综述：突破壁垒：纯合子家族性高胆固醇血症的创新治疗策略

《Experimental and Molecular Pathology》：Breaking barriers: Innovative therapies for managing homozygous familial hypercholesterolemia

本综述系统阐述了纯合子家族性高胆固醇血症（HoFH）这一罕见遗传病的病理机制与治疗突破。重点探讨了基于LDL受体（LDLR）依赖型（他汀类、PCSK9抑制剂）和非依赖型（洛美他派、evinacumab）的创新疗法，涵盖了从传统降脂药物到基因编辑（CRISPR/Cas9）和肝移植等前沿手段，为攻克这一顽固性高胆固醇血症提供了全面视角。

　　

2. 纯合子家族性高胆固醇血症

2.1. HoFH的遗传机制

纯合子家族性高胆固醇血症（HoFH）是一种罕见的常染色体隐性遗传疾病，其特征是参与低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）代谢调控的基因发生变异。超过90%的HoFH病例是由低密度脂蛋白受体（LDLR）基因的双等位基因变异所导致，致使LDL-C水平通常超过400 mg/dL（>10 mmol/L）。LDL-R在受体介导的内吞作用中发挥着至关重要的作用，特别是在识别、吸收和清除血浆LDL方面。

HoFH通常分为受体阴性型（0–2% 受体活性）和受体缺陷型（2–25% 受体功能），分别代表显性和隐性类型。常染色体显性HoFH的特征是编码LDLR、APOB或PCSK9的基因发生变异，这些基因是LDL-R分解代谢所需的伴侣蛋白。相反，HoFH的常染色体隐性变异是由影响LDL-R衔接蛋白的变异引起的，该蛋白对受体功能至关重要。此外，两种隐性遗传疾病可导致HoFH表型：谷甾醇血症和常染色体隐性高胆固醇血症（ARH）。

2.2. HoFH的临床表现与诊断特征

患有双等位基因FH（尤其是HoFH或复合杂合子HeFH）的患者通常LDL-C值升高，通常高于400 mg/dL（26 mmol/l）。这种综合征会导致婴儿期或青少年期动脉粥样硬化性心血管疾病（ASCVD）的发生，这是一个典型的临床症状。当代临床指南强调了低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）降低与动脉粥样硬化斑块消退之间的剂量依赖关系。

流行病学和遗传研究最近强调，HoFH患者群体在年龄、LDL-C水平和遗传因素方面比以前认识的更加多样化，增加了诊断HoFH的复杂性。对751名HoFH患者的研究发现，在诊断年龄、治疗或心血管危险因素方面，性别之间没有显著差异，只是男性吸烟更频繁。此外，研究结果显示，男性发生心肌梗死的可能性大于女性，而其他ASCVD症状的患病率在两性中是相同的。

3. 当前针对HoFH的临床治疗方法

3.1. 传统降脂疗法

3.1.1. 他汀类药物

他汀类药物作为3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMGCR）的竞争性抑制剂，可导致肝细胞胆固醇浓度降低。这种下降促使肝脏LDL-R增加，从而有助于从血液中清除LDL。他汀类药物通过增强这些受体的清除来降低LDL的主要方法，但他汀类药物也可能抑制肝脏载脂蛋白B100（apoB100）的产生，并减少富含甘油三酯的脂蛋白的生成和释放。

他汀类药物通常耐受性良好，在所有他汀类药物中没有显示出显著的安全性差异。与他汀类药物使用相关的最常见副作用是肝脏和肌肉损伤。所有他汀类药物中转氨酶水平升高超过三倍的发生率约为1%，并且取决于剂量。

3.1.2. 依折麦布

依折麦布作为高胆固醇的有效二级治疗，与他汀类药物相比，可适度降低LDL-C。它是一种有效的β-内酰胺胆固醇吸收抑制剂，可显著降低血浆LDL-C水平。依折麦布的分子框架包括三个对位取代的苯环、一个手性苄基羟基和位于2-氮杂环丁酮结构中的两个额外立体生成中心。三个手性中心的存在导致形成八种独特的立体异构体，每种都单独表征。

研究表明，依折麦布不仅降低胆固醇吸收，还降低植物甾醇的整体吸收，包括谷甾醇和菜油甾醇，这些物质人类仅从饮食中获取。依折麦布作为单一疗法时，预计会减少肠道中的胆固醇吸收，从而降低肝脏的胆固醇摄取。

3.2. PCSK9抑制剂

3.2.1. Evolocumab

Evolocumab是一种旨在靶向PCSK9的人源单克隆抗体，由安进公司开发，在美国获批用于治疗高脂血症，包括高胆固醇血症和FH等疾病。在患有原发性高脂血症、混合型血脂异常或HeFH的个体中，evolocumab增强了高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）和载脂蛋白A1，同时降低了总胆固醇和其他脂质。

在TAUSSIG研究中，检查了皮下注射evolocumab 420 mg每4周一次，或每2周一次用于接受血浆置换的成人HoFH患者的疗效。12周后，总人群（n = 94）的LDL-C平均下降了21%，非血浆置换组（n = 63）平均下降了23%，血浆置换亚组（n = 31）平均下降了19%。

3.2.2. Alirocumab

Alirocumab是一种完全人源的单克隆抗体，由Regeneron Pharmaceuticals和赛诺菲开发，已在美国获批作为膳食补充剂和最大耐受他汀类药物，专门用于治疗需要进一步降低LDL-C的HoFH或临床ASCVD患者。

在涉及50名HoFH患者的研究中，评估了alirocumab的安全性和有效性。经过12周的治疗，alirocumab-他汀40/80组的估计LDL水平显著低于他汀80组（?21.4% vs ?6.6%）。

3.2.3. Inclisiran

Inclisiran与evolocumab和alirocumab不同，尽管都是PCSK9抑制剂，但它是首个与三触角N-乙酰半乳糖胺碳水化合物（GalNAc）连接的降胆固醇siRNA。2020年12月，inclisiran最初在欧盟获得批准，用于治疗原发性高胆固醇血症患者，包括杂合子家族性和非家族性类型，以及混合型血脂异常。

GalNAc配体与去唾液酸糖蛋白受体（ASGPR）的选择性附着增强了inclisiran被肝细胞的靶向摄取。Inclisiran的反义链与人类PCSK9 mRNA互补，一旦进入肝细胞，就被整合到RNA诱导的沉默复合体（RISC）中，导致PCSK9 mRNA的酶促降解并抑制其翻译。

3.3. Bempedoic acid

Bempedoic acid是一种非他汀类抗高血脂药物，由Esperion Therapeutics开发用于管理高胆固醇水平。在III期CLEAR临床试验取得积极结果后，该药物已在美国和欧盟获批，可作为独立治疗以及与依折麦布固定剂量组合使用。

Bempedoic acid是一种前药，由酰基辅酶A合成酶超长链1（ACSVL1）激活生成bempedoic acid-CoA。这种活性代谢物随后抑制腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶（ACL），这是一种在胆固醇生产途径中位于HMG-CoA还原酶上游的酶。ACL的抑制导致胆固醇生产减少，并导致LDL-R的上调，从而增加LDL-C的清除。

3.4. 不依赖LDL-R活性的药物

3.4.1. 洛美他派

洛美他派是一种口服的微粒体甘油三酯转移蛋白（MTP）抑制剂，对于阻止肝脏和肠道中含apoB的脂蛋白的形成至关重要。通过直接附着于肝和肠细胞内质网中的MTP，洛美他派有效抑制极低密度脂蛋白（VLDL）和乳糜微粒的形成，导致血浆LDL-C水平降低。

洛美他派被批准作为HoFH成人的辅助治疗，辅以低脂饮食和其他降脂药物，无论是否进行脂蛋白分离术（LA），从而拓宽了HoFH的LLT定制选项。服用洛美他派的个体还应每天口服补充剂，包括400 IU的维生素E，约200 mg的亚油酸，110 mg的二十碳五烯酸，210 mg的α-亚麻酸和80 mg的二十二碳六烯酸。

3.4.2. Evinacumab

血管生成素样蛋白家族由八个成员组成，每个成员都有独特的组织表达和调控定义。通常，这些蛋白质在氨基末端（N端）有一个共享结构域，中间有一个卷曲螺旋结构域，最后在羧基末端有一个纤维蛋白原样结构域，所有ANGPTL家族成员中都有一个连接区连接这些结构域。

2022年8月26日，欧洲药品管理局批准evinacumab与饮食和其他LDL-C降低药物一起用于治疗12岁及以上的成人和青少年HoFH。随后，在2023年12月11日，欧洲药品管理局扩大了evinacumab的批准范围，将5至11岁的HoFH患者包括在内。

Evinacumab与ANGPTL3结合，抑制其对脂蛋白脂肪酶（LPL）和内皮脂肪酶（EL）的作用，在临床试验中，这种阻断导致LDL-C水平降低。Evinacumab降低LDL水平，增强TG分解，并降低TG水平，作为与ANGPTL3抑制相关的直接药效学评估。

3.5. 其他疗法

3.5.1. 低密度脂蛋白血浆置换和外科主动脉瓣置换术

低密度脂蛋白血浆置换是一种非药物疗法，专门为LDL-C水平极高的个体设计。该技术利用体外循环直接清除患者血液中多余的LDL，迅速降低LDL-C水平，从而预防和治疗由高胆固醇引起的心血管疾病。

低密度脂蛋白血浆置换通常与药物结合使用，允许从患者血液中快速直接清除大量LDL，迅速降低LDL-C水平，这对于需要立即降低心血管风险的危重病人至关重要。尽管使用血浆置换，但其本身不足以长期保持最佳脂质水平，因为LDL水平可能在两次治疗之间升高。

外科主动脉瓣置换术（SAVR）是一种传统的心脏手术，旨在修复主动脉瓣的问题，包括主动脉瓣狭窄和关闭不全。瓣膜老化、钙化、先天性缺陷或其他病理因素通常导致这些疾病，如果严重，可能导致心肌损伤、充血性心力衰竭甚至致命性心律失常。

3.5.2. 肝移植和传统中药

在HoFH个体中，肝脏是产生LDL-R以从血液中清除LDL-C的主要器官，但LDL-R的变异或缺失限制了LDL-C的正常清除。移植来自健康捐赠者的肝脏理论上可以提供工作的LDL-R，从而降低LDL-C水平。当LLT无法治疗HoFH时，肝移植被视为确定性治疗或最后手段，可实现高达80%的LDL-C降低。

中医（TCM）代表了一种治疗高脂血症的研究性方法。虽然某些配方历史上在中国和其他亚洲医学传统中使用，但它们目前缺乏安慰剂对照随机对照试验验证、指南支持和循证地位。

4. 未来展望

4.1. 基因治疗

CRISPR/Cas9系统作为一种突破性的基因编辑工具，在过去十年中被研究人员所利用，其中CRISPR-Cas9蛋白系统最为突出。与其他基因组编辑技术（如锌指核酸酶或转录激活因子样效应物核酸酶）不同，CRISPR/Cas9的设计和实施明显更简单。

4.1.1. 基于AAV的系统

与siRNA或短发夹RNA相比，CRISPR/Cas9技术在修饰细胞中提供持续的治疗益处。然而，CRISPR/Cas9系统，无论是作为DNA、mRNA还是蛋白质传递，本质上都很大，在没有传递载体帮助的情况下进入哺乳动物细胞面临重大挑战。

腺相关病毒（AAV）于1965年被发现，是一种小的非致病性病毒，依赖腺病毒进行复制，由于其广泛的宿主范围和 exemplary 的安全性，作为基因治疗中的关键载体。AAV载体传递的最终阶段涉及病毒基因组被导入细胞核，在那里它可以表达以达到预期的治疗效果。

4.1.2. LNP封装疗法

除AAV外，慢病毒和脂质纳米颗粒（LNPs）是两种关键技术载体，广泛用于基因治疗、细胞治疗和核酸药物传递。LNP是合成的非病毒载体，其特征是球形形态，通常直径在50到100纳米之间，由包裹核酸的脂质双层形成。

LNP的核心组件包括可电离的阳离子脂质，有助于内体逃逸；辅助脂质，增强膜融合；胆固醇和聚乙二醇化脂质。LNP通过内吞作用进入细胞，酸性环境诱导阳离子脂质质子化，导致内体膜破坏，随后核酸释放到细胞质中。

4.1.3. 慢病毒载体

慢病毒载体构成了一个重要的基因传递载体类别，来源于逆转录病毒科。这些载体主要从复杂的人类免疫缺陷病毒骨架中改造而来，经过显著的遗传修饰以消除致病元件，同时保留其有效的细胞转导和稳定基因组整合的内在能力。

慢病毒转导的机制涉及受体介导的进入靶细胞，主要由假型包膜糖蛋白（如VSV-G）促进。内化和脱壳后，病毒RNA基因组在宿主细胞质中进行逆转录，由病毒编码的逆转录酶催化。

4.1.4. 新兴的非病毒平台

使用非病毒基因载体治疗HoFH代表了基因治疗中一个有前途的前沿，与传统病毒载体相比具有潜在优势。非病毒载体，如纳米颗粒，由于其良好的安全性（包括降低的免疫原性和毒性）而受到关注，这些是临床应用中的关键考虑因素。

纳米颗粒已成为传递CRISPR-Cas9系统的有前途的平台， owing to their unique properties, such as high surface area, biocompatibility, and the ability to be functionalized with a variety of chemical groups。

4.2. AI辅助药物设计

低成功率、昂贵的开发周期和漫长的开发时间是传统药物设计的特征。通过寻找候选化学物质的传统方法，通常需要10到15年，可能花费数十亿美元才能将药物推向市场。人工智能（AI），特别是深度学习，可以增强和加速新药的开发，尽管其应用仍处于早期阶段，但它有潜力彻底改变制药行业。

AI现在被用于创造新的化合物，寻找新的药理学靶点，并预测可能药物的安全性和有效性。AI在药物开发中的重要性预计在未来随着技术的发展变得更加显著。

为了预防和治疗疾病，药物可以与药物靶点配对，这是一个由生物分子产生的独特位置，以产生药理效应（靶向激动剂/抑制剂）。根据生物分子的生物学特性，药物靶点可分为受体、酶、离子通道、DNA、激素和生长因子。

5. 结论

HoFH需要紧急策略来克服治疗限制并实现早期、强化的LDL-C降低。新生儿筛查和5岁前启动常规降脂治疗（他汀类药物、依折麦布、PCSK9抑制剂）仍然是基础。对于难治性病例，LDL受体（LDLR）非依赖性药物提供了关键进展：洛美他派通过MTP抑制降低LDL-C，但携带肝毒性风险；evinacumab（ANGPTL3抑制剂）在LDLR阴性表型中显示疗效，但面临成本/给药障碍。LDL血浆置换在严重病例中提供急性降低。新兴的基因疗法具有治愈潜力，但需要安全性优化。从诊断开始积极降低LDL-C，利用可用的和新型的LDLR非依赖性方法，对于改变HoFH预后至关重要。