肿瘤中基因突变频率最高的TP53反而“不可成药”？一文讲清：TP53突变型肿瘤的靶向治疗策略到底有哪些！

发布日期：2024-10-23浏览次数：

p53蛋白是人体内十分重要的抑癌转录因子，由抑癌基因TP53 （tumor protein 53）编码。作为一种肿瘤抑制因子，p53不仅可以调控细胞分裂，阻止DNA突变或受损的细胞进行分裂并通过向这些细胞传导凋亡信号，从而阻止肿瘤形成；P53也可以对细胞应激或DNA损伤作出响应，激活多种转录靶标，可协调多种反应，包括细胞周期阻滞、DNA修复、抗氧化作用、抗血管生成作用、代谢、自噬、衰老和凋亡等。 P53蛋白的功能 p53蛋白是细胞中维持稳态的重要肿瘤抑制因子。在整个生命周期中，细胞都面临着持续的压力（内源压力、外部压力），每一种压力都由一组不同的蛋白质检测，这些蛋白质向MDM2和/或p53蛋白发出信号并对其进行修饰。启动一个p53蛋白介导的信号通路诱导细胞凋亡、衰老、分化等多种作用。 但当TP53发生异常突变时，即会编码出异常的P53蛋白，其后通常与肿瘤的发生发展及不良预后密切相关。 TP53突变导致p53抑癌功能缺失且获得促癌功能 TP53是人类癌症中最常见的突变基因，自从在人类结肠癌中首次发现TP53突变基因以来，大量DNA测序项目已经检测了所有人类癌症中TP53基因的突变频率。据统计，TP53在实体瘤中的突变频率约为41%，其次是 KRAS（突变频率为15%）。不同类型癌症中 TP53 基因的突变频率不一样，其在小细胞肺癌中的突变频率最高（84%），而在中枢神经系统肿瘤中几乎没有突变。 此外，TP53 的突变频率与年龄也有关，通常青少年癌症患者TP53的突变频率比成年患者的低。另外，TP53的突变频率还与病情进展有关，在恶性或非恶性疾病化疗和/或放疗以后发生的继发性白血病中，TP53 往往具有较高的突变率。 p53蛋白结构示意图 TP53 基因突变的后果有4种可能： ①功能丧失（loss of function，LOF），即突变型 p53 蛋白丧失了p53 正常功能； ②功能获得（gain of function，GOF），即突变型 p53 蛋白获得致癌的新功能； ③显性负效应（dominant negative effect，DNE），即突变型p53 蛋白抑制同一细胞内野生型 p53 蛋白发挥正常功能； ④对p53正常功能没有影响。截短突变一般导致 p53 正常功能的丧失，但也有研究报道截断的 p53 突变体具有DNE特性。框内突变导致p53蛋白中1个或几个氨基酸的缺失或增加，通常对 p53 功能没有影响；但如果框内突变发生在重要的功能域，也会影响 p53 功能，例如：255位异亮氨酸的缺失导致 p53 的 DNA 结合能力减弱。 错义突变的 p53 不仅失去了野生型 p53 的抑癌功能，而且表现出 GOF 和 DNE 特性。大部分错义突变发生在 DNA 结合域，DNA 结合域突变的p53失去了DNA结合能力，不能激活野生型p53的靶基因，从而失去抑癌功能。 靶向突变p53蛋白治疗肿瘤 寻找靶向突变p53蛋白的药物一直是治疗癌症的研究热点。然而，野生型p53蛋白和大多数突变p53蛋白缺乏结合口袋或变构位点，阻碍了常规的药物设计，因此经常被认为是“不可成药的”靶点。更重要的是，在人类肿瘤中已经发现2 000多种p53蛋白的突变形式，它们的结构、稳定性和生物学功能各不相同，几乎不可能用单一药物靶向所有p53蛋白的突变形式，对于每一种p53蛋白突变体，可能需要专门的药物治疗。 恢复或降解突变p53蛋白治疗癌症的策略 ①激活WT p53活性 作为一种抑癌基因，重新激活WT p53的活性是一种较优的治疗方式。其原理是让突变p53蛋白被p53蛋白激活剂恢复为野生型构象后被导入细胞核并四聚化，获得与其靶基因（如p21、Bax、PIGs、PAI）结合的能力，诱导肿瘤抑制反应（细胞周期阻滞、凋亡和衰老），抑制肿瘤发生。 COTI-2 COTI-2 是通过计算机高通量筛选发现的一种具有口服活性的第三代胺苯硫脲化合物。在多种含突变 p53 蛋白的肿瘤细胞中具有非常有效的治疗效果，即使这些肿瘤细胞对顺铂和辐射具有固有的耐药性。 2-磺酰嘧啶 p53 Y220C突变是p53蛋白第9大突变类型，位于p53蛋白S3/S4环和S7/S8 环之间的220位酪氨酸突变成为半胱氨酸。p53 Y220C突变会大大降低 p53 蛋白的热稳定性。 而2-磺酰嘧啶小分子PK11000可在生物环境条件下仅与高度亲核的半胱氨酸发生SNAr反应，在不损害 p53蛋白与DNA亲和力的情况下提高蛋白质稳定性。PK11007为PK11000的类似物，相对于 PK11000 具有更好的抗癌活性。在一些癌细胞系中，不稳定的突变p53蛋白被PK11007 重新激活，导致 p53 蛋白靶基因如 p21 和PUMA 的上调从而引起细胞凋亡；也可独立于p53蛋白通过消耗细胞内的谷胱甘肽，诱导细胞内活性氧水平的高度升高及内质网应激造成细胞凋亡。 异硫氰酸苯乙酯（PEITC） PEITC 大量存在于豆瓣菜和十字花科蔬菜中，对多种肿瘤细胞表现出生长抑制活性，尤其对表达突变p53R175蛋白的肿瘤细胞具有优先抑制活性。PEITC的发现提供了第一个突变p53蛋白被饮食中化合物激活的例子，对癌症预防和治疗具有重要意义。 三氧化二砷（ATO） ATO 是一种治疗急性早幼粒细胞白血病（APL）的药物，可通过与半胱氨酸反应拯救结构突变型p53蛋白。在细胞和小鼠异种移植模型中，ATO重新激活了突变p53蛋白野生型活性并抑制肿瘤的发生。在对 ATO 介导拯救的25个人类癌症中最常见突变p53蛋白实验中发现，所有的结构突变型p53蛋白都可以被拯救，尽管程度不同。 ATO 联合维甲酸治疗 APL 为癌症治疗提供了新思路。ATO的治疗潜力在血液和一些实体肿瘤的临床实验中已有报道。目前一项针对含有突变p53蛋白的血液系统恶性肿瘤的I期临床试验正在进行。 ②抑制突变型p53的GOFs TP53基因的错义突变产生异常p53蛋白，突变的p53蛋白不仅失去了与肿瘤抑制基因结合的能力，而且还获得了转录激活致癌基因（如NF-κB2、BRCA1），促进肿瘤细胞侵袭、转移和化疗耐药的能力（GOF）。最近的研究结果表明，突变p53蛋白的敲除降低了携带突变p53蛋白的肿瘤细胞的致癌特性。因此，确定突变p53蛋白稳定/降解的特异机制以及识别不改变野生型p53蛋白水平而使突变p53蛋白降解的化合物是至关重要的。通过让突变p53蛋白降解剂可直接与突变p53蛋白结合，诱导其降解并抑制肿瘤的发生。 藤黄酸（GA） GA 是从甘草干乳胶中分离出来的一种黄酮，在体内外均表现出强大的生物活性。GA可以抑制含有野生型p53蛋白的肿瘤细胞生长，这是由于其可以抑制MDM2表达，增加肿瘤细胞内野生型 p53 蛋白水平，从而发挥抑癌作用。除此之外GA还可以增加携带突变p53蛋白的癌细胞对化疗药物的敏感性。 YK-3-273 YK-3-237 为 combretastatin a4 （CA-4） 的硼酸查尔酮类似物，是 SIRT1 酶激活剂并对广泛含突变 p53 蛋白的肿瘤细胞表现出抗增殖活性。 他汀类（Stains） 突变 p53 蛋白在肿瘤细胞中的稳定存在对其GOF 活性至关重要。研究发现了他汀类降胆固醇药物可作为结构突变型p53蛋白的降解诱导物，并且对野生型p53蛋白和接触突变型p53蛋白的影响很小。 靶向P53信号通路治疗肿瘤 MDM2抑制剂 MDM2是p53的主要负调控因子，在携带WT p53的癌细胞中，MDM2经常通过基因扩增或转录上调而过表达，因此，MDM2是治疗癌症的良好靶点。 MDM2常见的抑制剂是Nutlin3a和Nutlin-3a-aa，它们属于顺式-咪唑类化合物，能够在WTp53癌细胞中诱导p53活化，而在突变型p53（mutantp53，mutp53）细胞中不发挥作用，Nutlin-3a-aa比Nutlin-3a对纯化的野生型MDM2更具活性，并且在增加p53水平和从MDM2诱导的抑制中释放p53靶基因的转录方面更有效。 MDMX抑制剂 与MDM2一样，作为p53的负调控因子，MDMX也引起了抑制剂开发者的极大关注，但迄今为止发现的抑制剂较少，且大多数为抑制MDMX活性的短肽。