抑癌蛋白p53在约50%的癌症患者中发生突变，是生物医学历史上被研究最多的蛋白之一。过去25年，有至少71个p53突变体恢复剂被报道，相关临床试验超过20个，涉及1000多名癌症患者。然而，这些化合物在实验室中的活性大多数无法被检测到，在临床上尚未观察到统计学显著的患者获益。上海交通大学医学院附属瑞金医院卢敏团队早期揭示了癌症中p53功能丧失的新机制[1-3]，近年来设计了p53功能恢复策略并揭示了结构学机制[4]，获得了唯一有效的p53恢复剂三氧化二砷（ATO）[5]，之后首次在人体内（first-in-human）实现了p53突变体功能恢复[6]。图片来源：Cancer Discovery2024年11月1日，卢敏研究员为独立通讯作者，宋花歆、肖淑君、吴嘉祺为共同第一作者，在Cancer Discovery发表评述文章[7]，以“Drugging p53: Barriers, Criteria, and Prospects”为题提出了p53恢复剂的研究规范。文章重点讨论了p53恢复剂研究的科学逻辑，长期以来对p53突变体的误解，p53恢复剂的研发障碍、有效性评估标准、临床转化规范、经验教训以及未来前景。在OncoKB数据库中收录的数百种明确的癌症驱动基因中，约一半编码肿瘤抑制因子（抑癌蛋白），四分之一编码癌蛋白。目前已有大量癌蛋白已经成药，而靶向抑癌蛋白的药物研发成果有限。开发p53恢复剂的科学挑战在于：用药物靶向抑癌蛋白需要恢复（而非常规地抑制）蛋白功能。如果用小分子结合至抑癌蛋白的活性位点，那么预计会是抑制（而非恢复）蛋白功能；如果用小分子结合至抑癌蛋白的非活性位点，这种结合又如何能实现蛋白功能恢复？这篇最新综述以p53作为抑癌蛋白的一个典型例子，剖析靶向抑癌蛋白所面临的困境。（A）p53突变导致蛋白失去功能的多种机制（蓝色框）、研发p53恢复剂面临的4个障碍（粉色框）、p53恢复剂研究的经验教训和成药前景（黄色框）。下方灰色框依次列出4项领域内误区、恢复剂的有效性评估标准、将恢复剂推进至临床试验的规范。（图片来源：Cancer
Discovery&卢敏团队）
唯一的科学策略：靶向蛋白折叠
p53主要通过与DNA结合并转录激活其下游的靶基因来发挥抑癌功能。癌症中至少存在数千种不同的p53突变，这些突变通过各种不同的机制削弱p53与DNA的结合能力，从而削弱其抑癌功能（图A，蓝色框）。一些突变正好发生于p53的DNA结合氨基酸（通常是带正电的精氨酸），导致这些突变体无法结合DNA，从而失去抑癌功能，这一类突变体被称为“DNA结合型突变体”。迄今为止，尚不存在恢复p53“DNA结合型突变体”功能的可行策略。作为一个重要的转录因子，p53进化出的DNA结合氨基酸可以与DNA的大沟和小沟在形状、电荷、朝向上完美匹配。很难想象一个小分子可以在形状、电荷、朝向上弥补因突变而缺失的精氨酸，此外还可以消除因突变而出现的新氨基酸所带来的负面影响。虽然已有研究报道某些化合物可以插入p53与DNA的结合面，但预期这些化合物只会削弱p53的DNA结合能力。总体而言，DNA结合型突变体不太可能通过药物恢复功能，而只能通过基因工程手段进行功能恢复，例如通过基因突变重新引入可以结合DNA的精氨酸。（B）胶连蛋白内部的多个氨基酸的作用力，促进了蛋白折叠。这些作用力包括自发生成的作用力如疏水相互作用、氢键、二硫键等等，也包括小分子与口袋结合时导入的作用力。（图片来源：Cancer Discovery&卢敏团队）另一些突变则发生于维持p53三级结构的氨基酸，导致p53不能折叠出三级结构，进而不能结合DNA并失去功能，这类突变被称为“结构型突变体”。蛋白质的折叠由“氨基酸胶水”（例如疏水作用、氢键、二硫键等）驱动，这些“氨基酸胶水”将蛋白内部的两个或多个氨基酸胶联在一起（图B）。在癌症中，造成p53内部空腔化的突变（如F270L和V143A等突变在p53内部从大尺寸氨基酸变成小尺寸氨基酸）和扰乱L2-L3结构的突变（如R175H、R249S和C242S等使L2和L3相互作用丢失的突变）都导致p53中某些关键“氨基酸胶水”的丢失，进而导致p53从折叠状态转变为非折叠状态。反过来，当一个小分子结合到某个蛋白内部的口袋中时，它通常会提高蛋白的热稳定性（亦即结构稳定性）和折叠能力（亦即蛋白复性），因为它在口袋中创造了新的“氨基酸胶水”，将蛋白内部的多个氨基酸胶连到一起（图B）。卢敏团队将促进蛋白折叠并恢复蛋白功能的靶向策略取名为靶向蛋白折叠（Targeted
Protein Folding，TPF），类比于已经得到广泛应用的靶向癌蛋白的靶向蛋白抑制（Targeted Protein Inhibition，TPI）和新兴的靶向蛋白降解（Targeted Protein Degradation，TPD）。据称，TPF是目前唯一具有科学逻辑的p53功能恢复策略，但该策略只适用于结构型p53突变体。
