新型降胆固醇药物PCSK9抑制剂的研究进展

新型降胆固醇药物PCSK9抑制剂的研究进展2014-06-3015:42来源：丁香园作者：清热解毒2号背景介绍心血管疾病是发达国家当前的主要死因。临床上常通过测量低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、非高密度脂蛋白胆固醇（非HDL-C）和载脂蛋白B（apoB）的水平作为致动脉粥样硬化性脂蛋白的评估，而这些脂蛋白也是心血管疾病的独立危险因素。他汀类药物作为降低致动脉粥样硬化脂蛋白的药物已有许多年，作为降低LDLC的主要药物，它可以降低心血管事件的发生率。尽管他汀是预防心血管事件最有效的治疗药物，但部分患者仍有额外的治疗需求。部分心血管疾病高危患者已接受最大剂量他汀后仍存在较高的心血管疾病风险。例如，在PROVE-IT研究中，强化他汀治疗患者仍有较大的心血管事件残余风险，在2年的研究中发生风险达22.4%。另一类剩余生命心血管疾病风险增加则为患有遗传疾病的患者，如家族性高胆固醇血症患者LDL-C明显升高，超过50%的此类患者在服用最大剂量的最强效他汀后LDL-C仍未能达标。此外，尽管他汀的一般耐受性良好，但其副作用使得部分患者难以足量服用。有些则根本难以耐受他汀治疗，有些患者由于副作用（如肌痛和横纹肌溶解）则只能接受小剂量治疗。美国国家脂质协会的一项调查发现，约12%的患者会中止他汀治疗，其中62%的患者是由于副作用的原因。最后，Meta分析显示，强化剂量他汀治疗会增加新发糖尿病的发生率，从而有可能进一限制最大剂量他汀的使用。考虑到上述与他汀治疗的诸多重要话题，我们需要能够安全有效地降脂且预防心血管疾病的新型治疗药物。本文中，来自贝勒大学医学院心血管研究和心脏病学院的RazvanT.Dadu教授和ChristieM.Ballantyne教授详细描述了前蛋白转化酶枯草杆菌转化酶/可馨型9（PCSK9）这一新型药物，在I期和II期试验中已表现出广阔的前景，并且大型的III期试验也正在评估对心血管疾病结局的影响。相关全文在线发表于6月24日的NatureReviewCardiology。1.PCSK9基因突变的临床效应2003年，研究人员在一法国家族中发现了PCSK9的突变基因，这个基因也成为除LDLR和APOB之外第三个与常染色体显性家族性高胆固醇血症有关的基因。PCSK9cDNA的大小为3617bp，编码692个氨基酸组成的PCSK9蛋白。PCSK9基因的功能获得性突变可导致常染色体显性的家族性高胆固醇血症，使得LDL受体水平下降，从而导致LDL-C水平的升高。常染色体显性的家族性高胆固醇血症与早发心血管疾病风险的增加密切相关。令人感兴趣的是，PCSK9基因丧失突变功能可出现低水平的血浆LDL-C和apoB。多项大型流行病学研究发现，PCSK9基因变异后出现丧失突变功能与心血管事件的发生关系越来越密切。在ARIC研究中，PCSK9基因丧失突变功能可使非裔美国人（杂合子携带者降低28%）和白人（杂合子携带者降低15%）的LDL-C水平下降。这些突变同样与冠脉事件的大幅下降有关（非裔美国人HR0.11,95%CI0.02–0.81,P=0.03；白人HR0.50,95%CI0.32–0.79,P=0.003）。这项研究最重要的发现是，PCSK9基因的突变功能丧失可使非裔美国人的LDL-C下降37mg/dl（100mg/dL=2.6mmol/L），并且可使冠心病的发生率下降88%；而在白人中，LDL-C则下降了21mg/dl，冠心病发生率下降了47%。这些研究结果也得到了其它队列研究的验证，如哥本哈根心脏研究发现PCSK9的功能丧失可使LDL-C下降11-15%，使冠心病事件的风险下降6-64%。在另一项对津巴布韦黑人女性的研究中，PCSK9基因突变频率为3.7%，LDL-C的降幅为27%。与非裔美国人相比，津巴布韦人群中未发现Y142X变体。在一项个案报道中，复合杂合子PCSK9基因两个灭活突变患者的LDL-C水平为14mg/dl。也有研究发现，PCSK9基因突变在降低冠心病风险方面优于他汀降低胆固醇所达到的。相比于使用药物降低LDL-C，这种不一致性或许可以用遗传基因突变引起LDL-C持续终身下降来解释。另一些流行病学研究同样也发现，PCSK9基因的无意义突变可明显降低外周动脉疾病和亚临床动脉粥样硬化（使用颈动脉内中膜厚度评估）。因此，人类PCSK9基因的遗传变异使PCSK9成为高胆固醇血症治疗和心血管疾病预防的潜在靶标。2.PCSK9代谢与他汀PCSK9是前蛋白转换酶家族中的一员，前蛋白转换酶在肝脏内作为一种不活跃酶原分泌，它包含一个需要催化活性组成的三价残基。日夜变化、空腹状态（PCSK9下降）和性别（女性较男性更高）均可影响血液中PCSK9的水平。PCSK9前体在内质网内经过分子内自动催化分离其N-末端代表前肽。当PCSK9分泌后，分离后的N-末端前区与催化区相连，允许成熟的PCSK9蛋白离开内质网并进入分泌途径。PCSK9以磷蛋白质在血浆中循环，除了自身外，目前尚未发现其作用底物。分泌至细胞外之后，PCSK9可以迅速地与周围的LDL受体结合，并且与受体共同进入细胞，也可直接进入循环。到达血流之后，PCSK9可以调节LDL受体在肝脏、肠、肾脏、肺、胰腺及脂肪组织等器官的再循环。PCSK9在细胞表面的第一表皮生长因子样区域与LDL受体结合。PCSK9—LDL受体复合体可进入内涵体或溶酶体降解，从而导致细胞表面LDL受体的下降。PCSK9的这种生理学功能导致PCSK9的水平与LDL受体成负相关关系，这在其它多项研究中都有同样的发现。迄今为止，已有多项研究探讨了人类和动物中他汀与PCSK9代谢和分泌的关系，研究发现，他汀类药物可使PCSK9的浓度升高14-47%，存在剂量依赖关系，并且与他汀治疗时间成正比。他汀类药物作为3-羟基-3-甲基戊二酸辅酶A还原酶的竞争性抑制剂可降低内源性胆固醇合成，反过来会通固过醇调节因子结合蛋白途径升高LDL受体。因此，有人猜测沉默PCSK9基因或许可以在他汀治疗之外进一步降低LDL-C。这一理论首次得到Berge及其同事的验证，他们发现，PCSK9的错义突变或许可提高他汀的应答。这些发现表明，沉默PCSK9基因或许可增强他汀治疗的应答和LDL-C的下降。已有许多治疗方案正在研发和测试阻断PSCK9。3.临床前研究3.1反义寡核苷酸最初研究中，抑制PCSK9分泌的主要靶标为mRNA，这一过程可以使用反义寡核苷酸（ASOs）达到—其短小序列可通过小类脂纳米粒子的形式静脉内给予。在大鼠实验中，以PCSK9为目标的肝脏特异性siRNA可使mRNA最大沉默50-60%、血浆LDL-C下降30%。在非人类的灵长动物中，给予单剂量5mg的药物可在72小时后使LDL-C降低56-70%，并且可维持3周。3.2单克隆抗体研究的最多且在临床上较先进的PCSK9抑制剂为单克隆抗体（mAbs）。Chan及同事于2009年首次发现了中和抗PCSK9单克隆抗体，他们发现人类单克隆抗体中的mAb1可以和PCSk9中与LDL受体相互作用部位的临近区域结合，从而在体外阻止PCSK9与LDL受体的相互作用。在对小鼠和非人类灵长动物的体内研究中发现，mAb1可增加肝脏LDL受体的表达并可使LDL-C降低约30%。mAb1同样可降低表达人类PCSK9小鼠的LDL-C水平，提示这种抗体或许可以有效地降低人类的LDL-C水平。其它相似的抗体也正在进一步研发，并在猴子中单独治疗或与他汀联合治疗。这些研究的结果与Chan及其同事的研究结果类似，发现抗PCSK9抗体可明显增加PCSK9在血浆中的抗体结合水平，并且可使LDL-C水平明显下降20-50%。PCSK9单克隆抗体联合他汀类药物比单一治疗更有效地降低LDL-C。未发现小鼠和灵长类动物中有明显的副作用，LDL-C水平的下降可维持2周以上。经过灵长类动物的成功实验后，许多单克隆抗体正在许多I期和II期试验中进一步测试。4.临床研究4.1I期试验4.1.1小分子干扰RNA在I期试验中，Fitzgerald等研究了siRNA寡核苷酸ALN-PCS02。研究中，LDL-C大于116mg/dl的健康志愿者接受一次siRNA静脉注射，并且逐步提高剂量。与安慰剂相比，该药物可以剂量依赖反应的方式快速地降低PCSK9（平均68%）和LDL-C（平均41%）的水平。观察到最大剂量ALN-PCS02效应最强。该药物似乎是安全的，并且无明显的主要不良反应。4.1.2单克隆抗体许多单克隆抗体正处于I期试验中，在包括已发表I期试验中，研究者首先比较了一次静脉给药与逐步提高剂量皮下给药的区别，然后检测了逐渐提高剂量对血脂的影响。未发现治疗组与安慰剂组不良反应的发生率有明显差异。Alirocumab（即SAR236553/REGN727，赛诺菲及Regeneron制药公司合作）在健康志愿者和家族性或非家族性高胆固醇血症患者中进行了试验。在该试验中，家族性高胆固醇血症患者分别接受单纯他汀治疗或单纯饮食控制。试验发现，皮下逐渐增加剂量给予alirocumab可降低他汀治疗人群的LDL-C水平达61%（P0.001）。反应的幅度为剂量依赖关系。家族性高胆固醇血症患者与非家族性高胆固醇血症患者LDL-C水平的下降幅度相似。单纯他汀治疗或单纯饮食控制患者LDL-C的降幅同样无明显区别，两组患者的apoB水平较基线期明显下降了48%。他汀治疗患者的HDL-C升高了18%，甘油三酯的无意义最大降幅为16%。脂蛋白a水平较基线期降低了27%，但所有剂量间无明显差异。Evolocumab（即安进公司的AMG145）在56名健康志愿者和57例接受他汀治疗患者进行了试验。健康志愿者单次给药后，与安慰剂相比，LDL-C水平下降了60%（P0.0001）。在他汀治疗患者中，与安慰剂相比，多种剂量联合使LDL-C水平下降了81%（P0.001），治疗结束后最终下降幅度为75%（P0.001）。同样，与安慰剂相比，Evolocumab可使健康志愿者和他汀治疗患者的的apoB分别降低55%（(P0.0001）和59%（(P0.001）。该试验还发现，从基线期到最后一次剂量间隔（6周），evolocumab可使脂蛋白a明显降低27-50%。LDL-C水平的降低与游离PCSK9的下降相关，这种下降在研究队列中均表现出快速且持久的特点。LDL-C降低的幅度和持续时间与接受他汀的剂量无明显关系。其它PCSK9单克隆抗体的I期试验也已经完成，如辉瑞公司的bococizumab（asRN316/PF-04950615）和礼来公司的LY3015014，但试验的完整报告并未发表在同行评审杂志上。4.2II期试验PCSK9单克隆抗体的II期试验药物也有许多。皮下给药时间不同的Alirocumab、bococizumab和evolocumab的降脂效果明显，并且耐受性良好，安慰剂组与积极治疗组不良反应的发生率无明显区别，LY3015014的II期试验正在进行。Alirocumab的研究剂量为50mg、100mg或150mg每两周给药；200mg或300mg每4周给药。此药的测试为额外加用阿托伐他汀治疗（10mg或20ng或40mg，每日一次）高胆固醇血症患者或LDL-C大于100mg/dl的患者。第12周，两周给药组的LDL-C下降幅度为40-72%，表现出剂量依赖关系；200mg或300mg每4周给药组LDL-C的下降幅度分别为43%和48%。LDL-C的下降与阿托伐他汀的剂量无明显关系。Alirocumab对HDL-C和甘油三酯的影响较小且不稳定，但优于安慰剂。在此项试验中，89-100%接受alirocumab治疗患者的LDL-C达到小于100mg/dl的目标。该药耐受性良好，未见明显增加不良反应的报告。Alirocumab的另一个研究对象则为高胆固醇血症患者和正在接受阿托伐他汀10mg治疗且LDL-C100mg/dl的患者。这些患者随机分配至以下组中：单纯阿托伐他汀80mg；阿托伐他汀80mg联合alirocumab150mg（每2周给药）；