PCSK9抑制剂多效性研究进展

肖明瑛 苏冠华

(1.华中科技大学同济医学院第一临床学院，湖北 武汉 430022；2.华中科技大学同济医学院附属协和医院心血管内科，湖北 武汉 430022)

2003年，Abifadel等[1]发现一种新的人类蛋白转化酶，其编码基因位于1号常染色体短臂，称之为前蛋白转化酶枯草溶菌素9(proprotein convertase subtilisin/kexin type 9，PCSK9)。PCSK9在肝脏中高表达，也在胃肠道、胰脏、肾脏和中枢神经系统中有所表达，并有助于维护胆固醇稳态，PCSK9基因突变被确定为常染色体显性遗传家族性高胆固醇血症的第三种分子原因[1]。

正常情况下，血浆中的低密度脂蛋白(low-density lipoprotein，LDL)与低密度脂蛋白受体(low-density lipoprotein receptor，LDLR)结合后内吞进入细胞，与溶酶体融合，在溶酶体水解酶的作用下被水解[2]。PCSK9与LDLR结合并使其降解，使得可用的LDLR减少，从而减少低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)的清除。

PCSK9抑制剂是一组药物，其主要作用机制是与PCSK9分子结合，阻止其与LDLR结合，减少该受体的降解，从而增加对血液中LDL-C的摄取，并降低其浓度[3]。在这一组药物中，阿利西尤单抗(alirocumab)、依洛尤单抗(evolocumab)和博科西单抗(bococizumab)三种单克隆抗体已被证实可以有效抑制PCSK9和降低LDL-C水平。其中前两种药物已被美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于家族性高胆固醇血症、他汀不耐受或禁忌，以及动脉粥样硬化性心血管疾病患者的治疗。

然而，越来越多的研究表明，降脂并不是PCSK9抑制剂的唯一作用。现主要针对PCSK9抑制剂降脂之外多效性的研究进展进行综述。

1 在心血管系统中的作用

1.1 抗炎作用

在高脂肪饮食的载脂蛋白E基因敲除小鼠体内，PCSK9基因干扰可通过抑制血管炎症和Toll样受体4/核因子κB通路直接延缓动脉粥样硬化进程，而不影响血清胆固醇水平[4]。体外实验中，促炎刺激和脂多糖显著增加血管内皮细胞和平滑肌细胞PCSK9的表达，而PCSK9也可以诱导巨噬细胞、平滑肌细胞和多种组织中促炎细胞因子的分泌，形成正反馈作用，参与炎症过程[5]。这些证据提示，PCSK9与炎症过程息息相关，PCSK9抑制剂可能发挥抗炎作用。

2019年，一项在荷兰进行的多中心随机对照双盲试验[6]使用18F-氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描/计算机断层扫描以及循环炎症标志物评估动脉壁炎症。研究结果表明，与安慰剂对照组相比，阿利西尤单抗治疗组患者的总胆固醇、LDL-C、载脂蛋白B、脂蛋白(a)[lipoprotein(a) ，Lp(a)]水平显著降低，并伴随动脉壁炎症的减轻，但不影响循环炎症标志物。Dozio等[7]研究首次发现心外膜脂肪组织(epicardial adipose tissue，EAT)是PCSK9的来源之一，且EAT炎症与PCSK9的局部表达相关，而与循环PCSK9的水平无显著相关，提示干预PCSK9可能通过调节EAT局部炎症而减少不良心血管事件。Landlinger等[8]研究评估了AT04A抗PCSK9疫苗在动脉粥样硬化APOE*3Leiden.CETP小鼠模型中改善甚至预防冠心病的治疗潜力。与对照组相比，AT04A治疗组小鼠的血浆LDL-C水平显著降低，多种血浆炎症标志物水平显著降低，动脉粥样硬化斑块面积和主动脉炎症降低。sirtuins是一个参与组蛋白去乙酰化的蛋白家族，是代谢驱动炎症的关键酶。有研究指出，PCSK9可能是sirtuins的重要调控因子；PCSK9抑制剂的部分抗炎作用可能通过调节sirtuins来介导[9]。

总而言之，PCSK9参与炎症过程，PCSK9抑制剂可能通过抑制促炎过程、抗氧化应激等机制发挥抗炎作用，但其具体机制及在抗炎方面的安全性和有效性仍有待进一步研究揭示。

1.2 抗动脉粥样硬化作用

动脉粥样硬化是一种多因素的血管疾病，血脂异常是其主要危险因素之一，其中LDL-C的致动脉粥样硬化作用最为明确，PCSK9抑制剂可通过降低LDL-C水平降低心血管风险[3]。然而，近年来越来越多的证据表明，PCSK9抑制剂还可通过多种降LDL-C以外的机制干预动脉粥样硬化的进程[10]。

内皮功能障碍是动脉粥样硬化进展的重要因素。Wu等[11]发现，经PCSK9 siRNA预处理的人脐静脉内皮细胞凋亡明显减少，表明抑制PCSK9可以减少氧化型低密度脂蛋白诱导的人脐静脉内皮细胞凋亡。有研究[12]发现动脉硬化患者接受短期PCSK9抑制剂治疗后，其颈动脉-股动脉脉搏波传导速度显著改善，提示PCSK9抑制剂可以改善内皮舒缩功能和动脉僵硬度，且其作用独立于LDL-C。Leucker等[13]开展的临床试验首次证明短期依洛尤单抗的应用显著而迅速地改善了血脂异常和人类免疫缺陷病毒携带者的冠状动脉内皮功能障碍，降低了心血管风险。

单核细胞的迁移和浸润在动脉粥样硬化进程中也发挥了重要作用。研究[14]发现血管平滑肌细胞分泌的PCSK9可降低单核细胞表面的LDLR表达，增加LDL-C诱导的C-C趋化因子受体2表达，提高单核细胞迁移能力，参与动脉粥样硬化进程。Bernelot Moens等[15]研究显示家族性高胆固醇血症患者单核细胞表面C-C趋化因子受体2的表达约为健康对照组的3倍。该研究[15]还发现，与未治疗或使用他汀类药物治疗的家族性高胆固醇血症患者相比，使用PCSK9抑制剂治疗的家族性高胆固醇血症患者单核细胞表面C-C趋化因子受体2表达显著下降，迁移能力降低。

大多数急性心血管事件的发生是由于不稳定的动脉粥样硬化斑块破裂引发的血栓形成或栓塞，而易破裂的斑块往往具有脂质含量高、斑块内出血和炎症严重等特点[16]。ATHEROREMO-IVUS研究[17]使用血管内超声虚拟组织学成像技术评估动脉粥样硬化斑块的成分，发现冠状动脉粥样硬化患者的血清PCSK9水平与斑块坏死核心组织的数量成线性相关，且其相关性独立于LDL-C。2020年，Sun等[16]应用颈动脉MRI无创评估脂核和斑块炎症等相关指标，观察到使用阿利西尤单抗6个月后，颈动脉斑块脂质含量降低17%。Kong等[18]研究表明，用依洛尤单抗预处理的家兔，动脉粥样硬化斑块体积百分比和坏死百分比均明显下降，纤维化百分比明显上升。PCSK9Qβ-003疫苗是一种以PCSK9为靶点的病毒样颗粒疫苗，接种该疫苗后，小鼠体内能产生高滴度的抗PCSK9抗体。Pan等[19]研究表明PCSK9Qβ-003疫苗可显著降低血浆总胆固醇和PCSK9水平，并上调肝脏中LDLR的表达。Wu等[20]研究评估了PCSK9Qβ-003疫苗对动脉粥样硬化的潜在疗效，结果表明，PCSK9Qβ-003疫苗可通过调节胆固醇反向转运、抑制炎症浸润和细胞凋亡来减缓动脉粥样硬化的进展。这些证据表明，PCSK9抑制剂具有稳定动脉粥样硬化斑块的作用。

1.3 抗血小板聚集与抗血栓形成

血栓形成是发生急性冠状动脉综合征、缺血性脑卒中等血栓性疾病的主要病理原因。Qi等[21]研究发现PCSK9与血小板CD36结合，激活下游信号通路，增强了激动剂诱导的血小板聚集。Navarese等[22]开展的前瞻性观察研究在急性冠状动脉综合征患者中发现，血浆PCSK9水平升高与血小板反应性增高有关。一项前瞻性队列研究[23]纳入了24例原发性高胆固醇血症患者，发现PCSK9单抗治疗12个月后，血小板聚集和活化能力降低，血小板对阿司匹林抑制作用的敏感性增加。Cammisotto等[24]在杂合子家族性高胆固醇血症患者中进行的多中心研究显示，PCSK9抑制剂可降低血小板活化，其机制包括通过抑制还原型辅酶Ⅱ氧化酶2活性进而抑制氧化型低密度脂蛋白的产生和PCSK9抑制后循环中LDL-C水平的降低。PCSK9抑制剂对血小板功能的影响及其具体机制仍有待进一步研究揭示。

此外，Marston等[25]发现PCSK9抑制剂的应用可以显著降低静脉血栓栓塞的风险，Lp(a)的降低可能是这一效应的重要中介。一项研究评估了阿利西尤单抗对静脉血栓栓塞发生率的影响，结果表明，与安慰剂组相比，阿利西尤单抗显著降低了静脉血栓栓塞的风险，这与给药后Lp(a)水平的显著下降有关[26]。但PCSK9抑制剂下调Lp(a)水平参与抗静脉血栓形成的结论还需更多数据支持。动物和人类相关研究均支持凝血因子Ⅷ(FⅧ)与动脉血栓形成之间的相关性[10]。肝细胞表面的LDLR和低密度脂蛋白受体相关蛋白1均参与FⅧ的降解，PCSK9可通过降低肝细胞表面LDLR和低密度脂蛋白受体相关蛋白1的表达来使血浆FⅧ水平升高，从而参与动脉血栓形成[21]。这些证据提示，PCSK9抑制剂可能具有抗动脉血栓形成的潜力，仍有待进一步研究证实。

2 在非心血管系统中的作用

2.1 抗肿瘤作用

研究表明，PCSK9可抑制多种不同类型肿瘤细胞的凋亡，促进肿瘤的发生发展。近期一项研究[27]在卵巢癌细胞中检测到PCSK9的表达，并发现PCSK9具有促进卵巢癌细胞生存的作用，靶向抑制PCSK9后卵巢癌细胞增殖速度减慢，存活率降低。胃癌组织中PCSK9过表达与淋巴结转移和预后不良相关，进一步研究发现，PCSK9通过上调热休克蛋白70激活丝裂原激活的蛋白激酶通路，促进胃癌转移，抑制胃癌细胞凋亡[28]。Zhang等[29]研究表明PCSK9通过抑制细胞凋亡来促进肝细胞癌的生长，其机制为PCSK9促进脂肪酸合酶的表达，通过Bax/Bcl-2/Caspase9/Caspase3途径抑制肝细胞癌的细胞凋亡。

Liu等[30]使用CRISPR-Cas9技术敲除了四种恶性小鼠癌细胞系(B16F10、4T1、MC38和CT26)中的PCSK9基因，再将四种PCSK9缺陷肿瘤细胞分别接种到同基因小鼠体内，发现PCSK9缺陷在四种小鼠肿瘤模型中均与抗PD1抗体协同抑制肿瘤生长。该研究[30]还发现，抑制PCSK9增加了肿瘤细胞表面主要组织相容性抗原Ⅰ的表达，进而促进了细胞毒性T细胞的瘤内浸润。据此，他们提出抑制PCSK9可增强癌症的免疫检查点疗效。已有研究证明，抑制PCSK9与抑制结直肠癌和乳腺癌的进展有关[31-32]。然而，目前评估PCSK9抑制剂对肿瘤的作用及其机制的研究相对较少，PCSK9抑制剂能否成为潜在的抗肿瘤治疗药物仍需更多研究证实。

2.2 在病原体感染防治中的作用

脓毒症患者血浆PCSK9水平显著升高，且PCSK9水平与脓毒症多器官衰竭的发展高度相关[33]。Walley等[34]开展的一项临床试验表明，PCSK9功能缺失变异体的人类在脓毒症休克的过程中临床预后更好。多项研究均表明PCSK9水平与脓毒症及其预后密切相关，PCSK9抑制剂可能是脓毒症的有效治疗措施。然而，也有一些研究得出不同结论。一项大型队列研究[35]纳入10 924例黑人参与者，研究结果显示PCSK9功能缺失突变与严重感染住院风险无关，且严重感染住院患者中PCSK9功能缺失突变与发生脓毒症的概率无关。另一项在10 922例白人中的研究也得出了类似的结论[36]。目前包括依洛尤单抗和阿利西尤单抗在内的多种PCSK9抑制剂已分别开展Ⅱ期和Ⅲ期临床试验，来探索其能否改善脓毒症患者的预后[37]。

此外，还有研究显示PCSK9抑制剂可能是登革热患者的安全治疗措施[38]，也可能在疟疾防治中发挥作用[39]，但目前还缺乏PCSK9抑制剂直接应用于这些病原体感染防治的报道。

3 总结与展望

综上所述，PCSK9抑制剂是一种安全高效的新型降脂药，越来越多的研究发现其具有多种降脂之外的作用，包括抗炎、抑制动脉粥样硬化斑块形成、稳定动脉粥样硬化斑块、抑制血小板活化和抗血栓形成、抗肿瘤以及在病原体感染防治中发挥积极作用。这些发现将可能为PCSK9抑制剂的临床应用开拓更为广阔的天地。目前已有的临床试验数据表明，以阿利西尤单抗和依洛尤单抗为代表的PCSK9抑制剂在强效降低LDL-C水平的同时，并不明显增加出血性脑卒中/神经认知功能损害、肝脏转氨酶升高、肌肉不良事件、新发糖尿病、肿瘤和血尿等不良事件的发生率，具有良好的安全性。尽管如此，目前关于验证评估PCSK9抑制剂降脂外的多效性及其安全性的前瞻性随机对照临床研究仍然十分匮乏。相信随着越来越多的高质量临床研究的开展和分子机制基础研究的深入，PCSK9抑制剂的临床应用范围将可能不断拓展，让更多的患者获益。