一文说清p53与肿瘤免疫的关系

小五

来源:觅健 2024-08-24 10:38:47

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关键词：免疫治疗布加替尼TP53突变肺腺癌化疗

Nature子刊综述：一文说清p53与肿瘤免疫的关系

分子君生信人

2024年08月11日 07:03 北京 5人听过

p53肿瘤抑制蛋白具有多种细胞功能，已被证明会影响著名的“癌症标志”的每个组成部分。最近的研究开始揭示野生型和突变型p53如何以不同的方式调节肿瘤免疫。今天，小编要和大家分享一篇2024年7月发表在Nature Cancer（IF：23.5）上的综述，讨论了野生型和突变型p53如何影响许多免疫细胞类型的功能，并对当前针对p53和相关途径的免疫治疗策略提出了展望。

p53是一种DNA序列特异性转录因子，可调节众多靶基因，其产物介导许多肿瘤抑制的生物学过程。人类癌症中的TP53突变最常见（约 70% ）表现为全长错义突变蛋白，并且主要位于DNA结合域内。最常见的错义突变R175、R248和R273，这些突变已在几乎所有癌症中被发现。

p53主要以四聚体形式存在，错义突变可产生显性失活效应，导致其他等位基因表达的野生型 p53 部分或完全失活。某些错义突变的促肿瘤作用不仅仅代表野生型蛋白的功能丧失（LOF），还有功能获得（GOF）特性，即突变形式具有促癌活性。

鉴于p53和免疫系统在癌症进展中都至关重要，因此本文讨了论野生型和突变型 p53如何影响许多免疫细胞类型的功能，从野生型p53在调节免疫系统中的作用开始，然后讨论p53的突变形式如何直接或间接影响免疫。

一、野生型p53与免疫应答

p53及其靶点可以协调先天性免疫。在识别致病信号后，p53介导促炎细胞因子分泌的刺激，包括干扰素-α（IFNα）和IFNβ以及C-C趋化因子配体2（CCL 2），并转录调节模式识别受体（Toll样受体）的活性，以增强宿主防御介导的机制。此外，野生型p53可以通过降解DNA核酸外切酶TREX1并积累胞质DNA来激活IFN基因（STING）胞质DNA传感途径介导的先天性免疫应答的环状GMP-AMP合酶（cGAS）刺激物（图1a）。

野生型 p53 通过调节抗原呈递介质来调节适应性免疫反应。例如用MDM2（最有效的 p53 负调节因子）抑制剂治疗小鼠同系模型，可以增加抗原呈递 CD103 + CD11c + 树突状细胞和触发免疫监视。此外，p53 影响主要组织相容性复合物 I (MHC-I) 的表面表达，并且还显示出诱导与抗原加工 1 (TAP1) 相关的转运蛋白。另外，野生型 p53 还可以通过调节程序性细胞死亡 1 (PD-1) 及其配体 (PD-L1) 等免疫检查点分子的表达来影响免疫检查点信号传导，这对于免疫稳态、T 细胞激活和效应器功能至关重要（图 1b）。

野生型p53还可以非细胞自主地调节微环境成分并促进抗肿瘤作用。例如，p53 激活被证明可以通过编码 MYC的基因的转录抑制来减少巨噬细胞的免疫抑制 M2极化，并且 p53 还已知可以通过抑制自然杀伤（NK）细胞的细胞毒性和敏感性。总体而言，野生型 p53 对免疫细胞有多种直接和间接影响。

二、p53 突变和免疫反应

1.p53 突变影响炎症反应

慢性炎症组织会激活核因子-κB (NF-κB)，从而放大促炎症反应并通过诱导促生存基因来保护肿瘤细胞。野生型p53被证明可以抑制 NF-κB亚基，反过来，NF-κB的激活可以抑制典型的p53功能。此外，有研究表明野生型p53可以通过糖酵解抑制来抑制 NF-κB 通路，而p53的缺失会导致糖酵解过度激活，随后诱导NF-κB。

突变型 p53 GOF 抑制DAB2IP，该蛋白可诱导NF-κB并调节白细胞介素1受体 (IL-1R) 的活性。p53 GOF突变还促进肿瘤坏死因子 (TNF) 诱导的 NF-κB 激活。此外， p53 突变可通过编码细胞因子和趋化因子的基因转录、调节参与炎症的细胞内信号通路（包括 NF-κB 和 STING 信号）以及巨噬细胞、NK 细胞和T细胞差异招募到TME。

p53 突变也可以在促炎症微环境中获得。例如，细菌感染可以调节 p53，幽门螺杆菌感染可以激活胃上皮细胞中 NF-κB 诱导的炎症，从而驱动激活诱导胞苷脱氨酶 (AID) 的表达并增加 p53 突变的风险。

2.p53 突变影响肿瘤相关巨噬细胞（TAM）和骨髓源性抑制细胞（MDSC）

p53突变可以通过增强细胞因子和外泌体 miRNA 的分泌来调节骨髓细胞浸润，从而有助于肿瘤免疫逃逸。在胰腺癌和肺癌模型中，p53 缺失通过增加CXCR3的分泌，促进免疫抑制性 CD11b+骨髓细胞的招募和重编程。CSF-1受体的中和可减少p53突变肿瘤中的巨噬细胞分化和TAM浸润。p53 丢失会增加CXCL17和 CXCL15的水平，进而吸引 CD45+ GR-1 CD11b+ MDSC。受突变体 p53 调节的 miRNA 的外泌体转移被认为有助于M2样TAM的重新利用。不同的错义p53突变会释放富含miR-1246的外泌体，从而促进肿瘤进展并被邻近的巨噬细胞吸收。这些巨噬细胞被重新编程以分泌增加的IL-10、TNF和CCL2，以及增加的TGFβ活性（图2a）。

3.p53 突变影响 T 细胞的分化和活性

p53 的缺失促进 CXCR3 和 CCR2 相关趋化因子和 CSF-1 的分泌，这可以通过重新利用骨髓细胞间接减弱 CD8+ T 细胞和 CD4+ 1 型辅助反应。其次，p53突变可以极化CD + T细胞并通过转录因子FOXP3诱导调节性T（T reg）细胞分化。另外，p53缺失通过诱导肿瘤细胞分泌颗粒酶B（GZMB）来减少CD8+细胞毒性淋巴细胞（图2d）。

4.p53 突变调节中性粒细胞

在使用小鼠胰腺癌模型的多项研究中，p53耗竭导致 CD11b+骨髓细胞和肿瘤相关中性粒细胞（TAN）浸润增加。此外，其他机制包括通过诱导 IL-1β的 WNT 配体分泌增加、激活JAK2-STAT3信号和诱导CXCL1 和 CXCL5 分泌的增加介导中性粒细胞数量增加和募集。

中性粒细胞群也可由错义p53 突变蛋白形成。最近一项使用胰腺癌原位小鼠模型的研究报道，GOF p53 R172H 突变通过 CXCL2 分泌驱动瘤内中性粒细胞浸润，并伴有CD4+和CD8+ T细胞减少（图 2d）。

5.p53突变对NK细胞的影响

p53突变或缺失会损害 NK 介导的细胞毒性。在小鼠乳腺癌模型中，突变型 p53（G242A、G245A）通过损害小鼠MULT-1和HA60a的表达来抑制 NK 细胞的激活，介导肿瘤免疫逃逸。此外，p53突变或丢失时，对二氯乙酸的反应会受到损害，二氯乙酸会诱导氧化磷酸化以及配体ULBP1和细胞间粘附分子I（ICAM-I），从而使NK细胞对肿瘤脱敏（图2e）。同样，乳腺癌细胞产生的 miR-519a-3p与突变型 p53 相关，并通过下调两个NKG2D 配体 ULBP2 和 MHC-I 多肽相关序列 A 来削弱 NK 细胞杀伤肿瘤细胞的能力（图 2e）。

6.免疫细胞可以获得p53突变并促进肿瘤发生

有研究发现了骨髓细胞和淋巴细胞谱系特异性p53的遗传畸变。例如，删除髓系中编码p53的基因足以提高促炎介质并刺激肠道肿瘤发生。同系小鼠中巨噬细胞特异性删除编码p53的基因会导致IL的分泌，这可以影响活化的T细胞分化为TH17细胞。此外，p53激活可通过BATF3上调诱导 Ly6C+ CD103+抗原呈递细胞。而T细胞特异性消融p53会导致自身免疫和炎症表型，从而促进肿瘤生长。

三、p53 介导与其他基质细胞的串扰

突变的p53蛋白可以通过两种作用模式充当基质调节剂。首先，通过转录调节和分泌各种促肿瘤因子，促进基质细胞的募集和重新利用，从而使癌细胞受益。其次，突变体p53可以与TME成分通讯，调节其自分泌和/或旁分泌信号。

1.p53 介导的成纤维细胞变化发挥免疫调节作用

各种研究表明p53可以在癌症相关成纤维细胞（CAF）中发生突变。例如Li-Fraumeni 综合征患者携带种系 p53 突变且极易罹患癌症。此外，具有突变型 p53的肿瘤细胞还能抑制正常成纤维细胞中野生型p53的功能，然后通过miRNA的作用，使正常成纤维细胞“接受”CAF 样特性，并通过细胞外囊泡将突变型 p53引入成纤维细胞中将它们转换为CAF。

而CAF中p53的缺失则会增强 CXCL1和基质衍生因子1 (SDF-1) 的分泌，从而促进肿瘤生长和转移（图3b）。另外，成纤维细胞内的 p53 LOF 或GOF突变与 IL-8、GRO-α、IL-6、IL-1β 和血管内皮生长因子（VEGF）分泌增加相关。

突变的p53还可以改变肿瘤细胞分泌组并导致CAF亚群的变化，从而调节免疫细胞的招募和组织。p53 R175H可以调节邻近 CAF 因子的分泌。另一项研究表明，结直肠肿瘤细胞中的 p53 R273H会诱导外泌体 miR-21-3p和miR-769-3p 增加，这些外泌体被成纤维细胞摄取并激活TGFβ-SMAD信号通路，从而有助于免疫抑制性TME和上皮间质转化（EMT），表明p53突变可以重新编程成纤维细胞以改变肿瘤免疫微环境。

2.p53调节细胞外基质和血管生成介导肿瘤免疫

突变的p53蛋白可以改变细胞外基质（ECM）以支持免疫抑制性免疫细胞的浸润。野生型 p53下调跨膜糖蛋白ECM金属蛋白酶诱导剂（EMMPRIN），然而胃癌中p53的与EMMPRIN水平相关，这有助于ECM 改变。p53 突变还可以通过调节TIMP3、MMP9和 MMP2的表达来改变 ECM（图 4b）。

p53 状态的改变也会影响缺氧诱导因子 1 (HIF-1) 的水平，HIF-1会在缺氧肿瘤细胞中诱导VEGF和PDGF表达，从而有助于血管生成开关并增加免疫抑制细胞的浸润（图4c）。

四、p53介导的肿瘤免疫参与促进转移

p53 LOF或GOF突变可以介导基质成分之间的串扰，从而促进转移。突变型 p53 和肿瘤转移之间的这种关系在一定程度上是通过细胞外囊泡（EV）促进的，EV 可以为远处转移部位的肿瘤细胞存活做好准备。一项研究表明具有不同p53突变的结肠癌细胞选择性地脱落miR-1246，它将巨噬细胞重新编程为免疫抑制状态，从而促进转移。而在原位模型中，当 HCT116结肠癌细胞与转染 miR-1246 的巨噬细胞共注射时，转移负担显着增加。

肿瘤形成转移前生态位的另一种方式是通过突变p53在炎症和免疫抑制中的作用。例如，乳腺癌细胞中p53的缺失可以触发WNT配体的分泌并刺激TAM分泌IL-1β，导致全身炎症和转移增加。

五、针对p53的基于免疫的治疗方法

1.p53调节的癌症免疫检查点和抑制剂的使用

免疫检查点分子的表达水平取决于p53状态，可能有助于预测患者对免疫检查点抑制剂（ICIs）的反应。例如，肺腺癌中异常的 p53表达和功能与 PD-L1水平升高和IFNγ特征丰富以及肿瘤突变负担和新抗原水平升高相关。事实上，抗 PD-1单克隆抗体nivolumab与低甲基化药物地西他滨和凋亡药物Venetoclax的组合目前正在一项针对13名TP53突变的急性髓系白血病 (AML) 患者的1期临床试验中进行测试。

其他临床试验使用了ICI与p53激活小分子以及p53基因治疗的组合方案。例如，MDM2小分子抑制剂APG-115（alrizomadlin）和PD-1抑制剂 pembrolizumab已在一项针对免疫治疗无反应的不可切除或转移性实体瘤患者的临床试验中进行了测试。

涉及 p53 mRNA 纳米粒子和腺病毒 p53（Ad-p53）的基因疗法与 ICI 联合使用时也显示出了治疗优势。例如，研究人员开发了一种靶向CXCR4的mRNA纳米颗粒，可诱导野生型p53，与抗PD-1疗法相结合，可改善抗肿瘤效果并重新编程肿瘤免疫微环境。

除了基因治疗外，APR-246等化合物据报道可以恢复突变型p53的野生型活性，并通过与p53核心结构域结合来稳定野生型p53蛋白，已与ICI 联合进行了测试，在 AML 和骨髓增生异常综合征中的治疗效果已得到证实。

2.利用 p53 新抗原

癌症中p53错义突变的频率激发了人们对TP53编码的新抗原的治疗潜力的兴趣。有两种方法，即过继细胞疗法（ACT）和双特异性抗体，已经过测试并取得了令人鼓舞的结果。ACT 的目标是产生患者来源的自体细胞毒性 T 淋巴细胞，这些细胞可以靶向p53新抗原呈递的肿瘤细胞，并可以全身输送。CD4+和CD8+ T 细胞以及TCR基因工程 T 细胞均可识别几种常见的表达突变p53蛋白的人类癌细胞系。另外，p53剪接位点突变可能是 ACT更丰富的来源，因为它们更具免疫原性。

双特异性抗体方法是从噬菌体展示文库中分离出抗体片段，该片段识别跨越源自热点突变体 p53 R175H 的新表位的肽。抗体片段结合的DNA序列与TCR-CD3 复合物一起整合到双特异性单链双抗体中。这种双功能抗体在体外和具有这种突变的小鼠肿瘤中引导并触发其所在的细胞毒性T细胞识别并杀死表达p53 R175H 的肿瘤细胞。

3.基于疫苗的 p53 免疫疗法的开发

一些疫苗接种尝试已将p53与宿主免疫反应联系起来。早期研究将野生型p53 蛋白片段作为肿瘤相关抗原，这些抗原在各种癌症类型中很少发生突变，因此在大多数突变型p53蛋白中共享。由于许多形式的p53突变使p53蛋白稳定，导致肿瘤中p53水平升高，因此有人提出，可以通过不具有自身免疫性的治疗性疫苗来实现肿瘤细胞特异性T细胞应答。

一种p53疫苗策略涉及合成长肽（SLP）的生成，从而能够诱导产生 IFNγ的p53 特异性CD4+ T细胞，稳定癌症进展。此外，重组病毒载体构成了开发p53特异性疫苗的补充方法。

最后，使用在MHC-I和MHC-II上表达p53 肽的自体树突状细胞疫苗为改善免疫治疗提供了一种有吸引力的策略。例如，在一项1期研究中，该疫苗使用了三种野生型和三种修饰的HLA-A2结合p53肽的混合物进行脉冲，并在6名晚期乳腺癌患者中进行了测试，取得了有希望的临床结果。有趣的是，免疫反应和增强化疗效果之间存在密切联系，因此在多个其他1-2期临床试验中测试了类似的治疗策略。

六、小结

到这里文章的主要内容就介绍完了。总的来说，野生型 p53 直接或间接影响常驻和招募的免疫细胞，从而促进正常的免疫稳态；然而，突变的 p53 扰乱了这种平衡，并促进逃避免疫监视，从而介导肿瘤进展和转移。通过不断发展的 mRNA 纳米粒子和疫苗平台，可能会推动这一癌症疗法的发展。

参考文献：

Efe, G., Rustgi, A.K. & Prives, C. p53 at the crossroads of tumor immunity. Nat Cancer (2024). https://doi.org/10.1038/s43018-024-00796-z.

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