凡是過往，皆為序章：聚焦尚未成藥的靶點p53

       有人說，現(xiàn)在是做藥的最好的時代。是的，我們不僅迎來了新藥加速審批政策的落地，也見證了眾多新藥的上市。然而，在眾多獲批的靶向藥物里，依然沒有靶向p53的藥物。

       p53結(jié)構(gòu)及生物學(xué)功能

       人類p53蛋白共有393個氨基酸，其中5-28位氨基酸序列為p53轉(zhuǎn)錄激活區(qū)（黃色）；95-289位氨基酸序列為p53-DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域（藍色）。

       p53蛋白主要分布于細胞核漿，能與DNA特異結(jié)合，其活性受磷酸化、乙酰化、甲基化、泛素化等翻譯后修飾調(diào)控。正常p53的生物功能好似“基因組衛(wèi)士（guardian of the genome）”，在G1期檢查DNA損傷點，監(jiān)視基因組的完整性。如有損傷，p53蛋白阻止DNA復(fù)制，以提供足夠的時間使損傷DNA修復(fù)；如果修復(fù)失敗，p53蛋白則引發(fā)細胞凋亡；如果p53基因的兩個拷貝都發(fā)生了突變，對細胞的增殖失去控制，導(dǎo)致細胞癌變。

       在所有惡性腫瘤中，50%以上會出現(xiàn)TP53基因（編碼p53蛋白的基因）的突變，而且大約80%的突變是單個氨基酸突變?？偟膩碇v，突變可以分為兩類：

       第一類突變，可以稱為DNA結(jié)合突變，常發(fā)生在Arg-248-Gln (R248Q)、 Arg-273-His(R273H)和 Arg-282-Trp （R282W)， 一旦這幾個位點的氨基酸突變，p53與DNA不能結(jié)合，從而影響下游基因轉(zhuǎn)錄；

       第二類突變， 可以稱為構(gòu)象突變， 常發(fā)生在Arg-175-His (R175H)、Tyr-220-Cys (Y220C)、 Gly-245-Ser (G245S)和Arg-249-Ser (R249S)，這幾個位點的氨基酸突變后引起p53蛋白構(gòu)象改變，進而喪失抑癌功能。

       關(guān)于靶向突變p53的治療策略

       野生型 p53 蛋白以四聚體的形式存在,通過核心區(qū)與四聚體區(qū)之間的柔韌連接區(qū)將 DNA 螺旋包裹結(jié)合, p53 突變后熱力學(xué)和動力學(xué)穩(wěn)定性下降, 蛋白結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。突變p53一直是學(xué)術(shù)界乃至工業(yè)界為之困擾的腫瘤靶點，究其原因主要是p53結(jié)構(gòu)里沒有很好的結(jié)合口袋。

       難道對突變p53就沒有辦法了嗎？

       來自復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院副研究員周祥等在2019年發(fā)表的Mutant p53 in cancer therapy—the barrier or the path中提出了靶向突變p53的三種策略：

       第一種，消除突變p53；

       第二種，恢復(fù)突變p53到野生型構(gòu)象；

       第三種，突變p53的合成致死作用。

       針對策略A——消除突變p53

       1. HSP90

       作為一種分子伴侶，HSP90協(xié)助不同種類的蛋白（即HSP90的服務(wù)蛋白）進行折疊并使之變得穩(wěn)定、成熟，而HSP90的服務(wù)蛋白中擁有大量的諸如激酶和轉(zhuǎn)錄因子等信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子。這些分子對于腫瘤的形成和生長發(fā)揮著重要作用。到目前為止，以腫瘤為適應(yīng)癥的HSP90抑制劑有7個處在臨床研究階段，見表1。最高處于臨床II期，尚無獲批上市藥物。

       終止及無進展項目

       另外，有14個HSP90的腫瘤臨床研究項目終止，包括BMS和NCI曾經(jīng)共同研發(fā)的Tanespimycin (17-烯丙氨基格爾德霉素， 17-AAG)，其用于治療多發(fā)性骨髓瘤（MM）的研究曾處于臨床II/III期, 治療乳腺癌和惡性黑色素瘤，曾處于臨床II期, 但均已于2009年終止。該藥也曾開展對甲狀腺癌、慢性粒細胞白血病的臨床II期研究。在中國17-烯丙氨基格爾德霉素由河北大安制藥和深圳生爾易美生物技術(shù)共同申報中國化藥1.1類臨床研究，在獲得臨床批件后未見更多進展。

       2. HDAC

       組蛋白去乙?；?histone deacetylase，HDAC)是一類蛋白酶,對染色體的結(jié)構(gòu)修飾和基因表達調(diào)控發(fā)揮著重要的作用。一般情況下,組蛋白的乙?；欣贒NA與組蛋白八聚體的解離，核小體結(jié)構(gòu)松弛，從而使各種轉(zhuǎn)錄因子和協(xié)同轉(zhuǎn)錄因子能與DNA結(jié)合位點特異性結(jié)合，激活基因的轉(zhuǎn)錄。目前很多研究發(fā)現(xiàn)，組蛋白的乙酰化水平異常與癌癥及免疫類疾病相關(guān)。從機理上講，HDAC抑制劑可以在轉(zhuǎn)錄和翻譯后層面對突變p53的有抵消作用。I型HDAC抑制包括HDAC1、HDAC2和HDAC8，通過廢除HOXA5，陰陽1（YY1），或c-MYC而限制了TP53基因的轉(zhuǎn)錄。

       目前有5個HDAC抑制劑獲批上市， 包括默沙東（Merck Sharp & Dohme，MSD）研發(fā)的伏立諾他（Vorinostat）、深圳微芯生物的西達苯胺（Chidamide）、新基的羅米地辛（Romidepsin），諾華的乳酸帕比司他(Panobinostat Lactate)和Spectrum Pharmaceuticals與Onxeo共同研發(fā)的貝林司他(Belinostat)。

       3. MDM2

       此外還可以利用MDM2對p53蛋白的泛素化調(diào)控。MDM2蛋白是一個E3泛素連接酶，可與p53蛋白相互作用而使p53被蛋白酶體降解。

       APG-115是亞盛醫(yī)藥在研的一種口服的、高選擇性的小分子MDM2-p53抑制劑。APG-115對MDM2具有高度結(jié)合親和力，通過阻斷MDM2-p53相互作用從而恢復(fù)p53腫瘤抑制活性。目前正在中國和美國進行針對ACC（腺樣囊性腫瘤）和其他肉瘤患者的臨床I期試驗。同時，APG-115正在美國開展與帕博利珠單抗聯(lián)合治療的臨床 Ib/II試驗。

       針對策略B——恢復(fù)突變p53到野生型構(gòu)象

       PhiKan083是第一個根據(jù) Y220C 突變型設(shè)計出來的咔唑類化合物。Tyr220 位于β片層與 Loop S7 /S8 連接部位，Y220 的側(cè)鏈可以部分填補 p53 蛋白表面的結(jié)合裂縫，保持蛋白結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。但 Y220C 突變打開了此結(jié)合裂縫, 降低了結(jié)合表面蛋白的穩(wěn)定性,改變了其構(gòu)象失去活性。半胱氨酸打開的這個裂縫成為了親水性化合物結(jié)合位點。PhiKan083 的咔唑環(huán)可以擠進裂縫,烷基占據(jù)裂縫底部, 由于表面的結(jié)合裂縫是疏水性的, PhiKan083 的甲酰胺基團恰好與Asp228主鏈的羰基疏水鍵相互作用, 重新穩(wěn)定裂縫, 轉(zhuǎn)變突變 p53 蛋 白 表 面 構(gòu) 象, 進 而 恢 復(fù) 了 活 性。然而，活性只能部分恢復(fù)到5%。

       瑞金醫(yī)院/上海血液研究所盧敏研究員通過邏輯性研發(fā)最終篩選出能高效復(fù)活p53活性的靶向小分子化合物AS-001。相比于全球十幾個競爭團隊研發(fā)只能恢復(fù)p53小于5%的活性的各個復(fù)活劑，AS-001可以恢復(fù)結(jié)構(gòu)突變型p53大于80%的活性（包括熱力學(xué)穩(wěn)定性、蛋白折疊程度、轉(zhuǎn)錄活性、靶基因和靶蛋白誘導(dǎo)活性、抗腫瘤功能）。目前該項目準備開展多項臨床研究。

       針對策略C——突變p53的合成致死作用

       p53突變會損害DNA損傷修復(fù)，因此這些腫瘤細胞必須依賴其他補償或平行路徑，如G2檢查點，對DNA損傷做出適當(dāng)反應(yīng)。支持這一觀點幾項研究表明與G2或S檢查點相關(guān)的ATR/CHK1、ATM/CHK2，或p38MAPK/MK2通路的失活對p53缺陷的癌細胞有合成致死作用。最成功的例子是WEE1抑制劑作為一種合成致死物的臨床應(yīng)用。進展最快的WEE1抑制劑是阿斯利康研發(fā)的Adavosertib（AZD-1775），目前用于治療非小細胞肺癌與卵巢癌，處于臨床二期。

       結(jié)語

       2019年恰好是p53發(fā)現(xiàn)40周年。Journal of Molecular Cell Biology (JMCB)于今年5月10-12日在杭州舉辦了JMCB Symposium 2019: The Legend of p53 vs. Cancer。在這隆重的p53之夜，JMCB主編、來自中科院生化細胞所的吳家睿研究員進行了開幕致辭，他引用英國著名作家莎士比亞的名言“What’s past is prologue”（譯為：凡是過往，皆為序章），來表達自己對p53領(lǐng)域已取得重大成就的由衷贊嘆，及對未來發(fā)展方向的無限期待。

       在此， 也讓我們對過往科學(xué)家們以及研究人員的努力表示感謝， 也期待不久的未來能夠看到p53靶向藥問世。

       參考文獻：

       1. NCBI Database，https://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/BAC16799.1

       2. Zhou X, Hao Q2, Lu H，Mutant p53 in cancer therapy-thebarrier or the path，J Mol Cell Biol.，2019，11(4):293-305

       3. 王玉玲,蘇永南,暴亞鋒等，靶向突變p53的小分子藥物研究進展，中國藥理學(xué)通報，2018，34，321-324

       4.盧敏，p53靶向藥會在中國出現(xiàn)嗎？2019DIA會議報告

       5.亞盛醫(yī)藥官網(wǎng)

       6.藥渡數(shù)據(jù)庫