前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素9的研究進(jìn)展

張曉麗，徐義君，王興儀，王英歌，2

1.揚(yáng)州大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225000；2.揚(yáng)州大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，江蘇 揚(yáng)州 225000

前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素9（proprotein convertase subtilisin kexin type 9，PCSK9）是2003年在凋亡的小腦神經(jīng)元中發(fā)現(xiàn)的一種絲氨酸原蛋白，是原蛋白轉(zhuǎn)換酶家族的第九個(gè)成員[1]。它在體內(nèi)許多組織器官中都有表達(dá)，以肝、腎、腦和小腸中的表達(dá)濃度較高[2-3]。PCSK9主要作用是結(jié)合肝細(xì)胞低密度脂蛋白受體（low Density lipoprotein receptor，LDLR），并引導(dǎo)低密度脂蛋白受體-低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）復(fù)合物進(jìn)入溶酶體降解，從而阻止LDLR在肝細(xì)胞表面的再循環(huán)，近而阻止干細(xì)胞對(duì)LDL-C的攝取，從而調(diào)節(jié)脂代謝[4]。已發(fā)現(xiàn)循環(huán)中的PCSK9水平獨(dú)立于已確定的危險(xiǎn)因素預(yù)測(cè)60歲未流行的心血管疾病患者發(fā)生心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[4]。PCSK9水平被認(rèn)為是頸動(dòng)脈粥樣硬化的預(yù)測(cè)因子[5]。研究發(fā)現(xiàn)血漿PCSK9水平與LDL-C水平顯著相關(guān)[6]，ZHU等人[7]觀察到體質(zhì)指數(shù)、胰島素、低密度脂蛋白膽固醇和三酰甘油是PCSK9水平的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。此外，雖然PCSK9最先在發(fā)生凋亡的小腦神經(jīng)元中被發(fā)現(xiàn)，但它在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)中的功能尚不清楚。

1 PCSK9的生物學(xué)功能

1.1 PCSK9與脂代謝

在人體內(nèi)，血清膽固醇水平主要是由3條代謝途徑?jīng)Q定的，即膳食中膽固醇的攝入、膽固醇的合成和體內(nèi)膽固醇的降解。PCSK9可增加肝臟低密度脂蛋白降解，從而降低肝臟清除低密度脂蛋白的能力，導(dǎo)致高膽固醇血癥。低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)是動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病(ASCVD)的致病因素和主要治療靶點(diǎn)[8]。研究發(fā)現(xiàn)LDLC水平的降低與中風(fēng)、心肌梗死、不穩(wěn)定心絞痛和心肌血運(yùn)重建的減少相關(guān)[9]。PCSK9作為膽固醇代謝的連接點(diǎn)，已被證明可以負(fù)向調(diào)節(jié)跨腸膽固醇排泄(Tice)，這是膽固醇代謝的一條途徑，因而PCSK9在血脂異常發(fā)病機(jī)制中的作用引起了更多的興趣[10-11]。

家族性高膽固醇血癥(familial hypercholesterolemia,FH)是最常見的遺傳性血脂異常，其特征是血循環(huán)LDL-C水平升高和動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加，降脂治療是主要治療手段[12]。FH通常由LDLR、APOB、PCSK9或LDLRAP1的有害變異引起[13]，大多數(shù)FH是由LDL受體(LDLR)或載脂蛋白B-100(APOB)基因缺陷引起的，很少是由于PCSK9基因變異導(dǎo)致其過度生產(chǎn)(即功能獲得型變異)[14]。高膽固醇血癥作為一種最常見的脂質(zhì)改變，也是發(fā)生心血管疾病的主要危險(xiǎn)因素之一，歐洲心臟病學(xué)會(huì)在2019年血脂異常臨床實(shí)踐指南中建議，高膽固醇血癥的治療應(yīng)基于個(gè)體的心血管風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及低密度脂蛋白膽固醇水平的目標(biāo)[15]。但是隨著歐洲心臟病學(xué)會(huì)最近將極高心血管風(fēng)險(xiǎn)患者的LDL-C水平降低到55 mg/dl甚至40 mg/dl建議的實(shí)施，LDL-C的治療目標(biāo)將更難實(shí)現(xiàn)[15]。

迄今為止經(jīng)過臨床開發(fā)的最成功的策略是靶向PCSK9的單抗。通過與PCSK9結(jié)合并阻止其與LDL受體的相互作用，單抗導(dǎo)致細(xì)胞表面功能LDL受體數(shù)量的增加，從而增加肝細(xì)胞對(duì)LDL的攝取，降低血漿LDL-C濃度[16]。

1.2 PCSK9與動(dòng)脈粥樣硬化

雖然目前大多數(shù)對(duì)于PCSK9的研究集中于它在肝臟中對(duì)LDL水平調(diào)節(jié)的局部功能，但一些研究已經(jīng)證明，PCSK9也在其他細(xì)胞和組織包括血管壁的所有細(xì)胞成分中也有表達(dá)，尤其是內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞這兩種調(diào)節(jié)血管壁功能的細(xì)胞，此外，還存在于炎癥細(xì)胞如巨噬細(xì)胞[17-19]。巨噬細(xì)胞是動(dòng)脈粥樣硬化中富含脂質(zhì)的泡沫細(xì)胞的前體，研究證明平滑肌細(xì)胞的化生也可能產(chǎn)生類似巨噬細(xì)胞的泡沫細(xì)胞[20]。因此PCSK9除了對(duì)肝臟LDLR具有眾所周知的調(diào)節(jié)作用以外，可能還具有促動(dòng)脈粥樣硬化的作用，PCSK9水平升高是動(dòng)脈粥樣硬化的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[21]。

動(dòng)脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）是脂肪和纖維物質(zhì)在動(dòng)脈壁的堆積形成動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，使血管腔狹窄、組織缺血并引發(fā)血栓形成的一種炎性病理過程[22]。AS在世界范圍內(nèi)發(fā)病率和病死率極高，其所導(dǎo)致冠心病、缺血性中風(fēng)和關(guān)系要病等其他心血管疾病，共同構(gòu)成全球頭號(hào)死因[23-24]。

動(dòng)脈粥樣硬化是由內(nèi)皮功能改變開始的，伴隨著動(dòng)脈壁內(nèi)層LDL-C的積累、氧化和糖基化，并隨著黏附分子的表達(dá)和趨化劑的釋放而持續(xù)。PCSK9通過引導(dǎo)肝臟LDLR進(jìn)入溶酶體進(jìn)行降解，增加循環(huán)LDL水平，參與AS發(fā)病[25]。有研究顯示，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的壞死核心體積與血清PCSK9水平成比例增加，與低密度脂蛋白無關(guān)[26]。但一項(xiàng)10年的隨訪研究表明，頸動(dòng)脈斑塊面積和新斑塊的形成與LDL-C水平有關(guān)，也與PCSK9水平升高無關(guān)[27]。

1.3 PCSK與神經(jīng)退行性疾病

神經(jīng)元凋亡廣泛發(fā)生在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中，然而，細(xì)胞凋亡的異常調(diào)節(jié)可能發(fā)生從而導(dǎo)致神經(jīng)退行性疾病的發(fā)展，如阿爾茨海默病(alzheimer's disease,AD)。已有研究證實(shí)神經(jīng)退行性改變可能是由于腦內(nèi)膽固醇及其代謝產(chǎn)物可參與了神經(jīng)系統(tǒng)病變的病理過程［28］。此外，研究發(fā)現(xiàn)在排除了年齡、性別、吸煙史等相關(guān)混雜因素影響后，低血漿膽固醇水平可能是帕金森病(parkinson disease，PD)發(fā)病的危險(xiǎn)因素[29]。

在大腦中，PCSK9已被證明通過激活Bcl-2/Bax/caspase3信號(hào)通路促進(jìn)神經(jīng)元凋亡[30]。一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，高脂飼料喂養(yǎng)的小鼠大腦中PCSK9和BACE1的表達(dá)增加，從而導(dǎo)致Aβ的產(chǎn)生和腦細(xì)胞凋亡[31]。最近的一項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)，AD患者腦脊液(CSF)中的PCSK9水平高于非AD患者，這表明PCSK9與AD之間存在病理生理聯(lián)系,PCSK9可能通過激活腦內(nèi)脂質(zhì)堆積、細(xì)胞凋亡和淀粉樣蛋白的產(chǎn)生而在AD中發(fā)揮作用[32]。

2 PCSK9抑制劑的前景

抑制血液中PCSK9的表達(dá)能增加細(xì)胞表面LDLR的數(shù)量并增加細(xì)胞對(duì)LDL-C的攝取,成為一種新型降脂策略。傳統(tǒng)他汀類藥物的降脂療法是家族性高膽固醇血癥治療的基石[33]，并且可以降低這些患者患動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病(ASCVD)的風(fēng)險(xiǎn)[34]。前蛋白轉(zhuǎn)換酶枯草溶菌素9抑制劑(PCSK9i)最近被證明是治療家族性高膽固醇血癥的有效和安全的藥物[35]。此外，最近的一項(xiàng)薈萃分析研究表明，在高膽固醇血癥患者中，PCSK9抑制劑在降低LDL膽固醇方面比他汀類藥物有更大的益處[36]。除了公認(rèn)的降膽固醇作用外，在高膽固醇血癥患者中使用臨床批準(zhǔn)的單克隆抗體抑制PCSK9也可以影響高密度膽固醇亞類的分布，特別是在沒有同時(shí)接受PCSK9抑制劑Ezetimibe治療的患者中[37]。

2017年歐洲心臟病學(xué)會(huì)/歐洲動(dòng)脈粥樣硬化學(xué)會(huì)(ESC/EAS)工作小組發(fā)布的《PCSK9抑制劑對(duì)心血管高危患者的實(shí)用指南》[38]已推薦將PCSK9抑制劑作為心血管疾病的一級(jí)和二級(jí)預(yù)防治療藥物。然而，它們的使用是有限的：歐洲指南推薦PCSK9抑制劑用于LDL-C水平持續(xù)較高的患者，包括盡管使用最大耐受量的他汀類藥物與依折麥布聯(lián)合治療的患者(I類)，具有非常高心血管風(fēng)險(xiǎn)的家族性高膽固醇血癥患者(IC類)，以及他汀類藥物不耐受患者(IIB類)[39]。Alirocumab和Evocumab這兩種PCSK9抑制劑作為完全人源性單克隆抗體，已被ESC/EAS推薦用于治療心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)非常高且無法充分降低低密度脂蛋白水平的個(gè)體[39]。他汀類藥物、Alirocumab和Evocumab通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的關(guān)鍵通路發(fā)揮降脂作用。在他汀類藥物治療的基礎(chǔ)上與其他兩種藥物聯(lián)合使用可提高降脂效果，但三者結(jié)合是否能減少單藥治療的不良反應(yīng)，達(dá)到降脂效果還有待進(jìn)一步研究。

關(guān)于PCSK9抑制劑的不良反應(yīng)，近期研究[41]發(fā)現(xiàn)其最常見的不良反應(yīng)是感染，與Strilchuck等人[41]進(jìn)行的研究提出evocumab和alirocumab最常見的不良反應(yīng)是流行性感冒癥狀、上呼吸道感染和鼻咽炎相一致。此外，盡管PCSK9抑制劑在卒中和心臟缺血/再灌注損傷模型中顯示了對(duì)腦功能的有利影響，但FDA報(bào)告了所有與神經(jīng)認(rèn)知障礙相關(guān)的PCSK9抑制劑試驗(yàn)可能的不良反應(yīng)[42]。然而也有試驗(yàn)表明與安慰劑相比，接受PCSK9抑制劑治療的患者不會(huì)損害認(rèn)知功能[45]。因此，需要進(jìn)一步的研究來闡明PCSK9抑制劑對(duì)大腦和認(rèn)知功能的爭(zhēng)議效應(yīng)。

綜上所述，PCSK9抑制劑具有良好的安全性、有效性和耐受性。需要上市后的安全性監(jiān)測(cè)和現(xiàn)實(shí)世界的研究來進(jìn)一步支持這類藥物的長(zhǎng)期安全。