PCSK9與動脈粥樣硬化性心血管疾病的新研究進展

劉娟，汪和貴，王園，李文奎

（皖南醫(yī)學院弋磯山醫(yī)院心血管內(nèi)科，安徽 蕪湖 241001）

動脈粥樣硬化性心血管疾?。ˋSCVD）是由多重危險因素所致的全身動脈的慢性進行性疾病。中國成人血脂異常防治指南［1］（2016年修訂版）指出血漿低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）或膽固醇（TC）升高是ASCVD重要的危險因素，降低LDL-C水平可顯著減少ASCVD的發(fā)病及死亡危險。LDL-C沉積在動脈壁的內(nèi)膜上有助于斑塊形成和動脈粥樣硬化，從而限制血液流向重要器官，增加動脈粥樣硬化血栓形成和動脈粥樣硬化后遺癥的風險［2］。研究發(fā)現(xiàn)，前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素-9（PCSK9）促進LDL受體（LDLR）的降解，使其不能循環(huán)到肝細胞質(zhì)膜，導致LDL-C水平升高［3］。因此，抑制PCSK9表達，能夠顯著降低血漿LDL-C水平。本文主要對PCSK9的生物學機制與ASCVD的關(guān)聯(lián)性，臨床可用的PCSK9抑制劑的新研究進展進行綜述。

1 PCSK9

PCSK9是由定位于染色體1p32.3的PCSK9基因編碼的692個氨基酸組成，主要包括信號肽、前結(jié)構(gòu)域、催化結(jié)構(gòu)域和羧基末端結(jié)構(gòu)域（V結(jié)構(gòu)域）［4］。其蛋白合成分泌與其它前蛋白轉(zhuǎn)化酶相似，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成PCSK9酶原（apo-PCSK9，74 kD），apo-PCSK9于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體中發(fā)生自身催化反應裂解成成熟蛋白酶（62 kD）并分泌入血［4］。PCSK9屬于一種細胞內(nèi)“轉(zhuǎn)化酶”或脫羧酶，主要在肝臟、腸道表達，在腎臟、腦等也有少量表達［4-5］。PCSK9的合成由轉(zhuǎn)錄因子固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-2（SREBP-2）調(diào)控，其通過結(jié)合基因啟動子區(qū)域中的固醇調(diào)節(jié)元件調(diào)節(jié)PCSK9的表達，SREBP-2還通過激活參與膽固醇體內(nèi)平衡的關(guān)鍵酶基因（包括HMG-CoA還原酶）來激活LDLR和膽固醇合成［6-7］。

2 PCSK9和LDLR降解

PCSK9在調(diào)節(jié)LDLR再循環(huán)中起關(guān)鍵作用［8］。LDLR結(jié)合血液循環(huán)中的LDL-C，該復合物通過網(wǎng)格蛋白介導的內(nèi)吞作用進入肝細胞，內(nèi)涵體的酸性pH使LDLR與LDL-C分離，LDLR再循環(huán)到細胞表面，而LDL-C在溶酶體中降解，其降解產(chǎn)物被細胞回收利用［9］。與PCSK9結(jié)合的LDLR也通過網(wǎng)格蛋白介導的內(nèi)吞作用進入細胞，但在酸性pH下兩者的結(jié)合親和力更強，最終導致復合物在溶酶體中降解和血液中LDL-C的清除率降低［10］（圖1）。因此，PCSK9和LDL-C之間存在正相關(guān)性。

圖1 PCSK9在低密度脂蛋白膽固醇代謝中的作用及機制［11］

隨著對PCSK9的深入研究，發(fā)現(xiàn)其還靶向LDLR以外的受體，包括VLDL受體（VLDLR）、載脂蛋白E受體（ApoER）、CD36和CD81；在PCSK9缺失時，LDLR和VLDLR在細胞表面的表達上調(diào)還具有組織和性別依賴性；由于LDLR、CD81和VLDLR是丙型肝炎受體，因此PCSK9可能保護機體免受某些病毒感染［12］。此外，在PCSK9敲除小鼠中，增加肝臟CD36的表達，提升了脂肪酸的攝取和甘油三酯和脂滴的積累［13］。與非突變對照組相比，PCSK9功能缺失型（LOF）突變組的外周血單核細胞的CD36 mRNA水平顯著增加［14］。Levy等［15］研究發(fā)現(xiàn)，PCSK9功能獲得型（GOF）突變體可上調(diào)膽固醇轉(zhuǎn)運蛋白NPC1L1和CD36的表達，從而增強膽固醇攝取；此外，外源性PCSK9改變了HMG-CoA還原酶和乙酰輔酶A：膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶的活性，并且通過正調(diào)節(jié)脂質(zhì)和ApoB-48的合成，增強乳糜微粒的分泌。這些發(fā)現(xiàn)為今后的PCSK9抑制治療的研究奠定了基礎(chǔ)。

3 PCSK9和心血管疾病

自2003年Seidah等［16］首次公布PCSK9以來，大量動物實驗證實抑制PCSK9可以顯著降低心血管疾病發(fā)生風險。在ASCVD患者中，PCSK9被檢測到在血管平滑肌細胞中表達，并且平滑肌細胞分泌的PCSK9可降低巨噬細胞中LDLR的表達［17］。研究表明，PCSK9是冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。–AD）的獨立危險因素，其與抗炎細胞因子 IL-10 及 hs-CRP 呈正相關(guān)［18］。Schlüter等［19］發(fā)現(xiàn)可通過沉默oxLDL受體（LOX-1），阻斷p38 MAPK活化和沉默PCSK9來減弱oxLDL的作用；oxLDL增加了PCSK9表達并導致原肌球蛋白的氧化修飾；結(jié)果表明，oxLDL通過誘導PCSK9表達顯著損害了心肌細胞收縮功能。

國內(nèi)外臨床研究證實了PCSK9水平與CAD嚴重程度呈正相關(guān)。Wang等［20］對126例CAD患者和70例冠狀動脈狹窄＜50%患者（對照組）研究顯示：CAD組血清PCSK9水平顯著高于對照組［（96.4±33.2）ng/ml vs（81.8±27.6）ng/ml，P＜0.05］；與單支或雙支血管病變患者相比，多支血管病變患者PCSK9水平明顯升高（P＜0.05）；相關(guān)分析顯示，PCSK9與許多臨床指標包括年齡、體重指數(shù)、總膽固醇、甘油三酯、收縮壓、空腹血糖、Gensini評分和LDL-C呈正相關(guān)（P＜0.05）。吳娜瓊等［21］亦證實血漿PCSK9水平與冠狀動脈粥樣硬化性狹窄的嚴重程度具有相關(guān)性。

另外，實驗研究發(fā)現(xiàn)PCSK9 GOF突變與常染色體顯性高膽固醇血癥（ADH）和早發(fā)性動脈粥樣硬化有關(guān)，而PCSK9 LOF突變具有心臟保護作用，并且在某些情況下可能導致家族性低血脂蛋白血癥（FHBL）［22］。大約三分之一的家族性高膽固醇血癥（FH）患者的脂蛋白（a）［Lp（a）］的血漿濃度升高，這是一種脂蛋白顆粒，具有致動脈粥樣硬化、炎性和促血栓形成特性，因此，高Lp（a）的FH患者仍存在較高的ASCVD的發(fā)生風險［23］。而PCSK9 LOF攜帶者的血漿LDL-C濃度降低了15%～30%，心血管事件發(fā)生風險降低47%～88%［24］。Lee等［25］對 13 545 例心血管病患者中的22例LDL-C水平極低的患者的研究發(fā)現(xiàn)，ApoB和PCSK9兩種基因均具有多態(tài)性，可能與CAD發(fā)生風險相關(guān)。Ason等［24］研究發(fā)現(xiàn)，在PCSK9-/-小鼠中LDLR或ApoE缺陷均導致循環(huán)膽固醇和動脈粥樣硬化損傷被輕微修飾；在ApoE缺陷小鼠中，抗PCSK9抗體的急性給藥并不能降低循環(huán)膽固醇水平，但其在APOE*3-Leiden.膽固醇酯轉(zhuǎn)移蛋白（CETP）轉(zhuǎn)基因小鼠（表達小鼠ApoE，人突變體APOE*3-Leiden和功能性LDLR）中，可降低循環(huán)膽固醇（-45%）和甘油三酯（-36%）；對APOE*3-Leiden.CETP小鼠給予慢性抗PCSK9抗體治療，可導致動脈粥樣硬化病變面積顯著降低（-91%），并降低病變復雜度。Mayne等［26］對PCSK9進行了完整外顯子測序，發(fā)現(xiàn)L10A53V和I474V PCSK9突變與加拿大白種人的低LDL-C水平顯著相關(guān)，但兩者對血清PCSK9濃度的影響卻不同，從而顯示其作用機制的差異，并表明PCSK9單獨檢測可能并不能總是很好地反映PCSK9功能。以上結(jié)果表明，LDL-C濃度降低與PCSK9抑制將顯著減少ASCVD的發(fā)生風險。

4 PCSK9抑制劑

PCSK9抑制劑顯著降低LDL-C作用已得到廣泛關(guān)注。由于PCSK9在細胞內(nèi)和循環(huán)中均表達，因此存在多種潛在靶標用于抑制其表達。主要包括：（1）通過反義寡核苷酸或 siRNA［27］的基因沉默來抑制表達。（2）使用單克隆抗體、表皮生長因子樣重復A序列（EGF-A）、模擬肽或連接蛋白，預防PCSK9與LDLR的結(jié)合。（3）抑制PCSK自身催化部位。目前正處于研發(fā)和不同臨床研究階段的PCSK9抑制劑主要包括PCSK9單克隆抗體、小分子干擾RNA和反義寡核苷酸。2015年，美國食品和藥物管理局（FDA）批準了2種完全人源化的PCSK9單克隆抗體，alirocumab（Praluent?）和 evolocumab（Repatha?），第三種人源化 PCSK9 mAb，LY3015014目前正在開發(fā)中；2016年，由于免疫原性增加和LDL-C反應減弱，人源化PCSK9單抗（bococizumab）被停止進一步的臨床開發(fā)［28］。

自從2016年美國心臟病學會（ACC）發(fā)布了第一個關(guān)于在ASCVD風險管理中降低LDL-C的非他汀類藥物治療的專家共識（ECDP）以來，PCSK9抑制劑在二次預防ASCVD中的較長期功效和安全性得到重點關(guān)注［29］。2017年，分別評估evolocumab和bococizumab的FOURIER試驗（高風險受試者中PCSK9抑制作用的進一步心血管事件的結(jié)果研究）和SPIRE-1和-2試驗（PCSK9抑制和血管事件的減少的研究）報告了臨床ASCVD患者和少數(shù)高危一級預防患者的心血管事件的最終結(jié)果，這些均為他汀藥物聯(lián)合非他汀類藥物治療提供了有力證據(jù)；此外，還報告了急性冠狀動脈綜合征（ACS）患者除了使用他汀類藥物治療，還可受益于ezetimibe（依澤替米貝）的治療結(jié)果；根據(jù)這些重要結(jié)果，2017年ACC更新了ECDP，以幫助臨床醫(yī)生更明確地指導臨床ASCVD患者使用依澤替米貝和PCSK9抑制劑［29］。

Sabatine等［30］進行了隨機、雙盲、安慰劑對照的FOURIER試驗，將他汀類藥物治療的27 564例LDL-C水平≥70 mg/dl（1.8 mmol/L）的 ASCVD患者，隨機給予evolocumab（13 784例）或匹配安慰劑（13 780例）；81.1%的患者有心肌梗死病史；基線LDL-C中位數(shù)為92 mg/dl（2.4 mmol/L）；治療48周時，與安慰劑組相比，evolocumab治療導致LDL-C平均降低59%，降至30 mg/dl（0.78 mmol/L），還導致非高密度脂蛋白膽固醇（non-HDL-C）水平降低52%，ApoB降低49%；evolocumab組87%患者LDL-C水平下降至≤70 mg/dl（1.8 mmol/L），其中42%患者下降至≤25 mg/dl（0.65 mmol/L），例數(shù)均顯著高于對照組；經(jīng)過26個月的隨訪，evolocumab治療使心血管死亡、心肌梗死、腦卒中、不穩(wěn)定型心絞痛住院、冠狀動脈血管重建術(shù)等主要終點事件的風險降低了15%（HR=0.85，95%CI：0.79～0.92，P＜0.01）；此外，心血管死亡、心肌梗死或腦卒中等關(guān)鍵次要終點事件的風險降低了 20%（HR=0.80，95%CI：0.73～0.88，P＜0.01），綜合分析顯示，治療組與對照組的差異隨著時間的推移而增加。

ODYSSEYⅡ期和Ⅲ期臨床試驗數(shù)據(jù)［31］表明Alirocoumab在降低原發(fā)性高膽固醇血癥患者中LDL-C水平方面具有高效性，還對致動脈粥樣硬化的其他膽固醇形式（包括non-HDL-C、ApoB、LP（a））具有降脂作用；該藥具有高度的安全性和良好的耐受性，可作為他汀類藥物治療后尚未達到目標LDL-C水平且患有他汀類藥物耐受不良和雜合性FH的患者的首選藥物；對ODYSSEY LONG TERM研究的數(shù)據(jù)進行二次分析的初步結(jié)果表明，Alirocoumab治療可能伴隨著較低的心血管事件的發(fā)生風險。而另一項關(guān)于評估Alirocumab對ACS患者心血管預后影響的臨床試驗（ODYSSEY OUTCOMES），其結(jié)果已于2018年ACC 會議上由 Philippe Gabriel Steg［32］發(fā)布。該研究納入18 924例ACS患者，研究發(fā)現(xiàn)，與安慰劑組相比，Alirocumab組非致命性心肌梗死的發(fā)生率下降14%，腦卒中發(fā)生率減少27%，不穩(wěn)定型心絞痛發(fā)生率減少39%，差異有統(tǒng)計學意義。盡管Alirocumab組與安慰劑組相比全因死亡率顯著降低15%（3.5%vs 4.1%），但2組的冠心病死亡率（2.2%vs 2.3%）和心血管死亡率（2.5%vs 2.9%）差異無統(tǒng)計學意義。中位隨訪2.8年后，Alirocumab組LDL-C水平為53.3 mg/dl，安慰劑組為101.4 mg/dl，絕對降低了54.7%。Alirocumab組主要不良心血管事件（MACE）的主要終點（首次發(fā)生冠心病死亡，非致命性心肌梗死，不穩(wěn)定型心絞痛住院或缺血性卒中的發(fā)生時間）明顯低于安慰劑組（9.5%vs 11.1%）。LDL-C≥100 mg/dL患者主要終點發(fā)生率降低24%。就安全性而言，Alirocumab組和安慰劑組分別發(fā)生75.8%和77.1%的治療突發(fā)不良事件2組注射部位的局部輕微反應（alirocumab組3.1%vs安慰劑組2.1%）比較差異有統(tǒng)計學意義。與FOURIER相比，ODYSSEY OUTCOMES納入了一個風險較高的患者組，具有較長的隨訪時間（從2年到5年不等），涉及不同的給藥策略，主要終點略有不同。

5 小結(jié)與展望

PCSK9可負調(diào)節(jié)LDLR水平，參與調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝，與心血管疾病的發(fā)生發(fā)展及預防密切相關(guān)。因此，PCSK9是目前心血管領(lǐng)域關(guān)于ASCVD防治的熱門研究靶點。另外，PCSK9抑制劑作為一種新型降低膽固醇藥物，經(jīng)過10余年的基礎(chǔ)和臨床研究，證實在降低LDL-C水平和減少心血管事件風險短期內(nèi)具有較好的安全性。雖然美國相繼批準了Alirocumab、Evolocumab上市，但是PCSK9抑制劑對ASCVD的防治效果及其長期應用的安全性仍需要長時間的臨床觀察，并且PCSK9關(guān)于心肌細胞的相關(guān)機制及肝外調(diào)節(jié)LDLR亦需進一步深入研究。

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