砒霜治癌？上海交大卢敏团队研究表明ATO恢复p53功能触发肿瘤消失

肿瘤抑制基因（TSGs）约占568个已知癌症驱动基因的一半，表明TSGs失活是癌症发生的一个常见原因。最近研究表明TSGs在适应性免疫系统触发的癌细胞清除中具有重要作用，但其免疫调节活性尚未在临床上应用于癌症治疗。

p53 是人类癌症中关键肿瘤抑制因子，野生型p53功能缺陷小鼠在早期自发形成多种肿瘤，且重新引入 p53功能后可以有效减缓癌症进展，甚至触发自发的肿瘤消退。目前在临床实践中，通过基因疗法恢复p53功能具有挑战性，使用小分子药物重新激活突变 p53 成为潜在替代方案。三氧化二砷（ATO，俗称砒霜）是一种有效的突变p53激活化合物，ATO释放砷原子并与p53砷结合口袋（ABP）共价结合从而稳定p53结构，并有效地拯救390种p53结构突变。

2025年2月21日，上海交通大学医学院附属瑞金医院卢敏研团队于Cell Reports Medicine在线发表文章“Pharmacological rescue of mutant p53 triggers spontaneous tumor regression via immune responses”。文中建立自发肿瘤模型p53-R279W，通过饮水给予三氧化二砷（ATO）治疗以延长小鼠存活期，并通过转录组、蛋白组、单细胞转录组等技术解析p53-R279W重新激活机制，并表明p53可作为免疫疗法替代治疗靶点。

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1. p53-R279W药物挽救延长小鼠存活时间

文中将R279W突变敲入 C57BL/6 小鼠p53基因位点，以评估药物挽救p53突变治疗效果。正如预期，纯合（W/W）和杂合p53-R279W突变小鼠中位生存时间显著缩短，纯合突变小鼠中最常见的自发肿瘤是淋巴瘤。35 mg/L ATO饲喂W/W小鼠后，显著延长携带自发肿瘤（T-淋巴瘤、S-淋巴瘤和肉瘤）小鼠生存时间，风险比（HR）为 0.4294，但其他罕见肿瘤生存时间延长效果并不显著。另p53缺失（p53-/-）小鼠ATO治疗未显著延长生存时间，这表明p53-R279W对ATO治疗效果的依赖性。在ATO治疗小鼠中，T-淋巴瘤、S-淋巴瘤和肉瘤中p53靶点Cdkn1a和Mdm2表达均上调。免疫组化染色进一步揭示，ATO治疗显著降低增殖细胞（Ki67阳性）比例，并增加凋亡细胞（TUNEL阳性）比例。在ATO治疗p53-/-小鼠中，T-淋巴瘤、S-淋巴瘤和肉瘤中Cdkn1a或Mdm2并未上调（图 1N），也未显示出细胞增殖抑制或细胞凋亡诱导迹象。

图1 p53-R279W药物拯救延长小鼠存活时间

2. p53-R279W挽救引发自发性淋巴瘤消退

使用高分辨率超声成像技术，监测小鼠整个生命周期内自发T淋巴瘤变化，并对出生后90天带有50–100 mm³自发肿瘤小鼠进行ATO治疗。最终，10只接受ATO治疗小鼠被分为“Non-Reg”组（150天时肿瘤无消退组，n = 5）和“Reg”组（150天时肿瘤消退组，n = 5）。在“Non-Reg”组中，有2只小鼠在第90天至第150天期间经历过肿瘤消退。在7只曾经历过消退小鼠中，最大肿瘤体积消退率达到78%。与5只未接受ATO治疗小鼠相比，10只接受ATO治疗小鼠生存时间显著延长，消退组小鼠生存时间进一步延长。

图2 p53-R279W药物挽救引发自发性淋巴瘤消退

3. 淋巴瘤消退与免疫反应相关

对携带T淋巴瘤且ATO治疗非消退和消退组W/W小鼠肿瘤组织进行RNA 测序和蛋白组分析。消退组中特异性上调1,314个 DEGs在多种免疫反应相关通路中高度富集，免疫反应似乎与 p53 挽救触发的肿瘤消退有关。干扰素信号在调节抗肿瘤免疫反应中起着关键作用，消退组中有大量“IFN-α反应”和“IFN-γ反应”相关基因上调，包括关键干扰素调节基因IRF5和IRF9、干扰素诱导基因Ifit1和Ifit3以及干扰素刺激基因ISG15。趋化因子是介导免疫细胞进入肿瘤的关键细胞因子，从而影响肿瘤免疫和治疗结果， RNA-seq 显示9个趋化因子（包括 Cxcl9、Cxcl10 和 Cxcl11）在消退组中显著上调，只有 Cxcl2 下调。此外，肿瘤免疫景观组成分析显示，消退组通常比非消退组免疫细胞浸润水平更高。蛋白组结果显示消退组中免疫反应相关通路显著富集，一些IFN通路基因编码蛋白上调，包括代表性Isg20、Ifit2、Ifit1 和 Isg15。p53经典细胞自主活性在非消退和消退组中都很明显，而非细胞自主的免疫反应则优先在消退组中观察到。在p53-/-小鼠中，ATO处理并未激活p53通路或免疫相关通路。ATO 处理后384个上调蛋白中，仅4个是p53靶标蛋白，3个是IFN通路相关蛋白。热图进一步表明，p53-/-小鼠中p53靶标基因和IFN通路基因编码的蛋白几乎不受ATO的影响。这一发现表明，体内ATO触发的免疫反应依赖于p53-R279W突变存在。

图3 淋巴瘤消退与免疫反应相关

4. 抗癌免疫反应部分依赖于CD8+ T细胞激活

将W/W小鼠原发T淋巴瘤细胞移植到免疫功能正常和免疫缺陷小鼠中，并腹腔注射5mg/kgATO。ATO治疗显著降低肿瘤大小和重量，肿瘤生长抑制（TGI）值分别为63%和67%。ATO治疗全面上调一系列p53靶标和IFN通路基因。分离肿瘤中免疫细胞浸润，观察到ATO治疗组CD45.1+细胞（代表肿瘤浸润免疫细胞的总数）显著增加，其中CD3+ T细胞和NK1.1+自然杀伤细胞显著增加。在CD3+ T细胞中，CD8+ T细胞和CD4+ T细胞均显著增加。综上表明，p53-R279W重新激活伴随着免疫反应激活和免疫细胞浸润。将原发W/W小鼠 T淋巴瘤细胞注射到B和T细胞免疫缺陷Rag1−/−小鼠中，ATO治疗效果不显著。因此，B细胞、T细胞或两者对于重新激活p53-R279W肿瘤抑制功能必不可少。进一步研究表明，CD8+ T细胞对p53-R279W挽救后肿瘤抑制功能必不可少，另免疫功能正常小鼠中ATO肿瘤抑制能力可能是由于其经典细胞自主功能和非细胞自主免疫激活功能共同作用结果。

图4 抗癌免疫反应部分依赖于CD8+ T细胞的激活

5. p53突变挽救触发人类细胞免疫反应广泛适用

生成p53-R282W或p53-C124R表达U937细胞系，p53-C124R无法被ATO挽救。p53-R282W细胞中，ATO处理组“p53通路”以及“IFN-γ反应”和其他免疫/炎症相关通路发生显著变化，10个p53靶标和17个IFN通路基因显著上调。

为确定ATO是否能在可挽救突变人类癌细胞中广泛激活IFN免疫反应，文中重新分析了10种p53突变类型U937细胞系转录组。GSEA分析表明ATO引起的转录组变化在p53通路、IFN-γ反应和IFN-α反应中高度富集，并在ATO处理后观察到一系列p53靶标和IFN通路基因上调。热图显示，十个细胞系中，ATO处理导致p53靶标和IFN通路基因全局上调。CR2258和PA1233模型中ATO处理组肿瘤组织p53靶标全局上调，与之前蛋白质水平结果一致。IFN通路基因热图表明，ATO触发了非细胞自主的IFN反应激活。重分析1型V272M突变白血病患者ATO治疗前后外周血单核细胞（PBMCs）单细胞转录组数据，结果表明ATO治疗触发了癌细胞与五大免疫细胞之间更活跃的细胞互作，与之前小鼠肿瘤ATO治疗中T细胞浸润结果一致。

图5 p53突变挽救在触发人类细胞免疫反应中广泛适用

6. 不同癌症中野生型p53相关免疫信号

为研究免疫微环境与p53功能之间关系，分析了泛癌图谱数据集。在6种癌症类型（肺鳞状细胞癌[LUSC]、胃腺癌[STAD]、头颈部鳞状细胞癌[HNSC]、宫颈鳞状细胞癌和子宫颈腺癌[CESC]、子宫内膜癌[UCEC]和结肠腺癌[COAD]）中，p53-wt样本（类似于ATO治疗的p53突变）免疫反应水平显著高于p53-mut（未经ATO治疗的p53突变）样本，而只有2种癌症类型的p53-wt样本免疫反应水平显著较低。此外，p53-wt样本中CD4+和CD8+ T细胞丰度总体较高，IFN通路和趋化因子信号通路更为活跃。值得注意的是，LUSC、HNSC、STAD、COAD和UCEC五种癌症p53-wt状态与免疫反应存在强烈相关，但CESC是一种例外。

图6 不同癌症中野生型p53相关免疫信号

本文研究了p53突变药理再激活治疗小鼠自发性肿瘤的疗效和潜在机制。在p53-R279W突变自发性肿瘤小鼠模型中，三氧化二砷（ATO）治疗显著延长小鼠生存时长。70% ATO治疗小鼠中观察到自发性T淋巴瘤短暂消除，并伴有干扰素（IFN）反应。在免疫缺陷Rag1-/-和CD8+T细胞衰竭小鼠中，p53-R279W肿瘤抑制作用重激活显著降低。ATO还能激活各种人类p53突变癌细胞中IFN通路。p53可以作为免疫疗法替代治疗靶点。

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