新型降脂药物-PCSK9-抑制剂的研究现状及进展

新型降脂药物 PCSK9 抑制剂的研究现状及进展 摘要 前蛋白转化酶枯草溶菌素 9 proprotein convertasesubtilisin kexin 9 PCSK9 是由肝脏合成的蛋白 酶 大量的基础研究和临床试验结果表明 外源性干预措 施抑制 PCSK9 活性后 可加速血浆低密度脂蛋白 LDL 清除 此外 PCSK9 抑制物与他汀类药在提高 LDLR 和减 少血浆胆固醇方面具有协同作用 其抑制物可能作为一种 新型的降血脂药物而被开发 关键词 前蛋白转化酶枯草溶菌素 9 家族性高胆固醇 血症 家族性高胆固醇血症 familial hypercholesterol emia FH 是一种常染色体单基因显性遗 传性疾病 其临床特征为血总胆固醇和低密度脂蛋白 胆固 醇 LDL C 显著升高 血浆 LDL C 水平与动脉粥样硬化 密切相关 清除血浆 LDL C 主要通过肝脏低密度脂蛋白受 体 LDLR 介导的内吞过程 越来越多的研究表明 前蛋 白转化酶枯草溶菌素 9 PCSK9 与 FH 有关 且可能通过 LDLR 影响 LDL C 水平 PCSK9 抑制剂有望成为新一代降 脂药物 1 PCSK9 与脂质代谢 1 1 PCSK9 与高胆固醇血症基因表达的关系 最早观察 PCSK9 与 LDL C 的联系来自于对常染色体显 性高胆固醇血症 autosomal dominant hypercholesterolemia ADH 的研究 发现 PCSK9 是除了 LDLR 和 ApoB 以外 第 3 个可以引起 ADH 的基因 在患有 ADH 的人群中可发 现一些 PCSK9 基因的功能获得性突变 1 Khera 等 2 发现 PCSK9 的基础血清浓度与 LDL C 间存在一个中等程度的正 相关 而使用他汀类药物治疗的患者 这两个指标不存在 任何相互关联 这可能与 PCSK9 及 LDLR 共同受到固醇调 节元件结合蛋白 SREBP 2 的调节有关 家族性高胆固醇血症 familial hypercholesterolemia FH 的临床特点为总胆固醇和 LDL C 水平增高 以及过早的发生动脉粥样硬化 然而一些在 分子水平上被诊断为 FH 即有 FH 基因型的患者并没有表 现出高胆固醇血症 3 Wu 等 4 研究发现 ox LDL 可以诱 导人脐静脉内皮细胞 HUVECs 的凋亡和 PCSK9 的表达 增加 而 PCSK9siRNA 干预后 PCSK9 的表达以及 HUVECs 的凋亡显著减少 进一步证实了 PCSK9 对动脉粥 样硬化发展的直接作用 1 2 PCSK9 与低密度脂蛋白受体 LDLR 的关系 近来有研究表明 PCSK9 可通过降解脂肪等组织的极 低密度脂蛋白受体 very low density lipoprotein receptor VLDLR 限制内脏的脂肪生成 5 其机制可能为 固醇调节元件结合蛋白 SREBP 1a SREBP 1b 和 SREBP 2 3 种 DNA 结合蛋白转录调控着脂类的内平衡 SREBP 的主要功能是激活参与胆固醇和脂肪酸生物的合成 代谢及低密度脂蛋白受体 LDLR 合成的基因 PCSK9 基 因主要表达产物 NARC 1 可降低细胞表面 LDLR 蛋白 PCSK9 基因同时可干扰 LDLR 介导的细胞对胆固醇的摄取 来影响血液胆固醇的水平 LDL 可以诱发和促进动脉粥样 硬化的发生 发展 是颈动脉粥样硬化的主要危险因素 LDLR 可增加 LDL 的降解 与体内 LDL 的代谢密切相关 同时抑制 PCSK9 表达 可增加 LDLR 的合成 达到降脂的 目的 2 PCSK9 基因突变与胆固醇代谢 2 1PCSK9 功能获得型突变 与高胆固醇血症有关的 PCSK9 突变称为功能获得型突 变 PCSK9 选择性错义突变可以导致高胆固醇血症 血浆 中主要携带胆固醇的脂蛋白 LDL C 的水平取决于 LDL 生 成与清除的相对比率 Lambert 等在研究中发现了位于 1 号 染色体短臂三区二带与 ADH 相关的错义突变 这两个错义 突变是 PCSK9 外显子 2 的 S127R 625TA 突变和外 显子 4 的 F216L 890CT 突变 有人报道 PCSK9 的 错义突变 这些突变均导致高胆固醇血症 且发现 LDLRR 和 ApoB 基因突变 在 FH 患者中还发现了 3 种 PCSK9 错 义突变 R469W R469W N425S R496W 其中 外显子 12 的 E670G 突变可引起血浆 LDL C 水平的升高 有 3 5 变异率 是 LDL C 水平和冠状动脉粥样硬化严重程度的基 因标志物 2 2 PCSK9 功能缺失型突变 PCSK9 引起低胆固醇血症的突变又称为功能缺失型突 变 无义突变和错义突变均可引起低胆固醇血症 Cohen 等 对 DSH 中 1769 例 LDL C 水平低于正常人群 5 个百分点的 非裔美国人 PCSK9 的编码区域进行测序 发现每 50 例非 洲裔美国人中就有 1 例发生了无义突变 Y142X 或 C679X 使 LDL 的水平下降 40 在 DHS 中 1784 例非非裔的美国 人中 1 例西班牙人和 1 例欧洲人的 PCSK9 基因中均发现 了 C679X 突变 该突变导致了终止密码子提前出现 但在 携带该突变的杂合患者中发现胆固醇的内源性生物合成或 肠道吸收似乎都没有发生改变 3 PCSK9 有望成为高脂血症治疗的新靶点 腺病毒介导的野生型 PCSK9 过表达于 C57BL6 Jd 鼠 发现小鼠肝中 LDLR 显著减少且结合 LDL 能力受损 血浆 LDL 清除减少 出现与 PCSK9 功能增强型突变类似的血中 高 LDL 水平 这种表现型依赖于 LDLR 基因的存在 因为 过表达的 PCSK9 在 LDLR 小鼠体内并不影响胆固醇水平 PCSK9 基因剔除小鼠体内 LDLR 表达和 LDL C 血浆清除增 加了 3 倍 常规饮食喂养发现 PCSK9 基因剔除小鼠血中 LDL C 水平显著低于野生型小鼠 下降了 48 其肝脏 LDLR 蛋白表达量增多 虽然其相应的 mRNA 表达未见增 高 用他汀类药物处理 PCSK9 基因剔除小鼠 可使其肝脏 LDLR 明显增多 从中增加血中 LDL 的清除 这些动物实 验证实了更低水平的血浆 LDL 水平可通过作用于 PCSK9 获 得 PCSK9 D374Y 杂合子患者不仅有血浆高 LDL 早发的 冠状动脉粥样硬化性心脏病 而且对他汀类药物治疗抵抗 进一步研究发现 PCSK9 抑制物与他汀类药在提高 LDLR 和减少血浆胆固醇方面具有协同作用 其抑制物可能 作为一种新型的降血脂药物而被开发 PCSK9 抑制剂可与 胆固醇消耗治疗协同作用 从而提高 LDL 受体数量并降低 血浆 LDL 浓度 4 PCSK9 抑制剂的局限性 由于 PCSK9 的主要生理作用是降解肝脏 LDLR 因此 抑制 PCSK9 理论上不会对机体产生副作用 然而 据报道 PCSK9 抑制肝脏 CD 表达 而 CD 主要介导乙型肝炎病毒 进入肝细胞内 这表明 PCSK9 具有抗病毒的作用 可抑制 乙型肝炎病毒的易感性 因此 在使用 PCSK9 抑制剂时 对合并乙型肝炎的患者应进行风险评估 此外 PCSK9 有 调节肝脏的再生功能 因此对合并肝脏损害的患者 如肝 炎和肝硬化 在使用 PCSK9 抑制剂时应谨慎小心 目前 PCSK9 抑制剂主要通过静脉或皮下注射服用 据报道他汀类药物治疗第 1 年大约有 50 的患者由于不能 坚持服药而中断治疗 所以 PCSK9 抑制剂治疗最关键的 问题是许多患者 尤其是无症状的高脂血症 是否能每 2 或 4 周长期接受皮下或静脉注射治疗 总之 PCSK9 抑制剂则可减少 LDLR 降解 可能增强 他汀类诱导的 LDLR 表达 加快 LDL 清除 反义核苷酸 单克隆抗体及小干扰 RNA siRNA 等一系列以抑制 PCSK9 活性为目的的治疗策略已在动物实验中被证实可以 显著降低血浆 LDL 我们未来需要重点研究 PCSK9 抑制剂 长期治疗对 LDL C 水平的疗效及安全性 以及评估长期 治疗对心血管病的保护作用 参考文献 1 TIMMS K M WAGNER S SAMUELS ME etal Amutation in PCSK9 causing autosomal dominant hypercholesterolemia in a Utah pedigree J Human Genet 2004 114 349 353 2 Khera A Statin S etal plasma protein con vertase subtilisin kexin type 9 concentrations and LDL lowering J Chem 2012 58 6 7 3 HUI JGEN R FOUCHIER SW DENOUN M etal Plasma levels of PCSK9 and phenotypic variability in familial hypercholesterolemia J J Lipid Res 2012 53 979 983 4 WU CY TANG ZH JIANG L etal PCSK9 si RNA inhibits HUVEC apoptosis induced by ox LDL via Bcl Bax caspase9 caspase3 pat