PCSK9是通过人类遗传学研究发现的重要靶点之一，其功能缺失型（LOF）突变与心血管疾病风险降低密切相关[1-3]。PCSK9通过与低密度脂蛋白受体（LDLR）结合并促使其降解来减少肝细胞清除血液中多余低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）能力，是决定循环LDL-C水平的关键因素[4]。因此，PCSK9成为了心血管疾病的重要靶点，已有4款靶向药物获批上市，此外还有多款候选药物正在临床或临床前研究中。近期，信立泰宣布拟以超10亿元的总价引进一款PCSK9碱基编辑疗法，正式加入PCSK9基因编辑疗法赛道的竞争[5]。同时，诺华也公布了其PCSK9 siRNA在心血管疾病预防疗法试验中的积极临床数据，药物适应症预计将进一步扩展[6]。
图1 从PCSK9发现到FDA批准PCSK9抑制剂过程中的重要事件[4]
PCSK9的基本功能
前蛋白转化酶枯草溶菌素9（PCSK9）是一种主要由肝脏合成的分泌性丝氨酸蛋白酶，通过促进肝细胞表面低密度脂蛋白受体（LDLR）降解，减少低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）清除来导致血浆中LDL-C水平升高。PCSK9与LDLR结合后，导致其内化并在溶酶体中降解，从而减少了清除LDL-C的受体数量[7]。此外，PCSK9还通过调控极低密度脂蛋白（VLDL）受体降解、抑制载脂蛋白B（apoB）的自噬降解以及影响脂蛋白(a) [Lp(a)]代谢等途径，调节肝脏脂质代谢[7]。近期研究表明，PCSK9在肿瘤发生发展中也发挥重要作用，影响细胞增殖、生存和血管生成等过程。PCSK9通过与免疫细胞和肿瘤微环境成分相互作用，调节免疫反应，影响树突状细胞成熟、T细胞激活和细胞因子产生，从而影响抗肿瘤免疫[8]。此外，PCSK9还参与败血性休克、血管炎症和病毒感染[7-9]。因此，PCSK9靶向疗法不仅涵盖心血管疾病，在肿瘤和感染领域的研究管线也开始逐步进入临床[10]。
图2 PCSK9在多种疾病中的作用及PCSK9抑制疗法的研发现状[10]
PCSK9靶向疗法
目前共有4款PCSK9靶向药物获批上市，分别是依洛尤单抗、阿利西尤单抗和托莱西单抗三种抗体药物以及siRNA药物英克司兰[10]。公开财报显示，这些药物在2024年上半年的销售额均持续增长。其中英克司兰半年销售额超24亿元人民币，同比增长135%，接近2023年全年数据[11]。根据最新临床试验结果，诺华将为英克司兰申请心血管疾病预防疗法等新适应症[6]。同时，康方生物、恒瑞医药和君实生物开发的PCSK9单抗也正处于上市申请阶段。目前，靶向PCSK9的在研管线几乎呈现出单抗、小分子和小核酸三足鼎立的局面[10]。此外，患者治疗依从性困境是胆固醇控制中最常见的问题，而小核酸和基因编辑疗法能在单次给药情况下实现长效的胆固醇控制，因此备受关注[12-13]。例如，信立泰拟从尧唐生物引进的PCSK9靶向基因编辑药物YOLT-101在NHP模型中能够通过单次给药实现长达近两年的LDL-C水平持续降低[14]。
图3 靶向PCSK9的基因编辑疗法能长效降低体内PCSK9和LDL-C水平[12]
小鼠是药物临床前评估中最常用的动物模型之一，无论是抗体疗法还是小分子疗法，均需作用于人类PCSK9蛋白。鉴于人鼠基因和蛋白的差异性，需要对小鼠PCSK9基因进行人源化修饰。此外，小核酸药物及基因编辑等疗法通过靶向人类PCSK9基因的DNA或mRNA及其调控元件发挥作用，对小鼠体内PCSK9基因的人源化要求更为严格。为满足这一需求，赛业生物研发了新款B6-hPCSK9人源化小鼠模型（产品编号：I001179），该模型中小鼠Pcsk9基因被原位替换为人类PCSK9基因，人源化区域包含了5’UTR和3’UTR。以下是该模型的具体信息。
人源PCSK9基因和鼠源Pcsk9基因表达
RT-qPCR检测结果显示，B6-hPCSK9小鼠肝脏和结肠中存在人源PCSK9基因显著表达，而鼠源Pcsk9基因未检测到表达。其中肝脏中人源PCSK9基因的表达量高于结肠，且雌性小鼠人源PCSK9基因表达量高于雄性。
图4 B6-hPCSK9小鼠体内人源PCSK9基因和鼠源Pcsk9基因表达
LDLR基因表达
PCSK9通过与低密度脂蛋白受体（LDLR）直接作用来升高血浆中的LDL-C水平。RT-qPCR检测结果显示，B6-hPCSK9小鼠肝脏中的鼠源Ldlr基因表达量高于野生型小鼠。
图5 B6-hPCSK9小鼠和野生型小鼠体内Ldlr基因的表达情况
人源PCSK9蛋白表达（肝脏&肠道）
利用人源特异性抗体，通过Western Blot检测野生型和B6-hPCSK9小鼠体内的人源PCSK9蛋白。人类PCSK9蛋白在合成过程中先形成前体形式（Precursor）蛋白，经自催化裂解后形成成熟形式（Mature form）蛋白并被分泌到细胞外。该抗体可同时检测前体形式和成熟形式的人源PCSK9蛋白。检测结果显示B6-hPCSK9小鼠成功表达前体形式和成熟形式的人源PCSK9蛋白。
图6 B6-hPCSK9小鼠和野生型小鼠体内人源PCSK9蛋白表达的Western Blot检测
人源PCSK9蛋白表达（血清）
利用人源特异性抗体，通过ELISA检测野生型和B6-hPCSK9小鼠血清中的人源PCSK9蛋白。结果显示，B6-hPCSK9小鼠血清中人源PCSK9蛋白显著表达，而野生型小鼠则不表达。
图7 B6-hPCSK9小鼠和野生型小鼠体内人源PCSK9蛋白表达的ELISA检测
总 结
PCSK9靶向疗法的研发主要集中在小分子药物、抗体、小核酸和基因编辑等领域，其临床试验适应症也逐步扩展至肿瘤和感染等领域。目前疗法需优化的关键方向之一是减少给药频率以提升患者治疗的依从性，这是胆固醇控制中最常见的问题。靶向人源PCSK9基因/mRNA的基因编辑及小核酸疗法能够在单次给药情况下实现长效LDL-C控制，因此备受关注。B6-hPCSK9小鼠（产品编号：I001179）包含完整的人类PCSK9基因及全部UTR调控序列，适用于小核酸和基因编辑等需要精准靶向人源PCSK9的疗法研究。
此外，赛业生物在心血管代谢疾病研究领域开发了多种遗传疾病模型、诱导型疾病模型和人源化模型，包括AGT、INHBE、GLP-1R和GDF15等热门靶点人源化模型。这些模型可为研究人员开发针对不同疾病的靶向药物提供有力的工具。点击查看更多 代谢及心血管疾病模型
参考文献：
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[6]Novartis. (2024, August 28). Novartis twice-yearly* Leqvio® demonstrated clinically meaningful, statistically significant LDL-C lowering as a monotherapy in patients at low or moderate ASCVD risk.
[7]Seidah NG, Prat A. The Multifaceted Biology of PCSK9. Endocr Rev. 2022 May 12;43(3):558-582.
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[11] Novartis. (2024, July 18). Q2 2024 media release.
https://www.novartis.com/sites/novartis_com/files/q2-2024-media-release-en.pdf
[12] Schonck WAM, Stroes ESG, Hovingh GK, Reeskamp LF. Long-Term Efficacy and Tolerability of PCSK9 Targeted Therapy: A Review of the Literature. Drugs. 2024 Feb;84(2):165-178.
[13] Oostveen RF, Khera AV, Kathiresan S, Stroes ESG, Fitzgerald K, Harms MJ, Oakes BL, Kastelein JJP. New Approaches for Targeting PCSK9: Small-Interfering Ribonucleic Acid and Genome Editing. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2023 Jul;43(7):1081-1092.
[14] Xueqiu. (2024, August 26). 信立泰药业发布公告称拟与尧唐生物签订协议.
