低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）血浆浓度是动脉粥样硬化性心血管疾病的主要病因性危险因素[1,2]。因此，降低LDL-C水平是动脉粥样硬化性心血管疾病（ASCVD）预防或治疗策略的主要目标之一[1]。目前，临床的降脂治疗主要依赖他汀类药物。由于单独使用他汀类药物，甚至联合使用其他目前可用的降脂药物的达标作用有限，因此新型降脂药物的发展引起较大关注。
在2003年发现的首个PCSK9变异基因，可引起常染色体显性高胆固醇血症，该发现为揭示胆固醇代谢的未知因素提供了新线索，此后开始对其进行深入研究[3,4]。迄今为止，已有几种不同的人类PCSK9基因变异被鉴定明确。携带功能获得型突变或PCSK9变异的患者，会因LDL-C水平和心血管风险升高而罹患家族性高胆固醇血症[5]。与之相反，携带功能缺失型突变或PCSK9变异的个体中，LDL-C水平下降，CAD风险降低[6]。
PCSK9的编码基因具有高度多样性。根据已发表数据，PCSK9基因突变可根据功能结局分成两类，分别为功能缺失型和功能获得型突变。
1. PCSK9基因中的功能缺失型突变
PCSK9基因中的功能缺失性突变或多态性相对常见，主要表现为血浆LDL-C浓度下降，循环PCSK9水平下降和肝脏LDLR密度增加。来自体内和体外的实验性观察以及人体研究已经逐渐明确了功能缺失型PCSK9序列变异的证据。
（1）p.Y142X和p.C679X
2005年，Cohen等在血浆LDL-C低水平受试者（LDL-C＜58 mg/dL）中对突变进行研究[7]，发现PCSK9基因中有两种失活突变（p.Y142X和p.C679X），同样来自达拉斯心脏研究的2％～2.6％的黑人受试者其血浆LDL-C水平降低30％至40％，也认为该现象与上述两种突变相关。研究中报告了这两种PCSK9基因的无义突变：p.Y142X，位于外显子3，该突变使蛋白缺失了最后的五分之四部分，以及p.C679X，位于外显子12，该突变使蛋白质在第14个氨基酸处截断。随后，发现0.4％的非裔美国人中存在PCSK9基因的p.Y142X突变，但在其他种族中没有发现。1.4％的非裔美国人中存在PCSK9基因的p.C679X突变，但此突变在欧裔美国人中十分罕见（＜0.1％）。携带PCSK9无义突变的受试者的总胆固醇和LDL-C血浆水平显著下降（大约-28％），但并非全部受试者均为低胆固醇血症患者。作者提出观点，如在PCSK9／小鼠中观察所见，人类PCSK9基因的功能缺失型突变可使肝脏LDLR分子数目和介导血浆LDL摄取和分解代谢的受体数目增加。PCSK9基因的功能缺失型突变可产生重要的CAD预防作用[8]。
（2）R46L
p.R46L突变属于PSCK9基因的功能缺失型突变，其引起了该领域研究者的极大关注。已发表的数据显示，在家族性高胆固醇血症（FH）杂合子患者中，PCSK9的R46L突变的降胆固醇效应不如正常受试者中的作用显著。相对于非携带者，PCSK9基因R46L多样性携带者的LDL-C水平下降0.28～0.54 mmol/L(9％～15％)[8-12]，且IHD风险下降47％，这与基因多样性相关[11]。近期一项研究在1130例无亲戚关系且诊断为FH的患者中进行PCSK9基因的R46L突变进行筛查[13]。研究者同时进行了细胞培养试验，发现R46L突变的携带者与非携带者相比，其血浆总胆固醇水平有6％的非显著性下降；细胞培养试验结果显示，培养基中LDL浓度上升，导致内化PCSK9数量减少，并抑制了PCSK9介导的LDLR降解作用。如在未接受治疗的FH杂合子患者中所见，高LDL水平完全阻断了野生型PCSK9与LDLR的结合。因此，在高LDL水平中，虽然野生型PCSK9在结合LDLR时有双倍于R46L PCSK9的亲和力，但不一定有更显著的降解LDLR的潜力。这些数据可能提示，在FH杂合子患者中采取以PCSK9为靶点的单药治疗不一定十分有效。
（3）PCSK9-Q152H
2011年MayneJ等在法裔加拿大人中对另一个新型PCSK9功能缺失型序列突变进行研究[14]，明确了一种产生PCSK9 Q152H替代物的PCSK9序列突变。与无血缘关系的非携带者相比（n＝210），携带这种突变的家庭成员循环PCSK9和LDL-C浓度平均分别下降79％和48％。在细胞培养中，前体PCSK9-Q152H突变没有出现充分的自催化切割，且未被分泌。与过度表达野生型PCSK9的细胞相比，与PCSK9-Q152H cDNA进行短暂转染的细胞的LDLR浓度显著升高。与对照组细胞相比，PCSK9-Q152H和PCSK9-WTcDNAs共同转染使PCSK9-WT蛋白分泌减少了78％。总体来看，结果表明PCSK9-Q152H变异通过阻碍自催化过程和分泌，显著降低杂合子携带者体内的血浆PCSK9和LDL-C浓度，从而导致LDLR失活。
2. PCSK9功能获得型突变和多态性
Abifadel等发现的最初两例PCSK9突变均为功能获得性突变，它们与高胆固醇血症相关[4]。2008年Cameron J等在挪威发现的五种新型PCSK9突变，其中有一种功能获得型突变，R215H，会引起高胆固醇血症[15]。
2010年，NoguchiT[16]等尝试在日本受试者中筛查PCSK9功能获得型突变，并明确其发生率和这些突变的影响，尤其是明确其在循环PCSK9和LDL-C水平中的作用。研究者检测到包括E32K在内的七种PCSK9变异。临床FH患者中，PCSK9 E32K的发生率（6.42％）显著高于对照组（1.71％）。PCSK9 E32K突变与受试者血浆中以及短暂转化的HepG2细胞基质中PCSK9水平较对照组升高超过30％相关。此外，与有相应循环PCSK9水平的对照组相比，PCSK9E32K纯合子和杂合子的LDL-C水平分别上升2.10倍和1.47倍，提示PCSK9 E32K的功能增强。这些发现表明，PCSK9E32K可通过增加PCSK9数量和增强PCSK9的功能，显著影响LDL-C水平，并使LDLR突变携带患者的临床表现恶化。
在一项总计纳入649例广西白裤瑶和646例汉族受试者的中国研究中，Aung LH[17]等发现不同种族及不同ApoAI/ApoB水平人群间PCSK9 E670G的基因型和等位基因频率有显著差异。汉族人群的G等位基因携带者血清HDL-C水平和ApoAI/ApoB比值较非携带者的更高。汉族人群的PCSK9E670G多态性与一些血清脂质参数有重要关联。与非携带者相比，G等位基因男性携带者血清HDL-C和ApoAI水平更高，G等位基因女性携带者血清ApoB水平更低，ApoAI/ApoB比值更高。
饮酒和PCSK9基因多态性都会对血清脂质水平产生影响，因此，在相同的研究人群中[17]，Aung LH等[18]检测到PCSK9 E670G和一些环境因素也有关系，如饮酒和血清脂质水平。作者发现，与不饮酒者相比，饮酒者血清甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、载脂蛋白（Apo）AI水平和ApoAI/ApoB比值更高，然而，饮酒者总胆固醇（TC）、LDL-C和ApoB水平更低。饮酒者和非饮酒者体内PCSK9 E670G的基因型和等位基因频率没有差异。饮酒对于TC和LDL-C水平的影响取决于基因型，AA基因型饮酒者血清TC和LDL-C水平较非饮酒者低。根据这些发现，可看出饮酒会对PCSK9E670G多态性对血清TC和LDL-C水平的作用产生影响。在降低血清TC和LDL-C水平方面来说，与AG基因型相比，PCSK9 E670G AA基因型受试者从饮酒中获益更大。
然而，Hsu LA等[19]在中国台湾地区的中国人群中开展的一项病例对照研究，在对照组中，670G携带者的LDL-C水平较非携带者显著降低，即使对年龄、性别、吸烟情况、高血压、糖尿病、体重指数和降脂药物使用情况进行调整，结果依旧。数据也显示，与对照组相比，CHD患者的670G携带者比率更低，但在多变量逻辑回归分析中，差异没有显著性。该研究中，两组中G等位基因频率相似。结果表明PCSK9 E670G基因多态性对血浆LDL-C水平进行调节，但对于台湾的中国裔人群来说，这不是CAD的危险变量。
3.与LDL-C相关的PCSK9基因变异对CVD的影响
PCSK9基因变异和血浆LDL-C水平有紧密相关。功能缺失型变异可以降低血浆LDL-C水平，从而产生预防CVD的保护作用。相反，功能获得型变异可导致高胆固醇血症，从而引起动脉粥样硬化性CVD。
（1）功能缺失型PCSK9突变对CVD的保护作用
在社区动脉粥样硬化风险（ARIC）研究中，通过三种降低胆固醇的PCSK9变异（p.C679X,p.Y142X,p.R46L）与预防CHD的相关性，明确了PCSK9变异对临床的影响。BennM等进行的荟萃分析中观察到，CCHS研究中，46L等位基因携带者的IHD风险降低6％，CGPS研究和CIHDS研究中分别降低了46％和18％，所有研究合并后下降了30％。该篇荟萃分析中，R46L等位基因携带者的LDL-C水平下降了12％（0.43 mmol/L），IHD风险下降了28％，与CCHS、CGPS和CIHDS的合并研究的结果相似。然而，观察到LDL-C降低12％（0.43 mmol/L），理论上预测IHD风险仅能降低5％。IHD风险降低的程度比单独观察到的LDL-C降低水平所预计的值更高。这可能是因为与成年后测量的LDL-C水平相比，基因型是LDL-C终生水平更好的预测因子[20]。
（2）功能获得型PCSK9突变对CVD的因果效应
PCSK9杂合子携带者的临床表现与高胆固醇血症相关，包括黄色瘤、CHD、早发MI和卒中。对两例携带p.S127RPCSK9突变的法裔受试者进行Apo B-100载脂蛋白体内动力学检测，显示与对照组或LDLR突变患者相比，这种突变显著增加ApoB-100的产率（3倍），直接导致过度合成VLDL（3倍），中间密度脂蛋白（IDL，3倍）和LDL（5倍）[21]。
如上所述，在白裤瑶和汉族人群中开展的中国人研究中[17]，作者也评估了p.E670G突变对包括LDL-C、ApoAI、ApoB和ApoAI/ApoB比值在内的脂质谱产生的影响并且总结了在男性与女性中，p.E670G突变对脂质水平的影响是不同的。然而，在台湾开展的中国裔人群研究结果和在中国大陆开展的研究结果相反，作者总结：在台湾的中国裔人群中，p.E670G突变可导致LDL-C水平下降，因此不是CAD的危险变异。
总而言之，近期在不同地理来源的低或者高胆固醇血症患者和体外试验中均发现功能缺失型和功能获得型PCSK9突变。两种PCSK9突变均可影响血浆LDL-C水平，与CVD的发生有关。
遗传突变导致胆固醇动态平衡发生变化，这为寻找治疗高胆固醇血症的新方法提供有价值的信息。一些旨在评估PCSK9抑制剂作为单药治疗或与他汀类联合治疗的临床结局以及对血浆LDL-C水平的影响的临床研究结果有望阐明PCSK9抑制剂对降低LDL-C水平和改善CVD结局的作用。
AMG145是一种全人化的单克隆免疫球蛋白G2抗体，可特异性地与人体PCSK9结合，并抑制其与LDLR发生相互作用。LAPLACE-TIMI 57试验结果显示，AMG145能够显著降低已接受他汀类治疗的高胆固醇血症患者的Lp(a)水平达32％，这为患者带来了除强效降低LDL-C以外致动脉粥样硬化脂质谱方面的额外获益。这提示PCSK9抑制剂可能成为血脂管理的一种新的示范药物。
PCSK9单克隆抗体可使LDL-C水平下降高达70％，超过了他汀类治疗能达到的疗效水平。对于他汀类耐药或在现有治疗下不能充分降低LDL-C水平的患者，难治性高胆固醇血症患者和需要接受LDL血浆分离置换的患者，单克隆抗体治疗方法有望满足这些患者降低LDL-C的重要临床需求。PCSK9单克隆抗体的临床结局试验被寄予厚望。此外，一些研究显示，他汀类药物可升高血浆PCSK9水平[22,23]。因此，联合使用他汀类和抗PCSK9治疗方法可以克服该不利反应，并使胆固醇进一步下降。
由于缺失PCSK9功能性拷贝对人类没有明显的有害影响，因此这种蛋白酶是研发降低血浆LDL-C药物的引人关注的药物靶点，可单独使用或与他汀类联合使用。PCSK9抑制剂正在成为治疗高胆固醇血症的新策略。
PCSK9的发现为心血管研究开辟了许多新途径。首个PCSK9自然突变的发现揭示了胆固醇动态平衡调节中的未被知晓的隐藏因子，而对PCSK9在胆固醇动态平衡中的作用进行探索，能够为更好地了解ADH和CHD的病理生理过程开辟了新的途径，以改善这些疾病的预防和治疗。全球多个研究组取得的丰硕成果，让我们对其在胆固醇代谢的生理和病理作用有了深入了解。然而，它在另外的生理通路中起的其他作用尚待研究。这个新的治疗靶点也许为降低胆固醇水平和冠心病风险，并增强其他降脂药物疗效提供了一种新的治疗方式。
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医 师 简 介
李建军
国家心血管病中心阜外医院
主任医师、教授、博士生导师
国家心血管病中心阜外医院血脂异常与心血管病诊治中心主任既51B病区主任，国家心血管病中心专家委员会委员，中国病理生理学会常务理事，国家自然科学基金评委。国内外40余种心血管专业杂志主编，副主编，编委，已完成在研课题包括国家和省部级基金20余项，发表论文350余篇，其中SCI源期刊论文200余篇（其中第一和或通信作者180余篇），影响因子总积分400余分。对血脂异常（包括家族性血脂异常、特殊人群的血脂异常）、冠心病（包括介入治疗）、高血压等心血管疾病的诊治有较丰富的经验。获国家及省部级科技进步奖8项。
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