残粒胆固醇的代谢过程、致动脉粥样硬化机制及其相关靶向生物制剂应用研究进展

曾小娟，黄亚晓，何新雨，胡世娇，乔文伟，张锦

1兰州大学第一临床医学院，兰州 730000；2兰州大学第一医院心内科

低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）是冠心病重要的致病性危险因素，临床中发现尽管积极降脂治疗后LDL-C水平达标，部分患者仍有心血管事件发生。富含甘油三酯脂蛋白（TRL）残粒胆固醇具有致动脉粥样硬化的作用，与心血管疾病风险增加相关，被认为是LDL-C达标患者的主要血脂残留风险之一［1］。目前对残粒胆固醇尚未有统一定义，通常指TRL经脂蛋白酯酶（LPL）分解代谢后形成的残粒中所包含的胆固醇。这些TRL包括空腹状态下的极低密度脂蛋白（VLDL）、中间密度脂蛋白（IDL）以及非空腹状态下的乳糜微粒（CM）［2］。研究发现，载脂蛋白（Apo）C-Ⅲ和血管生成素样蛋白3（ANGPTL3）能够通过抑制LPL的活性及肝脏对残粒胆固醇的摄取引起残粒胆固醇水平升高［3］。而靶向ApoC-Ⅲ及ANGPTL3的抗体、反义寡核苷酸（ASO）、小干扰RNA（siRNA）等生物制剂可通过抑制ApoC-Ⅲ、ANGPTL3的表达和功能，发挥降低残粒胆固醇水平的功效。现就残粒胆固醇的代谢过程、致动脉粥样硬化机制及其相关靶向生物制剂的应用作一综述，以期为进一步降低心血管疾病残留风险提供理论依据。

1 残粒胆固醇的代谢过程

CM是摄入膳食脂肪后由肠道分泌的富含甘油三酯的脂蛋白，含有1分子ApoB48，是血液中颗粒最大的脂蛋白。循环中的CM通过LPL对甘油三酯进行脂解，产生富含胆固醇的CM残粒和游离脂肪酸。这些CM残粒进入肝血窦内皮细胞与肝细胞间的狭窄间隙中，通过肝细胞的LDL受体、LDL受体相关蛋白1及硫酸乙酰肝素聚糖清除［4-5］。VLDL是由肝脏分泌的富含甘油三脂的脂蛋白，每个脂蛋白都含有1分子ApoB100，其颗粒脂质核心中的甘油酯酯来源于膳食脂肪、脂肪组织的脂肪分解或肝脏内从头合成［2］。VLDL经过LPL的脂解作用，产生富含胆固醇及ApoE的VLDL残粒或IDL，VLDL残粒或IDL可继续被LPL分解代谢成LDL，在肝脏中通过ApoB100识别的LDL受体进行清除［6-7］。IDL作为VLDL分解代谢的产物，本质上也属于富含甘油三酯脂蛋白残粒的一种，主要通过进一步代谢为LDL被肝脏摄取清除，但IDL的具体代谢过程目前尚不明确。

CM及VLDL的结 构 中含 有ApoE、ApoC-Ⅱ、ApoC-Ⅲ及ApoA-Ⅴ等调控脂质代谢的Apo。ApoC-Ⅱ是LPL的激活剂，能够促进脂肪分解，而ApoC-Ⅲ则可抑制脂肪分解。LPL主要分布在需要游离脂肪酸进行能量代谢的心脏、脂肪组织和骨骼肌中，在这些组织的毛细血管腔内，LPL与内皮细胞表面的糖基磷脂酰肌醇锚定的高密度脂蛋白结合蛋白1（GPIHBP1）结合，在ApoA-Ⅴ的辅助下，LPL与TRL相互作用，对TRL中的甘油三脂进行脂解。此外，ANGPTL也参与调节LPL活性。ANGPTL3、ANGPTL4与LPL的α/β水解酶结构域结合，破坏其三级结构，以组织特异性的方式抑制LPL活性［8］。ANGPTL3主要在肝脏中合成，当其在肌肉中与ANGPTL8形成ANGPTL3/8复合物时，对LPL的抑制作用明显增强，而ApoA-Ⅴ可选择性抑制该复合物的功能［9］。ANGPTL4则主要在脂肪组织中调节LPL活性，其可在禁食期间被诱导，从而抑制LPL活性。与ANGPTL3/8复合物不同的是，ANGPLT4/8复合物减弱了ANGPTL4对LPL的抑制作用。餐后状态时，胰岛素分泌增加，诱导ANGPTL8在肝脏、脂肪组织中合成，由于ANGPTL8对ANGPTL3、ANGPTL4调节作用不同，导致餐后脂肪酸主要被脂肪组织摄取，避免了脂肪异位沉积［9］。

2 残粒胆固醇致动脉粥样硬化机制

2.1 增加泡沫细胞形成TRL颗粒直径过大，无法进入血管内皮下，而经代谢的TRL残粒直径较前减小，直径≤70 nm时可进入动脉内膜，无需氧化修饰，可直接被单核巨噬细胞摄取。与LDL不同，残粒脂蛋白从内皮下流出的速率比进入时缓慢，从而增加了血管内皮下滞留的时间，随着胆固醇在巨噬细胞中逐渐积聚，形成泡沫细胞［4］。

2.2 导致内皮功能障碍内皮功能障碍是冠状动脉粥样硬化早期重要的病理生理改变。有研究显示，残粒脂蛋白可诱导氧化应激，加速内皮祖细胞的衰老，衰老的内皮细胞出现内皮功能障碍，伴有黏附、迁移和增殖能力的降低。内皮功能障碍可能与残粒胆固醇降低一氧化氮生物活性相关［10］。

2.3 促进炎症因子释放进入血管内皮下的残粒脂蛋白中的甘油三酯可继续被LPL降解，脂解过程中释放游离脂肪酸、单酰甘油等代谢产物，诱导内皮细胞的黏附分子如细胞间黏附分子1、血管细胞黏附蛋白1表达增加及炎症细胞因子释放增加。黏附分子表达及炎症因子释放增加可驱化、募集单核、巨噬细胞进入内皮下，在胆固醇及炎症因子等作用下，巨噬细胞极化为经典活化（M1型）巨噬细胞，产生局部组织损伤和炎症［11］。VARBO等［12］的研究及一项早期亚临床动脉粥样硬化进展研究（PESA）［13］同样显示了高甘油三酯血症、残粒胆固醇与低度炎症相关，而与LDL-C关系不大。残余胆固醇和低度炎症之间的关联可能是LDL-C达标的患者仍然存在心血管疾病残留风险的部分原因。

3 残粒胆固醇相关靶向生物制剂的应用

近年来遗传学研究表明，通过激活LPL来降低TRL残粒胆固醇的形成不仅能够降低血脂，同时降低了心血管疾病风险。针对ApoC-Ⅲ和ANGPTL3研制出的抗体、ASO及siRNA可以抑制ApoC-Ⅲ、ANGPTL3的表达和功能，通过减少肝脏分泌VLDL、增加LPL脂解作用、增加肝脏对TRL残粒的清除来降低残粒胆固醇水平［13］。

3.1 靶向ApoC-Ⅲ

3.1.1 ASO Volanesorsen（ISIS 304801）是 靶 向ApoC-ⅢmRNA的第二代ASO，能够抑制ApoC-Ⅲ蛋白的翻译过程。ISIS 304801的临床前研究及Ⅰ期临床研究发现，ISIS 304801可显著降低甘油三酯及VLDL水平，且具有良好的安全性［14］。ISIS 304801治疗使家族性高乳糜微粒血症综合征（FCS）患者TRL颗粒中的胆固醇最高降低83%，其机制可能与ISIS 304801增加了肝脏对TRL残粒的清除率相关［15］。在控制欠佳的高甘油三酯血症患者中进行的Ⅱ期临床试验显示，ISIS 304801治疗可降低60%以上的TRL水平且安全性良好［16］。ISIS 304801的Ⅲ期临床研究显示出良好的降低甘油三酯及TRL疗效，但治疗过程中出现了血小板减少，停药后血小板可逐渐恢复，而目前引起血小板减少的机制尚不明确［17-18］。ISIS 304801在2019年5月获得了欧盟首次批准，用于治疗FCS及胰腺炎高危患者。此外，在糖尿病患者中，ISIS 304801可降低糖化血红蛋白水平及增加胰岛素敏感性，这对于降低血脂代谢异常患者的心血管风险具有重要意义［19］。

AKCEA-ApoCⅢ-LRx是第二代靶向人肝细胞ApoC-ⅢmRNA的N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）修饰的ASO，可显著降低甘油三酯轻度升高健康受试者的甘油三酯及TRL水平，安全性及耐受性良好，无血小板减少等不良事件发生［20］。一项多中心、随机、双盲安慰剂对照的Ⅱ期临床试验显示，AKCEA-ApoCⅢ-LRx治疗在甘油三脂水平为200～500 mg/dL、具有动脉粥样硬化性心血管疾病高风险或者已确定为动脉粥样硬化性心血管疾病的患者中具有良好的疗效与安全性，可显著改善致动脉粥样硬化脂蛋白的血脂谱［21］。由于经过GalNAc修饰，该药物可靶向作用于肝细胞，减少全身暴露。目前关于AKCEAApoCⅢ-LRx治疗FCS患者的Ⅲ期临床研究BALANCE（NCT04568434）及评估ISIS 304801安全性和治疗不同适应症患者的临床试验正在进行中。

3.1.2 siRNA ARO-ApoCⅢ是 靶 向ApoC-ⅢmRNA的siRNA，能通过诱导ApoC-ⅢmRNA降解来减少ApoC-Ⅲ蛋白水平。ARO-ApoCⅢ的Ⅰ期临床试验显示出良好的降低甘油三酯及VLDL胆固醇（VLDL-C）疗效，甘油三酯水平＞300 mg/dL的高甘油三酯血症患者皮下注射50 mg ARO-ApoCⅢ可使甘油三酯、非高密度脂蛋白胆固醇（non-HDL-C）较基线分别下降78%和33%［22］。

3.2 靶向ANGPTL3

3.2.1 单克隆抗体依维库人单抗（evinacumab）是美国再生元制药公司开发的特异性靶向ANGPTL3的单克隆抗体。DEWEY等［23］进行的临床前研究显示，evinacumab降低了高脂血症小鼠的总胆固醇及甘油三酯水平，并减少了动脉粥样硬化面积。evinacumabⅠ期临床试验在甘油三酯水平为150～450 mg/dL和（或）LDL-C水平≥100 mg/dL的健康受试者中进行，发现evinacumab治疗组甘油三酯水平呈剂量依赖性下降，几天内可将甘油三酯水平降低80%左右，non-HDL-C、ApoB、LDL-C、血清总胆固醇水平均显著下降，并具有良好的耐受性，不同的给药途径（皮下注射、静脉注射）安全性相当，未报告严重的不良反应［24］。在难治性高胆固醇血症患者中进行的多中心evinacumabⅡ期临床试验及在纯合子家族性高胆固醇血症患者中进行的evinacumabⅢ期临床研究也显示出了良好的降低甘油三酯、non-HDL-C、ApoB、LDL-C疗 效，且 安全 性良好［25-26］。此 外，REESKAMP等［27］还发现，在年轻的纯合子家族性高胆固醇血症患者中，经他汀、依折麦布、LDL单采和evinacumab强化降脂治疗，可使动脉粥样硬化斑块总体积显著减退。Evinacumab于2021年2月在美国首次批准用于纯合子家族性高胆固醇血症、难治性高胆固醇血症、严重高甘油三酯血症的治疗以及降低LDL-C的辅助治疗。

3.2.2 ASO IONIS-ANGPTL3-LRx、AKCEA-ANGPTL3-LRx（Vupanorsen）是第二代靶向人肝细胞ANGPTL3 mRNA编码序列的GalNAc修饰ASO，可抑制ANGPTL3 mRNA的翻译，减少ANGPTL3蛋白的合成。在Ⅰ期临床研究中，IONIS-ANGPTL3-LRx可呈剂量依赖性地降低甘油三酯、ApoB、non-HDLC、VLDL-C、LDL-C水平，其中甘油三酯、VLDL-C可降低60%左右，且耐受性良好［28］。一项多中心、随机、双盲、安慰剂对照的Ⅱ期临床试验表明，Vupanorsen可降低糖尿病、肝脂肪变性及高甘油三酯血症患者的甘油三酯水平，使TRL残粒胆固醇下降38%，治疗最常见的不良反应为注射部位出现瘙痒、红斑等［29］。Vupanorsen的Ⅱb期临床试验旨在评估增加Vupanorsen剂量对已接受他汀治疗的高脂血症患者non-HDL-C的影响，结果显示，每2周注射60 mg Vupanorsen的患者及每2周注射80 mg Vupanorsen的患者在治疗24周时，non-HDL-C分别下降22.0%，27.7%，甘油三酯呈剂量依赖性降低。在这项研究中，注射部位反应、肝酶升高及肝脂肪含量增加与较高的Vupanorsen总剂量相关，其安全性有待更大规模的临床试验进行评价［30］。

3.2.3 siRNA ARO-ANG3能 够通 过RNA诱 导 的沉默复合物靶向降解ANGPTL3 mRNA，导致基因沉默从而减少ANGPTL3蛋白的产生。ARO-ANG3的Ⅰ期临床试验显示，ARO-ANG3治疗可显著降低健康受试者的甘油三酯、VLDL-C、LDL-C水平。而对于甘油三酯水平＞300 mg/dL的高甘油三酯血症患者，皮下注射200 mg的ARO-ANG3可使甘油三酯较基线平均下降79%，且效果持久，无严重的不良反应发生［31］。目前，一项纳入16例纯合子家族性高胆固醇血症患者的Ⅱ期开放标签临床研究ARO-ANG3-2003（NCT05217667）正在进行中，旨在评估皮下注射200 mg或300 mg剂量ARO-ANG3治疗的有效性及安全性。

综上所述，残粒胆固醇作为TRL经LPL分解代谢后形成残粒中的胆固醇，具有致动脉粥样硬化的作用，降低残粒胆固醇水平可降低心血管风险。ApoC-Ⅲ及ANGPTL3参与残粒胆固醇的代谢调节，临床应用靶向抑制ApoC-Ⅲ和ANGPTL3功能的抗体、ASO、siRNA生物制剂具有良好的降脂疗效，在降低残粒胆固醇水平及动脉粥样硬化性心血管疾病残余风险防控中具有良好应用前景。