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TP53是人类癌症中最常见的突变基因之一，据估计，超过50%的癌症都携带TP53基因突变。自TP53在1979年被首次报道以来，科学家们已经对TP53编码的p53蛋白进行了深入的研究，然而p53也是肿瘤学研究中最难开发的靶点之一，目前尚未有靶向p53的有效手段获得FDA的批准。
随着对p53研究的进一步深入，科学家们正在利用不同手段靶向这一靶点，包括从传统的小分子药物，到双特异性抗体、蛋白降解疗法、基因疗法和RNA疗法等创新治疗模式。近日，Nature Reviews Drug Discovery上的一篇综述对靶向p53的不同手段进行了盘点。
p53在抑制癌症发生和发展中的作用
野生型p53的主要作用是作为转录因子，通过激活一系列基因的表达来限制肿瘤细胞的增殖和存活。此外，p53还具有转录因子以外的功能，它与BCL-2家族蛋白的相互作用可以促进线粒体激发的细胞凋亡。p53同时还是自噬作用的重要调节因子，并且能够影响肿瘤微环境，让其不利于肿瘤生长。
由于p53在抑制肿瘤生长方面的多重作用，TP53基因也是肿瘤中最常突变的的基因之一。大多数TP53基因突变为错义突变，导致p53蛋白不能正常行使抑制肿瘤生长的功能。不过也有些突变会让p53突变体产生促进肿瘤生长的功能，比如激活促进癌细胞生长的基因，降低内质网应激造成的细胞凋亡，改变肿瘤微环境等等。因此，p53是癌症治疗方面极具吸引力的重要靶点。
▲野生型p53和p53突变体的抑癌和促癌作用（图片来源：参考资料[1]）
靶向p53的小分子药物
针对p53的小分子药物开发早在20多年前就开始了。由于大部分TP53基因突变导致p53结构的不稳定和功能丧失，靶向p53的小分子药物开发的主要目标是恢复p53的结构和表达水平，让p53能行使其正常的抑癌功能。目前正在开发的小分子药物可以分为三大类：第一类药物通过靶向p53表达的负调节因子（包括MDM2，MDM4和HPV E6），提高p53的表达水平；第二类药物通过靶向特定p53突变体，旨在恢复p53突变体的结构稳定性和功能；第三类药物针对由于TP53基因出现的无义突变而生成的截短p53蛋白。
▲靶向p53的小分子药物开发策略（图片来源：参考资料[1]）
靶向p53负调节因子的优势在于可以对野生型p53产生效果，并具有更为广谱的效力。比如，亚盛医药的MDM2抑制剂APG-115通过与MDM2结合，阻断MDM2和p53的相互作用，恢复p53的抑癌活性。它已经获得FDA的多项孤儿药资格，涉及适应症包括急性髓系白血病、软组织肉瘤（STS）、视网膜母细胞瘤（RB）、IIB-IV期黑色素瘤等。
此外，蛋白降解疗法也可以被用于降解抑制p53的调节因子，从而提高p53的水平。比如，Kymera Therapeutics公司靶向MDM2的蛋白降解药物KT-253已经在临床前实验中，表现出优于MDM2小分子抑制剂的活性。该公司预计在今年年底之前向FDA递交IND申请。
不过，由于p53在所有细胞中都存在，这些药物对健康细胞中p53的影响可能带来潜在的毒副作用。
靶向p53突变体的小分子药物旨在通过与突变体结合，恢复p53的正常结构和功能。比如，近日在靶向KRAS方面做出突出贡献的Kevan M. Shokat教授实验室发表论文，描述了一款与p53 Y220C突变体结合的共价化合物，它可以将其热稳定性恢复到和野生型p53相当的程度。
这些靶向疗法由于针对特定TP53基因突变导致的突变体，因此对野生型p53的影响较小，毒性较低，不过TP53基因具有多种不同的基因突变，靶向特定p53突变体的策略不一定能够用于其它突变体。
针对由于无义突变产生的截短p53蛋白，目前的策略是使用促进核糖体通读（read through）的药物，或者抑制截短p53蛋白降解的药物来提高p53的水平。不过这些药物能否有效提高p53的水平仍然需要验证，并且它们的潜在毒性也是让人担忧的问题。
针对p53的免疫疗法
由于p53突变体大多在肿瘤细胞中高度表达，因此它们的多肽片段也更有可能被肿瘤细胞呈递到细胞表面，从而被人体的免疫系统识别。针对p53的免疫疗法增强人体免疫系统识别p53突变体的能力，并且激活针对p53突变体的免疫反应，从而消灭表达p53突变体的肿瘤细胞。
这一策略包括基于p53突变体的癌症疫苗，靶向p53突变体的单克隆抗体和双特异性抗体。比如，去年在《科学》杂志上发表的一项研究中，由约翰-霍普金斯大学（Johns Hopkins University）学者领衔的研究团队成功开发出靶向p53突变体的双特异性抗体疗法。它能以极高的特异性，识别突变p53多肽片段与人类白细胞抗原（HLA）蛋白构成复合体。同时，这一双特异性抗体的另一端可以与T细胞表面的CD3受体结合，激活T细胞杀伤表达p53突变体的肿瘤细胞。这一研究首次提供证据显示，靶向p53突变体的双特异性抗体，在细胞表面新抗原表达水平极低的情况下仍然能激活T细胞并消灭肿瘤细胞。
综述作者指出，这一策略的关键在于激发针对p53突变体的特异性免疫反应。正常细胞也表达p53，虽然大多数细胞p53水平很低，呈递在细胞表面的抗原更少，但是有些经常分裂的细胞（包括干细胞和祖细胞）的p53表达水平会升高，避免免疫系统攻击健康细胞是研究人员需要考虑的问题。
▲针对p53突变体的抗体疗法作用机制（图片来源：参考资料[1]）
针对p53的基因疗法和RNA疗法
由于大部分TP53基因突变导致p53失活，因此使用基因疗法表达具有正常功能的p53也是恢复p53功能的一个重要研发方向。使用病毒载体或者脂质纳米颗粒，可以将编码野生型p53蛋白的转基因递送到肿瘤细胞中，恢复正常p53的表达，产生抑癌作用。
▲在基因和RNA层面针对p53的开发策略（图片来源：参考资料[1]）
随着mRNA疫苗的成功，利用纳米颗粒递送编码p53的mRNA也成为药物开发的方向之一。今年2月，哈佛大学医学院和麻省总医院的研究团队在Nature Communications上发表论文，在肝细胞癌动物模型中，成功使用靶向CXCR4的纳米颗粒递送表达p53的mRNA。这一疗法与抗PD-1抗体联用，有效改变了肿瘤微环境的细胞和分子成分。
▲表达p53的mRNA与抗PD-1抗体联用，显著改变肿瘤微环境（图片来源：参考资料[2]）
这一策略需要注意的一个问题是很多p53突变体不但自身功能缺失，而且由于表达水平升高，可能会起到阻断正常p53功能的作用。这种情况下，表达正常p53蛋白的效果可能并不显著。此外，有些p53突变体携带着促进癌症的功能获得性突变，表达正常p53蛋白并不能阻止这些突变体的致癌作用。
基因疗法和mRNA疗法之外，RNAi可以抑制突变TP53基因的表达，而CRISPR基因编辑系统具有修复TP53基因突变的潜力。
展望未来
综述作者指出，自2000年以来，多款靶向p53的疗法已经进入临床试验阶段，随着对p53突变体的进一步了解和筛选手段的进步，近10年来靶向p53的小分子药物在临床试验中的比例大幅度增加。
▲靶向p53的临床试验统计（图片来源：参考资料[1]）
不过开发安全和有效的p53靶向疗法仍然面临多重挑战，尚未解决的问题包括潜在耐药性的产生，以及如何与其它疗法联用达到增强的抗癌效果等等。总体来看，靶向p53是一个“高风险/高回报“的历程，近年来的科学进展正在逐渐让人们看到靶向这一“不可成药”靶点的希望。如果获得突破，有潜力变革癌症治疗。
参考资料：
[1] Hassin and Oren, (2022). Drugging p53 in cancer: one protein, many targets. Nature Reviews Drug Discovery, https://doi.org/10.1038/s41573-022-00571-8
[2] Xiao et al., (2022). Combining p53 mRNA nanotherapy with immune checkpoint blockade reprograms the immune microenvironment for effective cancer therapy. Nature Communications, https://doi.org/10.1038/s41467-022-28279-8
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