嘗試一直在進行中，且近 10 年伴隨著藥物篩選等技術(shù)的進步，靶向 p53 熱度上升明顯。鑒于p53的強大“守護者”功能以及它在多數(shù)癌癥類型中的高突變概率，針對 p53 的臨床試驗多為聯(lián)合用藥試驗，p53 具有如靶向 PD-1/L1 一般的廣譜抗癌屬性。據(jù)來覓數(shù)據(jù)庫顯示，目前國內(nèi)廠商在 p53 靶點領(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 的國產(chǎn)藥企及其融資情況

來源：來覓數(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