前蛋白转化酶枯草溶菌素9的研究进展

张晓丽，徐义君，王兴仪，王英歌，2

1.扬州大学医学院，江苏 扬州 225000；2.扬州大学附属医院神经内科，江苏 扬州 225000

前蛋白转化酶枯草溶菌素9（proprotein convertase subtilisin kexin type 9，PCSK9）是2003年在凋亡的小脑神经元中发现的一种丝氨酸原蛋白，是原蛋白转换酶家族的第九个成员[1]。它在体内许多组织器官中都有表达，以肝、肾、脑和小肠中的表达浓度较高[2-3]。PCSK9主要作用是结合肝细胞低密度脂蛋白受体（low Density lipoprotein receptor，LDLR），并引导低密度脂蛋白受体-低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）复合物进入溶酶体降解，从而阻止LDLR在肝细胞表面的再循环，近而阻止干细胞对LDL-C的摄取，从而调节脂代谢[4]。已发现循环中的PCSK9水平独立于已确定的危险因素预测60岁未流行的心血管疾病患者发生心血管疾病的风险[4]。PCSK9水平被认为是颈动脉粥样硬化的预测因子[5]。研究发现血浆PCSK9水平与LDL-C水平显著相关[6]，ZHU等人[7]观察到体质指数、胰岛素、低密度脂蛋白胆固醇和三酰甘油是PCSK9水平的独立预测因子。此外，虽然PCSK9最先在发生凋亡的小脑神经元中被发现，但它在中枢神经系统(CNS)中的功能尚不清楚。

1 PCSK9的生物学功能

1.1 PCSK9与脂代谢

在人体内，血清胆固醇水平主要是由3条代谢途径决定的，即膳食中胆固醇的摄入、胆固醇的合成和体内胆固醇的降解。PCSK9可增加肝脏低密度脂蛋白降解，从而降低肝脏清除低密度脂蛋白的能力，导致高胆固醇血症。低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)是动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)的致病因素和主要治疗靶点[8]。研究发现LDLC水平的降低与中风、心肌梗死、不稳定心绞痛和心肌血运重建的减少相关[9]。PCSK9作为胆固醇代谢的连接点，已被证明可以负向调节跨肠胆固醇排泄(Tice)，这是胆固醇代谢的一条途径，因而PCSK9在血脂异常发病机制中的作用引起了更多的兴趣[10-11]。

家族性高胆固醇血症(familial hypercholesterolemia,FH)是最常见的遗传性血脂异常，其特征是血循环LDL-C水平升高和动脉粥样硬化性心血管疾病的风险显著增加，降脂治疗是主要治疗手段[12]。FH通常由LDLR、APOB、PCSK9或LDLRAP1的有害变异引起[13]，大多数FH是由LDL受体(LDLR)或载脂蛋白B-100(APOB)基因缺陷引起的，很少是由于PCSK9基因变异导致其过度生产(即功能获得型变异)[14]。高胆固醇血症作为一种最常见的脂质改变，也是发生心血管疾病的主要危险因素之一，欧洲心脏病学会在2019年血脂异常临床实践指南中建议，高胆固醇血症的治疗应基于个体的心血管风险评估以及低密度脂蛋白胆固醇水平的目标[15]。但是随着欧洲心脏病学会最近将极高心血管风险患者的LDL-C水平降低到55 mg/dl甚至40 mg/dl建议的实施，LDL-C的治疗目标将更难实现[15]。

迄今为止经过临床开发的最成功的策略是靶向PCSK9的单抗。通过与PCSK9结合并阻止其与LDL受体的相互作用，单抗导致细胞表面功能LDL受体数量的增加，从而增加肝细胞对LDL的摄取，降低血浆LDL-C浓度[16]。

1.2 PCSK9与动脉粥样硬化

虽然目前大多数对于PCSK9的研究集中于它在肝脏中对LDL水平调节的局部功能，但一些研究已经证明，PCSK9也在其他细胞和组织包括血管壁的所有细胞成分中也有表达，尤其是内皮细胞和平滑肌细胞这两种调节血管壁功能的细胞，此外，还存在于炎症细胞如巨噬细胞[17-19]。巨噬细胞是动脉粥样硬化中富含脂质的泡沫细胞的前体，研究证明平滑肌细胞的化生也可能产生类似巨噬细胞的泡沫细胞[20]。因此PCSK9除了对肝脏LDLR具有众所周知的调节作用以外，可能还具有促动脉粥样硬化的作用，PCSK9水平升高是动脉粥样硬化的独立危险因素[21]。

动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）是脂肪和纤维物质在动脉壁的堆积形成动脉粥样硬化斑块，使血管腔狭窄、组织缺血并引发血栓形成的一种炎性病理过程[22]。AS在世界范围内发病率和病死率极高，其所导致冠心病、缺血性中风和关系要病等其他心血管疾病，共同构成全球头号死因[23-24]。

动脉粥样硬化是由内皮功能改变开始的，伴随着动脉壁内层LDL-C的积累、氧化和糖基化，并随着黏附分子的表达和趋化剂的释放而持续。PCSK9通过引导肝脏LDLR进入溶酶体进行降解，增加循环LDL水平，参与AS发病[25]。有研究显示，动脉粥样硬化斑块的坏死核心体积与血清PCSK9水平成比例增加，与低密度脂蛋白无关[26]。但一项10年的随访研究表明，颈动脉斑块面积和新斑块的形成与LDL-C水平有关，也与PCSK9水平升高无关[27]。

1.3 PCSK与神经退行性疾病

神经元凋亡广泛发生在中枢神经系统发育过程中，然而，细胞凋亡的异常调节可能发生从而导致神经退行性疾病的发展，如阿尔茨海默病(alzheimer's disease,AD)。已有研究证实神经退行性改变可能是由于脑内胆固醇及其代谢产物可参与了神经系统病变的病理过程［28］。此外，研究发现在排除了年龄、性别、吸烟史等相关混杂因素影响后，低血浆胆固醇水平可能是帕金森病(parkinson disease，PD)发病的危险因素[29]。

在大脑中，PCSK9已被证明通过激活Bcl-2/Bax/caspase3信号通路促进神经元凋亡[30]。一项动物实验表明，高脂饲料喂养的小鼠大脑中PCSK9和BACE1的表达增加，从而导致Aβ的产生和脑细胞凋亡[31]。最近的一项研究还发现，AD患者脑脊液(CSF)中的PCSK9水平高于非AD患者，这表明PCSK9与AD之间存在病理生理联系,PCSK9可能通过激活脑内脂质堆积、细胞凋亡和淀粉样蛋白的产生而在AD中发挥作用[32]。

2 PCSK9抑制剂的前景

抑制血液中PCSK9的表达能增加细胞表面LDLR的数量并增加细胞对LDL-C的摄取,成为一种新型降脂策略。传统他汀类药物的降脂疗法是家族性高胆固醇血症治疗的基石[33]，并且可以降低这些患者患动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)的风险[34]。前蛋白转换酶枯草溶菌素9抑制剂(PCSK9i)最近被证明是治疗家族性高胆固醇血症的有效和安全的药物[35]。此外，最近的一项荟萃分析研究表明，在高胆固醇血症患者中，PCSK9抑制剂在降低LDL胆固醇方面比他汀类药物有更大的益处[36]。除了公认的降胆固醇作用外，在高胆固醇血症患者中使用临床批准的单克隆抗体抑制PCSK9也可以影响高密度胆固醇亚类的分布，特别是在没有同时接受PCSK9抑制剂Ezetimibe治疗的患者中[37]。

2017年欧洲心脏病学会/欧洲动脉粥样硬化学会(ESC/EAS)工作小组发布的《PCSK9抑制剂对心血管高危患者的实用指南》[38]已推荐将PCSK9抑制剂作为心血管疾病的一级和二级预防治疗药物。然而，它们的使用是有限的：欧洲指南推荐PCSK9抑制剂用于LDL-C水平持续较高的患者，包括尽管使用最大耐受量的他汀类药物与依折麦布联合治疗的患者(I类)，具有非常高心血管风险的家族性高胆固醇血症患者(IC类)，以及他汀类药物不耐受患者(IIB类)[39]。Alirocumab和Evocumab这两种PCSK9抑制剂作为完全人源性单克隆抗体，已被ESC/EAS推荐用于治疗心血管疾病风险非常高且无法充分降低低密度脂蛋白水平的个体[39]。他汀类药物、Alirocumab和Evocumab通过调节脂质代谢的关键通路发挥降脂作用。在他汀类药物治疗的基础上与其他两种药物联合使用可提高降脂效果，但三者结合是否能减少单药治疗的不良反应，达到降脂效果还有待进一步研究。

关于PCSK9抑制剂的不良反应，近期研究[41]发现其最常见的不良反应是感染，与Strilchuck等人[41]进行的研究提出evocumab和alirocumab最常见的不良反应是流行性感冒症状、上呼吸道感染和鼻咽炎相一致。此外，尽管PCSK9抑制剂在卒中和心脏缺血/再灌注损伤模型中显示了对脑功能的有利影响，但FDA报告了所有与神经认知障碍相关的PCSK9抑制剂试验可能的不良反应[42]。然而也有试验表明与安慰剂相比，接受PCSK9抑制剂治疗的患者不会损害认知功能[45]。因此，需要进一步的研究来阐明PCSK9抑制剂对大脑和认知功能的争议效应。

综上所述，PCSK9抑制剂具有良好的安全性、有效性和耐受性。需要上市后的安全性监测和现实世界的研究来进一步支持这类药物的长期安全。