劉 悟 陳科新 姜 峰 李 峰 陽(yáng) 軍

(1 長(zhǎng)沙市第三醫(yī)院心內(nèi)科，湖南省長(zhǎng)沙市 410035；2 湖南省人民醫(yī)院心內(nèi)科，湖南省長(zhǎng)沙市 410005)

【提要】 降脂新藥前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草桿菌蛋白酶/kexin 9型(PCSK9)抑制劑可通過(guò)有效降低LDL-C水平來(lái)降低心血管事件風(fēng)險(xiǎn)，是2019年歐洲心臟病學(xué)學(xué)會(huì)/歐洲動(dòng)脈粥樣硬化學(xué)會(huì)血脂管理指南中新Ⅰ類推薦的降LDL-C和抗動(dòng)脈粥樣硬化藥物。人體血液循環(huán)中的PCSK9蛋白主要來(lái)源于肝臟，且在中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腸道、腎臟和胰腺中均有表達(dá)。 PCSK9主要參與LDL-C的代謝，同時(shí)也參與了脂質(zhì)代謝外的多種生理過(guò)程。PCSK9抑制劑(單克隆抗體)具有強(qiáng)大的降脂效應(yīng)且不良反應(yīng)輕微，但其長(zhǎng)期應(yīng)用的安全性尚需進(jìn)一步觀察。本文對(duì)PCSK9在血脂代謝外的生理學(xué)作用進(jìn)行綜述，探討長(zhǎng)期應(yīng)用PCSK9抑制劑可能帶來(lái)的藥物不良反應(yīng)及降脂外的臨床獲益。

2003年Seidah等[1]在研究哺乳動(dòng)物神經(jīng)細(xì)胞凋亡時(shí)，首次發(fā)現(xiàn)了一個(gè)神經(jīng)凋亡調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化酶1，并證實(shí)為前蛋白轉(zhuǎn)化酶的第9個(gè)成員，這一蛋白被命名為前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草桿菌蛋白酶/kexin 9型(proprotein convertase subtilisin/kexin type 9,PCSK9)。同年有研究發(fā)現(xiàn)，人PCSK9功能獲得型基因突變與家族性高膽固醇血癥相關(guān)，而人PCSK9功能缺失型基因突變與低LDL-C水平和低心血管風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)[2]。PCSK9蛋白的主要功能是通過(guò)介導(dǎo)肝細(xì)胞表面LDL受體(LDL receptor,LDLR)的溶酶體降解，減少肝細(xì)胞對(duì)LDL-C的攝取，從而使血清LDL-C水平升高。PCSK9是目前降脂及抗動(dòng)脈粥樣硬化治療研究的熱門靶點(diǎn)。除了PCSK9單克隆抗體，PCSK9抑制劑如PCSK9小干擾RNA、PCSK9反義寡核苷酸、PCSK9疫苗、PCSK9模擬肽等都處于快速發(fā)展的研究階段[3]。人體血液循環(huán)中的PCSK9蛋白主要來(lái)源于肝臟，且在中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腸道、腎臟和胰腺中均有表達(dá)。 PCSK9主要參與LDL-C的代謝，同時(shí)也參與了脂質(zhì)代謝外的多種生理過(guò)程。故本文對(duì)PCSK9在血脂代謝外的生理學(xué)作用進(jìn)行綜述。

1 PCSK9在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的表達(dá)

PCSK9可能參與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育[1，4-5]。Seidah等[1]研究發(fā)現(xiàn)，將PCSK9基因轉(zhuǎn)染至胚胎期的小鼠端腦細(xì)胞，可促進(jìn)未分化神經(jīng)祖細(xì)胞的增殖。而Poirier等[4]在斑馬魚胚胎模型的實(shí)驗(yàn)中，使用反義寡核苷酸敲除PCSK9基因，導(dǎo)致斑馬魚中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)致命性缺失(后腦和中腦尤為明顯)。另有研究報(bào)告大鼠母體低PCSK9水平與仔鼠神經(jīng)管缺陷有關(guān)[5]。上述研究結(jié)果顯示，PCSK9在大腦發(fā)育中可能起一定的作用。

PCSK9可能參與成人阿爾茨海默病的發(fā)病機(jī)制[6-9]。Zimetti等[6]發(fā)現(xiàn)阿爾茨海默病患者腦脊液中PCSK9水平高于與其年齡和性別相匹配的非阿爾茨海默病患者。阿爾茨海默病患者腦脊液PCSK9水平升高，并與阿爾茨海默病的生物標(biāo)志物如總tau蛋白和磷酸化tau蛋白水平呈正相關(guān)[7]。β-淀粉樣蛋白的生成與積累導(dǎo)致的神經(jīng)細(xì)胞毒性損害與阿爾茨海默病的發(fā)病有關(guān)[8]。β分泌酶1是促進(jìn)β-淀粉樣蛋白生成的關(guān)鍵酶。研究表明PCSK9能夠降解β-分泌酶1[9]。關(guān)于PCSK9抑制劑是否會(huì)增加阿爾茨海默病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，學(xué)者們開(kāi)展了相關(guān)研究。一項(xiàng)納入抗PCSK9單克隆抗體阿利西尤單抗的Ⅱ期和Ⅲ期臨床試驗(yàn)的Meta分析表明，采用阿利西尤單抗治療后，與治療相關(guān)的神經(jīng)認(rèn)知不良事件的發(fā)生率降低(<1.2%)，且與安慰劑組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[10]。 Matthew-Mefford等[11]對(duì)24名PCSK9功能缺失型基因變異的黑種人與10 454名無(wú)PCSK9基因變異的黑種人的神經(jīng)認(rèn)知測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)兩組測(cè)試結(jié)果差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。上述研究結(jié)果表明，低PCSK9水平可能與神經(jīng)認(rèn)知效應(yīng)無(wú)關(guān)，但該結(jié)論仍需長(zhǎng)期的臨床觀察研究來(lái)證實(shí)。

此外，極低的血漿LDL-C水平可能會(huì)引起認(rèn)知方面的副作用[12]。2012年美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局在他汀類降脂藥物說(shuō)明書中添加了潛在的非嚴(yán)重性和可逆性認(rèn)知方面的副作用(如記憶喪失、意識(shí)模糊等)的說(shuō)明。而抗PCSK9單克隆抗體藥物能夠大幅度降低血漿LDL-C水平，降幅達(dá)到40%～70%[13]，其降LDL-C效應(yīng)強(qiáng)于經(jīng)典的他汀類藥物。不少學(xué)者對(duì)抗PCSK9單克隆抗體在認(rèn)知方面的副作用開(kāi)展了研究。為了明確PCSK9抑制劑對(duì)神經(jīng)認(rèn)知的影響，學(xué)者們開(kāi)展了一項(xiàng)名為 “ EBBINGHAUS”的大規(guī)模臨床研究，共納入22 655例動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病患者和LDL-C水平≥70 mg/dL或非HDL-C水平≥100 mg/dL的患者，結(jié)果表明抗PCSK9單克隆抗體(依洛尤單抗)組與安慰劑組在降低認(rèn)知能力的副作用反應(yīng)方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[14]；而在2 338例極低LDL-C水平(<20 mg/dL)的患者中，總認(rèn)知評(píng)分下降的發(fā)生率與3 613例LDL-C水平≥100 mg/dL的患者相似[14]。

2 PCSK9對(duì)血壓的影響

研究表明，PCSK9可能參與高血壓病的發(fā)病機(jī)制[15]。一項(xiàng)以人體胚胎腎細(xì)胞HEK293為實(shí)驗(yàn)細(xì)胞的體外研究表明，PCSK9可通過(guò)蛋白酶途徑促進(jìn)阿米洛利敏感鈉離子通道蛋白的降解[15]。阿米洛利是一種利尿劑，通過(guò)干擾遠(yuǎn)端腎小管和集合管中鈉離子通道，阻斷鈉-鉀交換機(jī)制，促使鈉、氯排泄，具有一定的利尿降壓作用。Berger等[16]對(duì)PCSK9基因敲除小鼠和PCSK9過(guò)表達(dá)小鼠使用阿米洛利，結(jié)果顯示兩組小鼠尿鈉排泄量相近，提示阿米洛利敏感鈉離子通道活性不受PCSK9的影響。一項(xiàng)流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，PCSK9功能缺失型基因變異(Tyr142X或Cys679X)者比變異者更不容易罹患高血壓[17]。但在大規(guī)模臨床研究中并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)抗PCSK9單克隆抗體對(duì)血壓產(chǎn)生明顯影響[18]。PCSK9抑制劑對(duì)高血壓發(fā)病的影響尚需進(jìn)一步研究。

3 PCSK9對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng)的影響

Schmidt等[19]和Ference等[20]的研究表明，與血脂代謝相關(guān)的多個(gè)靶點(diǎn)基因(如HMGCR基因、NPC1L1基因和PCSK9基因)變異均與糖尿病的患病率有關(guān)。他汀類降脂藥物可引起空腹血糖和糖化血紅蛋白的升高，同為降LDL-C藥物的PCSK9抑制劑是否會(huì)增加糖尿病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，學(xué)者們對(duì)比開(kāi)展了相關(guān)研究。有研究報(bào)告，PCSK9參與了對(duì)胰腺LDLR的調(diào)控，PCSK9基因敲除小鼠的胰島細(xì)胞表現(xiàn)為L(zhǎng)DLR表達(dá)增加[21-22]。胰腺β細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞表面的LDLR從血液中攝取膽固醇，PCSK9通過(guò)介導(dǎo)胰腺LDLR的溶酶體降解，從而減少β細(xì)胞對(duì)膽固醇的攝取[21]。而抑制PCSK9可能使β細(xì)胞對(duì)膽固醇的攝取增加。β細(xì)胞內(nèi)的膽固醇超載可以抑制胰島素分泌[23]。病理生理學(xué)和遺傳學(xué)研究似乎均支持抑制PCSK9有可能增加糖尿病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)這一觀點(diǎn)，但目前尚未有PCSK9抑制劑可引起上述不良反應(yīng)的大規(guī)模臨床試驗(yàn)報(bào)告。

PCSK9的合成主要受固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白2和肝細(xì)胞核因子1α所調(diào)控的肝細(xì)胞內(nèi)膽固醇水平的影響。同時(shí)PCSK9也受到一些激素的調(diào)控，血液循環(huán)中PCSK9水平呈現(xiàn)晝夜節(jié)律變化，這與胰島素、生長(zhǎng)激素、雌激素和甲狀腺激素對(duì)PCSK9的聯(lián)合調(diào)控有關(guān)[24]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在PCSK9功能缺失型基因突變(Arg104Cys-Val114Ala)患者的血液中未檢測(cè)到PCSK9蛋白，其腎上腺皮質(zhì)功能正常[25]。此外，應(yīng)用抗PCSK9單克隆抗體依洛尤單抗可大幅度降低受試者血漿LDL-C水平，但并不會(huì)改變腎上腺皮質(zhì)激素或性激素水平[26]。由于PCSK9基因突變的攜帶者和接受PCSK9抑制劑治療的受試者均未顯示出任何激素紊亂的跡象，故可推論P(yáng)CSK9可能對(duì)內(nèi)分泌穩(wěn)態(tài)并無(wú)影響。

4 PCSK9對(duì)炎癥反應(yīng)的影響

動(dòng)脈粥樣硬化是一種慢性炎癥性疾病。一項(xiàng)體外實(shí)驗(yàn)研究顯示，PCSK9可使血管平滑肌細(xì)胞中凝集素樣氧化型低密度脂蛋白受體1的表達(dá)增加，而凝集素樣氧化型低密度脂蛋白受體1能夠刺激炎癥因子細(xì)胞間黏附分子1的產(chǎn)生與釋放，參與動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程中血管平滑肌細(xì)胞的增殖[27]。另外，PCSK9能夠誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素1、腫瘤壞死因子等炎癥因子，且依賴LDLR途徑，LDLR+/+巨噬細(xì)胞分泌的炎癥因子明顯多于LDLR-/-巨噬細(xì)胞[28]，而炎癥因子如腫瘤壞死因子和肝細(xì)胞核因子1，可以上調(diào)PCSK9表達(dá)[29]。一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)將人PCSK9基因轉(zhuǎn)染至載脂蛋白E缺乏小鼠，結(jié)果顯示動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的促炎性LY6Chigh 單核細(xì)胞數(shù)量及核因子κB、腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素1和Toll樣受體4等炎癥介質(zhì)的表達(dá)增加，但血脂或脂蛋白水平未受影響[30]。 有學(xué)者指出，抑制PCSK9表達(dá)可提高膿毒癥小鼠的存活率，這可能與上調(diào)肝臟LDLR表達(dá)可促進(jìn)脂多糖的清除、減少炎癥反應(yīng)有關(guān)[31]。 Boyd等[29]的研究表明，以全身炎癥反應(yīng)為特征的膿毒癥和大面積創(chuàng)傷的患者的血漿PCSK9水平增加。

炎癥反應(yīng)與膽固醇代謝之間存在直接聯(lián)系。在高膽固醇血癥環(huán)境下，T淋巴細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)被破壞，CD4+和CD8+記憶T淋巴細(xì)胞數(shù)量增加，循環(huán)中調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞數(shù)量減少[32]。PCSK9過(guò)表達(dá)的小鼠表現(xiàn)為高膽固醇血癥，且T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的肺和肝臟炎癥反應(yīng)增加[32]。以炎癥因子白細(xì)胞介素1為抗炎治療靶點(diǎn)的單克隆抗體新藥卡那單抗可以顯著減少心血管事件的風(fēng)險(xiǎn)且獨(dú)立于血脂代謝途徑[33]，這表明抗炎治療可能是治療心血管疾病的一種重要手段。因此，評(píng)估PCSK9抑制劑對(duì)炎癥反應(yīng)及炎癥相關(guān)的動(dòng)脈粥樣硬化的影響有重要意義。

5 PCSK9對(duì)傳染病的影響

有研究表明PCSK9與HCV感染有一定聯(lián)系[34-35]。 PCSK9通過(guò)下調(diào)LDLR表達(dá)，可能減少肝臟通過(guò)LDLR對(duì)包含載脂蛋白E和載脂蛋白B的脂-病毒顆粒的攝取，從而減少HCV進(jìn)入肝細(xì)胞。除對(duì)LDLR的影響外， PCSK9還可下調(diào)CD81蛋白表達(dá)，而CD81是一種促進(jìn)HCV進(jìn)入肝細(xì)胞的細(xì)胞表面蛋白[34]。 在PCSK9基因敲除小鼠的肝臟中發(fā)現(xiàn)，CD81表達(dá)增加[34]。采用外源性PCSK9預(yù)處理人肝癌細(xì)胞HuH7可以抑制HCV感染細(xì)胞，抑制作用具有劑量依賴性[34]。另外，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)HCV感染患者的血漿PCSK9水平高于無(wú)HCV感染者[35]。然而，使用抗PCSK9單克隆抗體阿莫羅布單抗抑制HuH7細(xì)胞的PCSK9表達(dá)并不影響CD81的水平，亦不影響HCV顆粒進(jìn)入HuH7細(xì)胞的能力，這表明阻斷細(xì)胞外PCSK9功能對(duì)HCV感染的風(fēng)險(xiǎn)可能是中性的[36]。

6 PCSK9對(duì)癌癥風(fēng)險(xiǎn)的影響

除了參與膽固醇代謝的作用，PCSK9可能還參與細(xì)胞增殖和凋亡[37-38]。 腫瘤的發(fā)生與細(xì)胞異常的增殖和凋亡有關(guān)。PCSK9是在研究小腦神經(jīng)元細(xì)胞凋亡時(shí)首次被發(fā)現(xiàn)的，是一種神經(jīng)細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化酶[1]。有學(xué)者對(duì)人肝癌細(xì)胞HepG2進(jìn)行DNA微陣列分析后發(fā)現(xiàn)，外源性PCSK9影響與細(xì)胞周期和細(xì)胞生長(zhǎng)相關(guān)基因的表達(dá)，與脂質(zhì)代謝無(wú)關(guān)[37]。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，部分肝切除術(shù)后PCSK9在肝臟中的表達(dá)增加[1]。 此外，PCSK9基因敲除小鼠在部分肝切除術(shù)后表現(xiàn)出肝細(xì)胞增殖能力下降和凋亡增強(qiáng)，這種影響可通過(guò)高膽固醇飲食喂養(yǎng)得到改善[38]。

有研究顯示，PCSK9基因是人類肝細(xì)胞癌中特異性上調(diào)的基因，而肝癌細(xì)胞的特征為脂肪生成增加[39]。而在胃癌組織中亦發(fā)現(xiàn)PCSK9表達(dá)增加[40]。有學(xué)者提出 PCSK9可調(diào)節(jié)腫瘤組織的膽固醇供應(yīng)[41]。 Huang等[41]在小鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，B細(xì)胞淋巴瘤可誘導(dǎo)PCSK9在肝臟中的表達(dá)升高，導(dǎo)致肝臟LDLR水平下降，血漿膽固醇水平增加，從而提供更多的脂質(zhì)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖。 此外，給予PCSK9基因敲除小鼠和野生型小鼠注射黑色素瘤細(xì)胞B16F1以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞肝轉(zhuǎn)移，結(jié)果顯示PCSK9基因敲除小鼠肝內(nèi)的癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移明顯少于野生型小鼠[42]， 這一效應(yīng)可能與PCSK9基因敲除小鼠的低LDL-C水平有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，PCSK9可通過(guò)誘導(dǎo)主要組織相容性復(fù)合物Ⅰ類分子的溶酶體降解而促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)，而抑制PCSK9能夠上調(diào)腫瘤細(xì)胞表面主要組織相容性復(fù)合物Ⅰ類分子蛋白的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的滲透，而細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞能夠特異性殺傷癌細(xì)胞，這提示抑制PCSK9可能是治療腫瘤的一種新的免疫療法[43]。

綜上所述，PCSK9參與了LDL-C代謝外的多種生理、病理過(guò)程，PCSK9抑制劑可通過(guò)降低LDL-C水平來(lái)改善動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)性疾病的預(yù)后。目前尚缺乏有關(guān)PCSK9抑制劑的長(zhǎng)期安全性的隨訪研究數(shù)據(jù)，今后可進(jìn)一步開(kāi)展PCSK9抑制劑應(yīng)用效果的長(zhǎng)期隨訪研究。