動(dòng)脈粥樣硬化中PCSK9的致炎作用

李永林，尚莎莎，顧問(wèn)，關(guān)懷敏，王賀，孟中華，司春嬰，柴爽爽，陳玉善*

(1.河南中醫(yī)藥大學(xué)，河南 鄭州；2.河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院 心血管內(nèi)科，河南 鄭州)

0 引言

動(dòng)脈粥樣硬化一直都是困擾人們的常見(jiàn)疾病，最近大家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)抗動(dòng)脈粥樣硬化的新靶點(diǎn)——前蛋白轉(zhuǎn)化酶subtilisin/kexin type 9 (PCSK9)。PCSK9是近年來(lái)大家研究的重點(diǎn)，他可以降解低密度脂蛋白膽固醇受體(LDL-R)，使低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平提高，從而增加了動(dòng)脈粥樣硬化(AS)的風(fēng)險(xiǎn)[1]。這種發(fā)現(xiàn)使人們激發(fā)了研究PCSK9的興趣，近兩年的研究顯示，PCSK9可能不止這一個(gè)作用，其中一個(gè)作用似乎是促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病(ASCVD)的炎癥作用。脂質(zhì)代謝失調(diào)會(huì)誘導(dǎo)炎癥和免疫反應(yīng)，導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化，而炎癥又可以反過(guò)來(lái)影響脂質(zhì)代謝[2]。慢性炎癥現(xiàn)已漸漸被認(rèn)為是AS的長(zhǎng)期影響因素，而這種炎癥反應(yīng)似乎又可以被PCSK9調(diào)節(jié)，近年來(lái)有很多文章顯示，PCSK9不僅可以調(diào)節(jié)肝細(xì)胞中的LDL-R，還可以調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等多種細(xì)胞的LDL-R代謝，而LDL-C的濃度升高，不僅會(huì)促進(jìn)泡沫細(xì)胞的形成，還會(huì)導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的慢性放大，而炎癥反應(yīng)卻又是血管破裂和血栓形成的主要原因，這一作用既促進(jìn)了AS的形成，又增加了AS并發(fā)癥產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)[3]。故本文將對(duì)PCSK9與動(dòng)脈粥樣硬化的的致炎作用進(jìn)行綜述。

1 PCSK9誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的致炎作用

動(dòng)脈粥樣硬化性斑塊中，巨噬細(xì)胞釋放炎癥因子誘導(dǎo)中膜平滑肌細(xì)胞(SMCs)增殖、遷移，導(dǎo)致并加速動(dòng)脈粥樣硬化的形成。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的平滑肌細(xì)胞可表達(dá)和釋放PCSK9，加速斑塊內(nèi)的炎癥反應(yīng)[4]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)在健康受試者的人群中，血漿PCSK9水平和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)水平呈正相關(guān)，這一觀察結(jié)果也支持PCSK9在炎癥中的有促進(jìn)作用[5]。

Chiara R等學(xué)者在近期做了一系列實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證PCSK9誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的致炎效應(yīng)的假設(shè)：不同濃度(0.250-2.5μg/mL)的人重組PCSK9 (hPCSK9)處理THP1巨噬細(xì)胞和人原代巨噬細(xì)胞，2.5μg/mL PCSK9作用24小時(shí)后，兩種細(xì)胞均可明顯誘導(dǎo)IL-1β、IL-6、CXCL 2、TNF-α和MCP1mRNA的表達(dá)。THP-1巨噬細(xì)胞與高表達(dá)hPCSK9的HepG2mRNA共培養(yǎng)后，與HepG2相比，HepG2 PCSK9條件培養(yǎng)液可顯著誘導(dǎo)致炎基因TNF-α和IL-1β的表達(dá)，分別為HepG2的2.4±0.5倍和8.6±1.8倍。與野生型骨髓巨噬細(xì)胞相比，隨著hPCSK9濃度的增加，骨髓基質(zhì)細(xì)胞LDLR+/+孵育可顯著誘導(dǎo)LDLR mRNA的表達(dá)，而LDLR-/-則相對(duì)較少，hPCSK9對(duì)小鼠骨髓巨噬細(xì)胞TNF-α基因表達(dá)的影響顯著降低(LDLR-/-和LDLR+/+分別為(4.3±1.6)倍和(31.1±6.1)倍)。健康成人(男533例，女537例)血漿PCSK9與腫瘤壞死因子-α水平呈正相關(guān)(B=8.7395%CI7.54×9.93，P＜0.001)[6]。

該實(shí)驗(yàn)為了確定PCSK9的致炎作用，使用了LDL-R缺失小鼠的巨噬細(xì)胞進(jìn)行對(duì)照，從上訴實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，PCSK9對(duì)TNF-α有明顯的誘導(dǎo)作用。根據(jù)這一證據(jù)，可以設(shè)想LDL-C和PCSK9通過(guò)與LDL-R相互作用，來(lái)激活相似的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路，從而誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的致炎效應(yīng)。之前也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)PCSK9的致炎作用可能依賴(lài)于JAK和SREBP通路的激活，與這一觀點(diǎn)相似[7]。該實(shí)驗(yàn)還提到PCSK9靶向的其他受體，如CD3629、VLDLR、LRP-130或ApoER231等，均可以參與致炎反應(yīng)。他們認(rèn)為PCSK9可能與致炎因子共同作用，誘導(dǎo)了動(dòng)脈粥樣硬化中單核細(xì)胞募集相關(guān)的細(xì)胞趨化因子，比如：MCP-1和CXCL2，這一觀點(diǎn)也在別的研究中被證實(shí)[8]。從而可以大膽推測(cè)PCSK9通過(guò)募集動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的循環(huán)單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞來(lái)促進(jìn)局部炎癥反應(yīng)。同年，在另一篇文獻(xiàn)中我們也發(fā)現(xiàn)，PCSK9抑制劑tocilizumab的AUC(藥時(shí)曲線下面積，表示藥物的生物利用度)的反應(yīng)與白細(xì)胞(r=0.77，P＜0.001)和中性粒細(xì)胞(r=0.72，P=0.001)的AUC密切相關(guān)[9]。這證明了PCSK9確實(shí)與白細(xì)胞和中性粒細(xì)胞有關(guān)系，但是其通過(guò)哪些通路，有哪些介質(zhì)，我們還知之甚少，感興趣的可深入研究。

2 PCSK9對(duì)于動(dòng)脈粥樣硬化的局部致炎作用

眾所周知，PCSK9可通過(guò)調(diào)節(jié)LDL-R的數(shù)量來(lái)影響動(dòng)LDL-C的血漿濃度，從而影響動(dòng)脈粥樣硬化的產(chǎn)生，目前有證據(jù)證明PCSK9不僅可以影響LDL-R，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)LRP1(一種LDL-R)，介導(dǎo)其在血管中的致炎作用，PCSK9可以誘導(dǎo)LRP1的缺失，而LRP1的缺失則會(huì)誘導(dǎo)炎癥的發(fā)生[10]。目前學(xué)者們發(fā)現(xiàn)PCSK9還可以不依賴(lài)膽固醇系統(tǒng)的改變來(lái)影響動(dòng)脈粥樣硬化的炎癥反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)選用了apoE-/-小鼠和LDLR-/-小鼠，將hPCSK9tg/apoE-/-小鼠的骨髓細(xì)胞和apoE-/-骨髓細(xì)胞移植到apoE-/-受體中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)apoE-/-→apoE-/-和hPCSK9tg/apoE-/-→apoE-/-小鼠的血清膽固醇對(duì)比為861±73mg/dl vs 881±52mg/dl，和甘油三酯水平對(duì)比1431±36mg/dl vs 1441±26mg/dl無(wú)明顯差異。hPCSK9的局部積累引起病變組成發(fā)生了顯著變化，與對(duì)照組相比，hPCSK9tg炎癥性Ly6Chi陽(yáng)性細(xì)胞顯著增加32%(分別為7.4±1.5%和5.6±1.1%)，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這些結(jié)果表明，局部斑塊中的PCSK9可以不依賴(lài)血清或主動(dòng)脈中膽固醇調(diào)節(jié)相關(guān)而促進(jìn)炎癥單核細(xì)胞浸潤(rùn)。接下來(lái)他們又研究了hPCSK9tg/apoE-/-小鼠體內(nèi)的變化是否依賴(lài)于LDLR的存在，因?yàn)長(zhǎng)DLR是PCSK9作用的共同靶點(diǎn)。hPCSK9tg/LDLR-/-和LDLR-/-小鼠的骨髓細(xì)胞移植到hPCSK9tg/LDLR-/-受體體內(nèi)，高脂飼養(yǎng)8周后，甘油三 酯(859±141mg/dlhPCSK9tg/LDLR-/-)vs(1013±123mg/dl LDLR-/-)，兩組小鼠的血清膽固醇水平和病變斑塊大小均沒(méi)有顯著變化，炎癥性Ly6Chi陽(yáng)性細(xì)胞(5.9±0.9% LDLR-/-)vs(5.9±0.8% hPCSK9tg/LDLR-/-)，綜合以上數(shù)據(jù)說(shuō)明，PCSK9促進(jìn)炎癥的作用是LDR依賴(lài)性的[11]。

為了研究PCSK9在動(dòng)脈粥樣硬化中的局部作用，將相同背景的hPCSK9tg小鼠(分別為apoE-/-和LDLR-/-)的骨髓移植給apoE-/-和LDLR-/-小鼠。盡管血脂水平與病變斑塊的大小沒(méi)有明顯變化，但顯示病變中致炎單核細(xì)胞的LDLR依賴(lài)性增加，巨噬細(xì)胞hPCSK9以LDLR依賴(lài)的方式顯著改變致炎和抗炎細(xì)胞因子的表達(dá)。根據(jù)文章中可以推斷，即使在脂質(zhì)濃度沒(méi)有變化的情況下，hPCSK9可以通過(guò)改變斑塊的形態(tài)，增加炎性Ly6chi單核細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化并促進(jìn)它的浸潤(rùn)，從而直接促進(jìn)了動(dòng)脈粥樣硬化的形成[11]。由于PCSK9在組織中的蓄積過(guò)于依賴(lài)LDL-R的作用，所以阻斷這一路徑對(duì)抗動(dòng)脈粥樣硬化有明顯效果，但是這并不能排除通過(guò)其他路徑的直接致炎作用，比如上文提到的LRP1介導(dǎo)的機(jī)制[12]。

總而言之，PCSK9的局部致炎作用可以不依賴(lài)于血脂水平的變化，但是較為依賴(lài)LDL-R這一途徑，這就提示我們，對(duì)抗PCSK9的療法并不僅是降脂這一個(gè)作用，是從多方面降低動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生與發(fā)展。

3 PCSK9依賴(lài)血脂濃度的致炎作用

上文講到了PCSK9的局部致炎作用，是依賴(lài)于LDL-R基礎(chǔ)上的作用，而PCSK9還可以依賴(lài)于血脂濃度達(dá)到致炎作用，氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)是一種強(qiáng)效的動(dòng)脈粥樣硬化致炎介質(zhì)，它和其他致炎介質(zhì)，如脂多糖，可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞(ECs)、血管平滑肌細(xì)胞(SMCs)和樹(shù)突狀細(xì)胞表達(dá)PCSK9，而巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞均在動(dòng)脈粥樣硬化的演變中起關(guān)鍵作用[13]。

hPCSK9被發(fā)現(xiàn)能直接激活人類(lèi)巨噬細(xì)胞、巨噬細(xì)胞遷移和釋放致炎細(xì)胞因子等。Liu等人發(fā)現(xiàn)在ox-LDL誘導(dǎo)的樹(shù)突狀細(xì)胞成熟和激活血液和動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的T細(xì)胞中PCSK9扮演著一個(gè)重要的角色[14]。學(xué)者們又發(fā)現(xiàn)，在健康者和膿毒癥患者中，使用LPS處理后，PCSK9基因功能缺失與細(xì)胞因子反應(yīng)減弱有關(guān)。同時(shí)，與野生型小鼠相比，PCSK9基因功能缺失的小鼠血清IL-1蛋白水平顯著降低[15]。此外，還發(fā)現(xiàn)當(dāng)加入hPCSK9后可增強(qiáng)致炎細(xì)胞因子TNF-α和IL-1的轉(zhuǎn)錄，抑制Lps刺激巨噬細(xì)胞抗炎細(xì)胞因子的mRNA水平[16]。這些在體外以及動(dòng)物和人類(lèi)心血管疾病模型中的觀察結(jié)果，有力地支持了PCSK9本身增強(qiáng)了炎癥狀態(tài)，致炎環(huán)境又增強(qiáng)PCSK9表達(dá)和釋放的觀點(diǎn)。

LOX-1是內(nèi)皮細(xì)胞上OX-LDL的主要清道夫受體，在巨噬細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中也有表達(dá)，尤其是當(dāng)這些細(xì)胞暴露于OX-LDL、血管緊張素II或致炎細(xì)胞因子時(shí)。值得注意的是，LOX-1在生長(zhǎng)的斑塊和容易破裂的斑塊中也高度表達(dá)[17]。現(xiàn)在也有很多人認(rèn)為，PCSK9的活化是巨噬細(xì)胞攝取LDL以及膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)逆轉(zhuǎn)的原因。Ding等人證明重組的PCSK9促進(jìn)了多種SRs(清道夫受體)的表達(dá)，例如LOX-1、SRA和CD36，其中LOX-1是上調(diào)度最大的SR，而這些SRs則是巨噬細(xì)胞攝取ox-LDL，啟動(dòng)動(dòng)脈粥樣硬化的重要介質(zhì)[18]。

而盡管以上數(shù)據(jù)喜人，但是最近學(xué)者們發(fā)現(xiàn)盡管使用了高強(qiáng)度他汀類(lèi)藥物和PCSK9抑制劑聯(lián)合治療，還是不能完全解決動(dòng)脈粥樣硬化血栓形成的炎癥機(jī)制[19]，有學(xué)者用高敏C反應(yīng)蛋白(hsCRP)來(lái)進(jìn)行了關(guān)于PCSK9導(dǎo)致炎癥的測(cè)量，Pradhan根據(jù)患者用藥14周后的hsCRP和LDL的濃度水平，來(lái)評(píng)估9738名參加SPIRE-1和SPIRE-2心血管轉(zhuǎn)歸試驗(yàn)的患者殘留的炎癥風(fēng)險(xiǎn)，這些患者同時(shí)接受了他汀類(lèi)藥物和bococizumab治療， 在14周后，數(shù)據(jù)顯示盡管極大地降低了LDL-C，但是接受治療的患者繼續(xù)顯示循環(huán)hs-CRP水平持續(xù)升高，這也是心血管風(fēng)險(xiǎn)的重要預(yù)測(cè)因素[20]。學(xué)者們還發(fā)現(xiàn)在FOURIER試驗(yàn)中，hs-CRP的水平與PCSK9抑制劑降低心血管不良結(jié)局的療效之間也同樣缺乏相關(guān)性[21]。

這些觀察表明，要么hs-CRP測(cè)量的炎癥沒(méi)有改變，要么hs-CRP只是炎癥的一個(gè)非特異性標(biāo)志物，可能不能反映炎癥的全部譜系。但是有學(xué)者發(fā)現(xiàn)在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化患者中，炎癥標(biāo)志物與血漿中PCSK9之間有很強(qiáng)的相關(guān)性[22]。

4 總結(jié)

PCSK9在動(dòng)脈粥樣硬化中的致炎作用，是引起且導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)鍵因素，但是PCSK9的作用在很大程度上依賴(lài)于LDLR。有證據(jù)表明PCSK9在清道夫受體表達(dá)、oxLDL攝取、泡沫細(xì)胞形成和新生內(nèi)膜增生中均可以起作用。清道夫受體如LOX-1和PCSK9之間的正反饋循環(huán)導(dǎo)致mtROS的產(chǎn)生，加強(qiáng)細(xì)胞損傷，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[23,24]。因此，針對(duì)PCSK9的靶向治療，可能與其他炎癥介質(zhì)的抑制劑聯(lián)用，可以提供有效的治療選擇，以減輕ASCVD負(fù)擔(dān)，而不是單純利用降低LDL-C的作用來(lái)抗動(dòng)脈粥樣硬化。而最近剛完成臨床三期實(shí)驗(yàn)的Inclisiran，一種干擾PCSK9mRNA表達(dá)的siRNA，不僅具有降低LDL-C的作用，還具有抗炎、抗血栓、降lp(a)等眾多作用，是siRNA治療常見(jiàn)疾病的里程碑式的進(jìn)程，同時(shí)也是治療動(dòng)脈粥樣硬化的新起之秀[25]。但是目前這個(gè)藥還未大量投入臨床使用，也提醒我們可以從PCSK9的炎癥作用方面作更深入的研究，從PCSK9被發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在17年左右，脂質(zhì)方面的內(nèi)容已經(jīng)被大家熟悉，我們是否可以換一種思路呢，抗炎作用，抗LP(a)作用、以及對(duì)清道夫受體的影響，都是值得我們?nèi)ジ嘌芯康乃悸贰?/p>