阿爾茨海默病發病機制及防治藥物研究思考

程肖蕊，周文霞，張永祥

（軍事醫學研究院毒物藥物研究所，抗毒藥物與毒理學國家重點實驗室，北京 100850）

阿爾茨海默病（Alzheimer disease，AD）是一種起病隱匿、進行性發展的神經退行性疾病，以認知障礙、執行力障礙及性格和人格改變為主要臨床表現。最新統計資料顯示，目前僅美國就有550萬AD患者［1］。AD為典型的復雜性疾病，有關其發病機制的假說眾多，主流學說主要包括3個［2］：基于神經遞質缺乏的膽堿能假說、基于特征性神經病理變化的β淀粉樣蛋白（amyloid beta protein，Aβ）級聯假說（簡稱Aβ假說）和Tau蛋白異常磷酸化假說（簡稱Tau假說），雖均不能準確全面地解釋AD的發病機制，但主要針對這幾個假說開展的藥物研發一直在進行。其中，以膽堿能假說為主成功開發了目前臨床僅有的幾個AD治療藥物，包括4個膽堿酯酶抑制劑和1個N-甲基-D-天冬氨酸（N-methyl-D-aspartate，NMDA）受體拮抗劑，但它們均屬于改善癥狀（symptomatic therapy）藥物，只在用藥后短期內能有效改善患者認知障礙和日常生活能力下降等癥狀，既不能延緩也不能阻止病情的發展。因此，迫切需要針對AD病理特征和發病機制的、能延緩或阻止疾病進展的治療藥物，即改善病情治療（disease-modifying therapy，DMT）藥物的問世。

由于Aβ假說和Tau假說分別是基于AD的2種特征性神經病理變化，即老年斑和神經元纖維纏結（neurofibrillary tangle，NFT）提出的，因此成為開展抗AD的DMT藥物研究開發的主要理論依據。然而，幾十年來，雖然政府、企業和學術機構在這一領域投入了大量的精力和經費，取得了一定進展，大量受試藥物進入了各期臨床試驗，但尚無一例成功，迄今尚無DMT類抗AD藥物問世。尤其是近幾年，大量失敗于Ⅲ期臨床試驗階段的以Aβ為靶點的藥物，給學術界和制藥界造成了極為沉重的打擊。面對如此困境，人們不禁對AD發病機制假說進行了深入反思，同時對AD藥物研發的理念、策略和方法進行了一些調整。本文擬對目前的主要進展和趨勢進行綜述，并提出自己的思考。

1 對主流AD發病機制假說的再認識和抗AD藥物研發趨勢

20世紀80年代以來，膽堿能假說、Aβ假說和Tau假說一直是解釋AD發病機制的主流學說，也是開展抗AD藥物研發遵循的主要假說。如上所述，基于膽堿能假說成功開發的幾種抗AD藥物，由于僅具有對癥治療作用，而不能顯現出延緩或阻止病情發展的作用。因此，針對Aβ假說和Tau假說的可望延緩或阻止疾病進展的所謂DMT藥物一直是該領域最受重視的研發熱點。然而，幾十年來，基于Aβ和Tau假說的藥物研發尚無一例成功，人們開始重新審視這2種學說，同時也結合大量基礎和臨床研究的發現，對膽堿能假說提出了新的認識，呈現出一些新的趨勢。

1.1 靶向A β藥物研發的不斷失敗，引發對A β假說的再認識

Aβ假說被提出近30年來，一直是指導AD發病機制和防治藥物研究的核心理論依據。基于該假說的治療目標是通過減少腦內Aβ負荷而達到去除致病因素、延緩或阻止神經元或突觸丟失的目的，采取的策略主要包括減少Aβ生成和增加Aβ清除，主要包括β分泌酶抑制劑、γ分泌酶抑制劑及包括主動和被動免疫在內的免疫治療。由于γ分泌酶和β分泌酶活性增高可大大促使淀粉樣前體蛋白（amyloid precursor protein，APP）裂解產生過量Aβ，因此減少Aβ生成的藥物主要是這2種酶的抑制劑；而促進Aβ清除的藥物研發主要采取針對Aβ的疫苗或抗體等免疫治療策略。據統計，僅單獨針對Aβ的藥物臨床試驗已超過了140余項［3］，花費兩千多億美元，但均未成功。尤其近幾年，2項針對Aβ的共計近5000受試者參與的大規模Ⅲ期臨床試驗均慘遭失敗［4-5］，導致學術界掀起了對Aβ假說的空前質疑，有關Aβ假說到底對不對及基于此假說進行抗AD藥物研究開發是否有前途等討論此起彼伏［6-7］。

事實上，伴隨著Aβ假說的提出［8］，其指導下的新藥研究和開發一直就是在希望→失望→調整→再希望→再失望→再調整的進程中艱難地前行的。早期認為，AD的發生、病理學進展及認知功能的降低與Aβ斑塊的沉積程度密切相關，因此清除Aβ斑塊是早期藥物研發的重點方向［9］。第一個靶向Aβ的藥物，即抗Aβ42的疫苗AN-1792就是基于此思路開發的，此后因為在Ⅱ期臨床試驗中出現嚴重的副作用而被迫終止。但對用藥患者的追蹤觀察繼續進行了4年，結果發現，AN-1792雖然可明顯降低中樞Aβ斑塊的負荷，但并未改善AD繼續惡化的進程，甚至某些腦內Aβ斑塊幾乎已被完全清除的患者依然在臨床上發展為重度AD［10］。此結果一經報道，即引發了學術界和制藥工業界對Aβ假說是否存在問題的討論。有人認為，既然在疫苗有效清除了Aβ斑塊的情況下，患者病情依然持續惡化，就說明通過抗Aβ延緩AD病情的希望不大，因而提出了抗Aβ治療對AD治療是否有效的疑問［11］。雖然如此，據此放棄Aβ假說的依據也不充分。根據當時基礎和臨床研究的新發現，學術界提出可溶性Aβ，而不是已沉積下來的Aβ才是Aβ產生毒性的關鍵分子形式，因為大量研究發現，腦內Aβ斑塊的密度和認知損害之間的相關性并不強，而可溶性Aβ與大腦突觸可塑性喪失、長時程增強抑制、谷氨酸能突觸的改變及認知損害等有密切關系，而且可溶性Aβ的毒性甚至可通過驅動Tau蛋白磷酸化相關信號途徑而介導與Tau蛋白有關的毒性［12］。因此，基于Aβ假說除繼續進行靶向Aβ斑塊的新藥研發外，又增加了靶向可溶性Aβ的策略。然而，此后10余年，不論是以減少Aβ斑塊還是以降低可溶性Aβ為目的的臨床試驗并未達到預期的臨床療效。比如，輝瑞（Pfizer）公司和強生（Janssen）公司開發的靶向不溶性Aβ斑塊的巴匹珠單抗（bapineuzumab）、羅氏開發的更汀蘆單抗（gantenerumab）和禮來（Eli Lilly）公司開發的特異性靶向可溶性Aβ的蘇蘭珠單抗（solanezumab，即LY2062430），因在Ⅲ期臨床試驗中均未達到預期的臨床終點而宣告失敗［13］。其中，禮來的蘇蘭珠單抗，自2009年以來，近10年的時間陸續開展了3項分別稱為EXPEDITION1，EXPEDITION2和EXPEDITION3的針對輕中度和輕度AD的Ⅲ期臨床試驗，先后入組病例共計4152人，雖然試驗過程中一度在輕度AD患者上看到過成功的希望，但最終在EXPEDITION3中，因針對輕度AD患者的主要及次要臨床療效未達預期而告失敗［14］。

在上述以增加Aβ清除為策略的藥物研發失敗的同時，以減少Aβ產生為目的的新藥研發也面臨著嚴峻的考驗，首先是禮來和施貴寶（Bristol-Myers Squibb）分別開發的γ分泌酶抑制劑semagacestat（LY450139）和 avagacestat（BMS-708163），除了療效欠佳，還出現了較為嚴重的安全性問題，因此使人們把更多希望寄托在了β分泌酶抑制劑的研發上。然而，備受關注和期待的β分泌酶抑制劑依然未能成功，如默沙東公司開發的verubecesta（tMK-8931）在Ⅱ期臨床試驗中被認為既安全又有效，卻在Ⅲ期臨床試驗中（名為EPOCH，protocol 017）因中期分析表明“幾乎不可能得到一個積極的臨床結果”也被迫于2017年2月提前終止［5］。至此，針對Aβ假說，不論是基于減少Aβ產生（如β分泌酶抑制劑和γ分泌酶抑制劑）、還是基于增加Aβ清除（如抗體及疫苗類等）策略的抗AD藥物研發均未獲成功。尤其讓研究者們擔心的是，早前許多臨床試驗失敗后，人們總能找到一些明確的問題，包括臨床試驗設計不當，如患者入選標準（病程、疾病程度等）、具體藥物選擇、靶點參與及劑量等方法學問題，或受試藥副作用過大等安全性問題［15］。因此，人們一直通過修正或改正各種“問題”而為針對Aβ的藥物一次次重啟越來越“無懈可擊”的臨床試驗，然而即使這樣，也未能擺脫蘇蘭珠單抗（EXPEDITION3）和verubecestat的敗局。正因為不論從臨床試驗設計上還是安全性上均無明顯問題，因此，只能從Aβ假說本身來找原因了，對此假說的反思成為了AD領域討論的熱點問題。

理論上講，Aβ在AD發生發展中的作用存在以下3種可能，一是Aβ是驅動疾病進程的驅動子（driver，暫稱“驅動說”），二是Aβ只要達到某一閾值（threshold，暫稱“閾值說”）即可造成損害，三是Aβ僅僅是疾病發生的觸發子（trigger，暫稱“觸發說”）［16］。如果第一種可能存在，那么所有能降低Aβ水平的治療措施均可延緩疾病進程，這點已被大量臨床試驗的失敗所排除，故“驅動說”可能并不成立。如果存在第二種可能，即“閾值說”成立，那么只有靶向Aβ的治療將Aβ的濃度降到造成損害的閾值以下，這種治療才能有效，這點可能是存在的，因為目前臨床試驗失敗的原因可以用受試藥效價不夠或效能不夠，未能把Aβ降到引起損害的閾值以下來解釋。針對這種可能，除了設計效價或效能更高的藥物外，聯合用藥可能也是一種比較好的策略，比如，聯合β分泌酶抑制劑與Aβ抗體，通過同時使Aβ產生減少，也使其清除增多這種雙管齊下的策略，有望更加有效地將Aβ濃度降至閾值以下從而達到有效治療AD的目的［17］。那么是否存在第三種可能，即Aβ僅僅是疾病發生發展的觸發因素呢？如果此點成立，則意味著疾病一旦啟動，直接靶向Aβ的藥物根本不可能再有效，從已有臨床試驗的結果看，這點可能是存在的，因為目前臨床試驗開始的時機普遍偏晚，開始試驗時患者已出現認知損害或病理變化，這時疾病可能已被“觸發”多年，因此靶向Aβ的治療可能已經不會再有效。針對“觸發說”，可通過將治療時機前移至疾病尚未啟動之時來解決。近年來，已形成的抗AD藥物臨床試驗開始時機不斷前移的共識就是針對這一可能而形成的。目前正在開展的大量臨床試驗已將給藥時機前移到無癥狀AD（asymptomatic AD或prodromal AD）階段，有一些取得了一定效果［18］，有一些仍然無效［19］，一些尚在進行之中［20］。2016年，禮來啟動的一項針對無癥狀AD的名為EXPEDITIONpro的Ⅲ期臨床試驗，目的是觀察蘇蘭珠單抗是否能通過降低無癥狀AD階段的Aβ負荷而減少腦部損害，延遲認知功能下降，計劃入選2450例按國際工作組織（IWG）標準臨床診斷為前驅型AD（prodromal AD）或按美國國立老化研究院-阿爾茨海默協會（NIA-AA）標準臨床診斷為AD所致輕度認知障礙（MCI due to AD）的受試者（55～85歲），進行正電子發射斷層成像（positron emission tomography，PET）檢測腦部Aβ水平皆應為陽性，試驗擬進行2年。然而，試驗啟動后，按計劃雖已開始在世界范圍內223個分中心招募志愿者，但禮來卻于2017年1月終止了該試驗，其給出的理由是“沒有足夠的科學證據說明蘇蘭珠單抗可能使前驅型AD患者獲益”（https：//clinicaltrials.gov），這難免讓人對基于Aβ假說的即使提前到無癥狀期AD的臨床試驗能否成功再次充滿疑慮。

總的來說，Aβ假說［8］以及后來根據相應臨床數據總結出來的顯示Aβ-神經退化-認知功能損害三者時序關系的著名的“Jack曲線”［21］都暗含著Aβ病理和神經元死亡及癡呆之間存在線性關系的假設。然而，癡呆的臨床表現遠非線性那么簡單，而是有多種因素參與的更為復雜的進程。有學者提出，從細胞角度看，癡呆也并不是Aβ直接毒性作用的結果，而可能有一個長達10年的由多種細胞參與的“細胞分期（cellular phase）”過程，除與神經元有關外，還與其他細胞，如小膠質細胞、星型膠質細胞、少突膠質細胞及脈管系統等的正反饋、負反饋等反應密切相關［22］。因此，對基于單致病因素（Aβ）、單中心（以神經元為中心，neuron-centric）和線性級聯（linear cascade）的Aβ假說應從整體觀及系統論的角度進行再思考、再認識。

此外，部分學者認為，對于Aβ這一病理分子，將目光從中樞轉向外周可能帶來新的生機［23］。例如，用5%人血白蛋白GrifolsR通過血漿置換來代替輕到中度AD患者內源性白蛋白，以改善血漿中白蛋白結合Aβ與腦脊液中Aβ的動態平衡，隊列概念驗證試驗和Ⅱ期試驗發現，這種交換可改善AD患者的認知，降低腦中Aβ負荷［24］。腹膜透析可降低慢性腎疾病患者血漿中Aβ水平，減輕AD模型小鼠的AD樣病理變化，改善突觸可塑性和Y迷宮所測試的空間記憶能力［25］。通過對有血液透析治療的AD患者進行尸檢發現，血液透析可顯著減少腦中的Aβ斑塊［26］。而此可能確實與早年有學者為解釋Aβ疫苗AN-1792的作用機制而提出的外周Aβ陷阱假說有相似之處。

1.2 基于Tau假說的靶點調整，從直接靶向Tau到穩定神經元

自1974年從AD患者腦中分離出NFT和約50 ku的雙股螺旋形細絲（paired helical filaments）蛋白［27］及1975年從豬腦中分離出Tau蛋白［28］以來，基于Tau蛋白異常磷酸化假說開展的防治AD藥物研究主要包括4個方面：Tau磷酸化的抑制，Tau聚集的抑制，寡聚Tau和病理性Tau的清除及通過穩定微管網絡以挽救神經可塑性。然而對于Tau磷酸化的抑制，針對AD患者或進行性核上麻痹患者的糖原 合 酶 激 酶 3β（glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β）抑 制 劑 tideglusib［29］、針對 AD 患 者 的GSK-3β抑制劑鋰（lithium）［30］及GSK-3β 和細胞周期蛋白依賴樣激酶5抑制劑丙戊酸（valproic acid）［31］的Ⅱ期臨床試驗均告失敗。通常采用主動和被動免疫方法，以消除Tau及Tau相關的病理變化［32］。盡管Tau相關病理變化發生在神經元內，但Tau病理變化可蔓延至胞外階段，如從死亡的或瀕死的攜帶有NFT的神經元釋放，從受損神經元胞吐，幼稚神經元以近似隨機的方式胞吞，或跨突觸蔓延等［33］。針對輕到中度AD患者使用肽Tau 294-305（AADvac1）進行重復免疫的Ⅰ期臨床試驗結果表明無嚴重副作用（http：//www.businesswire.com/news/home/20150723005117），現正在招募志愿者進行Ⅱ期雙盲安慰劑對照試驗。但就針對的病程與靶點來講，很難讓人報樂觀想法。微管和微絲一方面維持神經元的復雜結構，另一方面在神經元內運輸營養，維持著神經元的穩定，因此穩定微管、進而穩定神經元的方法目前受到重視。Luo等［34］發現，通過口服2個小分子三唑嘧啶類（triazolopyrimidines）和苯基嘧啶類（phenylpyrimidines）化合物4～6 d，可增強正常小鼠腦微管的穩定性，這2個小分子可透過血腦屏障，不阻止P糖蛋白轉運體。預防性給予亞甲藍（methylthioninium，MT）可改善模型動物的認知功能［35］，對作為選擇性Tau聚集抑制劑MT類似物（Rember TM）進行了一項實驗性雙盲、隨機、安慰劑對照、確定劑量的Ⅱ期臨床試驗，共有321例輕度和中度AD患者參加，50周后認知評估（Alzheimer disease assessment scale-cognitive subscale，ADAS-cog）和腦血流觀察表明，Rember TM 138 mg·d-1對輕度和中度AD患者皆有效［36］。然而，該公司并未報道繼續開展針對Rember TM的進一步臨床研究，而是采用更穩定的MT還原形式的第2代藥物LMTM（即TauRx0237），開展了3項臨床Ⅲ期試驗，但截止2016年已失敗2項［37］。迄今為止，基于Tau假說的進入臨床試驗的抗AD藥物有12個，其中5～6個失敗。總之，在Aβ假說備受質疑的背景下，近年學術界和工業界在基于該假說的藥物研發方面投入了更多精力，但前景如何尚難判斷［38］。

1.3 基于膽堿能假說的藥物，并非只能改善癥狀

提出于1982年的膽堿能假說［39］是有關AD發病機制的第一個重大假說。該假說認為，腦內乙酰膽堿的缺乏是導致AD認知功能下降的主要原因，據此成功開發出了4個膽堿酯酶抑制劑。目前，除首個上市的塔克林（tacrine）因為嚴重的肝毒性退出臨床外，其余3個，即多奈哌齊（donepezil）、加蘭他敏（galantamine）和卡巴拉汀（rivastigmine）仍是臨床治療AD的一線藥物，從而從一定程度證明了膽堿能學說的正確性。然而，由于膽堿能假說本身是針對疾病發展至已出現大量神經元丟失、臨床已出現認知功能障礙等癥狀而提出的，因此有其局限性，據此假說研發的藥物被認為只能改善膽堿能缺乏引起的臨床癥狀，而不能延緩或阻止神經元的死亡和丟失。因此，一般認為基于此假說只能用來研發改善癥狀的藥物，而不能用來研發DMT的藥物。這可能也正是在AD領域，近十余年來，不論是學術界還是制藥工業界，對膽堿能系統的重視程度遠遠低于Aβ和Tau的原因，雖然目前除美金剛外全部臨床抗AD藥物是基于膽堿能假說成功開發的。然而，近年來，由于基于Aβ假說的新藥研發全面失敗，人們開始重新認識膽堿能在AD中更為重要的作用及機制［40］。

一直認為，AD的特征性分子，可溶性Aβ和Tau決定疾病的發展。乙酰膽堿相關的損害在AD發病機制中的作用減小，僅僅被認為是可溶性Aβ和Tau蛋白相關事件所產生的后果。然而，由于相應藥物研發失敗，以Aβ和（或）Tau異常相關的機制作為AD病因的證據依然不能形成定論，因此膽堿能假說開始被重新思考。AD作為一種復雜的多因素疾病，膽堿能缺乏僅僅代表發病機制的一個方面。比如，最近有研究者認為，AD主要是由于多因素共同作用導致的海馬癡呆，而這些因素具有異質性，在不同的患者可以不同［41］，且老年人已經出現膽堿能的耗竭，被認為是與其他危險因素如應激或受傷的相互作用的發生AD的危險因素。當環境因素的發生隨增齡變得越來越頻繁時，更多的因素組合起來最終就導致了認知功能及結構代償機制的紊亂，這可能促成了向AD的轉化。

總之，膽堿能損害對AD進展的貢獻很大。最近報道提示，膽堿能前腦基底的萎縮在正常老化過程中即已經開始，并且在輕度認知損害（mild cognitive impairment，MCI）患者更為嚴重［42］。這就是說它出現的時間比以前認為的更早，而且與皮質萎縮同步發展［43］。實際上，早期梅乃特（Meynert）基底核和顳葉皮質結構的萎縮與MCI患者記憶重現相關聯［44］。基底前腦體積的降低也與AD患者空間定位能力的損害有關［45］。有趣的是，遺忘型MCI患者用多奈哌齊治療1年，海馬萎縮明顯減慢［46］。然而，認知功能并未改善，與臨床采用膽堿酯酶抑制劑對MCI患者認知功能進行保護性效果觀察的結果一致［47］，進一步說明早期膽堿能缺乏不能完全解釋AD的發病機制。最近發現，在某些敲除海馬囊泡乙酰膽堿轉運體的老年小鼠的海馬，長期膽堿能缺乏改變了某些AD病理相關轉錄因子基因表達，且這些小鼠表現出了隨增齡出現的APP代謝變化、Tau蛋白過度磷酸化、海馬神經元丟失及突觸異常，也出現認知功能損害［48］。如此一來，早期膽堿能不足似乎對系統的神經支配產生長期的后果。這可以從膽堿能系統抗AD神經病理事件，如神經炎癥、Aβ聚集及Tau異常磷酸化發揮神經保護作用得到解釋［49］。比如，膽堿能受體與Aβ或Tau蛋白親和力高，與其結合可誘導一些細胞內機制調控這些配體的進一步產生。基底前腦膽堿能神經末梢表達P75神經營養因子受體，可作用于Aβ被神經元內吞后進行降解的生物學過程，從而在Aβ的清除中發揮特殊作用［49］。

有一些研究提示，除了神經保護作用外，膽堿能系統在與對認知改善的藥物靶結構相互作用中進行著適應性變化，如海馬［50］和前額葉皮質［51］。在人腦中，這些代表性改變主要是膽堿乙酰轉移酶活性增強，這被解釋為在嗅皮質失連接后海馬內殘存的膽堿能神經末梢代償性外向生長，并且更可能的是前額皮質酶活性上調［52］。另一個膽堿能活性適應性的例子是在低水平Aβ作用下可快速增加一種乙酰膽堿酯酶基因變異的產物［53］。而這種變異更多地發生在應激條件下，以獲得神經保護、神經元發育以及可能的乙酰膽堿釋放。此外，乙酰膽堿本身可促成各種形式的代償性，如神經突的外向生長、樹突分支［52］、神經發生［54］及神經可塑性［55］。最近一項對MCI患者的研究表明，在功能層面來看，膽堿能系統似乎參與了腦潛能的貯備，它可以通過將執行功能的通路轉換至備選的神經網絡來抵消穹窿退化，并維持視覺再現記憶表現［56］。事實上，已知乙酰膽堿通過維持AD有關的額葉皮質結構，防止其退化，發揮補償作用來促進注意力、記憶力和認知靈活性（cognitive flexibility）。而且，有研究發現，谷氨酸神經末梢的重構增高的區域與維持膽堿能可塑性的區域相似，而且在MCI中比在AD中的作用更強［52］。這可能是乙酰膽堿酯酶抑制劑和美金剛合用治療AD發揮有益作用的原因。無論如何，均需更好地理解涉及膽堿能和谷氨酸能反應性神經可塑性的機制和因素，因為它們可能有效地延緩了病變向嚴重認知損害轉變，而后者與患者生活質量的嚴重下降更為相關。深入了解保留認知表現的精細平衡以及開發延長“代償”狀態的措施，將更大地打開開發對癥治療甚至DMT的時間窗。

因此，跳出基于膽堿能系統僅能解決對癥治療問題的限制，重新認識該系統在AD發生發展過程中作用，將對其病理生理變化的認識前移至疾病早期，有望為DMT藥物帶來新的線索或思路。

2 基于其他機制、靶標或思路的抗AD研究趨勢

2.1 基于免疫炎癥學說，等待基礎研究的突破

AD中神經免疫激活可能推進或觸發了AD的病理生理學機制，AD患者腦中呈現慢性炎癥，是腦組織對毒性蛋白或細胞損傷的反應［57］，錯誤折疊或聚集的蛋白與小膠質細胞和星形膠質細胞上的模式識別受體結合可觸發先天免疫反應，釋放炎癥介質，促進或加重疾病。因此，調節上述免疫危險因素，靶向神經免疫炎癥，是治療或預防AD的一種可能的策略［58］。但大量的臨床試驗研究結果并不理想。如早期研究表明，吲哚美辛（indometacin）可減輕認知的下降［59］，但卻得不到重復［60］。包括萘普生（naproxen）和塞來昔布（celecoxib）［61-62］在內的其他非甾體類抗炎藥（non-steroidalanti-inflammatory drugs，NSAID）大規模的臨床試驗似乎也不成功［63-64］。包括潑尼松（prednisone）［65］、羥氯喹（hydroxychloroquine）［66］、辛伐他汀（simvastatin）［67］、阿托伐他汀（atorvastatin）［68-69］、阿司匹林（aspirin）［70］和羅格列酮（rosiglitazone）［71］等抗炎藥物在內的隨機臨床試驗，同樣對有前驅癥狀或AD型癡呆的患者的主要認知功能并無顯著作用。

這些臨床試驗的失敗，使得基于神經炎癥的防治AD藥物的研發陷入困境。基礎科學的突破是走出困局的出路。最近研究發現，蛋白激酶P38α絲裂原活化蛋白激酶是一個應激誘導的神經炎癥反應的關鍵胞內轉化器，可觸發膠質細胞或其他免疫細胞產生促炎因子和一些潛在性損傷細胞因子。化合物MW181靶向酶P38絲裂原活化蛋白激酶，預先ig給予小鼠MW181可顯著抑制細菌脂多糖引起的多種促炎因子如白細胞介素1β、腫瘤壞死因子α、白細胞介素6、白細胞介素10和趨化因子CXCL1的產生，從而抑制炎癥反應［72］。NSAID衍生物CHF5074最初是作為γ分泌酶調節劑來開發的，因其能夠減少Aβ和降低小膠質細胞激活，而后成為了一個新的小膠質細胞調節劑［73］。

2.2 基于腦節律調整的抗AD研究取得明顯進展

近來研究發現，與膽堿能類似，腦節律的調節與恢復或許會為這一領域的藥物研發提供新的思路。AD患者的腦節律發生障礙，神經回路和網絡發生異常，表現為網絡超同步和異常的振動節律性活動。盡管AD患者神經網絡異常的準確原因和病理生理結果尚未完全闡明，但中間神經元功能障礙和網絡活性異常確實是AD認知功能障礙的可能機制［74-75］。因此，改善和保護神經回路的完整性和活性有可能改善AD的認知功能。美國FDA批準上市的多奈哌齊（donepezil）、卡巴拉汀（rivastigmine）和加蘭他敏（galantamine）以及美金剛就具有促進神經回路的連接或增強活性的作用［76］。研究發現，抗癲癇藥左乙拉西坦（levetiracetam）可有效減少AD模型hAPP-J20小鼠腦電波中的異常波峰活動，逆轉海馬回路重塑、行為異常和突觸障礙以及學習記憶缺陷［77］。在AD患者，一項使用深部腦刺激技術直接操控神經網絡活性的Ⅰ期臨床試驗獲得了陽性結果［78］，現在一項針對輕度AD患者邊緣記憶回路異常的深部腦刺激雙盲試驗也正在進行中［79］。

2.3 靶向表觀遺傳，關注環境與遺傳的相互作用

隨著靶向DNA甲基化的藥物氮胞苷（azacytidine或azactidine，商品名Vidaza）和地西他濱（decitabine，即5-氮雜-2′-脫氧胞苷，商品名Dacogen）、靶向組蛋白脫乙酰基酶的藥物伏林司他（vorinostat也叫suberoylanilidehydroxamic acid，SAHA，商品名Zolinza）和羅米地新〔romidepsin，也叫縮酚酸肽（depsipeptide）或FK228〕的上市，標志著靶向表觀遺傳的藥物前景光明［80-81］。2007年，Fischer等［82］的研究首次指出了AD中表觀遺傳改變的重要性，并用實驗說明即使已經發生嚴重的神經退行性變，通過干預表觀遺傳也能恢復記憶。隨后研究發現，去乙酰化酶（sirtuins）或Ⅲ類NAD-依賴的組蛋白脫乙酰基酶（histone deacetylase，HDAC）競爭性抑制劑煙酰胺（nicotinamide）可恢復PS1/APP/Tau三轉基因小鼠與病理相關的認知缺陷，選擇性減少與微管解聚相關的特異磷酸化Tau（Thr231），顯著增加穩定微管的乙酰化α-微管蛋白和微管相關蛋白2c［83］。HDAC抑制劑丙戊酸鈉、丁酸鈉和伏林司他注射劑可完全恢復APPswe/PS1dE9轉基因小鼠在條件性恐懼（contextual fear conditioning）測試中的上下文記憶（contextual memory），且新獲記憶可穩定保持＞2周［84］。HDAC抑制劑4-丁酸苯酯可降低Tg2576小鼠腦中Tau蛋白的磷酸化，清除神經細胞內Aβ，恢復海馬CA1區椎體神經元樹突棘密度［85］。APP/PS1轉基因小鼠口服10 d嗎氯貝胺類HDAC抑制劑MS-275可顯著改善小鼠海馬、皮質中小膠質細胞激活和Aβ沉積，有益于筑巢行為［86］。組蛋白乙酰基轉移酶P300抑制劑C646能夠減輕AD患者腦中Tau過度磷酸化，降低培養的大鼠神經元中Tau水平，減輕神經毒性［87］。

2.4 聯合治療與多靶點治療

2014年12月，美國FDA批準了由美金剛和多奈哌齊組成的固定劑量復方藥物namzaric，在臨床上用于治療中度至重度AD，開啟了AD藥物聯合治療研究的新篇章，聯合治療或多靶點治療AD不再停留在概念階段［88］。目前，新的研究成果不斷出現，如與安慰劑相比，選擇性5-羥色胺6受體拮抗劑idalopirdine與多奈哌齊聯用有益于輕度到中度AD患者認知功能的改善，目前Ⅲ期臨床正在進行［89］。奎尼丁（quinidine）和右美沙芬（dextromethorphan）合用可減少癡呆患者的激惹癥狀。針對AD患者的激惹，目前有2個隨機、安慰劑對照Ⅲ期臨床試驗在進行［90］。有158名患者參加的隨機、雙盲臨床試驗結果表明，施普善（cerebrolysin）和多奈哌齊合用顯著增加輕度到中度AD患者血清腦源性神經營養因子，延緩認知下降，尤其對于載脂蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）epsilon-4基因型更為明顯［91］。鯊肌醇（scyllo-inositol）和來普立寧鉀（leteprinim potassium）合用，可增強TgCRND8小鼠神經細胞存活和分化［92］。腺苷甲硫氨酸（S-adenosylmethionine）和超氧化物歧化酶合用可減少TgCRND8小鼠腦中的Aβ沉積［93］。

在多靶點治療方面，中藥則具有天然的優勢。例如，滋補腎陰的經典中藥復方六味地黃具有益智作用［94-95］。六味地黃湯的活性成分LW-AFC可改善散發性AD快速老化模型小鼠（senescenceaccelerated mouse prone 8 strain）和家族型AD APP/PS1轉基因小鼠被動回避反應能力、空間學習記憶能力、主動回避反應能力以及短、長期物體識別記憶能力，調節神經內分泌免疫調節網絡、腸道菌群以及學習記憶的關鍵腦區——海馬的轉錄組與糖組，目前已獲得防治AD的專利授權（專利號為ZL 2014 1 0551142.7）。

2.5 藥物重定位策略

藥物重定位策略用于AD藥物研發中具有很多優勢，如成本低、周期短、低污染（少量化學實驗驗證）和極低的風險（無Ⅰ期臨床風險）等，尤其應用已上市藥物和通過Ⅰ期臨床試驗的藥物進行重定位，其優勢更為明顯。如src激酶參與癌癥的擴散，生物制藥公司阿斯利康（AstraZeneca）發現，沙拉替尼（saracatinib）并非靶向src激酶，暫停了該藥的研發。但在2012年，研究者發現Fyn激酶在AD中發揮重要作用，錯誤折疊的Aβ與細胞阮病毒蛋白（cellular prion protein）相互作用時可過度激活Fyn，進而促進了突觸的丟失［96］。為了檢測沙拉替尼是否能夠抑制Fyn，AD模型小鼠給予沙拉替尼4周，發現沙拉替尼抑制了Fyn活性，小膠質細胞激活減少，Tau磷酸化降低，腦中突觸數量增加，空間記憶缺陷得以逆轉，且無長期毒性［97］。沙拉替尼目前處于有150例規模的Ⅱ期臨床有效性試驗。APP除了裂解產生毒性Aβ本身外，其裂解產物APPsα因具有神經營養、神經保護、神經再生、突觸再生、神經可塑性和記憶增強特性而成為靶向Aβ策略的一個輔助手段，尤其在AD早期階段［98］。依他唑酯（etazolate）是GABAA受體的變構激活劑，可提高外傷性腦損傷小鼠的APPsα水平，保護腦損傷［99］。一項有21個輕度到中度AD患者參與的為期4周的安慰劑雙盲Ⅱ期臨床試驗發現，使用治療銀屑病的維生素A類似物阿維A（acitretin）可上調人解整合素樣金屬蛋白酶結構域10（ADAM10）基因的轉錄，顯著提升AD患者腦脊液中APPsα水平［100］。胰島素在腦中執行多種功能，葡萄糖失調參與AD的發展。胰島素經鼻腔給藥幾分鐘即可入腦而不影響血糖或血液胰島素水平。目前，華盛頓大學（Suzanne Craft，University of Washington）有一項研究胰島素噴鼻對記憶改善作用的雙盲、安慰劑對照Ⅱ/Ⅲ期臨床試驗正在進行，共有250個被診斷為健忘型輕度認知損害志愿者和30例早期AD患者參加，其結果尚未公布。

3 藥物研發相關基礎科學突破的思考

3.1 新藥研發理念

對于具有復雜發病機制的AD治療，在研究理念上，新的研究策略應超越傳統的單一藥物靶點的研究，進行靶點網絡和多藥物靶點相互作用的研究。在針對的靶部位上，應將中樞神經系統的焦點進行分散，關注外周和機體整體系統的異常與腦的相互作用。過去10～30年，全民健康水平的提高導致癡呆的發病率和流行性顯著降低就可說明關注機體整體健康對于防治AD的重要性［101-104］。另外，使用持續正壓氣道壓力治療睡眠障礙性呼吸或阻塞性睡眠呼吸暫停，可延遲MCI的發生，改善AD患者的認知功能［105-107］。

在藥物研發時，不但需要注意AD的不同病程，如癥狀發生前、一級預防、MCI、AD輕度和中度以及重度,治療前移對于AD的病程控制顯得更為有效，尤其對于常染色體顯性AD患者；而且需要考慮基因型對藥物的響應，如ApoE的基因型e2/e2，e2/e3，e2/e4，e3/e3，e3/e4和e4/e4；也要將定量系統藥理學貫穿始終，以精確劑量與患者間的相互作用。

3.2 疾病標志物和靶點發現

在尋找導致AD的遺傳因子的研究中，從開始的作為常染色體顯性AD的基因APP突變、早老素1（presenilin 1，PS1）和PS2以及導致早發和晚發型AD的ApoE ε4位點發現至今，使用全基因組關聯研究（genome-wide association studies）和大規模平行重測序技術，已經獲得了大量易感基因以及多基因易感位點［2］，并試圖將其從臨床前推向臨床進而轉化成診斷標志物或可藥性靶點或者用于AD的精準診斷和（或）防治，但至今尚無成功案例。由此提示，對于AD這種復雜性和異質性疾病，聚焦于單個分子靶點的診斷或防治靶點的策略是不合適的。

因此，在靶點發現方面，需要將從人類腦樣本來源的大規模分子數據（如基因組、表觀遺傳組、蛋白質組、代謝組和宏基因組等）與網絡模建相整合，以發現參與AD發病機制的新通路和新分子及它們在多個模型網絡中的相互作用和地位，研究其對治療性藥物的敏感性，進而發現藥物靶點，同時研究認知功能相關分子網絡作為預防和治療靶點的可能性。AD患者通常伴有一些神經精神性癥狀，據此可建立計算機模型以發現導致這些癥狀的環路，探索其成為AD的治療性靶點。深入開展系統生物學和系統藥理學研究，建立AD疾病模型，研究以腦網絡作為AD治療性靶點的可行性。

3.3 發病機制

從1907年，Alzheimer醫生詳細報道AD至今，大量AD防治藥物研究失敗，急需發病機制方面的真正突破。比如基于Aβ或Tau的假說可以部分解釋AD的發病機制，但藥物研發的失敗，迄今讓人無法確信它們離揭示真正的發病機制到底還有多遠的距離。實際上，AD并不是一個生物化學或分子問題，而是一個細胞連接被打破的生理學問題。因此，需要在充分揭示腦中維持穩態的復雜的細胞相互作用內涵的基礎上，才能進一步揭示AD發病機制［22］。

根據目前生命科學領域的進展，建議在AD發病機制方面，進行交叉學科研究。一方面，開展將AD與基礎生物學和老化神經生物學進行整合的系統生物學研究，同時不可忽視環境因素與遺傳的相互作用、晝夜節律與飲食習慣對腦老化的影響，強調計算生物學的高度整合；另一方面，探索外周系統（如免疫、代謝和腸道菌群等）和腦相互作用的研究，揭示外周系統對腦老化和神經退行性變的影響。

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