2022年5月22~25日，第90届欧洲动脉粥样硬化学会（EAS）大会在意大利米兰隆重举行。前蛋白转化酶枯草溶菌素9（PCSK9）作为备受关注的新型降脂靶点成为热点议题，会议期间召开了一场专门针对PCSK9多效性的专题研讨会，基于最新研究进展，与会专家除关注了PCSK9的低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）调控功能之外，还全面探讨和梳理了PCSK9的其他肝脏及肝外功能。随着近年来研究不断深入，PCSK9的多项生物学功能日益清晰，这也引发了我们关于PCSK9靶向药物作用机制分类及其作用效应的思考。本刊特邀中国医学科学院阜外医院李建军教授概括相关研讨内容，以飨读者。
2022年5月22~25日，第90届欧洲动脉粥样硬化学会（EAS）大会在意大利米兰隆重举行。前蛋白转化酶枯草溶菌素9（PCSK9）作为备受关注的新型降脂靶点成为热点议题，会议期间召开了一场专门针对PCSK9多效性的专题研讨会，基于最新研究进展，与会专家除关注了PCSK9的低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）调控功能之外，还全面探讨和梳理了PCSK9的其他肝脏及肝外功能。随着近年来研究不断深入，PCSK9的多项生物学功能日益清晰，这也引发了我们关于PCSK9靶向药物作用机制分类及其作用效应的思考。本刊特邀中国医学科学院阜外医院李建军教授概括相关研讨内容，以飨读者。
一、PCSK9多效性一览：
最新研究进展全面揭示肝脏&肝外功能
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自2003年PCSK9被首次发现以来，迄今已接近20年。最初，研究者发现PCSK9功能获得性（gain of function，GOF）突变与家族性高胆固醇血症（familial hypercholesterolemia，FH）相关，即PCSK9的GOF突变体与低密度脂蛋白（LDL）受体亲和力较强，会造成LDL受体降解过多，LDL颗粒水平升高，从而形成高胆固醇血症[1]。
随着研究不断深入，人们对PCSK9的认识也越来越全面。PCSK9是一种主要由肝脏合成的分泌型蛋白，但在其他器官中也有表达，包括肠道、心脏、胰腺等。其公认的LDL-C调控功能为：由肝细胞合成、经修饰分泌后，进入血液循环，与肝细胞膜表面的LDL受体结合，促进其内化降解，从而影响血浆中LDL颗粒的清除[2]。近年来，越来越多的研究表明PCSK9除LDL-C调控功能外，还存在很多其他生物学功能，以下将对肝内作用和肝外作用分开进行阐述。
01
肝内作用
PCSK9可通过多个作用途径来调节肝脏的脂质代谢（图1）[3]，主要包括：
LDL受体降解：目前认为存在两条途径，其一为经典的胞外途径，即分泌至胞外的PCSK9与细胞表面LDL受体结合，被胞吞内化后造成其溶酶体内的降解；其二为新近研究提示的胞内途径，即胞内的PCSK9可在合成分泌过程中直接与LDL受体结合，介导其在溶酶体的直接降解。
VLDL受体降解：PCSK9可调控极低密度脂蛋白（VLDL）受体表达，从而影响VLDL颗粒的清除。其原理在于VLDL受体存在一个与LDL受体同源的EGF-A结构域，因此胞外PCSK9可通过与该结构域的结合，和VLDL受体形成内吞复合物，介导其在溶酶体中的降解。
抑制载脂蛋白B（apoB）自噬降解：PCSK9可通过与apoB结合，抑制其Beclin-1/ATG14L复合物介导的自噬降解过程，最终上调肝细胞apoB分泌，增加循环VLDL、LDL和Lp(a)水平。
影响Lp(a)代谢：目前PCSK9影响Lp(a)代谢的途径尚未完全阐明，有观点认为PCSK9可通过降解LDL受体，从而抑制其与Lp(a)的内化降解过程。此外，PCSK9还可降低LRP1受体或CD36的表达，而后者同样可参与Lp(a)的清除[4]。
图1. PCSK9的肝内作用：通过多途径调节肝脏脂质代谢
02
肝外作用
多项基础或临床研究表明，PCSK9可参与肝脏外的多项生理病理过程，涉及心血管、消化、神经、泌尿、内分泌等多个系统（图2）[5]：
图2. PCSK9的肝外作用：参与多项生理病理过程
血管炎症：炎症是动脉粥样硬化重要的发病机制之一，PCSK9通过增加LOX受体和Toll样受体4（TLR4）表达这两个途径来参与血管炎症，从而激活NF-κB通路，上调IL-6、IL-1、TNF、IFN和MCP-1等基因表达，最终促进动脉粥样硬化斑块的进展[6]。既往动物和临床研究表明，抑制PCSK9可减轻系统和局部的血管炎症[6-7]。
血栓：斑块破裂血栓形成可导致急性心血管事件。PCSK9通过激活血小板的CD36和LOX-1受体来增强血小板活化[8-9]，研究结果显示，ACS患者中PCSK9水平增加与血小板反应性增加存在显著相关性[10]。PCSK9还可干扰体内凝血因子FVIII和组织因子的清除[8-9]，研究发现，冠心病合并糖尿病患者中PCSK9水平与血浆组织因子水平存在明显的正相关[11]。以上作用均提示PCSK9可促进血栓形成。
心脏：PCSK9在心脏脂质代谢中起重要作用。近年一项发表在EHJ的研究发现PCSK9缺失可导致小鼠心肌细胞中脂滴蓄积、线粒体嵴密度降低，进而导致射血分数保留的心力衰竭（HFpEF）。值得注意的是，仅敲除肝脏PCSK9（即循环PCSK9缺失）并不影响心脏脂质代谢，局部PCSK9的缺失可能才是造成心脏代谢异常的关键[12]。
胰腺：PCSK9与胰岛β细胞胰岛素释放相关。同样是近年发表于EHJ的一项研究显示，PCSK9缺失会导致胰岛β细胞内出现胆固醇过载，进而抑制葡萄糖介导的胰岛素释放过程。进一步实验显示，仅敲除肝脏PCSK9（即循环PCSK9缺失）不会导致上述效应，胰岛δ细胞产生的PCSK9可能才是关键[13]。而一项针对多种PCSK9靶向药物（依洛尤单抗、阿利西尤单抗、英克西兰）的Meta分析结果显示，PCSK9单抗和PCSK9 siRNA在新发糖尿病风险上和安慰剂相比并无显著差异[14]。
中枢神经系统：虽然有动物实验结果显示PCSK9可能参与CNS发育与重塑[15]，但目前临床研究尚未证实其具体的临床意义。孟德尔随机化研究显示，PCSK9功能缺失性（loss of function，LOF）突变导致的低LDL-C水平，不会导致阿尔兹海默病、血管性痴呆及其他痴呆、帕金森病风险的升高[16]。而以认知功能为主要终点的大型RCT EBBINGHAUS研究显示，与安慰剂相比，PCSK9单抗治疗并未带来额外的不良认知功能影响[17]。
肠道：有观点认为，抑制PCSK9可通过增加富含甘油三酯脂蛋白颗粒的清除和减少apoB48的分泌来影响餐后甘油三酯水平[5]。在动物实验中，肝脏产生的循环PCSK9而非肠道局部的PCSK9能够影响餐后血脂[18]。而临床试验中，PCSK9单抗仅能降低糖尿病患者餐后血脂中运输胆固醇的脂蛋白颗粒（VLDL2、IDL和LDL），对运输甘油三酯的脂蛋白颗粒影响较小（CM、VLDL1）[19]。
肾脏：目前认为PCSK9可能与肾脏钠离子通道表达有关，但结果并不一致。细胞实验发现PCSK9可降低肾脏HEK293细胞表面的钠离子通道表达，提示其在机体血压调节中的潜在作用[20]，但动物研究发现PCSK9缺乏并不影响高血压小鼠的血压[21]。
内分泌系统/甾体激素：现有临床研究尚未发现PCSK9会影响激素水平，包括促肾上腺皮质激素、皮质醇、雌二醇、睾酮等[22]。
感染：PCSK9水平升高可能加重病毒/细菌感染，但其在感染性疾病中的角色有待进一步发掘[23]。
肿瘤：2020年一项发表在Nature杂志的动物实验发现，PCSK9可通过降低肿瘤细胞表面MHC Ⅰ分子表达，影响CD8+ T细胞对肿瘤细胞的识别；而PCSK9敲除或PCSK9单抗则可增加肿瘤细胞MHC Ⅰ分子表达，从而抑制肿瘤生长[24]。
综上所述，PCSK9虽然主要由肝脏合成，但是能够参与肝内及肝外的多项生理病理过程，涉及机体多个器官系统，同时有些过程主要由局部PCSK9介导。进一步的，PCSK9作为新型降脂药物重要的干预靶点，深入了解其生物学功能更有助于理解不同PCSK9靶向药物在作用机制上的区别，以及与之对应的临床效应特点。
二、PCSK9靶向药物：
作用机制分类及其相关效应的思考
01
PCSK9靶向药物作用机制分类
PCSK9靶向药物的基本原理是通过干预PCSK9蛋白功能，从而提高肝细胞表面LDL受体表达，增加血浆中LDL颗粒的清除，最终降低LDL-C水平。目前现有的PCSK9靶向药物大体可分为两类（图3）[25-26]：
抑制PCSK9蛋白/LDL受体作用（如单克隆抗体）：单抗药物主要通过结合循环PCSK9蛋白，抑制其与肝细胞表面LDL受体的相互作用发挥效应；同时也能抑制动脉粥样硬化斑块中的PCSK9。但其并不能减少、甚至可能负反馈增加肝脏PCSK9的合成分泌，同时导致血浆中总的PCSK9水平升高（~10倍）。
抑制PCSK9蛋白合成（如小干扰RNA，即siRNA）：PCSK9 siRNA直接在mRNA层面干预肝脏PCSK9蛋白合成，可在源头上降低循环PCSK9水平，动脉粥样硬化斑块中PCSK9水平也随之减少。
图3. PCSK9靶向药物的两种主要作用机制
（引自Rosenson RS， et al. J Am Coll Cardiol. 2018）
02
PCSK9单抗和PCSK9 siRNA的异同
从上述PCSK9多效性以及实现干预PCSK9的两种思路来看，PCSK9 siRNA存在几个特点：首先，PCSK9 siRNA能够干预肝脏PCSK9胞内和胞外功能，但目前尚未有临床研究证实其额外获益[4]；其次，PCSK9 siRNA通过特殊递送系统靶向肝脏，不影响肝外其他器官PCSK9的表达，安全性良好；再者，PCSK9 siRNA不会引起肝脏PCSK9的负反馈调节和血浆总PCSK9水平的积蓄；最后，PCSK9 siRNA拥有特殊的药代/药效动力学特征，能够超长效干预PCSK9功能，解决临床上依从性带来的相关问题。
三、结语
自2003年被发现以来，PCSK9一直被视为降脂新兴靶点而成为研究热点。近年来越来越多的研究表明：PCSK9的生物学功能并未局限于LDL-C调控，它不仅通过多种途径调节肝脏脂质代谢，同时还能参与肝外多个脏器的生理病理过程，其循环水平的升高可能与血管炎症、血栓形成、餐后血脂有关，而其局部的缺失又可能影响心脏脂质代谢、胰腺胰岛素分泌，更有研究发现其在肿瘤治疗中的潜在价值。
正是基于对PCSK9机制了解的不断更新，引发了对于PCSK9靶向药物更深层次的思考。PCSK9单抗与PCSK9 siRNA在机制上存在异同，而后者作为一类崭新机制的药物，拥有许多值得关注的特点，也期待未来更多的研究能够带来更多的证据！
参考文献
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专家简介
李建军 教授
中国医学科学院阜外医院
国家心血管中心、中国医学科学院阜外医院原冠心病与心内管委会副主任，血脂异常与心血管病诊断中心主任暨51B病区主任，主任医师，博士研究生导师，国际动脉粥样硬化中国分会常务理事，欧洲和美国心血管病学会会员（FESC/FACC），亚太代谢与心血管疾病联盟理事。
国内外30余种心血管专业杂志副主编、编委，在Circ Res、Diabetes Care、Clin Chem、ATVB、Hypertension等SCI源期刊发表论文300余篇，影响因子总积分900余分。完成省部级课题20余项，获省部级科技成果奖4项（第一完成人）。
MCC号INC22053382有效期2023-05-30，资料过期，视同作废。
京公网安备 11010502033353号