前蛋白转化酶枯草溶菌素9抑制剂的研发进展及应用

王文岑，代海兵 综述，黄海，鄢盛恺1， 审校

1.贵州医科大学医学检验学院临床生化教研室，贵州贵阳 550000；2.贵州医科大学附属医院临床检验中心，贵州贵阳 550000；3.遵义医科大学附属医院医学检验科，贵州遵义 563003

动脉粥样硬化性心血管疾病（atherosclerotic cardiovascular disease，ASCVD）是我国城乡居民死亡的首要原因，血脂异常被认为在其发病机制中扮演重要角色，而降脂药物在血脂管理中起重要作用。一项血脂异常国际研究-中国（DYSIS-China）对25 317例≥45岁患者（接受至少1种降脂药物治疗至少3个月）的研究结果表明［1］，我国血脂异常患者中96.6%为高危和极高危，总体低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）达标率仅为37.3%。前蛋白转化酶枯草溶菌素9（proprotein convertase subtilisin/kexin type 9，PCSK9）蛋白在血脂异常中扮演重要角色，其可通过升高LDL-C、炎性反应等促进动脉粥样硬化，而PCSK9 抑制剂是一类抑制PCSK9的化合物，具有独特的降脂机制，为常规降血脂治疗提供了额外的选择，且有助于降低ASCVD 的剩余风险［2］。《中国血脂管理指南（2023 年）》指出，在单药治疗LDL-C 不达标的情况下加用PCSK9 抑制剂，可使LDL-C 水平降低约75%［3］。本文就PCSK9 蛋白、不同类别PCSK9 抑制剂及其降脂机制、研发及应用进展作一综述，以期为ASCVD 患者的血脂管理特别是降脂治疗提供参考。

1 PCSK9

PCSK9是枯草菌素蛋白酶家族的第9个成员，于2003 年首次在哺乳动物细胞中发现，其基因位于染色体1p32的短臂上，由692个氨基酸组成［4］。PCSK9广泛表达于人体各种组织和细胞中，特别是在肝脏中高表达，在小肠、肺、肾、胰腺和脑等组织中均有表达［5-6］。PCSK9 到达肝细胞的基底外侧表面后，在自分泌作用下与低密度脂蛋白受体（low density lipoprotein receptor，LDLR）结合。随后，由LDL-C、LDLR 和PCSK9 组成的复合物被肝细胞内吞至溶酶体降解，从而降低细胞膜上的LDLR，并提高LDL-C 水平［7］。PCSK9 除了参与胆固醇代谢外，还可参与肠道富含甘油三酯的载脂蛋白B［8］、血浆脂蛋白（a）［lipoprotein（a），Lp（a）］［9］的代谢。基于PCSK9 蛋白在血脂代谢过程的研究，其已成为近年来降脂药物的重要靶点。

2 PCSK9抑制剂的降脂机制与分类

PCSK9抑制剂可靶向阻遏PCSK9蛋白干扰胆固醇代谢的作用，从而发挥降低血脂的作用。PCSK9抑制剂的降脂机制大致可分为3 种：①使用单克隆抗体、附着蛋白或PCSK9/LDLR 结合位点模拟肽等小分子阻断PCSK9/LDLR 结合；②使用“核酸沉默剂”如反义寡核苷酸（antisense oligonucleotide，ASO）、siRNA 或CRISPR/Cas9 的基因组编辑技术抑制体内PCSK9 基因表达；③使用疫苗抑制循环PCSK9 蛋白活性［10-11］。目前已上市或正在临床试验阶段的PCSK9抑制剂（ClinicalTrials.gov）见表1。

表1 PCSK9抑制剂降脂机制和代表药物Tab.1 Lipid-lowering mechanism and representative drugs of PCSK9 inhibitors

2.1 抑制PCSK9 与LDLR 的结合 由转基因小鼠平台开发的两种全人源单克隆抗体依洛尤单抗（Evolocumab）和阿西利由单抗（Alirocumab）可阻断PCSK9与LDLR 的相互作用，促进LDLR 在细胞膜上的循环，从而诱导血浆中LDL-C 的摄取和降低循环LDLC 水平［12］。Alirocumab 和Evolocumab 已先后获批上市，此外，还有SHR-1209、IBI306、AK102、JS002 等药物处于临床试验阶段。

美国基因泰克公司研发的Pep2-8是一种小分子肽，其结合位点与LDLR 上EGF（A）结构域的结合位点基本重叠，是与LDLR 结合的竞争性抑制剂，目前处于临床前研发阶段［16］。在Pep2-8 的基础上，有研究人员通过计算机虚拟筛选发现了两种Pep2-8 类似物，可抑制PCSK9 与LDLR 的结合，能增加HepG2细胞膜上的LDLR 蛋白水平，从而增加对LDL-C 的摄取［17］。

美国百时美施贵宝公司研发的BMS-962476 是一种聚乙二醇化多肽，可增强人体药代动力学。有研究建立了人类PCSK9 转基因小鼠的基因组DNA模型，在模型中发现BMS-962476 能迅速降低胆固醇水平［14］。

LIB003 是一种新型小分子PCSK9 抑制剂，为一种重组融合蛋白，能结合PCSK9 蛋白和人血清白蛋白。在一项双盲Ⅱ期试验中，300 mg LIB003 可使LDL-C 降低70%，游离PCSK9 下降88%。另一项开放标签扩展试验结果表示，在参与者服用最大耐受他汀类药物的基础上加用LIB003 后，可使LDL-C 稳定降低57%～59%，且具有良好的耐受性［18］。

2.2 核酸沉默剂 ASO 通过Watson-Crick 碱基对相互作用与PCSK9靶基因mRNA 结合，使靶基因表达受限［19］。siRNA 的引导链在细胞内与RNA 诱导的沉默复合物（RNA induced silencing complex，RISC）结合，然后RISC 与特异性编码PCSK9的mRNA 分子杂交，切割并裂解mRNA，有效阻止蛋白质的翻译，从而导致PCSK9水平降低［20］，但目前该类药物尚未进行大规模临床试验，其疗效及安全性尚不明确。研究者使用CRISPR/Cas9 基因编辑系统敲除小鼠的PCSK9基因，其血浆总胆固醇水平显著下降35% ～40%［21-22］。除了上述常见的“核酸沉默剂”之外，研究者还发现，miRNA 作为一类内源性非编码小RNA可在转录和翻译水平上调节PCSK9基因。经Target-Scan 数据库筛选和实验验证，miR-552-3p 被确定为PCSK9的负调控因子，其与PCSK9的3'-UTR 结合以抑制翻译，并与PCSK9的启动子相互作用以抑制转录，且miR-552-3p 还可降低HepG2 细胞中PCSK9的表达，促进HepG2 细胞对LDL-C 的摄取，降低血清LDL-C水平，具有双重抑制机制［23］。

2.3 疫苗 在疫苗研制方面，L-IFPTA 是由研究者将带负电荷的纳米脂质体作为疫苗递送系统，通过将短PCSK9 肽（作为B 细胞表位）与破伤风肽（作为T 细胞表位）构建的一种称为免疫原性融合PCSK9-破伤风（IFPT）的肽疫苗，再混合到矾佐剂中制成［24］。L-IFPTA 疫苗能够诱导针对PCSK9 肽的长期体液免疫反应，产生抑制血浆PCSK9抗体，该抗体直接靶向消除血液中循环的PCSK9，抑制PCSK9 与LDLR 的结合，增加肝脏LDLR 的表达，从而抑制循环PCSK9活性［25-26］。

2.4 其他降PCSK9药物 小檗碱是一种植物来源的异喹啉季生物碱，可促进LDLR 在肝脏的表达，同时降低PCSK9 的表达和分泌［27］。SIDDIQ 等［28］发现，藏花酸可降低PCSK9 和甾醇调节元件结合蛋白表达，并上调LDLR的表达，是一种天然的胆固醇拮抗剂。

3 已应用于临床的PCSK9抑制剂及其临床试验

3.1 Evolocumab 2015 年，Evolocumab 作为全球第一个率先在欧盟上市的针对PCSK9 的单克隆抗体，于2018 年被我国国家药品监督管理局批准上市。其为一种针对PCSK9 的全人源单克隆抗体，可通过结合PCSK9 并抑制其与肝脏表面上的LDLR 结合，使血浆中的LDL-C 更多地转运至溶酶体降解，从而有效降低LDL-C 水平，通过皮下进行注射（140 mg/2周或420 mg/月）。

经典的FOURIER 试验研究结果表明，在优化他汀基础上，实验组LDL-C 水平下降59%、非高密度脂蛋白胆固醇水平下降52%、ApoB 水平下降49%，此外，包括中风、心肌梗死、心血管死亡等主要心血管终点事件的风险均显著下降［29］。随后在FOURIEROLE 试验中，实验组63.2%的患者治疗后LDL-C ＜40 mg/dL，且降低了心血管死亡、心肌梗死、卒中或因不稳定型心绞痛而住院的风险［30］。在一项涉及杂合性家族性高胆固醇血症（heterozygous familial hypercholesterolemia，HeFH）儿童患者的随机对照试验中，Evolocumab组LDL-C水平从基线到第24周显著降低了68.6 mg/dL或38.3%［31］。另一项评估Evolocumab对他汀类药物治疗心肌梗死后冠状动脉硬化斑块组成的光学相干断层扫描测量影响的研究表明，Evolocumab 组观察到动脉粥样硬化体积消退的百分比更大［32］。

3.2 Alirocumab Alirocumab是一种全人源单克隆抗体，2015 年被美国药品监督管理局批准作为饮食和最大耐受性他汀类药物治疗的辅助药物，其降脂机制与Evolocumab 相似，通过抑制PCSK9 阻止LDLR的降解，从而降低血液中LDL-C 水平，通过皮下进行注射（75 mg/2周或300 mg/月）。

ODYSSEY 试验结果表明，Alirocumab 组在48 个月时可将LDL-C 水平降低62.7%，此外，Alirocumab与高强度他汀类药物联合治疗可降低心血管终点事件风险，包括非致死性心肌梗死、非致死性或致死性缺血性卒中、因冠心病死亡和需要住院治疗的不稳定心绞痛等［33］。继FOURIER试验之后，OD-YSSEY试验再次证明了在优化他汀治疗的前提下加以PCSK9 抑制剂治疗，可显著降低主要心血管复合终点事件发生率，在降低LDL-C 和终点事件的发生率上，两种药物达到了相似降低幅度。ODYSSEY HoFH 试验结果表明，成人纯合子家族性高胆固醇血症患者在接受12 周Alirocumab 治疗后，血浆LDL-C显著降低了35.6%，且Alirocumab 的耐受性、安全性与安慰剂相当［34］。最近的PACMAN-AMI 随机临床试验结果表明，在高强度瑞舒伐他汀治疗中加用Alirocumab，可使急性心肌梗死患者非梗死相关动脉的斑块消退较安慰剂组明显增加［35］。

从上述临床试验结果不难看出，使用特异性全人单抗靶向PCSK9 单独或联合他汀类药物，能有效降低血浆LDL-C 水平以及ASCVD 的风险。Evolocumab 和Alirocumab 是目前PCSK9 抑制剂中最有效的降胆固醇制剂，临床已取得成功，但这些单克隆抗体临床使用也存在局限性，除了给药方式均为皮下注射外，它们在体内的半衰期分别仅有11 ～17 和17 ～20 d，因此，患者需重复皮下注射以获得所需的治疗效果。此外，这类药物相较于他汀类药物价格昂贵，频繁用药伴随着高昂的成本，这一局限性推动了发现新的PCSK9抑制剂作为PCSK9单克隆抗体替代药物的进程。

3.3 Inclisiran Inclisiran是一种化学合成的靶向PCSK9 的siRNA，于2020 年获得欧洲药品管理局批准上市。其通过特异性结合降糖糖蛋白受体去唾液酸糖蛋白受体（asialoglycoprotein receptor，ASGPR）和N-乙酰半乳糖胺碳水化合物（N-acetyl-galactosamine，Gal-NAc）配体，直接靶向PCSK9 mRNA 抑制PCSK9 基因表达，导致肝细胞回收LDLR 和LDLR 的膜表达增加，最后发挥降低LDL-C 水平的功能［36］。Inclisiran首次单次给药最佳剂量为300 mg，首次给药后临床效果不明显，可于90日后再次给药300 mg。

在一项Ⅱ期ORION-1 试验中，患者在原有降脂治疗基础上随机接受单剂量或两剂量的Inclisiran 或安慰剂（第1 和90 天）。单次注射Inclisiran 后180 d观察到LDL-C水平平均降低27.9%～41.9%，而接受两剂的患者在第180天平均降低35.2%～52.6%［37］。Ⅲ期临床试验ORION-9、ORION-10 和ORION-11 评估了Inclisiran 对接受最大耐受降脂治疗的HeFH、ASCVD风险相当患者的疗效和安全性。在ORION-9试验中，第1、90、270和450天接受300 mg Inclisiran的HeFH患者在第510天观察到LDL-C水平降低39.7%［38］。ORION-10 和ORION -11 研究结果显示，Inclisiran 对ASCVD或高风险患者的LDL-C降低幅度相似，在510天LDL-C 水平分别降低了52.3%和49.9%，绝对降低了54.1 和51.9 mg/dL，此外，Inclisiran 还可使Lp（a）分别降低25.6%和18.6%［39］。ORION-3 提供了基于siRNA 疗法的持久性和安全性的第一个前瞻性长期评估，每年两次给予Inclisiran，第210天时，可使循环LDL-C 浓度降低47.5%，持续时间超过4 年，4年间LDL-C 的平均降幅为44.2%，PCSK9 的降幅为62.2%～77.8%，14%的患者在注射部位发生不良事件，主要为轻度或中度，无后遗症或治疗后未恶化［40］。因此，Inclisiran 可用于降低LDL-C 水平，是一种有效且安全的药物。

Inclisiran与RISC结合时，其在分子上更稳定，可持续剪接多个mRNA，使疗效持续和LDL-C 水平持续降低，一般在第1、90 天，之后每6 个月给药1 次，1年2 次给药方案可解决患者长期依从性问题。尽管大量证据证明了Inclisiran 可有效降低LDL-C 水平，但目前仍缺乏足够的心血管结局和长期安全性数据。迄今为止，Inclisiran 的临床试验只纳入了他汀类药物合并或不合并依折麦布治疗下患有ASCVD或HeFH 患者，仍缺乏Inclisiran 在单药治疗中能提供临床益处的证据。

4 正在进行研究的PCSK9抑制剂

随着各项随机对照临床研究证据的逐渐累积，PCSK9 抑制剂作为新型强效降脂药物在高胆固醇血症患者的治疗中备受青睐，许多新的药物已在体外、体内动物模型以及Ⅰ期和Ⅱ期临床试验中进行了研究，目前有以下药物的临床试验结果以文献方式发表。

SHR-1209 是一种针对PCSK9 的人源化单克隆抗体，在随机、双盲、安慰剂对照的Ⅰb/Ⅱ期试验中，SHR-1209 可显著降低接受稳定剂量阿托伐他汀治疗患者的LDL-C 水平，给药间隔最长12 周，且其半衰期与Evolocumab和Alirocumab相比较长［41］。IBI306是一种全人源单克隆抗体，在Ⅰ期研究中被证明安全性和耐受性良好。Ⅲ期研究中，IBI306组在第12周LDL-C水平显著降低，降脂作用可维持到第24周［13］。

疫苗AT04A 可通过诱导PCSK9 特异性抗体来治疗高胆固醇血症，目前处于Ⅰ期临床中，在初始、第4和8周接受3次启动免疫，并在第60周接受AT04A或安慰剂单次加强免疫，在第20 和70 周，AT04A 组中血清LDL-C 平均峰值分别比基线降低11.2%和13.3%［15］。人们普遍认为目前可用的PCSK9 抑制剂需注射给药，而最近提出的AZD8233 是一种可皮下注射或口服的高效PCSK9反义寡核苷酸。一项研究结果显示，单次皮下注射90 mg可使高水平LDL-C的人血清PCSK9 降低＞90%，而在稳定状态下，每月皮下注射25 mg 预计可使PCSK9 降低80%［42］。目前为止，从报道的这些PCSK9抑制剂的临床结果来看，降脂疗效优于他汀类药物，特别是在高胆固醇血症患者中，期待在不久的将来有更多治疗血脂异常的新药突破。

5 小结与展望

目前，我国血脂异常的治疗现状不容乐观。单一的他汀类降脂治疗已不能满足血脂管理的临床需求。而大量的临床研究表明，PCSK9 抑制剂能高效降低LDL-C 水平，并最大限度地降低心血管不良事件的发生，成为治疗高胆固醇血症的一种新型药物。与传统他汀等降脂药物相比，PCSK9 抑制剂给药间隔相对较长，解决了患者需长期服药的弊端。Evolocumab 和Alirocumab 的上市标志着降脂药物开启了新时代，但目前PCSK9 抑制剂的给药方式均为皮下注射，且费用较高，限制了其在临床应用中的普及和推广。

多家制药公司正在研究拮抗PCSK9 的口服药（尚处于临床前研发阶段），与注射治疗相比，口服药具有成本更低且患者更易接受的优点。此外，PCSK9抑制剂的长期用药安全性也需引起重视。作为上市只有几年的新药，其临床安全性数据的累积尚十分有限，而从作用机理上来说，这类药物能够增强LDLR对胆固醇的摄取分解而致胆汁酸分泌增多，肠道内的大量胆汁酸可能会导致结肠肿瘤发生的这种远期风险，也需进一步进行评估。

期望随着医学不断的发展和各类临床试验的持续推进，未来将出现口服给药和降脂疗效更长久且更安全的新型PCSK9 抑制剂，为降脂治疗提供新的靶点和选择。这将有助于改善我国高胆固醇血症患者的治疗现状，提高临床疗效和患者的生活质量。