PCSK9簡介

在過去近十年里，他汀類藥物是降脂治療的主力軍，該類藥物可以通過降低LDL-C進(jìn)而減少心血管事件風(fēng)險。近年來，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，從分子機制闡明到相應(yīng)藥物上市僅10余年時間間隔。大量研究顯示，該類藥物可以顯著降低LDL-C水平，多項臨床終點試驗也正在進(jìn)行中。

2003年研究人員在一個法國家族中發(fā)現(xiàn)了PCSK9 (Proprotein convertase subtilisin / kexin type 9)的突變基因，這個基因也成為除LDLR和APOB之外的第三個與常染色體顯性家族性高膽固醇血癥有關(guān)的基因。PCSK9 cDNA長度為3617bp，編碼692個氨基酸殘基組成的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競爭性地結(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PCSK9抑制來降低LDL-C已成為藥物研發(fā)熱點。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。這是在美國獲批的首個前蛋白轉(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，每兩周一次。Praluent最常見的副作用包括瘙癢、腫脹、疼痛、注射部位挫傷、鼻咽炎及流感。過敏性反應(yīng)如過敏性血管炎(一種皮疹，通常表現(xiàn)為皮膚上的紫色斑點，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的患者中有報道。如果患者經(jīng)歷嚴(yán)重過敏反應(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，在美國市場，安進(jìn)Repatha原本處于領(lǐng)先地位，但賽諾菲在沖刺階段史無前例地花了6750萬美元買了一張加速審評券，使Praluent審查周期從正常的10個月縮短至6個月，實現(xiàn)快道超越安進(jìn)。

Evolocumab
由安進(jìn)開發(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，每兩周一次(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曾報道過敏反應(yīng)如皮疹和蕁麻疹，如出現(xiàn)嚴(yán)重過敏反應(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)注的藥物靶點之一，目前在研的PCSK9抑制劑類藥物較多，簡要按照不同研發(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，具有靶向性強、特異性高和毒副作用低等特點，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)行過治療高膽固醇血癥的臨床三期研究，然而該項研究因結(jié)果未達(dá)預(yù)設(shè)終點而于2016年11月終止。輝瑞表示，通過對已獲得的Bococizumab臨床數(shù)據(jù)的全面評估，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)生及公司股東帶來價值，因此決定終止Bococizumab的全球開發(fā)項目。

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)險的高膽固醇血癥。在2013年開展的一項二期臨床試驗中，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，由于至今未公開原因，Roche于2014年終止了該藥物相關(guān)臨床研究。

LY3015014
禮來原研。2016年初發(fā)表于《歐洲心臟雜志》一項二期研究發(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用于開展對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，進(jìn)入細(xì)胞后可按照Watson-Crick堿基互補配對的原則與靶標(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)合后可通過各種不同的機制影響靶標(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堿基互補原則結(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。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，但目前該項研究已經(jīng)終止。

BMS844421
百時美施貴寶與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年通過一期臨床研究證明其藥物平臺是安全有效的。

Inclisiran
Alnylam pharmaceuticals研發(fā)，采用Alnylam公司獨特的化學(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。這種經(jīng)過修飾的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Inclisiran開展三期臨床研究并有望在今年啟動，預(yù)計NDA申請將于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，試驗組和對照組治療中不良反應(yīng)時間發(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)的強效注射劑藥物，并且其療效可以持續(xù)更長的時間，這意味著它可能只需要每3-6個月給藥一次即可。與基于抗體的競爭產(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，模擬抗體與靶點部位相結(jié)合的部分。該類別的PCSK9抑制劑類藥物可以通過阻斷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)上來說，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個氨基酸殘基組成。Adnectin是治療性蛋白，靶點結(jié)合親和力高，與抗體類似。第一個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這類靶點傳統(tǒng)上是不適合開發(fā)小分子的，它沒有像酪氨酸激酶那樣的天然口袋，結(jié)合界面相對來說比較開放、平坦，小分子接觸面積有限，產(chǎn)生的疏水作用力也不會太強(實際上小分子可能沒有被蛋白質(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來篩選可阻斷PCSK9分泌進(jìn)入血液的藥物，在250萬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年時間闡明了該化合物作用的分子機制。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，只對包括PCSK9在內(nèi)的約20種蛋白具有高度選擇性，且作用機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，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)癥為動脈粥樣硬化。在2016年9月發(fā)表的一項研究報告中，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)癥為動脈粥樣硬化。Affiris公司一直致力于慢性病的疫苗類藥物開發(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)有望實現(xiàn)“一勞永逸”的治療方式。來自Harvard大學(xué)的Kiran教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊目前正致力于采用CRISPR-Cas9技術(shù)來降低PCSK9水平，小鼠實驗中可降低LDL-C達(dá)40%，且后續(xù)試驗表明，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受到越來越多的關(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，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，長期安全性和耐受性良好，具有廣闊的臨床應(yīng)用價值和前景。