前蛋白轉化酶枯草溶菌素9的研究進展

張曉麗，徐義君，王興儀，王英歌，2

1.揚州大學醫(yī)學院，江蘇 揚州 225000；2.揚州大學附屬醫(yī)院神經(jīng)內科，江蘇 揚州 225000

前蛋白轉化酶枯草溶菌素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，是原蛋白轉換酶家族的第九個成員[1]。它在體內許多組織器官中都有表達，以肝、腎、腦和小腸中的表達濃度較高[2-3]。PCSK9主要作用是結合肝細胞低密度脂蛋白受體（low Density lipoprotein receptor，LDLR），并引導低密度脂蛋白受體-低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）復合物進入溶酶體降解，從而阻止LDLR在肝細胞表面的再循環(huán)，近而阻止干細胞對LDL-C的攝取，從而調節(jié)脂代謝[4]。已發(fā)現(xiàn)循環(huán)中的PCSK9水平獨立于已確定的危險因素預測60歲未流行的心血管疾病患者發(fā)生心血管疾病的風險[4]。PCSK9水平被認為是頸動脈粥樣硬化的預測因子[5]。研究發(fā)現(xiàn)血漿PCSK9水平與LDL-C水平顯著相關[6]，ZHU等人[7]觀察到體質指數(shù)、胰島素、低密度脂蛋白膽固醇和三酰甘油是PCSK9水平的獨立預測因子。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的生物學功能

1.1 PCSK9與脂代謝

在人體內，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，導致高膽固醇血癥。低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)是動脈粥樣硬化性心血管疾病(ASCVD)的致病因素和主要治療靶點[8]。研究發(fā)現(xiàn)LDLC水平的降低與中風、心肌梗死、不穩(wěn)定心絞痛和心肌血運重建的減少相關[9]。PCSK9作為膽固醇代謝的連接點，已被證明可以負向調節(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水平升高和動脈粥樣硬化性心血管疾病的風險顯著增加，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改變，也是發(fā)生心血管疾病的主要危險因素之一，歐洲心臟病學會在2019年血脂異常臨床實踐指南中建議，高膽固醇血癥的治療應基于個體的心血管風險評估以及低密度脂蛋白膽固醇水平的目標[15]。但是隨著歐洲心臟病學會最近將極高心血管風險患者的LDL-C水平降低到55 mg/dl甚至40 mg/dl建議的實施，LDL-C的治療目標將更難實現(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結合并阻止其與LDL受體的相互作用，單抗導致細胞表面功能LDL受體數(shù)量的增加，從而增加肝細胞對LDL的攝取，降低血漿LDL-C濃度[16]。

1.2 PCSK9與動脈粥樣硬化

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

動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）是脂肪和纖維物質在動脈壁的堆積形成動脈粥樣硬化斑塊，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在世界范圍內發(fā)病率和病死率極高，其所導致冠心病、缺血性中風和關系要病等其他心血管疾病，共同構成全球頭號死因[23-24]。

動脈粥樣硬化是由內皮功能改變開始的，伴隨著動脈壁內層LDL-C的積累、氧化和糖基化，并隨著黏附分子的表達和趨化劑的釋放而持續(xù)。PCSK9通過引導肝臟LDLR進入溶酶體進行降解，增加循環(huán)LDL水平，參與AS發(fā)病[25]。有研究顯示，動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[26]。但一項10年的隨訪研究表明，頸動脈斑塊面積和新斑塊的形成與LDL-C水平有關，也與PCSK9水平升高無關[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，細胞凋亡的異常調節(jié)可能發(fā)生從而導致神經(jīng)退行性疾病的發(fā)展，如阿爾茨海默病(alzheimer's disease,AD)。已有研究證實神經(jīng)退行性改變可能是由于腦內膽固醇及其代謝產(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)病的危險因素[29]。

在大腦中，PCSK9已被證明通過激活Bcl-2/Bax/caspase3信號通路促進神經(jīng)元凋亡[30]。一項動物實驗表明，高脂飼料喂養(yǎng)的小鼠大腦中PCSK9和BACE1的表達增加，從而導致Aβ的產(chǎn)生和腦細胞凋亡[31]。最近的一項研究還發(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可能通過激活腦內脂質堆積、細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的表達能增加細胞表面LDLR的數(shù)量并增加細胞對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脈粥樣硬化性心血管疾病(ASCVD)的風險[34]。前蛋白轉換酶枯草溶菌素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]。除了公認的降膽固醇作用外，在高膽固醇血癥患者中使用臨床批準的單克隆抗體抑制PCSK9也可以影響高密度膽固醇亞類的分布，特別是在沒有同時接受PCSK9抑制劑Ezetimibe治療的患者中[37]。

2017年歐洲心臟病學會/歐洲動脈粥樣硬化學會(ESC/EAS)工作小組發(fā)布的《PCSK9抑制劑對心血管高危患者的實用指南》[38]已推薦將PCSK9抑制劑作為心血管疾病的一級和二級預防治療藥物。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險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險非常高且無法充分降低低密度脂蛋白水平的個體[39]。他汀類藥物、Alirocumab和Evocumab通過調節(jié)脂質代謝的關鍵通路發(fā)揮降脂作用。在他汀類藥物治療的基礎上與其他兩種藥物聯(lián)合使用可提高降脂效果，但三者結合是否能減少單藥治療的不良反應，達到降脂效果還有待進一步研究。

關于PCSK9抑制劑的不良反應，近期研究[41]發(fā)現(xiàn)其最常見的不良反應是感染，與Strilchuck等人[41]進行的研究提出evocumab和alirocumab最常見的不良反應是流行性感冒癥狀、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腦功能的有利影響，但FDA報告了所有與神經(jīng)認知障礙相關的PCSK9抑制劑試驗可能的不良反應[42]。然而也有試驗表明與安慰劑相比，接受PCSK9抑制劑治療的患者不會損害認知功能[45]。因此，需要進一步的研究來闡明PCSK9抑制劑對大腦和認知功能的爭議效應。

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)測和現(xiàn)實世界的研究來進一步支持這類藥物的長期安全。