PCSK9簡(jiǎn)介

在過(guò)去近十年里，他汀類藥物是降脂治療的主力軍，該類藥物可以通過(guò)降低LDL-C進(jìn)而減少心血管事件風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái)，PCSK9抑制劑成為脂質(zhì)學(xué)藥物研發(fā)領(lǐng)域一顆耀眼的明星，從分子機(jī)制闡明到相應(yīng)藥物上市僅10余年時(shí)間間隔。大量研究顯示，該類藥物可以顯著降低LDL-C水平，多項(xiàng)臨床終點(diǎn)試驗(yàn)也正在進(jìn)行中。

2003年研究人員在一個(gè)法國(guó)家族中發(fā)現(xiàn)了PCSK9 (Proprotein convertase subtilisin / kexin type 9)的突變基因，這個(gè)基因也成為除LDLR和APOB之外的第三個(gè)與常染色體顯性家族性高膽固醇血癥有關(guān)的基因。PCSK9 cDNA長(zhǎng)度為3617bp，編碼692個(gè)氨基酸殘基組成的PCSK9蛋白。PCSK9基因的功能獲得性突變可導(dǎo)致常染色體顯性的家族性高膽固醇血癥，使得LDL受體水平下降，從而導(dǎo)致LDL-C水平的升高。常染色體顯性的家族性高膽固醇血癥與早發(fā)心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)的增加密切相關(guān)。令人感興趣的是，PCSK9基因喪失突變功能可出現(xiàn)低水平的血漿LDL-C和apoB。多項(xiàng)大型流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，PCSK9基因變異后出現(xiàn)喪失突變功能與心血管事件的發(fā)生關(guān)系越來(lái)越密切。

Mechanism and role of PCK9 in low-density lipoprotein-cholesterol metabolism

正常人體中，LDL-R與LDL-C結(jié)合后形成復(fù)合物，并由網(wǎng)格細(xì)胞胞吞入肝細(xì)胞內(nèi)，然后LDL-R與LDL-C解離重新回到肝細(xì)胞表面。PCSK9能與LDL-C競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合肝細(xì)胞表面的LDL-R，PCSK9的催化結(jié)構(gòu)域能與LDL-R的表皮生長(zhǎng)因子A (epidermal growth factor A，EGF-A)相互作用形成復(fù)合物，PCSK9／LDL-R復(fù)合物進(jìn)入肝細(xì)胞到達(dá)溶酶體降解LDL-R，防止LDL-R再循環(huán)到肝細(xì)胞膜表面。降低了肝細(xì)胞表面的LDL-R，LDL-C不能被肝臟清除，血液中的LDL-C水平升高。在編碼PCSK9的基因發(fā)生功能獲得型突變后可增加對(duì)LDL-R的降解，從而使肝細(xì)胞表面的LDL-R下調(diào)，血漿LDL-C水平升高。因此，抑制PCSK9的活性可以使血液中的LDL-C水平降低。

FDA批準(zhǔn)的PCSK9抑制劑類藥物

通過(guò)PCSK9抑制來(lái)降低LDL-C已成為藥物研發(fā)熱點(diǎn)。目前PCSK9抑制劑中最為成熟的是單克隆抗體類藥物，其中Alirocumab以及Evolocumab已經(jīng)被美國(guó)食品與藥品管理局(FDA)和歐洲藥品管理局(EMA)批準(zhǔn)上市。

Alirocumab
由賽諾菲和再生元聯(lián)合研發(fā)，于2015年7月24日獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)，2015年9月23日獲得歐洲EMA批準(zhǔn)，2016年7月4日獲得日本PMDA批準(zhǔn)上市，商品名定為Praluent。這是在美國(guó)獲批的首個(gè)前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素9 (PCSK9)抑制劑類降膽固醇治療藥物。Alirocumab是一種全人源IgG1型單克隆抗體，作為PCSK9抑制劑，能結(jié)合PCSK9并抑制循環(huán)型PCSK9與低密度脂蛋白受體LDLR的結(jié)合，從而阻止PCSK9介導(dǎo)的低密度脂蛋白受體降解。該藥物用于治療成人雜合子型家族性高膽固醇血癥和臨床動(dòng)脈粥樣硬化心血管疾病(如需降低低密度膽固醇的心臟病或中風(fēng))。

Praluent是一種皮下注射用溶液，含75mg或150mg Alirocumab，推薦劑量為每次75mg或150mg，每?jī)芍芤淮?。Praluent最常見(jiàn)的副作用包括瘙癢、腫脹、疼痛、注射部位挫傷、鼻咽炎及流感。過(guò)敏性反應(yīng)如過(guò)敏性血管炎(一種皮疹，通常表現(xiàn)為皮膚上的紫色斑點(diǎn)，與小血管的炎癥相關(guān))及需要住院的超敏反應(yīng)在使用Praluent的患者中有報(bào)道。如果患者經(jīng)歷嚴(yán)重過(guò)敏反應(yīng)癥狀，應(yīng)該停止使用該藥并尋求醫(yī)療幫助。

在這一輪研發(fā)競(jìng)賽中，安進(jìn)的Repatha (Evolocumab)和賽諾菲/Regeneron的Praluent (Alirocumab)處于領(lǐng)先地位。有意思的是，在美國(guó)市場(chǎng)，安進(jìn)Repatha原本處于領(lǐng)先地位，但賽諾菲在沖刺階段史無(wú)前例地花了6750萬(wàn)美元買(mǎi)了一張加速審評(píng)券，使Praluent審查周期從正常的10個(gè)月縮短至6個(gè)月，實(shí)現(xiàn)快道超越安進(jìn)。

Evolocumab
由安進(jìn)開(kāi)發(fā)，于2015年7月17日獲得歐洲EMA批準(zhǔn)，2015年8月27日獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市，2016年1月22日獲得日本PMDA批準(zhǔn)，商品名為Repatha。Evolocumab是一種全人源IgG2型單克隆抗體，作為PCSK9的抑制劑，能夠結(jié)合PCSK9并抑制循環(huán)型PCSK9與低密度脂蛋白受體LDLR的結(jié)合，從而阻止PCSK9介導(dǎo)的低密度脂蛋白受體降解。該藥物批準(zhǔn)的適應(yīng)癥為高膽固醇血癥和混合血脂異常。

Repatha是一種皮下注射液，每支預(yù)填充的注射器含140mg/ml的Evolocumab，推薦劑量為每次140mg，每?jī)芍芤淮?成人原發(fā)性疾病)或每次420mg，每月一次(成人和12歲及以上兒童純合子型家族性膽固醇血癥)。Repatha的最常見(jiàn)副作用包括鼻咽炎、上呼吸道感染、流感、背痛和給予注射處的反應(yīng)，例如發(fā)紅、疼痛或淤傷。使用Repatha曾報(bào)道過(guò)敏反應(yīng)如皮疹和蕁麻疹，如出現(xiàn)嚴(yán)重過(guò)敏反應(yīng)，患者應(yīng)停止使用該藥并尋求醫(yī)療幫助。

在研PCSK9抑制劑類藥物及其分類

作為最引人關(guān)注的藥物靶點(diǎn)之一，目前在研的PCSK9抑制劑類藥物較多，簡(jiǎn)要按照不同研發(fā)策略總結(jié)如下：

單抗類藥物
單克隆抗體藥物是近年生物醫(yī)藥領(lǐng)域中的研發(fā)熱點(diǎn)，具有靶向性強(qiáng)、特異性高和毒副作用低等特點(diǎn)，代表了藥品治療領(lǐng)域的最新發(fā)展方向。以PCSK9為靶標(biāo)的單克隆抗體可以與PCSK9發(fā)生特異性結(jié)合，從而阻斷PCSK9與LCLR的相互作用，減慢LCLR降解過(guò)程而發(fā)揮降低LDL-C水平的作用，也是最先取得突破的PCSK9抑制劑類藥物研究策略。

Bococizumab
輝瑞原研，是一種靶向于PCSK9的人源化IgGk型單克隆抗體，曾進(jìn)行過(guò)治療高膽固醇血癥的臨床三期研究，然而該項(xiàng)研究因結(jié)果未達(dá)預(yù)設(shè)終點(diǎn)而于2016年11月終止。輝瑞表示，通過(guò)對(duì)已獲得的Bococizumab臨床數(shù)據(jù)的全面評(píng)估，以及深度權(quán)衡降脂新藥研發(fā)領(lǐng)域不斷變化的市場(chǎng)格局，該公司認(rèn)為Bococizumab不大可能為患者、醫(yī)生及公司股東帶來(lái)價(jià)值，因此決定終止Bococizumab的全球開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。

RG7652
Genentech原研，后于2009年轉(zhuǎn)讓給Roche，用于治療包括帶有高冠心病風(fēng)險(xiǎn)的高膽固醇血癥。在2013年開(kāi)展的一項(xiàng)二期臨床試驗(yàn)中，RG752表現(xiàn)出良好的藥物耐受性及顯著的劑量依賴性療效。盡管如此，由于至今未公開(kāi)原因，Roche于2014年終止了該藥物相關(guān)臨床研究。

LY3015014
禮來(lái)原研。2016年初發(fā)表于《歐洲心臟雜志》一項(xiàng)二期研究發(fā)現(xiàn)，LY3015014(一種處于研究階段的PCSK9抑制劑)聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)降脂治療能夠安全有效的改善高膽固醇血癥患者的血脂異常。

LGT209
Norvatis原研，后轉(zhuǎn)讓給Cyon Pharmaceuticals Inc用于開(kāi)展對(duì)服用他汀類藥物的高膽固醇血癥患者的治療效果。該研究目前已被終止。

反義寡核苷酸類藥物

Modes of action of antisense oligonucleotides (ASOs)

反義寡核苷酸(antisense oligonucleotide，ASO)通常指進(jìn)行了某些化學(xué)修飾的短鏈核酸(約15-25個(gè)核苷酸組成)，它的堿基順序排列與特定的靶標(biāo)RNA序列互補(bǔ)，進(jìn)入細(xì)胞后可按照Watson-Crick堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則與靶標(biāo)序列形成雙鏈結(jié)構(gòu)。反義寡核苷酸與靶標(biāo)基因的RNA結(jié)合后可通過(guò)各種不同的機(jī)制影響靶標(biāo)基因的表達(dá)。反義寡核苷酸類PCSK9抑制劑類藥物可以通過(guò)堿基互補(bǔ)原則結(jié)合于PCSK9靶基因mRNA上，從而封閉基因的表達(dá)，該類抑制劑在臨床前研究中表現(xiàn)出了良好的效果。

SPC5001
Santaris Pharma原研，后于2014年被Roche收購(gòu)。該藥物在臨床前研究中表現(xiàn)良好，曾處于臨床一期研究，用于治療家族性高膽固醇血癥，但目前該項(xiàng)研究已經(jīng)終止。

BMS844421
百時(shí)美施貴寶與Ionis研發(fā)，曾進(jìn)入一期臨床階段，現(xiàn)已終止，原因不明。

干擾小RNA類藥物
干擾小RNA (siRNA)可經(jīng)由多種不同轉(zhuǎn)染技術(shù)導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)，并對(duì)PCSK9基因產(chǎn)生具有專一性的基因敲除結(jié)果，在小鼠模型中可以顯著降低LDL-C水平。Alnylam公司最早于2008年開(kāi)始探索采用RNA干擾的方式阻止PCSK9蛋白的翻譯，并在2014年通過(guò)一期臨床研究證明其藥物平臺(tái)是安全有效的。

Inclisiran
Alnylam pharmaceuticals研發(fā)，采用Alnylam公司獨(dú)特的化學(xué)修飾工藝合成的靶向PCSK9 mRNA的RNAi療法。Alnylam公司將稱為GalNAc的一種糖分子與小干擾RNA (Small Interfering RNA，siRNA)連接起來(lái)。這種經(jīng)過(guò)修飾的siRNA不但更容易被細(xì)胞吸收，而且具備更高的穩(wěn)定性，使得siRNA的療效更持久。

在被稱為ORION-1的臨床2期試驗(yàn)中，497名高膽固醇患者在接受一次Inclisiran注射后的第60天，他們的LDL-C水平平均下降了51％，在接受注射后的第90天，LDL-C水平下降了45％。有189名高膽固醇患者在第1天和第90天分別接受了一次Inclisiran注射。這些患者在第120天LDL-C水平下降了57％，在第180天LDL-C水平下降了52％。這些指標(biāo)與接受安慰劑治療的患者相比有非常顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。這一結(jié)果意味著，高膽固醇患者一年可能只需要少數(shù)幾次治療就可以控制住他們的膽固醇水平。2017年3月17日，基于良好的二期臨床表現(xiàn)，Alynylam Pharma宣布即將對(duì)Inclisiran開(kāi)展三期臨床研究并有望在今年啟動(dòng)，預(yù)計(jì)NDA申請(qǐng)將于2019年末左右提交。

ALN-PCS
Alnylam研發(fā)，靜脈注射，目前處于臨床一期研究階段。研究結(jié)果顯示，試驗(yàn)組和對(duì)照組治療中不良反應(yīng)時(shí)間發(fā)生率相同。ALN-PCS血藥濃度分布迅速，血藥濃度曲線大概以劑量成比例的方式增加。與對(duì)照組相比，ALN-PCS組別受試者血漿中PCSK9下降幅度平均為 70%，血漿中LDL水平下降幅度平均為40%。

ALN-PCSsc
Alnylam研發(fā)，皮下注射，目前處于臨床二期研究階段。初步試驗(yàn)結(jié)果表明該藥物在降低膽固醇方面可以媲美兩款最近獲得批準(zhǔn)的強(qiáng)效注射劑藥物，并且其療效可以持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間，這意味著它可能只需要每3-6個(gè)月給藥一次即可。與基于抗體的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品PCSK9抑制劑不同，它們作用于血液，而這款新的皮下注射劑是一種新類型的治療藥物，它能夠阻止肝臟中與「壞」LDL膽固醇相關(guān)的蛋白的合成。

模擬抗體蛋白藥
模擬抗體蛋白藥是一種最新的生物治療方法，由連接不同類型分子的纖維結(jié)合蛋白組成，模擬抗體與靶點(diǎn)部位相結(jié)合的部分。該類別的PCSK9抑制劑類藥物可以通過(guò)阻斷PCSK9與LDLR的EGF-A結(jié)構(gòu)域的結(jié)合從而發(fā)揮PCSK9的抑制作用。

DS?9001
Pieris原研，后轉(zhuǎn)讓給Daiichi Sankyo繼續(xù)開(kāi)發(fā)，目前處于一期臨床研究階段。Anticalin型蛋白為人工改造蛋白，可結(jié)合于蛋白或小分子等抗原。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，Anticalin不同于抗體，屬于抗體模擬物。該蛋白可發(fā)揮同單克隆抗體同樣的功能，但分子量比一般抗體小8倍，通常由180個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，分子量大約20kDa。Anticalin技術(shù)由Pieris Pharmaceuticals公司研發(fā)，并申請(qǐng)了相關(guān)專利。

BMS?962476
BMS原研，是PCSK9的Adnectin抑制劑，可作用另一種非抗體途徑。BMS-962476分子量約為11.3kDa，由103個(gè)氨基酸殘基組成。Adnectin是治療性蛋白，靶點(diǎn)結(jié)合親和力高，與抗體類似。第一個(gè)PCSK9的Adnectin抑制劑的研究顯示，它可迅速降低血漿中PCSK9和LDL-C的水平，且Adnectin介導(dǎo)的抑制有很好的耐受性。

1G08
Merck原研，為人類抗體-抗原結(jié)合片段，主要作用于PCSK9羧基末端結(jié)構(gòu)域。與眾不同的是，1G08并不影響PCSK9與LDLR間的相互作用，而主要抑制PCSK9-LDL-R復(fù)合體的內(nèi)吞過(guò)程而發(fā)揮活性。
小分子抑制劑類藥物
目前小分子PCSK9抑制劑類藥物的研發(fā)剛剛起步，尚處于生物活性研究階段。PCSK9這類靶點(diǎn)傳統(tǒng)上是不適合開(kāi)發(fā)小分子的，它沒(méi)有像酪氨酸激酶那樣的天然口袋，結(jié)合界面相對(duì)來(lái)說(shuō)比較開(kāi)放、平坦，小分子接觸面積有限，產(chǎn)生的疏水作用力也不會(huì)太強(qiáng)(實(shí)際上小分子可能沒(méi)有被蛋白質(zhì)包裹，直接裸露在水相環(huán)境中)，即使結(jié)合上去了，被天然的大分子配體一碰可能就解離。
PF?06446846
Pfizer公司建立了自己的表型篩選平臺(tái)來(lái)篩選可阻斷PCSK9分泌進(jìn)入血液的藥物，在250萬(wàn)種化合物中篩選到了PF-06446846，也是唯一達(dá)到預(yù)設(shè)藥效和毒性閾值的Hit；隨后用了約5年時(shí)間闡明了該化合物作用的分子機(jī)制。功能研究表明，該化合物可結(jié)合于核糖體及剛翻譯出的PCSK9分子上，并阻塞核糖體退出通道，從而封閉PCSK9的產(chǎn)生。很多天然產(chǎn)物及抗生素也會(huì)抑制核糖體功能，但通常不具有特異性。而PF-06446846則與此不同，只對(duì)包括PCSK9在內(nèi)的約20種蛋白具有高度選擇性，且作用機(jī)制在從酵母到人類的真核生物中具有保守性。出于商業(yè)考慮等因素，目前Pfizer已終止了該藥物的研發(fā)，但隨著PCSK9研究的深入，希望之門(mén)并未完全關(guān)閉。

其他類別

MEDI4166
MedImmune原研，于2007年被阿斯利康收購(gòu)，PCSK9抗體與GLP1多肽融合蛋白類藥物。目前處于臨床二期階段，用于治療成人2型糖尿病與心血管疾病。

AT04A
Affiris原研，疫苗類PCSK9抑制劑，目前處于一起臨床研發(fā)階段，適應(yīng)癥為動(dòng)脈粥樣硬化。在2016年9月發(fā)表的一項(xiàng)研究報(bào)告中，AT04A能顯著降低小鼠模型的血液總膽固醇、甘油三酯及低密度脂蛋白濃度，降低血清中肝臟炎癥標(biāo)志物含量，從而改善動(dòng)脈粥樣硬化病情。

AT06A
Affiris原研，疫苗類PCSK9抑制劑，目前處于一起臨床研發(fā)階段，適應(yīng)癥為動(dòng)脈粥樣硬化。Affiris公司一直致力于慢性病的疫苗類藥物開(kāi)發(fā)，如帕金森及阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病。

CRISPR-based approach
CRISPR技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)“一勞永逸”的治療方式。來(lái)自Harvard大學(xué)的Kiran教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)目前正致力于采用CRISPR-Cas9技術(shù)來(lái)降低PCSK9水平，小鼠實(shí)驗(yàn)中可降低LDL-C達(dá)40%，且后續(xù)試驗(yàn)表明，該策略在攜帶有人源化肝臟的嵌合體小鼠中同樣表現(xiàn)出色。制藥公司AstraZeneca同樣可開(kāi)展了利用CRISPR技術(shù)抑制PCSK9的研究，相關(guān)結(jié)果有望近期發(fā)表。

前景與展望

以PCSK9為代表的新的降脂靶點(diǎn)受到越來(lái)越多的關(guān)注?？蒲薪缂搬t(yī)藥工業(yè)界近十年的研發(fā)工作，使得PCSK9抑制劑的臨床研究取得了令人欣喜的進(jìn)展，并在抗體藥物領(lǐng)域率先取得突破成為革命性降脂藥物。目前以單克隆抗體為代表的的生物制劑研發(fā)是新藥研發(fā)的熱點(diǎn)，在研的PCSK9抑制劑類抗體藥物也有多種。由于抗體藥物為注射劑型，而不是傳統(tǒng)的固體劑型，因而治療成本較高，且患者適應(yīng)性也需要進(jìn)一步的臨床觀察。但PCSK9抑制劑的研發(fā)將為降脂治療提供新的視角，尤其是對(duì)于他汀類藥物抵抗、難治性高膽固醇血癥患者，PCSK9的臨床療效顯的更加明顯，長(zhǎng)期安全性和耐受性良好，具有廣闊的臨床應(yīng)用價(jià)值和前景。