------阻断肠道胆固醇吸收 有效安全降低LDL-C水平
2009年6月30日-7月1日，在先灵葆雅和默沙东制药公司共同举办的学术研讨会中，美国先灵葆雅研究所心血管与代谢疾病研究员哈里·戴维斯教授全面阐述了依折麦布的分子机制、疗效和安全性。上期《血脂专题系列报道》介绍了依折麦布在基础和临床研究中的有效性和安全性研究结果，本期将以哈里·戴维斯教授进行的依折麦布分子药理学研究为主，阐明依折麦布独特作用的分子机（图）。
依折麦布是在药物筛选中被偶然发现的分子，结构明确后，研究者对其进行了长期研究，明确了其分子靶点、独特机制及高选择性胆固醇吸收抑制作用。
体内代谢和酶学研究：明确依折麦布代谢特点
依折麦布的体内唯一代谢途径是葡萄糖醛酸化，依折麦布与葡萄糖醛酸化依折麦布都具有强效胆固醇抑制作用。大鼠体内同位素显像研究表明，依折麦布主要分布于肠肝循环，与小肠上皮刷状缘结合。
多项药代动力学研究表明，依折麦布可被快速吸收，半衰期为22小时，主要通过粪便排泄（90%）。依折麦布的系统暴露少，10 mg给药，血浆峰浓度仅12 nM，对胆固醇合成、酯化、转运，甘油三酯生物合成及其他代谢酶类均无明显抑制作用。依折麦布不被肝细胞酶P450（CYP450）代谢，与经CYP450代谢的药物如他汀类无相互作用。因此，依折麦布具有良好的安全性。
生物信息学研究：探索依折麦布作用靶点
为研究依折麦布抑制胆固醇吸收的分子机制，研究者对胆固醇吸收转运蛋白特性提出假设，即在近端小肠细胞表达，为细胞表面膜结合蛋白，具有固醇代谢相关蛋白特性，表达受胆固醇水平调节，存在固醇反应区。
研究者通过生物信息学研究，对包括16000多个基因的大鼠小肠DNA库进行测序，最终确认跨膜蛋白NPC1L1为胆固醇转运蛋白。组织分布及免疫组化研究表明，人NPC1L1主要表达于小肠刷状缘，这与之前依折麦布的作用部位吻合。
大量基础研究：明确依折麦布作用靶点
为明确依折麦布与NPC1L1的特异性结合及对胆固醇水平的影响，研究者进行了NPC1L1基因敲除研究。敲除NPC1L1基因后小鼠胆固醇吸收减少了69%，与依折麦布治疗的正常小鼠相似。另外，NPC1L1基因敲除使胆固醇和植物固醇吸收明显减少，而甘油三酯的吸收则无明显改变，提示抑制NPC1L1不影响其他营养物质的吸收，而血浆植物固醇水平即使降低90%也不会有任何健康问题。
对培养的人HEK-293细胞株进行研究，结果表明荧光标记葡萄糖醛酸化依折麦布与表达人NPC1L1的细胞可特异性结合，不表达NPC1L1的对照细胞则无作用，加入葡萄糖醛酸化依折麦布预处理可抑制上述结合。羟基对依折麦布与NPC1L1的结合力非常重要，将羟基修饰为酮基后，依折麦布与NPC1L1及小肠黏膜刷状缘的结合力明显减弱。此外，通过基因置换构建小鼠与犬NPC1L1嵌合/突变体发现，NPC1L1与依折麦布的结合位点为C环第61位氨基酸。
NPC1L1蛋白可位于细胞膜内或膜外，细胞内胆固醇的耗竭可促使其转位至膜外，此现象通过免疫荧光检测得到证实。上海研究人员采用荧光标记法揭示了NPC1L1的可能作用模式。NPC1L1蛋白在细胞膜和细胞内的再循环小泡中往复，细胞外胆固醇水平升高时，胆固醇与细胞表面的NPC1L1蛋白结合，通过网格蛋白介导的内吞作用经微丝将胆固醇和NPC1L1蛋白转运至它们的储存部位再循环小泡。而依折麦布可阻止NPC1L1蛋白的内吞过程，从而抑制胆固醇的吸收。
图 依折麦布抑制胆固醇吸收的的体内作用机制
基因研究：NPC1L1基因多态性对胆固醇吸收有影响
短期交叉研究表明，依折麦布10 mg使轻度高胆固
醇血症患者胆固醇吸收率平均降低54%，LDL-C水平降低20.4%。对于完全素食者，依折麦布可同样降低胆固醇吸收率和LDL-C水平，因此依折麦布的作用与饮食无关。
然而，NPC1L1基因变异将影响依折麦布对胆固醇的抑制作用。尽管自然变异罕见，但人工构建的某些NPC1L1单核苷酸多态性（SNP）基因如R417W、I647N、I736T可影响其与依折麦布的结合力及对胆固醇吸收的抑制。在3000例患者中筛选出的2个变异I647N和R693C也将使NPC1L1蛋白失去转运胆固醇的能力，与NPC1L1基因敲除情况类似，此类人群不吸收胆固醇。
动物研究：阐明胆固醇吸收与动脉粥样硬化的关系
正常情况下，肠腔胆固醇水平升高，胆固醇合成水平和LDL受体将下调，以维持血浆胆固醇水平的平衡。敲除NPC1L1基因或给予依折麦布治疗，LDL受体和胆固醇合成水平将上调，以代偿胆固醇吸收被抑制的作用。
对于敲除载脂蛋白E（ApoE）的小鼠动脉粥样硬化乳糜微粒残粒模型，无论给予小鼠高胆固醇饮食、低胆固醇饮食，还是无胆固醇饮食，依折麦布5 mg/（kg·d）均可显著改善动脉粥样硬化进展。而NPC1L1和ApoE双敲除也可抑制动脉粥样硬化进展，小鼠血浆胆固醇水平、ApoB48水平、LDL受体mRNA水平和主动脉窦动脉粥样硬化都显著改善，双敲除小鼠2年后的血管内膜面积仍较动脉粥样硬化模型小鼠低78%，成为长寿小鼠。
因此，依折麦布治疗通过抑制NPC1L1，达到NPC1L1基因敲除的效果，最终改善动脉粥样硬化。
结论：依折麦布特异性结合NPC1L1蛋白，安全有效抑制胆固醇吸收
大量研究证实，NPC1L1是肠道胆固醇与植物固醇摄取与吸收的转运蛋白，为依折麦布作用的分子靶点。依折麦布可与NPC1L1结合，抑制固醇摄取，而不影响其他营养物质的吸收，无靶器官毒性。采取依折麦布治疗或敲除NPC1L1可引起肠道与肝LDL受体及胆固醇合成基因表达上调。NPC1L1基因的变异可改变胆固醇吸收与对依折麦布的治疗应答。 （沐雨 整理）
最新血脂研究评述——关注胆固醇合成和吸收双重抑制治疗策略
本专栏分别于7月23日和30日刊登了两篇最新血脂研究，现邀请中国医学科学院阜外心血管病医院李建军教授对这两项研究的意义进行点评：
NPC1L1基因编码胆固醇吸收转运蛋白，此蛋白也是新型降脂药物依折麦布的作用靶点。既往研究表明，NPC1L1单核苷酸多态性（SNP）基因频率很低，发现的一些SNP基因会导致胆固醇摄取的减少。但对中国人群的研究发现，g.-762T>C基因较西方人更常见（次要等位基因频率：34.1%对<1%），该基因使肠上皮细胞表达更多的NPC1L1蛋白，进而使胆固醇吸收增多。这类患者易患高胆固醇血症。而另一项研究则表明，胆固醇吸收水平上调的个体，他汀治疗降低总胆固醇的作用较弱。
综合两项研究，他汀+依折麦布联合治疗可能达到最佳降脂作用，而这对于中国患者尤其重要，因为中国人群胆固醇吸收水平上调者的比例远高于西方人群，他汀单用治疗不足以使其血脂达标，同时抑制胆固醇合成和吸收的治疗策略可能是较好的选择。