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著名抑癌基因TP53的突變和藥物

在人的基因裡面,TP53是非常重要的抑癌基因,在正常細胞中低表達,在惡性腫瘤中高表達。TP53基因翻譯的P53蛋白是細胞生長、增殖和損傷修復的重要調節因子。細胞的DNA受損時,P53蛋白阻止細胞停止於G1/S期,把損傷修復,如不能修復則促進細胞凋亡。關於TP53基因突變常見於各種基因檢測公司的報告,但是指導方面並不全面,癌度匯總最新的文獻報道和基因檢測公司的檢測報告,希望對患者和家屬有助益。

1、為什麼抑癌基因的靶向藥物開發較難

影響腫瘤發生的基因分為兩類:

一種是原癌基因,如EGFR、ALK、KRAS等,這些基因發生了激活突變,驅動了腫瘤的增殖,它們可以比作是汽車的油門,正常時候輕微踏上,結果突變的癌細胞是一直踏著,而且松不開了,因此使用相應的靶向藥物去阻斷,達到抗腫瘤的目的。一般原癌基因的突變是只在特點的點發生突變才能使得蛋白具有更強的活性,不是隨便哪個位點或者那種形式突變都可以的,如EGFR的19del、L858R這些位點,只有這些位點的特點突變形式才能造成EGFR蛋白特定的構象改變,蛋白持續激活,所以針對這些特定的突變位點開發靶向藥物稍微容易些。

第二種基因是抑癌基因,如TP53、BRAC1或BRAC2、PTEN、RB1和APC等,它們負責調控腫瘤細胞的增殖,就像是汽車的剎車一樣。需要注意的是抑癌基因的突變是比較隨機的,基因的任何位置、不管發生任何形式的突變,只要這個突變導致該基因失去功能,或者功能降低,都可能影響到腫瘤的發生。這就導致針對某個抑癌基因開發直接的靶向藥物非常困難。比如一個提前終止導致的抑癌基因突變,已經沒有了這個基因翻譯的功能蛋白了,還能使用什麼藥物去阻斷,現在更多的是在信號通路的上下游想辦法,找相應的藥物靶點。

圖1:腫瘤抑癌基因TP53、PTEN、RB1和APC的突變形式、頻率

2、TP53基因的突變情況

TP53是一個抑癌基因,很多患者的基因檢測報告發現有該基因的突變。該基因的錯義突變、插入或缺失造成的失活突變非常常見。但是如上面所述,TP53的基因突變形式、突變的位點非常複雜,也非常多樣性,不大可能完全一致,錯義突變更多的降低TP53基因的功能,而無義突變則可能把TP53基因完整地廢掉了。原則上TP53的基因突變可以發生在任何地方,因為只要是突變導致P53蛋白失去了功能即可,如下圖2所示。臨床研究證實腫瘤中95.1%的TP53點突變主要發生在高度保守的175、245、248、249、273和282位點,圖2的外顯子測序檢測到的突變分別非常零散,但可能很多突變對腫瘤的發生沒有太大影響。

圖2:外顯子測序檢測到的TP53突變分別情況

TP53基因可以在多個腫瘤類型里發生,不同腫瘤類型中TP53基因的突變頻率不同,最高的是子宮癌肉瘤,肺腺癌居中也達到了60%多(見圖3)。TP53基因在約90%的小細胞肺癌(SCLC)和約50%的非小細胞肺癌(NSCLC)中發生改變。大部分(70%-80%)突變是錯義點突變,絕大多數影響了DNA結合結構域(5-8號外顯子),偶見純合型缺失。肺癌中TP53突變與吸煙有關,與非吸煙的肺癌患者相比,常在吸煙的肺癌患者中發現由煙草致癌物質導致的G-T的顛換。當在突變或缺失的P53的肺癌細胞中重新表達野生型的P53時,腫瘤細胞走向凋亡,臨床試驗證實了P53基因治療的抗腫瘤活性、可行性和安全性。

一項涵蓋12個腫瘤類型,共計3281例腫瘤的檢測發現,TP53的平均突變頻率約為42%,所以很多基因檢測報告測出來TP53突變是正常的,因為這個基因突變頻率確實很高。而且研究者已經證實,該基因如果發生突變,腫瘤往往更具侵襲性,預後較差。雖然血液腫瘤里TP53突變突變頻率較低(5%-15%),但是該基因突變與臨床結果相關度最高,TP53基因突變導致異常核型,較差的預後。也有研究報道,如果晚期卵巢漿液性腺癌患者發生TP53突變,則對化療產生抗性。如果存在TP53基因的失活突變,則頭頸部鱗狀細胞癌的患者進行手術治療的預後較差。與此相反,如果是非小細胞肺癌(NSCLC)存在TP53基因的非失活突變,則生存期較短。癌度需要提醒大家著重注意的是,這些TP53基因突變和預後的研究都是關聯性分析研究,其實沒有探索清楚裡面的機制,權作參考。

圖3:TP53基因在不同癌種類型的突變頻率,n為檢測的樣本數目

3、針對TP53基因突變的藥物

目前,美國FDA沒有批准任何針對TP53的靶向藥物,針對TP53突變的基因療法、靶向腫瘤疫苗和抗癌藥物正處於臨床試驗早期,這些藥物包含APR-246(PRIMA-1 MET)、MK-1775、ALT-801、Kevetrin。也有研究攜帶TP53突變的癌細胞對Aurora A激酶抑製劑Alisertib敏感,該藥用於治療非小細胞肺癌的研究正處於臨床II期研究當中。另外,研究表明TP53基因突變可能會影響放射治療的效果。在腫瘤細胞里導入野生型的TP53基因,重建P53蛋白功能,有助於增加腫瘤對傳統放射治療、化療的敏感性,這也比較好理解,傳統治療破壞DNA,但是DNA損傷的癌細胞會被P53蛋白阻斷,進入凋亡程序,如果P53蛋白失活了,癌細胞就失去了一個檢查點,或者這也可能是為何這麼多腫瘤都存在TP53的突變,部分也是一種腫瘤在進化上的選擇。針對TP53的藥物作用機理主要有以下幾種;

第一:突變P53蛋白功能再激活,如APR-246(PRIMA-1 MET)可以使突變型P53蛋白重新摺疊為和野生型P53蛋白相同的構象,有效激活下游信號分子。另外PRIMA-1還可誘導HSP90的表達,HSP90和突變型的P53蛋白形成複合物,具有與野生型P53類似的轉錄激活功能。也有研究表明,PRIMA-1還可以增加腫瘤細胞對藥物的敏感性。需要注意的是PRIMA-1主要是針對TP53基因的點突變,如果是截斷突變就不適合這類藥物。

第二:特異性阻斷MDM2/MDM4與P53的相互作用,人體內的P53蛋白活性是被負調控的,MDM2/MDM4就是這樣的負調控蛋白,也有藥物研發的思路是開發針對MDM2/MDM4的抑製劑,將P53蛋白的功能給釋放出來。臨床研究表明Nutlins-3單獨使用,或與化療聯用可有較好的臨床效果。類似的藥物還有MI-63、Kevetrin等。

其他的治療措施包含野生型TP53基因導入的基因治療(下面有詳述),以及利用TP53基因的突變,進行協同致死療法。所謂的協同致死是既然TP53這麼重要的基因在腫瘤細胞里失活了,那麼就乾脆再敲掉一個關鍵的基因,導致腫瘤細胞凋亡。這個與卵巢癌的靶向藥物奧拉帕尼思路是一樣的。

圖4:TP53基因相關的靶向藥物

以上的靶向藥物僅限於參考,但是需要明確的是,目前TP53基因突變確實是沒有靶向藥物,即便是臨床藥物,也是針對不同的位點。如APR-246是針對TP53基因的三個熱點突變R273、R175和R248,如果是一個失活突變,或者不是這三個位點,那麼選擇參加這種藥物的臨床試驗收益可能會打折扣。當然MK-1775這個藥物是這對TP53基因失活突變的。對於這些藥物,我們一起期待它們的臨床試驗結果,及早上市。

4、正常TP53基因進行基因治療

大部分腫瘤里TP53基因失去了功能,不管是這個基因是點突變,還是失活突變。因此一個美好的、很容易想到的理想就是把正常的TP53基因導入腫瘤細胞,讓腫瘤細胞重新表達一個正常的P53蛋白,這樣可以促進細胞周期停滯,把那些攜帶大量變異的腫瘤細胞給阻滯在某個細胞周期,腫瘤細胞凋亡。不過需要著重注意的是導入TP53基因的載體不能是逆轉錄病毒,該類病毒只能感染分裂複製的細胞,且會整合入宿主基因組引起惡性轉化。目前較為成熟的基因治療載體是腺病毒載體,其不整合如宿主基因組,可感染分裂期和靜止期細胞。大量的研究表明腺病毒介導的TP53基因感染腫瘤細胞後,沒有明顯的副作用,但是治療效率低,一項I期臨床試驗中,28例非小細胞肺癌患者接受治療,50%的患者有TP53基因表達升高和腫瘤細胞發生凋亡,但是僅有兩例發生腫瘤消退現象。

世界首個基因治療藥物「重組腺病毒—p53抗癌注射液(今又生)」是2003年獲批的。但目前知曉今又生的醫生也並不多。一個藥品要想獲得臨床醫學的認可,必須基於很多的、連續的臨床試驗數據,我們看到很多跨國葯企的靶向藥物,不斷地進行相關的臨床試驗,產生一系列的數據,而這恰恰是該葯所欠缺的,該葯所屬公司的內部纏鬥可能會是一個原因,錢和注意力都被用來打官司去了。

北京大學腫瘤醫院張珊文教授對該葯評論是:首先,藥廠說明書將「今又生」定義為廣譜抗癌藥物,但從臨床上看,今又生不能單獨用藥起作用,而是和傳統放化療結合來用,這個上面我們也闡釋過了。其次,很多內科大夫習慣與靜脈注射,由於今又生是一種腺病毒製劑,引起的抗原和抗體反應使得藥物沒到腫瘤病灶就被人體免疫消滅了。應該是將藥物直接注射到腫瘤內,如瘤內注射、或經肝動脈泵注射或腹腔灌注。張珊文教授的研究表明,42名鼻咽癌患者聯合使用P53基因藥物和傳統放療。相比40名單獨使用放療的對照組。患者的5年生存率提高了7.5%(見下圖,詳情可見第六篇參考文獻)。另外還有研究報道P53結合放療治療局部進展期宮頸癌,5年生存率比單獨放療提高了17.5%。在胰腺癌、癌性腹膜炎等也都有研究報道。

圖5:鼻咽癌患者接受今又生聯合放療(GRT)與單獨放療(RT)的OS對比

除了今又生這個藥物之外,還有一種靶向於突變P53基因的複製選擇性腺病毒Onyx-015,該病毒也稱為融瘤病毒。國內有類似於Onyx-015融瘤病毒H101進入了III期臨床。

關於基因治療,導入TP53基因我一直是持懷疑態度的,因為我一直懷疑導入一個正常TP53是否能恰當表達,而且腫瘤已經發生且基因突變非常複雜,單獨恢復一個抑癌基因的功能似乎於事無補。但是寫任何東西必須客觀,而客觀的依據是文獻研究數據。以及基於科學發現所能想到的生物學邏輯。所以現在的理解是如果將病毒載體直接導入腫瘤病灶,在恰當的時間配合傳統放療、化療是應該可以起到一定效果的,確實也有文獻和數據支持。但是單獨靠靜脈注射這種攜帶正常TP53基因的人工改造病毒去治療,是不靠譜的。原因請如上面所闡述。如您有疑問及其他見解歡迎在本文下面回復,我們再進行探討。

5、誘發TP53基因突變的因素

假如TP53基因可比作人體的衛士,那麼就一定多加註意不能讓其突變,或者說減少刺激其突變的因素。這其實也就是一種防癌和預防。有研究表明,一些環境和飲食等會直接導致TP53基因的突變:

1、食物中的黃曲霉素B1,所以一定要注意不要使用發霉的食物,這些食物里可能都有黃曲霉素。

2、乙型肝炎病毒感染,這會導致肝細胞癌,其中也涉及到TP53的變化。

3、非黑色素瘤皮膚癌的TP53基因突變與太陽的紫外線接觸有關。

4、吸煙可引起TP53突變,與肺癌的發生相關。

癌度有話說:

關於TP53基因的梳理是非常困難的,一個是這個基因非常有名,相關的研究論文也很多。但是這個基因雖然頻繁地出現在基因檢測報告里,但是指導的藥物很少。我們集中閱讀了一定的文獻(遠遠不止下面引用的),綜合寫了一篇關於該基因的科普文,總之TP53基因需要結合突變位點、突變形式來選擇後續治療措施,如是否可以參加臨床試驗,參加哪一種藥物的臨床試驗。本文不敢說全面準確無誤。如您有建議或問題、關於本文的疏漏請回複本文交流。

編者:翱宇

參考文獻:

1、張仁峰,公蕾,《現代免疫學》2016年第36卷第2期,150-153。

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7、Jian-ji,et al., PanJournal of Clinical Oncology, Vol 27, No 5 (February 10), 2009: pp. 799-804.

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