小核酸药物Inclisiran降低低密度脂蛋白胆固醇治疗研究进展

李莎 王秀秀 熊峰

(西南交通大学医学院 西南交通大学附属医院 成都市第三人民医院,四川 成都 610031)

心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)是全球死亡的主要原因。据估计,2019年农村、城市中CVD分别占死因的46.74%和44.26%,每5例死亡病例中就有2例死于CVD。中国正面临人口老龄化和代谢危险因素持续流行的双重压力,CVD负担仍将持续增加,这将影响中国疾病防治策略和各种资源配置等多方面的需求[1]。血脂异常是CVD最常见危险因素之一,并导致主要不良心血管事件增加。家族性高胆固醇血症患者的冠心病风险明显高于普通人群。

他汀类药物目前作为动脉粥样硬化性心血管疾病(atherosclerotic cardiovascular disease,ASCVD)一级和二级预防的一线药物,广泛用于治疗高胆固醇血症[2]。但大型前瞻性研究和临床数据表明相当大比例的患者服用他汀类药物时,即使使用最高耐受剂量,也未能达到治疗目标,而且可能出现包括横纹肌溶解等严重副反应,他汀类药物治疗逐渐显示出局限性[3]。目前研究重点是开发他汀类药物的替代和/或辅助疗法。inclisiran,一种小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA),通过抑制低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)代谢中前蛋白转化酶枯草溶菌素9(preprotein convertase subtilisin/kexin type 9,PCSK9)的合成,增加肝细胞膜上低密度脂蛋白受体(low-density lipoprotein receptor,LDLR)的数量,已成为治疗高胆固醇血症的新药物[4]。2020年12月,inclisiran获得了欧洲药品管理局的批准,用于原发性高胆固醇血症或混合性血脂异常的成人患者。

现就首个上市的作为预防CVD的小核酸降脂药物inclisiran的作用机制,在LDL-C治疗中的有效性及安全性研究进展做一综述。

1 小核酸药物inclisiran的结构与机制

1.1 小核酸药物

siRNA又称短干扰RNA或沉默RNA,是长度为20～25个核苷酸的双链RNA,具有多种生物学特征。由此研发的小核酸药物通过小核苷酸组成的短链核酸干预靶基因表达,主要包括反义寡核苷酸、siRNA、微RNA、寡核苷酸适配子、CpG寡核苷酸等,通过不同途径实现治疗疾病的目的。研究已知siRNA主要参与干扰RNA,通过激活选择性基因表达的途径发挥作用,从而靶向调节基因表达。作为小核酸药物之一的siRNA药物,大幅改善了药物的安全性和靶向性问题[5]。

1.2 inclisiran的分子结构与作用机制

inclisiran(ALN-PCSsc和ALN-60212)分子由N-乙酰半乳糖胺碳水化合物结合的核苷酸链组成双链结构,与唾液酸糖蛋白受体特异性结合,是一种长效的合成siRNA分子,靶向作用于肝细胞,通过抑制PCSK9基因表达进而抑制PCSK9产生[6],这种作用机制使药物分子可同时降低胞内和胞外PCSK9蛋白水平,从而更显著、持久地降低LDL-C水平。

PCSK9在LDL-C代谢中的作用于2003年被发现[7-8],PCSK9是一种在脂质代谢中起关键作用的蛋白,作为LDL-C代谢最重要的调节因子之一,其分泌入血浆后,与附着在LDLR的表皮生长因子A结构域形成复合物,内化入肝细胞[9]。有研究[10-11]表明PCSK9蛋白通过细胞内途径伴随LDLR表达。PCSK9通过上述机制促进肝细胞膜上LDLR在溶酶体中的降解[12]。PCSK9与LDLR结合内化入肝细胞,肝细胞膜上LDLR减少,血浆中LDL-C与LDLR结合减少,血浆LDL-C清除减少,从而使循环中LDL-C浓度增加。

inclisiran的作用机制是siRNA通过细胞内结合效应使RNA诱导的沉默复合物,选择性对信使RNA(messenger RNA,mRNA)进行序列特异性降解,从而抑制具有互补核苷酸序列的特定基因的表达[13]。inclisiran分子被整合到肝细胞中,引导链与RNA诱导沉默复合物的多蛋白复合物结合。随后,引导链与PCSK9的互补mRNA进行杂交,诱导其降解。通过终止PCSK9的转录,inclisiran增加了肝细胞膜上的LDLR数量,从而使LDL-C浓度下降。值得注意的是,递送到肝细胞的单个siRNA分子可以特异性地干扰多个mRNA分子的表达,使沉默复合物在mRNA降解发生后仍保持活性,因此具有长期疗效[14]。

PCSK9的发现促进了PCSK9抑制剂的发展,其作用途径为增加肝细胞膜上LDLR的数量来降低LDL-C水平[15]。PCSK9抑制剂的研究包括抑制特定mRNA的翻译,减少肝细胞分泌PCSK9,以及使用与该蛋白结合的单克隆抗体降低血清PCSK9浓度[16]。目前有阿莫罗布单抗和依洛优单抗这两种与PCSK9蛋白结合的完全人源特异性单克隆抗体获批准,用于高胆固醇血症患者的常规治疗。

与PCSK9单克隆抗体几乎阻断循环中所有的PCSK9但不影响细胞内途径不同,inclisiran在细胞内靶向抑制PCSK9。inclisiran潜在的不依赖于LDLR的作用机制,可能在LDLR功能降低的家族性高胆固醇血症患者的管理中尤其有效。但还需进一步研究确定inclisiran是否存在不依赖于LDLR的作用,这也可能是inclisiran相对于PCSK9单克隆抗体作用更持久的原因[17],并成为PCSK9单克隆抗体的潜在替代品。

1.3 inclisiran的药效动力学及药代动力学

inclisiran的前体ALN-PCS分子被包裹在脂质纳米颗粒中。动物模型研究[14]显示球形结构使PCSK9 mRNA和蛋白浓度快速降低70%,LDL-C浓度持续3周下降60%。在健康志愿者中,药物输注60 min后的最大效果出现在随访第3天,PCSK9蛋白浓度降低了70%,LDL-C水平降低了40%。ALN-PCSsc由ALN-PCS经修饰而来,可用于静脉注射,分子结构可显著提高稳定性和延长其生物活性。研究[9]显示皮下注射药物大约20 d后,PCSK9蛋白和LDL-C浓度的降低达到最大。ALN-PCSsc剂量越大,降脂作用持续时间越长,给药180 d后,低于300 mg的剂量未见降脂作用。

2 inclisiran的临床研究

2.1 inclisiran降低LDL-C的临床疗效

在inclisiran的Ⅰ期试验(NCT01437059)[13]中,共纳入32例LDL-C水平超过116 mg/dL的健康志愿者。24例受试者随机分配接受inclisiran(剂量为0.015～0.4 mg/kg),其中3例0.015 mg/kg、3例0.045 mg/kg、3例0.09 mg/kg、3例0.15 mg/kg、6例0.25 mg/kg、6 例0.4 mg/kg,另有8例受试者接受安慰剂。观察结果显示不同剂量药物组与安慰剂组相比,血清PCSK9及LDL-C较基线水平比较均有不同下降,且呈剂量依赖性。其中最高剂量(0.4 mg/kg)给药后血清PCSK9及LDL-C水平降幅最大,可使血清PCSK9水平降低近70%,LDL-C水平降低40%。

Ⅰ期研究完成后为全面评估inclisiran而建立了ORION系列研究项目,用来评估inclisiran在ASCVD高危人群、已确诊的ASCVD患者、家族性高胆固醇血症患者以及肝或肾损害患者中的有效性和安全性。

首个关于inclisiran降脂效果的Ⅱ期研究是ORION-1(NCT02597127)[18]。ORION-1是一项多中心、随机、安慰剂对照、多剂量递增的inclisiran试验。研究纳入501例LDL-C水平升高的CVD高风险患者,入组患者随机分配到8个研究组,全部受试者入组后分别给予安慰剂、200 mg、300 mg或500 mg的inclisiran。有4组受试者于首次用药后第90天,再次使用安慰剂、100 mg、 200 mg或300 mg的inclisiran。其中第1天和第90天皮下注射300 mg给药inclisiran组在第180天时,LDL-C的水平下降幅度最大。该组PCSK9水平平均下降69.1%,LDL-C水平下降52.6%,48%的患者在第180天观察到LDL-C<50 mg/dL。inclisiran组PCSK9和LDL-C水平降低与临床试验中使用的PCSK9单克隆抗体的降脂作用相比,持续时间更长,240 d随访后LDL-C浓度的下降幅度为26.7%～47.2%,且与药物剂量有关。尽管所有剂量亚组在第240天 LDL-C和PCSK9浓度与第180天相比有所升高,但与基线数据相比仍显著降低。这些数据表明为了实现更有效和持久的降脂治疗效果,inclisiran合适的给药剂量间隔为6个月。

另外几项重要的Ⅲ期临床研究是ORION-9、ORION-10和ORION-11研究[19]。近期,这几项临床试验的汇总数据分析表明,成年患者中inclisiran在17个月期间均能降低约51%的LDL-C,并与年龄不相关。这种有效和持续地降低LDL-C水平可通过每年两次剂量的inclisiran实现。ORION-9研究纳入400例已接受最大耐受性降脂治疗但仍不达标的高危人群,于第1天、第90天、第270天和第450天随机接受300 mg inclisiran或安慰剂注射,平均随访510 d。第510天时inclisiran组LDL-C水平的平均变化为inclisiran组降低39.7%,而安慰剂组升高8.2%(组间差异为47.9%),inclisiran组PCSK9水平降低60.7%,而安慰剂组升高17.7%(组间差异为78.4%)。在欧洲和南非进行的ORION-11研究为期18个月,纳入患者为ASCVD且LDL-C≥70 mg/dL的成人,评估inclisiran在LDL-C≥70 mg/dL或LDL-C≥100 mg/dL的ASCVD患者中在使用最大耐受剂量他汀类药物治疗后的疗效。2019年欧洲心脏病学会展示了ORION-11研究18个月的结果,表明几乎所有使用inclisiran的患者都实现了LDL-C水平的降低,且具有与安慰剂相似的安全性和耐受性。

2.2 inclisiran的药物安全性及耐受性

皮下给药安全性的第一阶段研究已于2016年底发表。Ⅰ期试验(NCT01437059)的研究主要终点是对药物的安全性和耐受性的评估[13]。对照组与用药组的不良反应发生率无差异,证实inclisiran的耐受性良好。

ORION-2研究是一项Ⅱ期小型临床研究,旨在评估inclisiran在高强度他汀类药物和依折麦布背景治疗的家族性高胆固醇血症患者中的安全性、耐受性和有效性。纳入4例年龄≥12岁的患者,研究开始时接受一次单剂量inclisiran 300 mg,并分别在第90天或第104天接受第2剂量。第90天,所有参与者的PCSK9水平显著、持续下降了48.7%～83.6%;第180天,下降了40.2%～80.5%。有3例参与者在第90天实现了LDL-C水平持久下降11.7%～33.1%,在第180天下降了17.5%～37.0%;1例参与者的LDL-C水平未能降低,该参与者对阿莫罗布单抗和依洛优单抗均有不良反应史。该研究没有药物相关不良事件或注射部位反应的报道[20]。

针对特殊人群使用inclisiran,ORION-7研究纳入了31例轻度、中度或重度肾功能损害与肾功能正常的参与者[21],评估予以单剂量inclisiran皮下注射的药代动力学(pharmacokinetics,PK)、药效动力学(pharmacodynamics,PD)、安全性与耐受性。结果表明,四组受试者在第60天均可观察到LDL-C水平下降且无统计学差异 (P=0.17),分别为肾功能正常(57.6%±10.7%),轻度(35.1%±13.5%)、中度(53.1%±21.3%)或重度(49.2%±26.6%)肾功能损害。

Kallend等[22]在一项单中心临床研究中评估轻度、中度肝功能损害(hepatic impairment,HI)患者与肝功能正常(normal hepatic function,NHF)患者使用inclisiran的PK、PD和安全性。结果显示中度HI患者与NHF患者相比,inclisiran的PK暴露增加了两倍,而PD相对不变。在轻度或中度HI患者中,inclisiran通常是安全的,耐受性良好,无需调整剂量。Kallend等[23]的另一项研究关于对健康志愿者使用超治疗剂量的inclisiran是否影响心脏复极和传导。结果显示,高于治疗剂量3倍的inclisiran(900 mg)对QTc间期或其他心电图参数无影响,提供了更多关于inclisiran安全性的信息。

ORION-3研究旨在评估长期皮下注射inclisiran和依洛优单抗在CVD高风险和LDL-C水平升高的参与者中的有效性、安全性和耐受性。ORION-4和ORION-5研究评估inclisiran对ASCVD患者临床结果的影响及inclisiran在家族性高胆固醇血症患者中的有效性、安全性和耐受性。inclisiran在中国进行的研究是ORION-14(NCT04774003),研究目的是血清LDL-C水平升高的中国患者使用inclisiran的PK/PD、安全性和耐受性。这几项研究均未发表研究结论[24]。

2.3 inclisiran的不良反应

据文献[25]报道,inclisiran最常见的不良反应是肌痛、头痛、疲劳、鼻咽炎、背痛、高血压、腹泻和头晕。ORION-10和ORION-11两项试验中inclisiran组的注射部位不良反应比安慰剂组更多,但两组的不良事件发生率大体相似。

其他不良反应观察报道中包括长期使用inclisiran治疗后,C反应蛋白[14]、炎症细胞因子肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-6没有增加[26],提示PCSK9不参与人体全身炎症过程,从而支持目前的inclisiran不会对CVD高危患者的免疫系统产生相关不良反应。这与抗PCSK9单克隆抗体临床试验结果一致。

ORION-1[18]显示inclisiran组的严重副作用,包括注射部位不良反应、丙氨酸氨基转移酶及天门冬氨酸氨基转移酶增高3倍以上、肌酸激酶增高5倍以上、死亡等,总发生率为11%,而安慰剂组为8%;试验后期全部患者中inclisiran组有2例死亡,第1例发生在单剂量500 mg组,该患者患有长期的心血管病变,第2例为两剂200 mg组中的1例男性患者,进入研究后经皮修复胸主动脉瘤后出现瘘管及脓毒症。其余研究未见死亡报告。

3 inclisiran的卫生经济学评价

来自瑞士一项关于inclisiran的研究[27]显示,根据流行病学和真实世界数据,采用瑞士医疗体系进行研究,以每剂inclisiran的价格以及疾病负担和预算影响成本效益评估建议,为了具有成本效益,inclisiran对可能符合条件的患者人群的合理价格范围为每年3 600～6 000美元。另一项研究[28]是在美国ASCVD患者中,确定inclisiran除标准治疗外的成本效益最高价格,进而确定inclisiran的合理价格,但研究未报道inclisiran的最终价格。

4 结论

降脂治疗在CVD预防中具有重要意义。尽管他汀类药物和依折麦布已被证实对LDL-C浓度和长期CVD风险有效,但仍有大量患者即使在最大耐受治疗上仍未达治疗目标。针对PCSK9蛋白的单克隆抗体的使用进一步降低了CVD患者的死亡率,是降脂治疗的一个里程碑。而首个小核酸降脂药物inclisiran则代表了肝细胞中PCSK9蛋白抑制的一种全新机制,其针对PCSK9的mRNA,通过诱导PCSK9水平降低从而持久地降低LDL-C水平,PK良好,每3～6个月给药一次,长效的给药方案比每日服用他汀类药物和每2～4周使用一次单克隆抗体在长期维持治疗目标中有优势。ORION项目从多方面评估了inclisiran的有效性和安全性,基于ORION试验的积极结果,inclisiran于2020年12月被欧盟批准用于原发性高胆固醇血症或混合性血脂异常的成人患者调脂治疗[22]。已有关于inclisiran支付成本的效益分析。期待更多关于inclisiran的临床应用及相关研究结论。