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1、PCSK9参与心血管系统炎症反应的研究进展全文2021年PCSK9参与心血管系统炎症反应的研究进展（全文）动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）是部分心脑血管疾病的重要病理基础改变，随着基础医学研究的深入，人们对AS的认识不再局限于脂质的沉积。炎症反应作为AS发生发展的重要环节之一，国内外学者对此的研究也越来越多，炎症假说在证据积累的过程中不断完善1。其中蛋白转换酶枯草杆菌/kexin类型9（proprotein convertase subtilisin kexin9，PCSK9）在21世纪初发现与家族性高脂血症密切相关，随着研究深入，PCSK9与低密度脂蛋白胆固醇（low d

2、ensity lipoprotein cholesterol，LDLC）水平及炎症反应间的关系论证也在不断更新2,3，其中动脉粥样硬化斑块不稳定性增加与炎症反应的关系再次得到论证4，因此以炎症反应为出发点，通过探究动脉粥样硬化的炎症机制以及新型靶向药物的作用机制，寻找临床试验证据支持和炎症标志物指导就显得尤为重要。本文就PCSK9参与心血管系统炎症反应的研究进展进行综述，旨在总结探讨PCSK9参与心血管系统炎症的过程和PCSK9抑制剂的抗炎作用方面研究进展。一、PCSK9的结构和功能PCSK9是分泌性前体蛋白转换酶（PC）家族的重要成员之一，主要在肝脏中高表达5。2003年首次发现并克隆PCS

3、K9基因不久后，由Abifadel等6首次报道，常染色体显性遗传的家族性高胆固醇血症与PCSK9功能获得性突变具有相关性。由此人们开展了一系列研究，进一步探究PCSK9基因表达/抑制在脂代谢、炎症反应方面的作用。其中PCSK9表达水平的升高与循环血液中LDLC水平升高的相关性已有报道6，由此也衍生了对于新型降脂药PCSK9抑制剂的临床试验7,8，为PCSK9抑制剂降脂药于临床应用的安全性和可靠性提供循证学依据。与此同时，PCSK9抑制剂的抗炎作用也更多地被提及和研究，或许会更加完善动脉粥样硬化的炎症学说理论及相关诊疗指南。二、PCSK9的促炎症机制及证据炎症学说是21世纪以来对动脉粥样硬化机制

4、研究的重要学说之一，Peter Libby等1,9逐步完善并提出动脉粥样硬化的炎症起源假说，并于2002年首次系统地阐述了炎症反应与动脉粥样硬化发生发展的关联；该学说认为炎症反应与动脉壁早期的脂质沉积同时发生，并一直影响着动脉粥样硬化斑块的发展乃至结局，是影响心血管事件发生的重要危险因素之一1。在阐明AS炎症过程的研究中，认为炎症反应参与了动脉粥样硬化的发生，当长期暴露在LDLC的情况下，促进氧化修饰的低密度脂蛋白（Oxidized low density lipoprotein，OxLDL）形成，同时与清道夫受体结合，促进了巨噬细胞对于脂质的吞噬等一系列免疫反应，开始形成泡沫细胞（早期粥样硬

5、化的关键标志），同时还包括其他免疫细胞的募集和细胞因子的释放，进而产生炎症反应的持续作用10。在多项旨在探索PCSK9促炎症机制的研究中1112，认为PCSK9基因参与了动脉粥样硬化的炎症反应。但是迄今为止，动脉粥样硬化的炎症假说尚未得到充分证实。最近的CANTOS研究发现抗白介素1（interleukin 1，IL1）抑制剂canakinumab可将伴有高敏C反应蛋白（high sensitive Creactive protein，hsCRP）升高的近期心肌梗死患者的主要不良心血管事件减少15，同时hsCRP和白介素6（interleukin 6，IL6）的水平较基线水平明显降低，但脂质水

6、平未显示降低313。这项研究反映了IL6信号通路的调节与心血管事件发生的降低有关，但与血脂水平的下降可能无关，同时也证实了炎症反应是动脉粥样硬化中的重要独立因素。然而该研究只能阐述IL6信号通路异常与心血管事件发生的相关性，其深层机制研究还需要相关基础研究进一步证实。（一）间接促炎症作用高血脂症可诱导炎症的发生，PCSK9的活性形式与LDL受体（LDLR）的EGFA结构域结合，并促进LDLR在细胞内降解，从而干扰了LDLC被肝细胞摄取并降解的过程，由此升高循环中LDLC的浓度，使机体内的脂代谢过程发生改变。由此PCSK9通过对LDLC的调节作用起到了促炎症作用14。研究显示，在脂肪细胞与巨噬细

7、胞共培养过程中，核因子B（nuclear factor kappaB，NFB）在二者中都被激活，并对促进诱导的促炎细胞因子（如MCP1、TNF）增加起着关键作用11，同时在Toll样受体4（Tolllike receptor 4，TLR4）/NFB信号通路的介导下，氧化修饰的低密度脂蛋白（Oxidized low density lipoprotein，OxLDL）在TLR4的部分介导下使巨噬细胞向泡沫细胞分化，并且OxLDL /2糖蛋白I（2glycoprotein I，2GP I）/抗2GP I复合物的推动下15，进一步产生促炎因子（如单核细胞趋化蛋白1（Monocyte chemoatt

8、ractant protein1，MCP1）、肿瘤坏死因子（Tumor Necrosis Factor ，TNF ），使得动脉粥样硬化的炎症反应发生并持续存在。糖代谢异常及胰岛素耐受状态与机体炎症反应有密切关系。研究发现PCSK9基因缺陷小鼠出现糖耐量受损和胰岛素异常表现，同时由于糖代谢和脂质代谢存在交叉的生化途径，胰岛素似乎通过双重效应调节PCSK9，包括通过上调SREBP1c转录因子诱导和通过抑制hNF1表达抑制12，从而影响多代谢途径，使得炎症反应与血糖代谢异常间产生了联系。（二）直接促炎症作用PCSK9除了通过影响胆固醇代谢产生间接的促炎作用外，可能还存在绕过LDLC调节途径的直接促炎

9、作用。最近一项基础研究表明，PCSK9基因的缺失通过独立于LDLR的机制来减少动脉粥样硬化的发生，同时PCSK9基因缺陷小鼠内皮细胞中黏附因子（intercellular cell adhesion molecule1，ICAM1）和趋化因子（MCP1、MCP3）表达下调16，据此推测PCSK9的促炎作用存在直接通路，绕过对LDLC的浓度调节导致的间接促炎症反应。PCSK9基因的表达受固醇调节元件结合蛋白（Sterolregulatory element binding proteins，SREBP2）和肝细胞核因子1（hepatocyte nuclear factor 1，HNF1）的转录调

10、控改变，同时饥饿和饱腹状态也是SREBP激活的决定因素，也影响了LDLR基因的表达17。有研究表明，PCSK9在巨噬细胞中过表达上调TLR4的表达，伴随着较高的NFkB核转位（是炎症反应的重要调节因子），促进炎症因子的释放11。并且研究发现PCSK9与细胞凋亡间具有相关性，抑制PCSK9的表达会影响Bcl2/Bax比值变化（用来描述细胞凋亡能力），导致凋亡过程的减弱18。此发现进一步提示PCSK9的促炎作用仍有部分来自可直接调节炎性因子的释放，不单纯依靠脂代谢和糖代谢异常，也提示应对动脉粥样硬化的抗炎机制更加深入的研究，以更清晰合理的炎症机制来指导临床疾病的诊治。三、心血管炎症风险标志物分类心

11、血管炎症标志物与炎症因子间具有重叠性，但不完全一致，炎症标志物范围略小于炎症因子范围，主要是以炎症反应中的关键且可监测因子为选取指标，旨在及时了解心血管不良事件的风险及临床治疗的收益效果，以此为标准提供给患者更精准的诊治方案。参考部分文献，大概可以将心血管炎性反应标志物分为：血细胞相关标志物，急性期蛋白标志物，促炎症细胞因子标志物19,20（见表1）。表1部分炎症相关指标分类1920最常使用研究的炎症指标hsCRP，是一种肝源性、与炎症相关的急性期蛋白，在循环中容易检测；对于评价全身性炎症改变时来说，是一个方便易得但特异性有限的临床检测指标。考虑hsCRP对于预测未来心血管事件具有独立相关性2

12、0。有学者将hsCRP作为分类的一项重要指标，将急性冠脉综合征（acute coronary syndrome，ACS）的斑块病变分为斑块破裂伴全身炎症，斑块破裂不伴全身炎症，斑块侵蚀，斑块不伴血栓4种分型4，从而指导ACS的分层诊断和治疗。简述其他几个常用炎症标志物中，MCP1是负责单核细胞向内膜中活跃炎症部位迁移的主要趋化因子，在梗死愈合的炎症阶段，MCP1介导巨噬细胞募集，与之后泡沫细胞以及动脉粥样硬化发展有重要关系21。IL6是一种多功能细胞因子，在炎症的急性期是重要的炎症反应蛋白刺激因子，促进了包括hsCRP、血清淀粉样蛋白A、纤维蛋白原等22。四、PCSK9抑制剂与炎症标志物的相关

13、性及抗炎作用的试验依据炎症指标的改变一方面反映患者的急性炎症状态，另一方面可以作为预测指标来综合评估患者的预后，标志动脉粥样硬化斑块破裂的风险。探究PCSK9抑制剂与炎症指标间的相关性对解释临床研究结果和临床疾病诊治有重要的指导作用。炎症过程不仅促进动脉粥样硬化的发生和发展，而且决定性地促成动脉粥样硬化的急性血栓并发症1。循环血液中的PCSK9浓度随冠脉病变的严重程度增加而增加23，。既往报道显示，炎症刺激PCSK9的表达，而小干扰RNA介导的PCSK9的敲除可减弱促炎基因的表达24，这提示PCSK9与机体炎症标志物改变具有相关性。同时有研究显示在男性中，血浆PCSK9浓度与白细胞及其亚群（淋

14、巴细胞）的计数呈正相关24，支持了PCSK9与炎症标志物的相关性。有学者指出，炎症标志物的升高可独立于心肌损害预测急性冠状动脉综合征患者的预后。Schuster等14发现给予APOE*3Leiden.CETP 转基因小鼠高脂饮食和PCSK9mAbl（PCSK9单克隆抗体），进行了18个月的研究后，斑块巨噬细胞浸润减少，激活趋化因子（如趋化因子（CXC基元）配体（chemokine（CXC motif）ligand，CXCL）1、10、13）下降、补体C5a下调等一系列炎症反应减少指标14；Landlinger等人同样是在小鼠中使用PCSK9AT04A疫苗进行研究，在证实降脂作用（血清胆固醇减低

15、53）的同时，也发现此干预对炎症的抑制作用，包括降低循环趋化性炎性细胞因子（巨噬细胞集落刺激因子1（Macrophage colony stimulating factor，MCSF1），血管内皮生长因子A（vascular endothelial growth factorA，VEGFA）等）的水平25。此外，PCSK9单克隆抗体RG7652的大型多中心随机对照试验显示，拮抗PCSK9治疗24周，对冠心病高危患者或已确诊冠心病患者的LDLC在5060的显著性降低，但是hsCRP和促炎细胞因子IL6和TNF的循环水平没有明显影响26。推测可能LDLC与hsCRP无直接相关性联系，抑或PCSK9

16、抑制剂的具体抗炎机制通路中不包含hsCRP的参与。同样的，采用Canakinumab（CANTOS研究中使用的IL1抗体）治疗不会改变低密度脂蛋白C水平27。这表明或许PCSK9的主要作用仍是降低LDLC水平给患者带来更大获益，同时LDLC水平与hsCRP间存在独立性，在人群研究中PCSK9的抗炎作用尚需积累更多的证据。临床试验中也有报道显示PCSK9单克隆抗体Alirocumab和Evolocumab能逆转单核细胞的促炎作用，减少单核细胞内脂质积累，并降低趋化因子（CC基元）受体2（chemokine（CC motif receptor 2，CCR2）的迁移作用，同时显示TNF的降低和抗炎细

17、胞因子白介素10（interleukin10，IL10）的产生增加28。动物模型类似遗传性高脂血症，显示出PCSK9抑制剂的抗炎作用，这是否说明PCSK9抑制剂对于家族遗传型高胆固醇血症患者与混杂因素导致的动脉粥样硬化患者间的作用机制存在差异，导致药物作用观察出差异性抗炎效果，仍需进一步研究讨论。最近对于ODYSSEY研究的进一步分析29，在PCSK9单克隆抗体Alirocumab的治疗中，冠状动脉疾病的全基因遗传风险评分（PRS）较高的人群获益更加明显。与安慰剂组对比，高遗传风险评分（PRS）组MACE事件发生的绝对风险和相对风险分别降低6和37，明显高于低遗传风险评分（PRS）组的1.5和

18、13。由此证明了对治疗人群的精准划分可以显著提高PCSK9抑制剂的临床获益。以上关于PCSK9抑制剂在临床试验中的抗炎作用仍存有分歧，或许和采用不同类型抑制剂有关，同时也许需要更多的炎症指标的监测和试验研究数据来进一步综合分析。与此同时，对于PCSK9抑制剂安全性的研究已初有成效，基于荷兰一家大型大学医院238例门诊患者调查显示，在真实世界随访中观察到的PCSK9抑制剂的脂质减少和副作用状况与大型临床试验中的观察结果相当30，同时Evolocumab和Alirocumab也已经获批准上市，相信关于PCSK9抑制剂的研究和临床证据会得到更为广泛的论证。五、总结综上所述，对于动脉粥样硬化机制的研究逐步深入，炎症学说也渐渐得到学者们的普遍接受。随着对PCSK9的多层次研究的开展，将会有越来越多的证据揭示PCSK9在动脉粥样硬化中的促炎作用分子机制，从而有助于阐释PCSK9在干预调节循环中LDLC的浓度之外的多效性作用。此外，部分学者还对PCSK作用于免疫细胞等方面进行研究，探讨PCSK9的直接参与炎症反应的机制。目前，鉴于PCSK抑制剂的高昂治疗费用，制定更为精准的炎症标志物和遗传风险评分对于其获益人群的筛选至关重要。