最新的中国心血管疾病报告表明，我国心血管疾病患病率处于上升阶段，而血脂代谢紊乱是导致心血管疾病的危险因素之一。低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein chesterol，LDL-C)早已成为了心血管事件的重要预测因子。新型药物，特别是可显著降低 LDL-C 水平的前蛋白转化酶枯草杆菌蛋白酶kexin-9(proprotein convertase subtilisin/kexin Type 9，PCSK9)抑制剂的出现，标志着血脂靶向治疗的一个划时代进步。PCSK9抑制剂通过结合PCSK9并抑制循环型PCSK9与低密度脂蛋白受体(low density lipoprotein chesterol receptor，LDLR)结合，从而阻止PCSK9介导的LDLR降解，有效降低了血清中LDL-C水平，大大降低了心血管事件的发生。目前人们对PCSK9抑制剂关注的焦点主要集中在其降低LDL-C方面，但是仍需要考虑新药的安全性及生物多效性。尽管PCSK9是一种肝源性分泌蛋白，但其不仅表达在肝脏中，也在胰腺、肾脏、肠道和中枢神经系统有所表达。本文将具体阐述PCSK9在不同系统与器官的病理生理作用，考量PCSK9抑制剂长期应用对其他系统和器官的安全性。
2003年，调控PCSK9基因突变被确定为家族性高胆固醇血症的第3个遗传原因，PCSK9首次受到广泛关注[1]，2015年美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration，FDA)和欧洲药品管理局(European Medicines Agency，EMA)分别批准了PCSK9抑制剂的临床适应证，2017年一系列研究使得PCSK9抑制剂成为大家关注的热点。目前PCSK9已经成为预防心血管疾病(cerebrovascular disease，CVD)的主要治疗靶点。大规模的人群研究显示，常见的遗传变异导致的PCSK9活性增加与LDL-C水平的增加存在相关性，而功能丧失的突变与LDL-C和心血管疾病风险的降低有关。许多临床试验都明确表明，PCSK9抑制剂无论在何种背景下降脂治疗，都能有效、安全地降低LDL-C水平，从而预防心血管疾病事件，降低心血管疾病病死率[2],其中OSLER研究发现，Evolocumab在他汀治疗的基础上可使LDL-C水平下降61%左右。ODYSSEY研究表明，Alirocumab联合他汀治疗可使LDL-C水平降低61%左右。2016年发表于Euro Heart J的一项荟萃分析结果发现PCSK9抑制剂可使LDL-C水平降低60%左右，同时可以在一定程度降低总病死率和心血管病死率等终点事件[3]。2016年发表于Circulation的一项研究表示，Alirocumab治疗后主要心血管不良事件可随着LDL-C水平的降低而降低[4]。FOURIER研究纳入27 564例有明确心血管病史并接受他汀治疗的患者，平均随访2.2年，与安慰剂组相比，Evolocumab治疗组LDL-C水平由2.4 mmol/L降低至0.78 mmol/L，下降了59%，主要终点事件在他汀治疗基础上进一步降低15%[5]。同样国内也有团队纳入200例患者作为研究对象，依据冠状动脉造影结果将其分为冠心病组和对照组，比较2组患者的临床资料结果显示：血清循环PCSK9是冠心病的独立危险因素，与颈动脉粥样硬化的形成和发展密切相关[6]。FOURIER研究亚组分析结果表明4周至2.2年的疗效是持续有效的，且在0.2 mmol/L 以上的范围内，LDL-C 水平与心血管事件发生率基本呈线性相关，平均随访2.2年未发现与低 LDL-C 相关的安全性问题[5]。但该研究随访时间为2.2年，2.2年是否足以证明其安全性，或许需要更多的研究。无论如何，这些研究和试验都支持了PCSK9抑制将是治疗高胆固醇血症和降低心血管疾病风险的可行方法的假设。
众所周知的他汀类药物目前在降低LDL-C和心血管疾病风险上具有无可争议的地位，但是已有研究表明长期服用他汀类药物的人群比不服用他汀的人群糖尿病的相对风险增加了9%(绝对风险增加0.4%)，一项为期10年的随访观察研究也发现，在糖尿病高风险的人群中(肥胖、超重、代谢障碍等)，服用他汀的患者发生糖尿病的概率比不服用他汀者高了33%～37%。依据上述，既然他汀类药物参与着内分泌系统(糖尿病风险增加)，怀疑同样作为降脂药的PCSK9抑制剂是否也与内分泌系统有着特殊的生物学意义呢？目前研究发现PCSK9的循环水平存在一定的昼夜节律，这可能是由胰岛素和生长激素(以及副雌激素和甲状腺激素)联合调控PCSK9表达带来的结果[7]。有关PCSK9抑制剂的研究表明其不会改变类固醇激素的水平，即使是LDL-C水平较低的患者[8]。这些结果在一定程度上体现了PCSK9抑制剂的安全性。这对其开发和应用提供了一定的安全保障。但是也有研究发现，PCSK9变异与空腹血糖升高、体重增加、腰臀比升高以及2型糖尿病风险增加有关。孟德尔随机化研究支持这种可能性，表明编码降脂治疗主要靶点的HMGCR 、NPC1L1和PCSK9基因的遗传变异与糖尿病的患病率有关[9]。家族性高胆固醇血症住院患者的2型糖尿病患病率低于正常胆固醇血症患者，在一定程度上支持上述观点。有体外研究表明,暴露在LDL-C中的β-细胞容易被诱导坏死或凋亡,这表明LDL-C对这些细胞可能产生了有害的影响。此外胆固醇可能直接影响胰岛素分泌，细胞内胆固醇水平的增加降低了葡萄糖对分泌胰岛素的β-细胞的刺激。这种作用似乎是由LDLR介导的，在LDLR缺乏的小鼠细胞中这种影响有所减小[10]。体外研究还发现，PCSK9缺陷小鼠胰岛细胞的特点是LDLR表达增加，而重组PCSK9型胰岛可消除LDLR表达。但是胰腺内哪些细胞对PCSK9有反应尚未确定，PCSK9的缺失虽然增加了LDLR的数量，但并未改变葡萄糖刺激小鼠胰岛胰岛素的分泌,可能是由于模型中细胞内胆固醇水平升高所致。一项针对PCSK9缺乏小鼠的葡萄糖稳态的研究发现，不管是体内分离的胰岛和体外测量胰岛素释放试验其稳态均未发生变化。相比之下,另一项研究发现,PCSK9缺乏的小鼠对葡萄糖不耐受，其β-细胞凋亡率也有所提高[11]。循环中的PCSK9也被认为是内脏脂肪组织VLDL受体表达的调节因子，从而控制脂肪中脂肪酸的摄取和三酰甘油的合成,但其对β-细胞功能和胰岛素敏感性的作用目前仍不清楚[12]。有人体营养实验表明，在短时间高果糖饮食后，PCSK9的血浆浓度增加；在几个队列研究中，PCSK9的血浆浓度被发现与胰岛素抵抗指数呈正相关。这些发现表明PCSK9和胰岛素稳态之间可能存在联系；然而，这种关系的性质尚不清楚。综上所述，关于病理生理学和遗传学的研究支持PCSK9抑制可能会轻微增加新发糖尿病的风险；然而，在大范围的临床试验中，抑制PCSK9的治疗并没有增加糖尿病的风险。因此最重要的是要客观认识到PCSK9抑制的临床作用，相信有效降低LDL-C水平的好处将远远超过可能带来的糖尿病风险增加。即使有研究支持PCSK9抑制可能会轻微增加新发糖尿病的风险，在大范围的临床试验中抑制PCSK9的治疗并没有增加糖尿病的风险。
PCSK9在小鼠和人类肠细胞中也有所表达。一项体外研究显示，Caco-2细胞(结直肠癌细胞)可以分泌PCSK9，但在外周血或门静脉中并未检测到PCSK9，表明PCSK9可能只在肠细胞产生后以自分泌或旁分泌的方式发挥作用而不会进入循环系统[13]。重组PCSK9可降低Caco-2细胞和小鼠肠道中LDLR的表达。与野生型小鼠相比，缺乏PCSK9的小鼠在橄榄油喂养后餐后三酰甘油水平升高的情况较少。这一发现可能是通过增加肝脏清除富含三酰甘油颗粒的结果。然而，也可能推测PCSK9直接调节富含三酰甘油颗粒的肠道分泌，这一观点得到了PCSK9缺陷小鼠和Caco-2细胞实验的支持，Caco-2细胞中重组PCSK9调节apoB-48分泌[14]。除了对餐后三酰甘油水平的影响外，PCSK9还被认为可以调节经肠道胆固醇排泄(transintestinal cholesterol excretion,TICE)。PCSK9缺陷小鼠表现出TICE增加而不改变每日食物摄入或肠胆固醇吸收，而在PCSK9缺陷小鼠中静脉注射重组PCSK9可以迅速降低TICE。PCSK9对TICE的急性效应似乎依赖于LDLR功能，因为LDLR缺失的小鼠会失去这种效应[15]。与对照组相比，携带PCSK9缺失性变异的个体餐后总apoB水平降低。然而，在健康志愿者中，PCSK9抑制剂在高脂肪饮食后并没有显著降低血浆中三酰甘油和apoB48的水平，胰岛素抵抗和糖尿病患者餐后三酰甘油水平和肠PCSK9表达均增加[16]。无论如何需要更多的关于PCSK9在肠道作用的体内和体外研究，为PCSK9抑制剂的开发和使用提供研究根据。
PCSK9在肾脏中也有表达，原位杂交结果表明，PCSK9可能参与肾脏发育[17]。与其他组织一样，PCSK9抑制可影响肾脏中LDLR的数量[18]。然而，PCSK9在肾脏中的功能在很大程度上仍是未知的。通过研究发现无论基础条件下还是在不同的高血压模型中，PCSK9缺乏症都不会改变血压。一项研究发现，阿米洛利增加了PCSK9缺陷小鼠和表达PCSK9小鼠的尿钠排泄，提示ENaC活性不受PCSK9的影响[19]。这些发现与观察到携带PCSK9缺失性变异的患者比非携带者对高血压的影响更小以及PCSK9抑制剂随机试验数据显示血压没有显著变化相一致。肾功能对血浆中PCSK9水平的影响在文献中是不一致的，一些研究报告肾小球滤过率估计值与循环中PCSK9水平之间没有相关性，而其他研究发现两者之间存在负相关[20]。这些差异可能是混杂了一些极其重要的因素，比如他汀类药物的使用或糖尿病。2016年发表的一项研究发现，肝脏向血浆中分泌更多的PCSK9可能会导致与肾病综合征相关的血脂异常，因为在小鼠肾病综合征模型中，系统性或肝脏缺乏性PCSK9可以预防血脂异常[21]。一项评估PCSK9抑制在肾病综合征患者中作用的研究证实了这一假设。综上所述，虽然PCSK9在肾脏中表达并可能影响肾脏生理功能，但PCSK9对正常肾脏功能似乎不是必需的，而且抑制PCSK9可能并不会给肾脏带来不良反应。
PCSK9也在中枢神经系统表达，PCSK9对其起到何种的作用需要进一步去探索研究。但是目前关于PCSK9在成人中枢神经系统功能中的确切作用，知之甚少。2017年发表的一项研究显示，阿尔茨海默病患者脑脊液中的PCSK9水平高于性别和年龄与之相同的对照组。另一项研究表明，在神经退行性疾病中，脑脊液中PCSK9水平升高，并与阿尔茨海默病的生物标志物如总微管相关蛋白TAU水平和磷酸化TAU水平呈正相关[22]。2017年一项孟德尔随机研究表明，常见的PCSK9变异与阿尔茨海默病和帕金森病没有因果关系[23]。一项关于高心血管风险受试者试验对受试者进行了中位数19个月的随访，并在筛选时进行了剑桥神经心理学测试。具体评估内容包括执行功能、工作记忆、情景记忆和精神活动速度。在这项指定的试验中，没有发现PCSK9对认知功能产生影响[24]。由此可知PCSK9可能对中枢神经系统的发展或功能并没有太多的影响，PCSK9抑制可能也没有相应的关于神经系统的临床不良反应。但是，仍是需要长期的随访研究来得出最终结果。
PCSK9的转录调控提示了PCSK9在炎症中的潜在作用。动物研究发现注射脂多糖后最早可在4 h诱导PCSK9 mRNA在小鼠肝脏的表达。这种影响并不局限于肝脏，在肾脏、内皮细胞和血管平滑肌细胞都有同样的表达[25]。正如预期的那样，在促炎介质调节PCSK9的基础上，发现脓毒症患者和创伤等患有系统性炎症时的患者体内PCSK9循环浓度增加，脓毒症期间血浆中PCSK9水平升高可能与多器官衰竭有关[26]。急性冠状动脉综合征后12～24 h血浆PCSK9的浓度也会升高，并且与C反应蛋白、白细胞计数和纤维蛋白原水平呈正相关。2016年发表的一项荟萃分析表明，PCSK9抑制并不会影响急性期C反应蛋白的水平[27]。有人认为PCSK9通过促进巨噬细胞分泌促炎因子而参与血管炎症，部分是以LDLR依赖性方式。但是没有关于抗炎分子对PCSK9水平影响的数据。PCSK9与炎症反应的具体关系以及相关机制仍有待确定。
目前研究已经发现PCSK9与感染性病原体的侵入或增殖之间存在一些潜在的联系，具体是什么机制现在没有一个定论。一些研究表明PCSK9和丙型肝炎病毒(hepatitis C virus，HCV)感染之间存在联系。实验证实PCSK9可能会影响到HCV通过LDLR介导方式侵入肝细胞[28]。除了对LDLR的影响外，PCSK9还可以下调CD81的表达，CD81是一种细胞表面蛋白，可促进HCV进入肝细胞。重组PCSK9预处理肝细胞系(Hepatoma HuH7 cells,HuH7)以剂量依赖性的方式抑制HCV感染，而CD81在PCSK9缺陷小鼠肝细胞中表达增加。另一项研究却表明，抑制PCSK9并不影响CD81的表达水平或HCV颗粒进入HuH7细胞，因此关于PCSK9的抑制对HCV的感染风险影响是不确定的[29]。一些需要宿主的胆固醇来繁殖的病原体，由此可以猜想，进行PCSK9抑制后或者PCSK9缺失性变异者极有可能会影响这些病原体，甚至出现对这些病原体免疫的情况。
目前的研究没有明确表明PCSK9与癌症风险是否相关，无论是正面作用还是负面作用。有研究发现PCSK9在患有胃癌的患者中表达分泌较多，但是在肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)中发现PCSK9在mRNA和蛋白水平上的表达均有降低。此外，PCSK9缺陷小鼠在部分肝切除术后表现出肝细胞增殖受损和细胞凋亡增加。目前关于PCSK9与癌症进展联系的机制没有定论，有研究人员认为是通过影响肿瘤的发生发展对胆固醇代谢发生了作用从而引起后续一系列变化。有研究发现B细胞肿瘤可以诱导PCSK9在肝脏的表达和分泌，导致肝脏LDLR丰度降低和高胆固醇血症，其提供支持肿瘤增殖的源性脂质[30]。无论如何，有必要进行更多的研究，以确定PCSK9和癌症风险之间的精确关系。从临床角度来看，最重要的问题还是PCSK9抑制是否可能影响癌症的发展过程以及同癌症发生风险关系的机制。
越来越多的临床试验已明确表明，PCSK9抑制剂无论在何种背景下都能有效、安全地降低LDL-C水平，从而有效地预防心血管疾病事件，降低心血管事件发生率，降低病死率。作为一种靶向治疗方法PCSK9抑制剂的快速发展和成功的开发，为降脂治疗提供了更多的方法。但是仍需要考虑PCSK9抑制剂的安全性，考虑到PCSK9抑制剂在除了降脂之外的生物效应，且已经有众多研究开始研究并在一定程度上发现了PCSK9抑制不仅仅可以带来降低LDL-C有益作用，且表达在其他系统和器官的PCSK9和其他系统器官功能也有着千丝万缕的联系和作用，但是目前临床试验和研究的可用证据较少，也并不能详尽其在个系统和器官的所有问题，同时缺乏长期随访使用PCSK9抑制剂的数据，使得无法就PCSK9抑制治疗的长期安全性得出确切结论。
[1] Abifadel M,Varret M,Rabes JP,et al.Mutations in PCSK9 causeautosomal dominant hypercholesterolemia[J]. Nat Genet,2003,34(2):154-156.
[2] Zhang XL,Zhu QQ,Zhu L,et al.Safety and efficacy of anti-PCSK9antibodies:a meta-analysis of 25 randomized,controlledtrials[J]. BMC Med,2015,23(13):123.
[3] Lipinski MJ,Benedetto U,Escarcega RO,et al. The impact of proprotein convertase subtilisin-kexin type 9 serine protease inhibitors on lipid levels and outcomes in patients with primary hypercholesterolaemia:a network meta-analysis[J]. Eur Heart J,2016,37(6):536-545.
[4] Ray KK,Ginsberg HN,Davidson M,et al. Reductions in atherogenic lipids and major cardiovascular events[J]. Circulation,2016,134(24):1931-1943.
[5] Sabatine MS,Giugliano RP,Keech AC,et al. Evolocumab and clinical outcomes in patients with cardiovascular disease[J]. N Engl J Med,2017,376(18):1713-1722.
[6] 程帆,朱艳霞,司小敏,等.冠心病患者血清循环PCSK9水平与脂代谢和颈动脉粥样硬化的相关性[J].海南医学,2018,29(10):1359-1361.
[7] Ghosh M,Galman C,Rudling M,et al. Influence of physiological changes in endogenousestrogen on circulating PCSK9 and LDL cholesterol[J]. Lipid Res,2015,56(2):463-469.
[8] Blom DJ,Djedjos CS,Monsalvo ML,et al. Effects of evolocumab on vitamin Eand steroid hormone levels:results from the 52-week,phase 3,double-blind,randomized,placebo-controlled DESCARTES study[J]. Circ Res,2015,117(8):731-741.
[9] Schmidt AF,Swerdlow DI,Holmes MV,et al. PCSK9 genetic variants and risk oftype 2 diabetes:a mendelian randomisation study[J]. Lancet Diabetes Endocrinol,2017,5(2):97-105.
[10] Rutti S,Ehses JA,Sibler RA,et al. Low-and high-density lipoproteinsmodulate function,apoptosis,and proliferation ofprimary human and murine pancreatic beta-cells[J]. Endocrinology,2009,150(10):4521-4530.
[11] Mbikay M,Sirois F,Mayne J,et al. PCSK9-deficient mice exhibitimpaired glucose tolerance and pancreatic isletabnormalities[J]. FEBS Lett,2010,584(4):701-706.
[12] Baragetti A,Balzarotti G,Grigore L,et al. PCSK9 deficiency results inincreased ectopic fat accumulation in experimentalmodels and in humans[J]. Eur J Prev Cardiol,2017,24(17):1870-1877.
[13] Levy E,Ben Djoudi Ouadda A,Spahis S,et al. PCSK9 plays a significant role incholesterol homeostasis and lipid transportin intestinal epithelial cells[J]. Atherosclerosis,2013,227(2):297-306.
[14] Rashid S,Tavori H,Brown PE,et al. Proprotein convertase subtilisin kexintype 9 promotes intestinal overproduction oftriglyceride-rich apolipoprotein B lipoproteins throughboth low-density lipoprotein receptor-dependent and-independent mechanisms[J]. Circulation,2014,130(5):431-441.
[15] LeMay C,Berger JM,Lespine A,et al. Transintestinal cholesterol excretion isan active metabolic process modulated by PCSK9 andstatin involving ABCB1[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol,2013,33(7):1484-1493.
[16] Veilleux A,Grenier E,Marceau P,et al. Intestinal lipid handling:evidenceand implication of insulin signaling abnormalities inhuman obese subjects[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol,2014,34(3):644-653.
[17] Seidah NG,Benjannet S,Wickham L,et al. The secretory proproteinconvertase neural apoptosis-regulated convertase 1(NARC-1):liver regeneration and neuronaldifferentiation[J]. Proc Natl Acad Sci USA,2003,100(3):928-933.
[18] Grefhorst A,McNutt MC,Lagace TA,et al. Plasma PCSK9 preferentiallyreduces liver LDL receptors in mice[J]. J Lipid Res,2008,49(6):1303-1311.
[19] Berger JM,Vaillant N,Le May C,et al. PCSK9-deficiency does not alterblood pressure and sodium balance in mouse modelsof hypertension[J]. Atherosclerosis,2015,239(1):252-259.
[20] Morena M,Le May C,Chenine L,et al. Plasma PCSK9 concentrationsduring the course of nondiabetic chronic kidneydisease:relationship with glomerular filtration rateand lipid metabolism[J]. J Clin Lipidol,2017,11(1):87-93.
[21] Haas ME,Levenson AE,Sun X,et al. The role of proprotein convertasesubtilisin/kexin type 9 in nephrotic syndrome-associatedhypercholesterolemia[J]. Circulation,2016,134(1):61-72.
[22] Courtemanche H,Bigot E,Pichelin M,et al. PCSK9 concentrations incerebrospinal fluid are not specifically increasedin Alzheimer's disease[J]. J Alzheimers Dis,2018,62(4):1519-1525.
[23] Benn M,Nordestgaard BG,Frikke-Schmidt R,et al. Low LDL cholesterol,PCSK9 and HMGCR genetic variation,and risk of Alzheimer's disease and Parkinson's disease:Mendelian randomisation study[J]. BMJ,2017,357:j1648.
[24] Giugliano RP,Mach F,Zavitz K,et al. Cognitive function in arandomized trial of evolocumab[J]. N Engl J Med,2017,377(7):633-643.
[25] Ding Z,Liu S,Wang X,et al. Cross-talk between LOX-1 and PCSK9 invascular tissues[J]. Cardiovasc,2015,107(4):556-567.
[26] Boyd JH,Fjell CD,Russell JA,et al. Increased plasma PCSK9 levelsare associated with reduced endotoxin clearance andthe development of acute organ failures during sepsis[J]. Innate Immun,2016,8(2):211-220.
[27] Sahebkar A,Di Giosia P,Stamerra CA,et al. Effect of monoclonal antibodies toPCSK9 on high-sensitivity C-reactive protein levels:ameta-analysis of 16 randomized controlled treatmentarms[J]. Br J Clin Pharmacol,2016,81(6):1175-1190.
[28] Mazumdar B,Banerjee A,Meyer K,et al. Hepatitis C virus E1 envelope glycoprotein interactswith apolipoproteins in facilitating entry intohepatocytes[J]. Hepatology,2011,54(4):1149-1156.
[29] Ramanathan A,Gusarova V,Stahl N,et al. Alirocumab,atherapeutic human antibody to PCSK9,does not affectCD81 levels or hepatitis C virus entry and replicationinto hepatocytes[J]. PLoS One,2016,11(4):e0154498.
[30] Huang J,Li L,Lian J,et al. Tumor-induced hyperlipidemiacontributes to tumor growth[J]. Cell Rep,2016,15(2):336-348.