PCSK9抑制劑在冠狀動脈粥樣硬化性心臟病治療中的研究進展

王 東， 張亞臣， 唐 勇， 相 銀， 田 丁

上海交通大學醫學院附屬新華醫院心血管內科，上海 200082

2013年《成人降膽固醇治療降低動脈粥樣硬化性心血管疾病風險指南》[1]指出，動脈粥樣硬化性心血管疾病(atherosclerotic cardiovascular disease，ASCVD)是多種危險因素長期作用的結果，其中已明確的危險因素包括年齡、高血壓病史、血脂異常、血糖升高等，高膽固醇水平是冠心病的核心致病危險因素，已得到動物實驗、流行病學調查及循證醫學的證據支持。2016年《中國成人血脂異常防治指南》[2]指出，降低機體膽固醇水平，尤其是低密度脂蛋白水平，可顯著降低患ASCVD的風險，并仍建議首選降脂藥物為他汀類藥物。但臨床觀察發現，部分患者服用他汀類藥物后出現肝功能損害、血糖升高等不良反應[1]，這些不良反應的出現反而增加了機體患ASCVD的風險，故這類患者更需要安全的降脂藥物。

人前蛋白轉化酶枯草溶菌素9(PCSK9)抑制劑近年來被證實具有良好的降血脂作用，對低密度脂蛋白的調節效果尤為明顯，臨床Ⅱ期和Ⅲ期試驗均已明確其良好的安全性和耐受性。近幾年，PCSK9抑制劑開始應用于國內高血脂、冠心病等疾病的預防和治療，相關研究也逐步深入，取得了較大進展，相關藥物也已投入國內家族性高膽固醇血癥及無法耐受他汀類藥物患者臨床治療，相關臨床研究應用備受關注?，F將PCSK9基因與心血管疾病的關系、PCSK9抑制劑的臨床研究進展和PCSK9的不良反應等進行綜述。

1 PCSK9基因與心血管疾病的關系

1.1 PCSK9基因遺傳學研究 PCSK9屬于前蛋白轉化酶家族，主要由前結構域、羧基末端結構域、信號序列和催化結構組成，最初被命名為神經細胞凋亡調節轉化酶-1(neural apoptosis-regulated convertase 1，NARC-1)，主要在肝臟內分泌，亦表達于神經系統及小腸等。早期研究主要集中于PCSK9的基礎研究，隨著研究的逐步深入，發現PCSK9基因與家族性高膽固醇血癥的發病密切相關，且部分病例可在早期即發生了心血管死亡事件[3]。

人類PCSK9基因具有2種突變形式，一種是功能性突變，即突變后的PCSK9降解LDL-R的功能增強，致使血液中LDL-C水平異常升高；另外一種突變為功能性缺失，即突變后PCSK9表達沉默，機體內對LDLR清除能力增強，血液中LDL-C水平下降，不同個體的突變方向并不相同，且無規律性可言。臨床研究[4]顯示，PCSK9功能缺失型突變患者對機體LDL-C水平的調節更為有利，對缺血性心臟疾病的預防效果更佳。基因突變具有多態性，一項薈萃分析[4]顯示，PCSK9基因E650G位點的多態性與冠心病風險升高有關，尤其是在中國人群中攜帶PCSK9基因G等位基因的人群更易發生冠心病。故阻斷PCSK9參與LDL-R降解，穩定機體對LDL-C的清除能力成為目前降膽固醇治療的新方向。

1.2 PCSK9與膽固醇的代謝關系 研究[5]已明確，高膽固醇血癥與冠脈病變密切相關，而LDL-C水平是影響機體膽固醇水平的重要因素，LDL-C與冠脈疾病的風險關聯性同樣得到了明確。當肝臟表達PCSK9時可調節肝臟的膽固醇代謝，繼而誘導動脈緩慢發生粥樣硬化[6]。正常生理情況下，血液循環中的LDL顆粒可以被肝細胞膜表面的LDL-R攝取，并在肝細胞內降解，而LDL-R可重新定植于肝細胞膜表面。當動脈粥樣硬化細胞局部PCSK9濃度升高時，PCSK9以鈣依賴性方式特異性結合LDL-R，對細胞中LDL-R的清除作用增強，這是導致膽固醇水平升高的始動環節[7]，且間接影響著動脈病變的程度[8]。但是否存在PCSK9和LDL與LDL-R有競爭性結合尚未明確。同時，動脈粥樣斑塊形成過程中有促炎因子(M1巨噬細胞)和抗炎因子(M2巨噬細胞)的共同參與。有研究[9]發現，冠脈局部PCSK9濃度升高時，M1巨噬細胞被大量釋放并誘導平滑肌細胞的增殖，加速動脈粥樣硬化進程，即PCSK9參與了動脈斑塊的炎癥過程，另有研究[10]則明確了PCSK9可通過增強對LDL-R的清除作用或下調LRP1的表達水平間接調節動脈斑塊的炎癥反應過程。

此外，有研究[11-12]指出PCSK9的CRD結構域與抵抗素的結構域具有較高的相似性，后者可通過與TLR4結合，激活TLR4信號通路介導炎癥反應，故推測PSCK9同樣可能通過TLR4調節炎癥反應，即PCSK9對巨噬細胞誘導的炎癥反應調節可能并非單一通路作用的結果。近年動物實驗[13]則表明，PCSK9作為一種炎性遞質參與了高膽固醇血癥血管炎性反應，且在高脂飲食小鼠模型中敲除ApoEh后，血管炎癥明顯減弱，且TLR-4/NF-κB通路受到明顯抑制。

2 PCSK9抑制劑的研究進展

2.1 單克隆抗體 目前關于PCSK9抑制劑的研究以單克隆抗體為主，許多研究[14]已完成Ⅲ期臨床試驗，多數試驗結果均提示PCSK9具有良好的降脂效果，與安慰劑、他汀類藥物相比，PCSK9具有更為廣泛的適用性和良好的降脂效果，在治療高膽固醇血癥、預防ASCVD方面的效果更為顯著，且可同時改善HDL-C、Lp(a)等其他脂代謝指標。PCSK9單克隆抗體，其可與PCSK9競爭性拮抗，阻止PCSK9與LDL-R結合，繼而增加肝臟內LDL-R的表達，降低LDL-C水平。有研究[15]報道稱，使用PCSK9抑制劑治療高膽固醇血癥后可見巨噬細胞衍生的促炎因子表達水平明顯下調，但高敏C-反應蛋白水平無明顯變化。另有研究[16]指出，PCSK9與單克隆抗體合用后可顯著抑制冠脈鈣化程度，有效延緩冠心病的病情進展。目前，已有2種單克隆抗體投入臨床使用，臨床醫生建議對他汀類藥物耐藥、已經合并有心血管并發癥及降脂效果不佳的患者聯合PCSK9抑制劑治療[17]。

2.1.1 Evolocumab Evolocumab是一種是人源單克隆抗體，由美國安進(Amgen)公司研發，目前已經基本完成Ⅲ期臨床研究，有研究[18]指出Evolocumab能夠顯著降低LDL-C水平，為不適宜服用他汀類藥物的高脂血癥患者提供了一種替代治療方案。另外有Ⅲ期研究[19]指出，Evolocumab聯合他汀類藥物可進一步降低LDL-C水平，且采用不同劑量、不同給藥方式單用Evolocumab治療高脂血癥同樣有不錯的效果。2015年ACC年會對Evolocumab藥物治療的長期臨床隨訪結果進行了報道，這項研究[20]共包含OSLER-11和OSLER-2 2項臨床研究，結果指出聯合Evolocumab組患者的LDL-C水平從最初的120 mg/dL降低至48 mg/dL，降幅度高達61%，但與標準治療組相比在不良事件發生率方面并無明顯優勢(64.8%vs69.2%)。目前Evolocumab單抗已經成功在我國上市并在臨床中使用。早期大樣本臨床研究系統評價指出，Evolocumab可顯著改善高脂血癥患者的血脂水平[21]，具有較高的臨床應用價值，推薦使用方法為皮下注射，推薦劑量為每2周140 mg或420 mg/月[22]。同時，臨床對照試驗指出Evolocumab聯合他汀類藥物治療后，可在他汀類藥物降脂基礎上進一步將LDL-C水平下降71%[23]。此外，無論高脂血癥患者的PCSK9表達水平如何，Evolocumab均可降低LDL-C水平，且對基因為雜合子型的家族性高脂血癥患者的效果更為理想。另一項研究[24]指出，Evolocumab對不同純合子和雜合子FH患者的降脂效果不同，存在1個或多個LDL-R等位基因缺陷的緩和，服用Evolocumab后LDL-C水平約下降20%，而ApoB突變患者的LDL-C水平可下降約47%，但對陰性等位基因患者基本無治療效果，故對于純合子FH患者，特別是LDLR陰性等位基因患者而言，需要尋求額外的治療。

2.1.2 Alirocumab Alirocumab單抗是由賽諾菲及Regeneron制藥公司研發的人源性PCSK9單克隆抗體，可用于經他汀類藥物治療后，LDL-C水平仍超過70 mg/dL的患者。Ⅲ期臨床試驗[25]結果指出，存在心血管事件的高風險患者，每2周皮下注射150 mg Alirocumake可使患者LDL-C水平下降約62%，明顯優于安慰劑組的降脂效果。盡管治療后可能會出現注射部位反應、肌肉疼痛、神經認知事件等不良事件，但與安慰劑組相比，差異并無統計學意義，故Alirocumab的治療安全性可以接受。目前臨床上推薦的Alirocumab使用方法為皮下注射，推薦劑量為每2周75～150 mg或300 mg/月，通常建議患者從低劑量開始服用，逐步增加服藥劑量，但亦可初始劑量即為高劑量，但需注意給藥間隔的低谷期，加強對LDL-C水平的檢測[26]。有研究[27-28]指出，Alirocumab初始劑量為每2周75 mg時，LDL-C水平可下降45%～48%，而每2周150 mg時，LDL-C水平可下降約60%，臨床上可根據治療需求以及患者的耐受情況合理選擇初始治療劑量。此外，Alirocumab組患者服藥期間冠心病致死、致命性腦卒中、不穩定性心絞痛等心血管不良事件的發生率明顯低于安慰組，這表明在他汀類最大耐受量基礎上加用Alirocumab可進一步下調LDL-C表達水平，降低心血管事件風險。近年關于Alirocumab對冠脈及外周動脈斑塊影響的研究已經進入臨床Ⅳ期階段(NCT03096288)，且研究納入急性心梗PCI術后的患者，這為研臨床推廣Alirocumab創造了良好的條件。此外，研究[29]報道了急性冠脈綜合征(acute coronary syndrome，ACS)患者聯合使用他汀類藥物及ezetimibe(依澤替米貝)可臨床獲益。

2.1.3 Bococizumab Bococizumab是輝瑞公司研發的人源性PCSK9單克隆抗體，相關研究[30]包括降血脂研究、對心血管事件的遠期觀察以及安全性評價，而已完成的臨床試驗發現，Bococizumab的降脂效果會隨著治療時間的延長而逐步衰減，并無法發揮持續降低LDL-C的作用，故無法明確其是否能夠令ASCVD患者持久獲益，這提示盡管PCSK9的臨床應用前景十分光明，但仍應理性、客觀地看待其治療效果，從長遠角度分析其臨床風險與獲益。

2.2 小分子干擾RNA小分子 干擾RNA(siRNA)主要通過影響PCSK9的mRNA下調PCSK9的表達水平，甚至令其表達沉默。Fitzgerald等[31]發現，siRNA寡核苷酸ALN-PCS02可顯著降低PCSK9的表達水平，且其對PCSK9表達水平的影響呈劑量依賴性，當ALN-PCS試驗劑量達到最大值300 mg時，可令PCSK9表達水平降低至基礎水平的70%，循環系統中LDL-C平均水平下降至基礎水平的60%，且服用期間無嚴重不良反應。一種化學合成siRNA -Inclisiran已進入臨床試驗，根據ORION-1試驗Ⅱ期數據[31]，每半年注射Inclisiran 300 mg可使血漿中LDL-C水平下降約50%。目前一項關于研究Inclisiran治療后心血管重點事件的Ⅲ期臨床實驗(HPS-4/TIMI 65-ORION-4試驗)正在進行中。

2.3 反義寡核苷酸 反義寡核苷酸主要通過與PCSK9靶基因特異性結合抑制mRNA的轉錄和翻譯，間接增加肝臟LDL-R的表達量，繼而下調LDL-C水平，這類藥物研究同樣處理臨床前期研究階段[32]，尚且無法驗證其臨床治療效果。但有研究[33]表明，反義寡核苷酸可以通過降低脂蛋白(a)的水平降低家族性膽固醇血癥人群中的心血管事件發生風險。

2.4 基因編輯技術 目前基因編輯技術在生物學各個領域備受關注。CRISPR-Cas9是來源于細菌免疫系統、由RNA引導的核酸內切酶，在生物學研究上有重要作用。CRISPR-Cas9由Cas9內切酶和單導RNA(sgRNA)組成，Cas9-sgRNA介導的DNA切割產生雙鏈斷裂，通過非同源端連接或同源定向修復觸發DNA修復機制[34]。非同源端連接容易產生錯誤，并在靶位點誘導錯誤插入或缺失，而同源定向修復可以使用外源DNA修復模板對基因組DNA的期望改變進行精確的編輯[35-36]。有研究[37-39]用CRISPR-Cas9系統將突變引入小鼠的PCSK9基因后，小鼠體內低密度膽固醇下降35%～40%及PCSK9水平下降35%～52%。但目前基因編輯技術的局限性是與期望靶點相似的脫靶位點基因突變以及脫靶位點數量較多。最新的研究[40]表明，脂質納米顆粒能高效傳遞sgRNA,顯著降低小鼠血清PCSK9水平，可進一步完善納米顆粒的發展。但目前此技術仍處于基礎研究階段，尚無明確臨床治療效果。

2.5 疫苗接種 單克隆抗體可通過被動免疫產生競爭性抗體起到降脂作用，則亦可以通過疫苗接種的主動免疫產生抗體，免疫接種可成為一種有效持久的方法。有研究[41]將靶向PCSK9的破傷風病毒與免疫原性肽使用磷脂聚乙二醇馬來酰亞胺脂質在納米脂質體表面合并，并吸附到水凝膠上制成疫苗(L-IFPTA+)。將L-IFPTA+疫苗接種在小鼠體內，L-IFPTA+疫苗可誘導高膽固醇血癥小鼠對PCSK9產生高滴度IgG抗體，同時研究中(16周)接種疫苗的小鼠體內LDL-C有顯著下降，并且促炎因子較少，抗炎因子增多，表明疫苗接種具有長效性以及安全性。目前仍需要更多臨床研究數據支持。

3 PCSK9抑制劑不良反應

盡管臨床上對PCSK9抑制劑十分關注，但早期臨床觀察發現，服用PCSK9抑制劑可能會引發過敏反應、注射部位反應、肌肉酸痛、神經功能異常、頭暈等不良反應[42]，這引發了業內對于PCSK9抑制劑安全性的重新思考。目前分析認為，PCSK9抑制劑可下調機體膽固醇水平，而后者參與了大腦神經髓鞘組成，故理論上服用PCSK9抑制劑可通過下調膽固醇水平間接影響腦神經功能，繼而出現精神癥狀[43]；但同時考慮到PCSK9抑制劑為非親脂性大分子物質，無法通過血腦屏障，故PCSK9可對腦神經的造成直接損害的假設并不成立。事實上，早在2009年就有關于他汀類藥物引發認知不良反應的相關報道[44-45]，但后來并未就此展開深入研究。就目前而言，并未發現PCSK9抑制劑會對神經功能和認知功能造成顯著損害，且目前缺乏規范的神經認知功能評估方法也一定程度上影響了這類研究的觀察和深入探索。國外研究[46]指出，100萬例服用他汀類藥物的患者中有0.3～13.5例患者會出現橫紋肌溶解癥，而目前關于PCSK9抑制劑的不良反應報道中以肌痛較為多見[47]，但尚無可引發橫紋肌溶解癥的臨床報道，故從治療安全性角度而言，PCSK9抑制劑的不良反應相對較輕，安全性相對較好，而對于PCSK9抑制劑引發不良反應的具體機制仍有待深入研究。

4 指南對比

近期更新的歐洲(歐洲心臟病學會/歐洲動脈粥樣硬化學會)[48]和美國(美國心臟協會/美國心臟病學會)[49]指南已將PCSK9抑制劑的使用納入臨床指南，并對PSCK9抑制劑的適用條件進行了解讀和說明。其中歐洲心臟病學會指出，當LDL-C≥140 mg/dL或LDL-C水平≥100 mg/dL同時伴有快速、進行性ASCVD時可使用PCSK9抑制劑，而美國心臟病學會指南的PCSK9抑制劑適用條件相對寬泛，對于LDL-C≥100 mg/dL、慢性腎臟病、其他降脂方法效果不佳等需要進一步降低LDL-C閾值時即可使用，2018年美國心臟協會/美國心臟病學會聯合指南[50]則將PCSK9抑制劑的起始閾值甚下調至70 mg/dL。目前歐美國家的臨床指南建議降脂治療應首選他汀最佳治療量，但考慮到種族、基因的差異，我國臨床工作中并無法完全參考歐美推薦指南，而是主要依據現行指南，即首選中等強度的他汀類藥物治療，若接受最大劑量他汀藥物聯合依折麥布治療后血脂仍無法達標或他汀不耐受，必要時可聯合或單獨使用PCSK9抑制劑，這樣可同時兼顧治療效果和治療安全性,令患者最大獲益[51]。

5 PCSK9抑制劑應用展望

PCSK9不僅在肝臟中表達，對血脂代謝的調控起到重要作用，而且在腎臟、胰腺以及大腦中均有表達。目前基礎研究以及臨床研究[52]中發現，PCSK9對糖代謝、蛋白質代謝以及神經認知功能均有影響，且對心血管其他疾病及腫瘤等多種疾病的形成及進展起到重要作用。復旦大學附屬中山醫院團隊研究[53]發現，PCSK9可通過與血小板表面受體CD36結合，從而激活下游信號通路，直接增強血小板活化，加速體內血栓形成以及急性心肌梗死后的心梗面積進一步擴大。PCSK9抑制劑或阿司匹林均可抑制PCSK9與CD36結合從而減少血栓形成。PCSK9目前也是心房顫動心血管事件的預測因子，有研究[54]表明PCSK9可通過強化還原型輔酶Ⅱ氧化酶2的活性介導CD36受體通路的血小板激活。由此可以說明PCSK9在體內血栓形成機制中起到重要作用，同時也有研究[55]表明，PCSK9抑制劑可減少腦卒中的發生率。此外，近期研究[56]發現，PCSK9的mRNA和蛋白在胃癌組織中較正常組織中有顯著升高，PCSK9通過上調熱休克蛋白70促進絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路，使得胃癌細胞轉移能力增強并且抑制癌細胞凋亡，揭示了PCSK9與胃癌進展和不良預后相關。PCSK9抑制劑不僅在降脂以及冠心病方面取得臨床獲益，在其他疾病中也有非常重要的價值和良好的前景。

綜上所述，PCSK9抑制劑是一種新型降膽固醇藥物，且經過數十年的基礎研究和早期臨床試驗，已明確證實PCSK9抑制劑可顯著降低LDL-C水平，預防心血管不良事件的發生和發展，目前PCSK9抑制劑已然成為ASCVD防治的熱門靶點。我國對于PCSK9抑制劑的研究尚且處于初步階段，初期研究證實了PCSK9抑制劑是他汀類藥物不耐受患者的良好替代治療方案。但PCSK9抑制劑預防ASCVD的效果是否具有持久性，長期服藥安全性如何仍需要長期臨床觀察。PCSK9的肝外作用機制和信號通路尚不明確，可有待進一步完善研究以提高PSCK9抑制劑的使用率。另外，昂貴的價格也是影響PSCK9抑制劑廣泛使用的重要阻礙。