PCSK9抑制劑多效性研究進展

肖明瑛 蘇冠華

(1.華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院第一臨床學(xué)院，湖北 武漢 430022；2.華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院心血管內(nèi)科，湖北 武漢 430022)

2003年，Abifadel等[1]發(fā)現(xiàn)一種新的人類蛋白轉(zhuǎn)化酶，其編碼基因位于1號常染色體短臂，稱之為前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素9(proprotein convertase subtilisin/kexin type 9，PCSK9)。PCSK9在肝臟中高表達，也在胃腸道、胰臟、腎臟和中樞神經(jīng)系統(tǒng)中有所表達，并有助于維護膽固醇穩(wěn)態(tài)，PCSK9基因突變被確定為常染色體顯性遺傳家族性高膽固醇血癥的第三種分子原因[1]。

正常情況下，血漿中的低密度脂蛋白(low-density lipoprotein，LDL)與低密度脂蛋白受體(low-density lipoprotein receptor，LDLR)結(jié)合后內(nèi)吞進入細胞，與溶酶體融合，在溶酶體水解酶的作用下被水解[2]。PCSK9與LDLR結(jié)合并使其降解，使得可用的LDLR減少，從而減少低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)的清除。

PCSK9抑制劑是一組藥物，其主要作用機制是與PCSK9分子結(jié)合，阻止其與LDLR結(jié)合，減少該受體的降解，從而增加對血液中LDL-C的攝取，并降低其濃度[3]。在這一組藥物中，阿利西尤單抗(alirocumab)、依洛尤單抗(evolocumab)和博科西單抗(bococizumab)三種單克隆抗體已被證實可以有效抑制PCSK9和降低LDL-C水平。其中前兩種藥物已被美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準用于家族性高膽固醇血癥、他汀不耐受或禁忌，以及動脈粥樣硬化性心血管疾病患者的治療。

然而，越來越多的研究表明，降脂并不是PCSK9抑制劑的唯一作用。現(xiàn)主要針對PCSK9抑制劑降脂之外多效性的研究進展進行綜述。

1 在心血管系統(tǒng)中的作用

1.1 抗炎作用

在高脂肪飲食的載脂蛋白E基因敲除小鼠體內(nèi)，PCSK9基因干擾可通過抑制血管炎癥和Toll樣受體4/核因子κB通路直接延緩動脈粥樣硬化進程，而不影響血清膽固醇水平[4]。體外實驗中，促炎刺激和脂多糖顯著增加血管內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞PCSK9的表達，而PCSK9也可以誘導(dǎo)巨噬細胞、平滑肌細胞和多種組織中促炎細胞因子的分泌，形成正反饋作用，參與炎癥過程[5]。這些證據(jù)提示，PCSK9與炎癥過程息息相關(guān)，PCSK9抑制劑可能發(fā)揮抗炎作用。

2019年，一項在荷蘭進行的多中心隨機對照雙盲試驗[6]使用18F-氟代脫氧葡萄糖正電子發(fā)射斷層掃描/計算機斷層掃描以及循環(huán)炎癥標志物評估動脈壁炎癥。研究結(jié)果表明，與安慰劑對照組相比，阿利西尤單抗治療組患者的總膽固醇、LDL-C、載脂蛋白B、脂蛋白(a)[lipoprotein(a) ，Lp(a)]水平顯著降低，并伴隨動脈壁炎癥的減輕，但不影響循環(huán)炎癥標志物。Dozio等[7]研究首次發(fā)現(xiàn)心外膜脂肪組織(epicardial adipose tissue，EAT)是PCSK9的來源之一，且EAT炎癥與PCSK9的局部表達相關(guān)，而與循環(huán)PCSK9的水平無顯著相關(guān)，提示干預(yù)PCSK9可能通過調(diào)節(jié)EAT局部炎癥而減少不良心血管事件。Landlinger等[8]研究評估了AT04A抗PCSK9疫苗在動脈粥樣硬化APOE*3Leiden.CETP小鼠模型中改善甚至預(yù)防冠心病的治療潛力。與對照組相比，AT04A治療組小鼠的血漿LDL-C水平顯著降低，多種血漿炎癥標志物水平顯著降低，動脈粥樣硬化斑塊面積和主動脈炎癥降低。sirtuins是一個參與組蛋白去乙?；牡鞍准易澹谴x驅(qū)動炎癥的關(guān)鍵酶。有研究指出，PCSK9可能是sirtuins的重要調(diào)控因子；PCSK9抑制劑的部分抗炎作用可能通過調(diào)節(jié)sirtuins來介導(dǎo)[9]。

總而言之，PCSK9參與炎癥過程，PCSK9抑制劑可能通過抑制促炎過程、抗氧化應(yīng)激等機制發(fā)揮抗炎作用，但其具體機制及在抗炎方面的安全性和有效性仍有待進一步研究揭示。

1.2 抗動脈粥樣硬化作用

動脈粥樣硬化是一種多因素的血管疾病，血脂異常是其主要危險因素之一，其中LDL-C的致動脈粥樣硬化作用最為明確，PCSK9抑制劑可通過降低LDL-C水平降低心血管風(fēng)險[3]。然而，近年來越來越多的證據(jù)表明，PCSK9抑制劑還可通過多種降LDL-C以外的機制干預(yù)動脈粥樣硬化的進程[10]。

內(nèi)皮功能障礙是動脈粥樣硬化進展的重要因素。Wu等[11]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)PCSK9 siRNA預(yù)處理的人臍靜脈內(nèi)皮細胞凋亡明顯減少，表明抑制PCSK9可以減少氧化型低密度脂蛋白誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細胞凋亡。有研究[12]發(fā)現(xiàn)動脈硬化患者接受短期PCSK9抑制劑治療后，其頸動脈-股動脈脈搏波傳導(dǎo)速度顯著改善，提示PCSK9抑制劑可以改善內(nèi)皮舒縮功能和動脈僵硬度，且其作用獨立于LDL-C。Leucker等[13]開展的臨床試驗首次證明短期依洛尤單抗的應(yīng)用顯著而迅速地改善了血脂異常和人類免疫缺陷病毒攜帶者的冠狀動脈內(nèi)皮功能障礙，降低了心血管風(fēng)險。

單核細胞的遷移和浸潤在動脈粥樣硬化進程中也發(fā)揮了重要作用。研究[14]發(fā)現(xiàn)血管平滑肌細胞分泌的PCSK9可降低單核細胞表面的LDLR表達，增加LDL-C誘導(dǎo)的C-C趨化因子受體2表達，提高單核細胞遷移能力，參與動脈粥樣硬化進程。Bernelot Moens等[15]研究顯示家族性高膽固醇血癥患者單核細胞表面C-C趨化因子受體2的表達約為健康對照組的3倍。該研究[15]還發(fā)現(xiàn)，與未治療或使用他汀類藥物治療的家族性高膽固醇血癥患者相比，使用PCSK9抑制劑治療的家族性高膽固醇血癥患者單核細胞表面C-C趨化因子受體2表達顯著下降，遷移能力降低。

大多數(shù)急性心血管事件的發(fā)生是由于不穩(wěn)定的動脈粥樣硬化斑塊破裂引發(fā)的血栓形成或栓塞，而易破裂的斑塊往往具有脂質(zhì)含量高、斑塊內(nèi)出血和炎癥嚴重等特點[16]。ATHEROREMO-IVUS研究[17]使用血管內(nèi)超聲虛擬組織學(xué)成像技術(shù)評估動脈粥樣硬化斑塊的成分，發(fā)現(xiàn)冠狀動脈粥樣硬化患者的血清PCSK9水平與斑塊壞死核心組織的數(shù)量成線性相關(guān)，且其相關(guān)性獨立于LDL-C。2020年，Sun等[16]應(yīng)用頸動脈MRI無創(chuàng)評估脂核和斑塊炎癥等相關(guān)指標，觀察到使用阿利西尤單抗6個月后，頸動脈斑塊脂質(zhì)含量降低17%。Kong等[18]研究表明，用依洛尤單抗預(yù)處理的家兔，動脈粥樣硬化斑塊體積百分比和壞死百分比均明顯下降，纖維化百分比明顯上升。PCSK9Qβ-003疫苗是一種以PCSK9為靶點的病毒樣顆粒疫苗，接種該疫苗后，小鼠體內(nèi)能產(chǎn)生高滴度的抗PCSK9抗體。Pan等[19]研究表明PCSK9Qβ-003疫苗可顯著降低血漿總膽固醇和PCSK9水平，并上調(diào)肝臟中LDLR的表達。Wu等[20]研究評估了PCSK9Qβ-003疫苗對動脈粥樣硬化的潛在療效，結(jié)果表明，PCSK9Qβ-003疫苗可通過調(diào)節(jié)膽固醇反向轉(zhuǎn)運、抑制炎癥浸潤和細胞凋亡來減緩動脈粥樣硬化的進展。這些證據(jù)表明，PCSK9抑制劑具有穩(wěn)定動脈粥樣硬化斑塊的作用。

1.3 抗血小板聚集與抗血栓形成

血栓形成是發(fā)生急性冠狀動脈綜合征、缺血性腦卒中等血栓性疾病的主要病理原因。Qi等[21]研究發(fā)現(xiàn)PCSK9與血小板CD36結(jié)合，激活下游信號通路，增強了激動劑誘導(dǎo)的血小板聚集。Navarese等[22]開展的前瞻性觀察研究在急性冠狀動脈綜合征患者中發(fā)現(xiàn)，血漿PCSK9水平升高與血小板反應(yīng)性增高有關(guān)。一項前瞻性隊列研究[23]納入了24例原發(fā)性高膽固醇血癥患者，發(fā)現(xiàn)PCSK9單抗治療12個月后，血小板聚集和活化能力降低，血小板對阿司匹林抑制作用的敏感性增加。Cammisotto等[24]在雜合子家族性高膽固醇血癥患者中進行的多中心研究顯示，PCSK9抑制劑可降低血小板活化，其機制包括通過抑制還原型輔酶Ⅱ氧化酶2活性進而抑制氧化型低密度脂蛋白的產(chǎn)生和PCSK9抑制后循環(huán)中LDL-C水平的降低。PCSK9抑制劑對血小板功能的影響及其具體機制仍有待進一步研究揭示。

此外，Marston等[25]發(fā)現(xiàn)PCSK9抑制劑的應(yīng)用可以顯著降低靜脈血栓栓塞的風(fēng)險，Lp(a)的降低可能是這一效應(yīng)的重要中介。一項研究評估了阿利西尤單抗對靜脈血栓栓塞發(fā)生率的影響，結(jié)果表明，與安慰劑組相比，阿利西尤單抗顯著降低了靜脈血栓栓塞的風(fēng)險，這與給藥后Lp(a)水平的顯著下降有關(guān)[26]。但PCSK9抑制劑下調(diào)Lp(a)水平參與抗靜脈血栓形成的結(jié)論還需更多數(shù)據(jù)支持。動物和人類相關(guān)研究均支持凝血因子Ⅷ(FⅧ)與動脈血栓形成之間的相關(guān)性[10]。肝細胞表面的LDLR和低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白1均參與FⅧ的降解，PCSK9可通過降低肝細胞表面LDLR和低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白1的表達來使血漿FⅧ水平升高，從而參與動脈血栓形成[21]。這些證據(jù)提示，PCSK9抑制劑可能具有抗動脈血栓形成的潛力，仍有待進一步研究證實。

2 在非心血管系統(tǒng)中的作用

2.1 抗腫瘤作用

研究表明，PCSK9可抑制多種不同類型腫瘤細胞的凋亡，促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。近期一項研究[27]在卵巢癌細胞中檢測到PCSK9的表達，并發(fā)現(xiàn)PCSK9具有促進卵巢癌細胞生存的作用，靶向抑制PCSK9后卵巢癌細胞增殖速度減慢，存活率降低。胃癌組織中PCSK9過表達與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和預(yù)后不良相關(guān)，進一步研究發(fā)現(xiàn)，PCSK9通過上調(diào)熱休克蛋白70激活絲裂原激活的蛋白激酶通路，促進胃癌轉(zhuǎn)移，抑制胃癌細胞凋亡[28]。Zhang等[29]研究表明PCSK9通過抑制細胞凋亡來促進肝細胞癌的生長，其機制為PCSK9促進脂肪酸合酶的表達，通過Bax/Bcl-2/Caspase9/Caspase3途徑抑制肝細胞癌的細胞凋亡。

Liu等[30]使用CRISPR-Cas9技術(shù)敲除了四種惡性小鼠癌細胞系(B16F10、4T1、MC38和CT26)中的PCSK9基因，再將四種PCSK9缺陷腫瘤細胞分別接種到同基因小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)PCSK9缺陷在四種小鼠腫瘤模型中均與抗PD1抗體協(xié)同抑制腫瘤生長。該研究[30]還發(fā)現(xiàn)，抑制PCSK9增加了腫瘤細胞表面主要組織相容性抗原Ⅰ的表達，進而促進了細胞毒性T細胞的瘤內(nèi)浸潤。據(jù)此，他們提出抑制PCSK9可增強癌癥的免疫檢查點療效。已有研究證明，抑制PCSK9與抑制結(jié)直腸癌和乳腺癌的進展有關(guān)[31-32]。然而，目前評估PCSK9抑制劑對腫瘤的作用及其機制的研究相對較少，PCSK9抑制劑能否成為潛在的抗腫瘤治療藥物仍需更多研究證實。

2.2 在病原體感染防治中的作用

膿毒癥患者血漿PCSK9水平顯著升高，且PCSK9水平與膿毒癥多器官衰竭的發(fā)展高度相關(guān)[33]。Walley等[34]開展的一項臨床試驗表明，PCSK9功能缺失變異體的人類在膿毒癥休克的過程中臨床預(yù)后更好。多項研究均表明PCSK9水平與膿毒癥及其預(yù)后密切相關(guān)，PCSK9抑制劑可能是膿毒癥的有效治療措施。然而，也有一些研究得出不同結(jié)論。一項大型隊列研究[35]納入10 924例黑人參與者，研究結(jié)果顯示PCSK9功能缺失突變與嚴重感染住院風(fēng)險無關(guān)，且嚴重感染住院患者中PCSK9功能缺失突變與發(fā)生膿毒癥的概率無關(guān)。另一項在10 922例白人中的研究也得出了類似的結(jié)論[36]。目前包括依洛尤單抗和阿利西尤單抗在內(nèi)的多種PCSK9抑制劑已分別開展Ⅱ期和Ⅲ期臨床試驗，來探索其能否改善膿毒癥患者的預(yù)后[37]。

此外，還有研究顯示PCSK9抑制劑可能是登革熱患者的安全治療措施[38]，也可能在瘧疾防治中發(fā)揮作用[39]，但目前還缺乏PCSK9抑制劑直接應(yīng)用于這些病原體感染防治的報道。

3 總結(jié)與展望

綜上所述，PCSK9抑制劑是一種安全高效的新型降脂藥，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)其具有多種降脂之外的作用，包括抗炎、抑制動脈粥樣硬化斑塊形成、穩(wěn)定動脈粥樣硬化斑塊、抑制血小板活化和抗血栓形成、抗腫瘤以及在病原體感染防治中發(fā)揮積極作用。這些發(fā)現(xiàn)將可能為PCSK9抑制劑的臨床應(yīng)用開拓更為廣闊的天地。目前已有的臨床試驗數(shù)據(jù)表明，以阿利西尤單抗和依洛尤單抗為代表的PCSK9抑制劑在強效降低LDL-C水平的同時，并不明顯增加出血性腦卒中/神經(jīng)認知功能損害、肝臟轉(zhuǎn)氨酶升高、肌肉不良事件、新發(fā)糖尿病、腫瘤和血尿等不良事件的發(fā)生率，具有良好的安全性。盡管如此，目前關(guān)于驗證評估PCSK9抑制劑降脂外的多效性及其安全性的前瞻性隨機對照臨床研究仍然十分匱乏。相信隨著越來越多的高質(zhì)量臨床研究的開展和分子機制基礎(chǔ)研究的深入，PCSK9抑制劑的臨床應(yīng)用范圍將可能不斷拓展，讓更多的患者獲益。