姜宝红点评 | Nature：心血管疾病诊断和治疗新靶点——ALDH4A1
心血管疾病是全球导致死亡的主要原因，大多数与心血管疾病相关的死亡是由心肌梗死或中风引起的。心血管事件的主要潜在原因是动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS），它是一种可以长期无症状的炎症性疾病，这一领域目前迫切需要新的治疗和诊断工具。
为了研究与AS相关的抗体免疫反应，实验采用了低密度脂蛋白受体缺失（Ldlr−/−）小鼠，它们在高胆固醇和高脂饮食时会发生AS。文章第一作者Cristina Lorenzo说：“我们发现AS与生发中心特异性抗体的产生有关。其中B细胞使其抗体多样化，并分化为记忆B细胞和高亲和力浆细胞。”
为进一步分析AS中的生发中心反应，研究人员对AS相关抗体进行了高通量单细胞分析，对来自AS Ldlr−/−小鼠和对照小鼠的1700多个B细胞进行抗体基因测序（下图b），结果表明AS与生发中心B细胞反应增强有关，其特征是体细胞超突变（somatic hypermutation, SHM）负荷增加（下图e,f）和IgG2亚型比例升高（下图c,d）。
AS过程中的抗体免疫反应。（来源：Nature）
接着，为确定AS相关反应是否针对已知的靶抗原，研究人员鉴定了56种在AS背景下由体内B淋巴细胞扩增克隆表达的抗体。其中，三分之一的扩增抗体对AS斑块有反应，表明AS过程中的体液免疫反应针对AS斑块中的多种抗原。
在这些AS相关抗体中，A12被发现不仅能够识别AS小鼠体内的斑块（下图b,c），而且还能识别AS患者样本中的斑块（下图d）。
AS小鼠克隆抗体显示斑块反应。
b）高脂饮食Ldlr-/-小鼠和野生型小鼠主动脉窦冰冻切片中的斑块反应性抗体A10、A11和A12（从高脂饮食Ldlr-/-小鼠中克隆得到）免疫荧光染色。右：抗oxLDL抗体染色。
c）高脂饮食持续时间对高脂饮食Ldlr-/-小鼠主动脉窦免疫荧光染色的影响。A12（白色），抗oxLDL（红色），抗SMA-1（绿色，上）或抗MAC-2抗体（绿色，下），细胞核（蓝色）。
d）人AS病变和对照组动脉石蜡包埋切片中 A12或B1-8 抗NP抗体的免疫组化染色。（来源：Nature）
深层蛋白质组学分析显示，参与脯氨酸代谢的线粒体脱氢酶ALDH4A1是自身抗体之一A12的靶抗原。在AS过程中，ALDH4A1的分布发生改变，并且AS小鼠及患者中的循环ALDH4A1增加（下图），这支持ALDH4A1作为疾病生物标志物的潜在用途。
来源：Nature
研究小组还发现，将A12抗体注入Ldlr−/−小鼠体内可延缓斑块形成，降低循环中的游离胆固醇和低密度脂蛋白（LDL）水平（下图），这表明抗ALDH4A1抗体在预防AS方面具有治疗潜力。
输注A12延缓高脂饮食Ldlr-/-小鼠的AS进展。（来源：Nature）
专 家 点 评
新成果点评
动脉粥样硬化的形成是一个伴随着炎症反应的慢性过程，抑制动脉粥样硬化的形成可显著降低心血管恶性事件的发生，临床治疗意义明确。因此，降低LDL，甚至是逆转形成的动脉斑块是心血管领域的研究热点。发表在Nature上的这项研究不但阐述了ALDH4A1在粥样硬化进程中的诊断意义，还明确了ALDH4A1在抑制动脉粥样硬化形成的治疗前景。应该说，其为动脉粥样硬化提供了一个新颖的治疗靶点。
不过，这项研究虽然明确ALDH4A1抗体可以降低粥样硬化进展，但不能得出该治疗可以逆转斑块的形成。在未来的研究中，如果能够明确ALDH4A1抗体具有逆转粥样硬化形成的效果，其临床意义将更为重大。另外，已知ALDH4A1缺乏会诱导Ⅱ型高脯氨酸血症，该研究没有对ALDH4A1抗体的安全性进行评估，因此利用ALDH4A1抗体后续是否会带来Ⅱ型高脯氨酸血症？这是ALDH4A1临床转化的重要安全风险，需要引起关注。
目前的热点
心血管病的疾病负担日渐加重，已成为重大的公共卫生问题。目前，该领域较为活跃的应该是降脂药的开发，最引人注目的靶点毫无疑问是PCSK9。2015年，安进公司开发的依洛尤单抗，以及赛诺菲和再生元开发的阿利西尤单抗先后被FDA批准上市，为难治型高血脂患者带来福音。2019年11月，诺华以97亿美金收购The Medicines Company公司，目的当然是将靶向PCSK9的小干扰RNA药物Inclisiran收入囊中。Inclisiran首个关键III期临床研究已经宣布成功，适应症为动脉粥样硬化性心血管疾病（ASCVD）患者、具有ASCVD高风险的患者和家族性高胆固醇血症患者。目前，Inclisiran已经在我国启动III期临床研究。
从他汀类药物，到PCSK9单抗，再到小干扰RNA药物Inclisiran，降血脂效果越来越强，用药次数也从每天一次、每月一次、延长到半年一次，显著提高患者的依从性。此外，针对PCSK9的反义核苷酸（ASO）药物也在开发中，代表性的有Ionis公司的ION449。国内信达生物、君实生物、恒瑞医药、上海西威埃、康方生物、嘉越医药和信立泰也分别在PCSK9抑制剂上展开布局，可见PCSK9已经成为心血管领域最热门的靶点。除了针对PCSK9靶点外，ApoB-100, ApoC-Ⅲ, Apo(a)以及ANGPTL3等靶点也引起广泛关注，针对这些靶点开发的抗体药物，反义核苷酸药物同样值得期待。相信，上述降脂药的成功上市将显著降低心肌梗死和脑卒中的发病率。
存在的难题
不过，尽管近年来心血管疾病领域的靶点发现和药物研发取得了可喜的进展，但该领域仍有很多难题亟须克服，包括：
1）缺血性疾病最佳治疗时间窗窄，患者预后不良：无论是急性心肌梗死还是缺血性脑卒中，溶栓或者介入都是临床治疗指南推荐治疗方式，但黄金抢救时间窗口狭窄限制了溶栓和介入治疗发挥抢救生命的效果，急需开发延长抢救时间窗口的药物或者疗法以挽救数以千计的生命。
2）缺血再灌注损伤依然是心血管领域尚未攻克的难题：虽然溶栓和PCI介入治疗发挥挽救急性心肌梗死患者生命的重要作用，但是相当比例患者后续发生心衰，这是因为该治疗领域没有解决再灌注损伤问题，是心肌梗死治疗尚未攻克的难题。
3）大血管疾病的药物研发滞后：以主动脉夹层和主动脉瘤破裂为代表的大血管疾病一旦发生将危及生命，皆为心血管领域最为凶险的疾病。由于发病机理不清晰、治疗靶点不明确，至今全世界都没有新药被推广到临床，尚处于无药可医的阶段。
我们的工作
1995年，读硕士时我研究芦丁抗糖尿病血管病，从那时起即对中药在慢性病方面的应用产生兴趣。即使在日本读博士期间从事的是氯离子通道研究，依然在2006年重拾科研兴趣，开启了丹参等传统中药的心血管保护作用及机理研究。
心血管疾病具有发展缓慢，进程隐匿，但一旦爆发很难治愈的特点。许多疾病具有先后关联关系，如高血压、高血脂之后可能出现动脉粥样硬化，动脉粥样硬化之后可能发生心肌梗死、脑卒中、肺栓塞等。因此，我们团队首先构建涵盖高血压、高血脂、动脉粥样硬化、心肌炎、心肌梗死、脑卒中、肺栓塞、心力衰竭、腹主动脉瘤、动脉夹层等的心血管药效评价平台；随后对丹参、三七等传统中药，特别是这些中药的活性单体开展系统评价工作；在明确了单体药理活性之后，开启了单体间的组合研究，揭示传统中药配伍使用的机理。力争开发出成分明确、机理清晰、质量可控，疗效显著的心血管治疗药物。目前，团队正全力以赴推进一款抗急性心肌梗死的I类新药，争取尽快启动临床试验，希望能够为心血管疾病患者提供更多更有效的治疗选择。
热门疗法/技术/靶点