阿尔兹海默病研究进展.docx

阿尔兹海默病研究进展1.AD的危险因素4 1.1 遗传因素4 1.2 其他影响因素42. AD的发病机制5 2.1 蛋白异常5 2.1.1 - 淀粉样蛋白(A)5 2.1.2 TAU 蛋白5 2.2 突触受损6 2.3 神经营养因子(NTF) 和神经递质耗竭6 2.4 线粒体功能紊乱7 2.4.1氧化应激7 2.4.2 胰岛素信号转导途径7 2.5 血管因素8 2.6炎症机制8 2.7 钙代谢平衡失调9 2.8 轴突转运障碍9 2.9细胞周期重返障碍10 2.10 脂代谢紊乱103.AD的临床特点114.AD的诊断11 4.1 临床诊断11 4.2 生物标志物诊断11 4.2.1脑内A沉积相关的生物标记物12 4.2.1.1 脑脊液中A42水平下降12 4.2.1.2 淀粉样蛋白PET显像阳性13 4.2.2下游神经元变性或受损相关的生物标记物13 4.2.2.1脑脊液的TAU，包括总的TAU（T-TAU）和磷酸化的TAU（P-TAU）13 4.2.2.2颞顶叶皮质18氟脱氧葡萄糖（18FLUORODEOXYGLUCOSE，FDG）摄取下降14 4.2.2.3结构性MRI影像上表现出的内侧颞叶、基底部、外侧颞叶以及内侧顶叶不成比例的萎缩155.AD的药物治疗16 5.1已上市药物16 5.1.1 多奈派齐（DONEPEZIL）16 5.1.2 利斯的明（RIVASTIGMINE）16 5.1.3加兰他敏（GALANTHAMINE）17 5.1.4 美金刚17 5.1.5 国内研制的药物石杉碱甲18 5.2 处于临床研究的药物18 5.2.1以A 为靶点的药物18 5.2.1.1降低A 产生的药物18 5.2.1.2阻止A 聚合的药物19 5.2.1.3加速A 清除的药物20 5.2.2以TAU 蛋白为靶点的药物21 5.2.3基于神经递质的药物22 5.2.4抗炎、抗氧化剂等其他作用机制的药物22 痴呆病(Dementia)是一种持续性的智能障碍，病因十分复杂，既有遗传因素，又有后天的环境影响和诱发，可引起痴呆的疾病高达百余种。其中，老年人常犯的痴呆主要有两种：一是老年性痴呆，即阿尔茨海默氏病（Alzheimers disease， AD）；二是血管性痴呆(Vascular Dementia, VD)。这两种类型占到老年期痴呆的80%以上。老年痴呆病，由德国医生Alois Alzheimer 于1906年首先发现，因此以其名字命名。这是一种慢性进行性的神经退行性疾病，早期表现为短期记忆力缺失，随着疾病的发展，大脑神经细胞功能逐渐丧失，造成记忆力、判断力、方位感、注意力和语言能力的损伤，并伴有行为和人格方面的改变，最终在510 年内导致病人死亡。近年来，AD的发病率逐年攀升，已经成为严重威胁老年人生命健康和生活质量的主要疾病之一。根据阿尔茨海默氏病国际（AD International）的年度报告，2010年全世界年龄大于60岁的老人达7.5854亿，其中约4.7%、3556万人患有不同程度的AD。到2030年和2050年，这个数字将大幅上升，分别达到6569 万和11538万， 其中尤以中国和印度等发展中人口大国增加最为迅速。在我国，大多数人认为中国的AD发病率低于西方国家， 其实这是个误区，主要原因是人们一直认为记忆力衰退是人衰老的一部分，不是疾病，也很少到医院就诊。我国老年痴呆病的大规模调查表明，中国并非痴呆病的低发区，发病率与欧美发达国家相近，而且AD的发病率要明显高于血管性痴呆。由于AD病人生活不能自理，长期需要专人照顾，因此给病人带来痛苦的同时， 也给家庭和社会带来了沉重的经济和心理负担， 已经成为不可忽视的社会问题。瑞典的Karolinska 研究所2005年的一项研究估计，全球痴呆病的花费， 如果包括非直接的费用， 每年高达3000多亿美元，其中AD占到绝大部分。AD非常顽固难治，其发病机制也不是很清晰，迄今尚未找到治愈该病的有效方法。目前AD一线治疗药物，比如乙酰胆碱酶（AChE）抑制剂，只能缓解早期病人的认知障碍，提供适度的症状改善作用，无法阻止病情的进展。因此寻找具有治疗作用（disease-modifying）的抗AD药物成为当前药物开发的热点。由于AD带来的社会问题， 这一领域也已引起世界各国政府的高度重视，成为优先支持的研究之一。近年来，神经生理、生化和药理等方面的基础研究不断深入， 导致AD药物的研究和开发不断取得阶段性进展，但大多集中在临床前研究。最近几个寄予厚望的新药， 如辉瑞的Latrepirdine 和礼来的Semagacestat，三期临床相继失败，让人们重新开始审视AD药物的研发策略，主要集中在对AD发病机制的理解，诊断的缺陷，靶点的选择以及临床方案的设计等方面。1.AD的危险因素1.1 遗传因素AD 的发病具有家族聚集性，凡患者有阳性家族史者，其一级亲属患病的危险性是常人的4. 3倍，呈常染色体显性遗传及多基因遗传。目前研究表明至少已发现4 种基因的突变或多形性与AD有关，即21 号染色体的淀粉样前体蛋白( amyloid precursorprotein，APP) 基因、14号染色体的早老素1基因( presenilin l，PS-1) 、1号染色体的早老素2 基因( PS-2) 和19号染色体的载脂蛋白( apolipoprotein E， APOE ) 基因。APP、PS-1、PS-2 基因与早发型家族性AD 有关，而APOE 基因与迟发型家族性AD 有关，与散发性AD 也有一定关系，PS-1 和APOE4 基因缺陷在散发性AD 较为常见。1.2 其他影响因素年发病率在6570岁老年人中占，年龄85岁增至68。女性较男性发病率高，男性高水平睾丸激素可降低AD发生。教育可增加认知的储备，降低晚年患AD风险。低教育水平者患AD风险高。AD患者约15有阳性家族史。体力活动和运动可能通过增加神经营养因子而降低脑组织损伤以降低痴呆的风险。吸烟增加AD风险。抑郁情绪和心血管疾病危险因素增加AD风险。颅脑损伤通过降低脑储备或增加脑沉积，增加AD风险。其他饮食因素包括维生素B12和叶酸；抗氧化剂包括类黄酮、维生素、维生素和不饱和脂肪酸；地中海饮食可能降低AD风险。2. AD的发病机制2.1 蛋白异常AD 的发病机制异常复杂，涉及多条分子信号通路，包括A、Tau 蛋白及突触异常等；各机制之间相互联系，共同促使神经元变性。迄今已有的治疗策略皆针对某一靶点，临床疗效有限。2.1.1 - 淀粉样蛋白(A)AD 的一项重要病理特征是脑内存在大量老年斑(SP)，其主要成分是A。A 源自淀粉样蛋白前体蛋白(APP)。APP首先经分泌酶途径裂解为sAPP 及C99肽段，后者在分泌酶的作用下产生A 和APP胞内结构域即AICD。A在脑内位于细胞外，主要以A40 和A42两种形式存在，其中A42虽含量低(不足10%)，但易于聚集为原纤维而沉积，从而形成弥漫性SP。多因素可影响APP的水解，并导致脑组织内A 的释放增多或清除减少，进而通过激活胶质细胞等途径，产生神经毒性。此外， A自我积聚形成的各种寡聚体，也具有神经毒作用，可致正常突触功能受损。针对A在AD发病过程中的作用，萌生了许多新的治疗策略，包括：分泌酶抑制剂(GSI)、A聚集阻断剂、A疫苗和A单克隆抗体等，但目前大多处于、期临床研究阶段。须指出的是，对A免疫治疗的安全性应引起足够的重视，因治疗可刺激A流向血管间隙，从而可能加重血管淀粉样变、微量出血和血管源性水肿。2.1.2 Tau 蛋白Tau 蛋白是微管相关蛋白(MAP) 的组分之一，MAP与微管蛋白组成微管，后者是神经元骨架蛋白的重要成分，参与胞体与轴突营养的输送。过度磷酸化的Tau 蛋白异常积聚，形成神经元纤维缠结(NFT)，是AD的另一重要病理特征。异常磷酸化的Tau 蛋白具有不可溶性，与微管亲和力低，从而阻碍微管的组装，导致神经元骨架蛋白结构异常和神经元死亡。研究发现，AD患者脑脊液中总Tau 蛋白和磷酸化Tau 蛋白的水平均升高，并与神经心理学测验分值的下降相关。脑脊液中磷酸化Tau 蛋白T181、T231 和总Tau 蛋白水平升高，对预测轻度认知功能损害(MCI)进展为AD具有临床意义。实验室证据4 提示，A积聚可诱导Tau蛋白的聚集。针对Tau 蛋白在AD病理过程中的作用机制，抑制Tau 蛋白磷酸化和聚集的药物，可用于AD治疗。2.2 突触受损突触受损是AD早期的病理变化之一。MCI 患者中即可观察到海马突触数量减少。突触减少与神经元丧失不成比例，而与痴呆的严重程度密切相关。与年龄相关的突触减少主要局限在海马的齿状回。脑内注射A 可立即诱发突触减少；在经A处理的脑片和存在SP 的鼠脑中，突触参与记忆过程的两个重要标记 神经信号的传递和长时程增强(LTP) 的维持均明显受抑制。2.3 神经营养因子(NTF) 和神经递质耗竭随着AD 病程的进展，基底前脑的胆碱能NTF受体数量明显减少,AD和MCI患者脑内脑源性神经营养因子(BDNF) 水平也明显降低。动物试验表明，补充BDNF 可以维持啮齿类动物神经元存活和突触的正常功能，改善记忆，提示BDNF可用于AD 的治疗。临床研究也显示，AD患者注射NTF 后，其认知功能和脑代谢水平明显改善。 AD患者海马和新皮质的乙酰胆碱(ACh) 和胆碱乙酰转移酶(ChAT) 显著减少；脑内毒蕈碱型乙酰胆碱受体(mAChR) 中的M2 受体和烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR) 显著减少，M1 受体虽未明显减少，但功能受损。突触前7 型烟碱型乙酰胆碱受体(7-nAChR) 为记忆过程所必需，其表达也随AD病程的进展逐渐减少。此外，AD患者脑内尚有其他多种神经递质和(或) 其受体减少，如5- 羟色胺(5-HT) 和- 氨基丁酸(GABA) 可减少达50%，生长抑素、去甲肾上腺素以及5-HT 受体、谷氨酸受体、生长抑素受体也均减少。胆碱酯酶(AChE) 抑制剂可提高ACh水平从而改善部分AD症状，但其疗效随病程的进展而逐渐降低。研究显示，以突触前谷氨酸能神经末梢的7-nAChR 为靶点的激动剂，可调节谷氨酸的释放有效治疗AD。2.4 线粒体功能紊乱 AD 患者脑内神经元线粒体数量减少，多种线粒体酶( 如丙酮酸脱氢酶复合体、 酮戊二酸脱氢酶复合体和细胞色素C氧化酶等) 活性下降。A可使某些线粒体酶尤其是细胞色素C 氧化酶活性下降，导致电子转运、ATP生成、氧利用及线粒体膜电位等异常，引起线粒体释放超氧阴离子自由基，后者可转化为过氧化氢，导致氧化应激，释放细胞色素C，进而促使细胞凋亡。抗组胺latrepirdine(Dimebon) 为线粒体刺激剂，最近一项针对轻、中度AD的临床随机对照研究表明，该药能增强患者记忆力，改善日常生活能力，不久有望投放市场。(该药用于AD 和汉庭顿舞蹈病目前处于期临床研究)2.4.1氧化应激随着年龄的增长，脑内氧化应激加剧，严重者内质网蛋白折叠功能受损，蛋白酶及自体吞噬介导的受损蛋白清除功能下降，促使A 和Tau蛋白积聚，最后导致AD发生。AD患者脑内，因线粒体功能紊乱而释放超氧自由基，导致氧化应激产生；A是强效活性氧生成剂，能激活一氧化氮(NO)，后者是神经元损害的初始启动子；膜脂质的过氧化作用能生成有毒性的醛类；某些合成线粒体的必需蛋白质可直接被氧化生成羰基和硝基衍生物。以上超氧阴离子自由基、NO、醛类、羰基和硝基衍生物等均具有神经毒作用，可使某些线粒体酶损伤及分子靶点破坏，并引起钙离子膜通透性增加，多种离子失衡，葡萄糖转运受损，导致能量代谢障碍。二价游离金属离子( 铁、铜、锌、铝等) 可与活性氧离子结合，通过不同途径介导损伤，导致神经变性。这些金属离子可促使Tau 蛋白积聚，使后者构象发生变化或磷酸化。尽管动物试验显示，抗氧化剂能改善认知功能，但临床研究结果却并不理想。2.4.2 胰岛素信号转导途径葡萄糖耐受不良和2 型糖尿病可能是发生痴呆的危险因素。研究发现，重度AD患者外周血空腹胰岛素水平增高，但葡萄糖清除能力降低；而脑内胰岛素受体、葡萄糖转运蛋白均明显降低。由于AD患者神经元葡萄糖的利用障碍，神经元处于能量应激状态，故神经元易损伤。在A等作用下，神经元胞体变小，突触传递受阻，神经元功能受损，最终导致细胞凋亡。胰岛素抵抗导致神经元能量缺乏、氧化应激和代谢损伤，影响突触的可塑性。糖原合酶激酶3(GSK-3) 具有广泛的细胞调节功能，可抑制糖原合成及葡萄糖转运，促进糖异生并阻碍胰岛素信号转导，抑制胰岛素分泌，从而升高血糖。A在体外能促进GSK-3表达，磷酸化Tau蛋白，降低胰岛素降解酶的水平。糖尿病大鼠海马组织内Tau蛋白部分位点磷酸化水平增高，胰岛素信号系统功能低下，从而导致转导途径中GSK-3活性上调。过氧化物酶体增生物激活受体(PPAR) 拮抗剂噻唑烷二酮类药物能逆转胰岛素抵抗，激活胰岛素敏感基因转录，改善转基因鼠的认知功能，有效治疗AD。2.5 血管因素60% 90% 的AD 患者脑皮质和基底节深部白质有不同程度的小血管病变，主要病理改变是大脑皮质及软脑膜的小血管壁的中层和外膜有A沉积；部分患者还存在血脑屏障破坏和大血管粥样硬化。小血管壁A沉积加剧脑血管痉挛，使脑血流量降低，局部能量供应不足。同时，AD患者周围血管和血脑屏障清除A的能力受损。神经血管解偶联学说认为，A通过血脑屏障的转运障碍主要原因是低密度脂蛋白受体相关蛋白(LRP) 和糖基化终末产物(AGE) 表达异常，从而有可能造成A内外流动失衡。目前尚无特效方法防止AD血管性病变的发生，但临床应用血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI) 治疗的高血压患者较少发生AD样病理改变，因此可以认为，ACEI 能降低认知功能受损的风险。叶酸可以降低同型半胱氨酸的水平，从而有可能降低AD发生的风险，但对已患AD者并不能改善其认知功能。2.6炎症机制AD的发生发展伴随慢性炎症反应, 后者对脑组织的损伤作用，主要与小胶质细胞和星形胶质细胞有关。已发现AD患者脑SP内富含激活的小胶质细胞和星形胶质细胞。小胶质细胞起初能通过吞噬作用降低A 水平，但随其活性增强，通过释放趋化因子，启动炎症细胞因子“瀑布样”释放，导致白介素(IL)-1、IL-6 和肿瘤坏死因子(TNF)- 等水平增高，使神经元受损。小胶质细胞能表达糖基化终末产物受体(RAGE)，后者与A结合，能增加细胞因子、谷氨酸和NO的生成，增强神经毒性作用和炎症反应，导致学习记忆能力下降。激活的胶质细胞通过释放炎症急性期的反应产物如1- 抗胰凝乳蛋白酶、2-巨球蛋白和C 反应蛋白等，加重AD。前瞻性研究发现，非甾体类消炎镇痛药可降低AD的发生风险，减缓疾病的进展。其作用机制包括选择性减少A42 生成，抑制环氧化酶-2 或前列腺素E2 受体，刺激小胶质细胞的吞噬作用，激活PPAR-。 目前还在研究的有，TNF- 和补体阻断剂的促吞噬作用，以期开发更为有效的AD 治疗药物。2.7 钙代谢平衡失调动物在衰老过程中神经元内钙缓冲、钙外排和回收等机制发生改变，造成神经元内游离钙超负荷。钙代谢平衡失调将直接或间接影响神经元的LTP，使神经元可塑性降低，导致记忆障碍。AD 者神经元内钙浓度升高，刺激A 聚集，后者可在脂质膜上形成非电压依赖性阳离子通道，导致钙摄取增加，加重钙超负荷。同时，谷氨酸沉积于突触间隙，激活电压门控钙通道，增加胞质内钙离子浓度，引起毒性反应，导致神经元损伤。早老素有调控钙稳态的作用，其基因突变可致A42 水平增高，使内质网内钙增多并释入胞质内，诱发早发型家族性AD 的发生。谷氨酸NMDA 受体介导的兴奋性毒性在A 诱导的神经元死亡中发挥着重要的作用，对NMDA 受体具有低中度亲和力的非竞争性阻断剂美金刚可抑制该受体介导的病理作用，增加生理性谷氨酸能神经传递，而对正常的学习记忆无影响，临床上美金刚已用于治疗中重度AD。2.8 轴突转运障碍轴突病变和轴突转运障碍与AD 的发病密切相关。驱动蛋白的功能是促使囊泡和线粒体沿着轴突微管向突触末端运动。驱动蛋白超家族的重链蛋白5 与驱动蛋白轻链1 结合，使Tau 蛋白快速顺向转运，形成交联桥维持微管间的空间结构。APP、APP 清除酶-1(BAC-1) 及早老素-1 被顺行转运到突触末端，并释放A 和其他蛋白水解衍生物。AD患者转运发生障碍，APP 和驱动蛋白积聚于肿胀的轴突，使局部A 沉积，神经元发生变性。A 的异常聚集又能加重轴突转运障碍，使轴突病变和突触功能障碍更趋明显。此外， 轴突转运障碍和A 大量产生可以互为易化而形成恶性循环，并引起Tau蛋白功能异常。2.9细胞周期重返障碍近来提出了AD 发病的细胞周期正常抑制机制障碍，即细胞周期重返障碍学说23。在AD 各期和MCI 均可检测到细胞周期重返异常的标志物，以G1期-S 期居多。此阶段DNA 的复制可能已完成，出现四倍体的神经元，细胞周期素被激活，但有丝分裂却不能进行。体外培养的大脑皮质细胞给予A后, 星形胶质细胞被激活, 进而作用于神经元，使已分化的神经元出现细胞周期的紊乱。AD 患者脑神经元中细胞周期相关蛋白表达异常, 可能与AD神经元的病理改变相关；维持正常细胞周期所需的细胞周期素依赖激酶抑制蛋白也出现结构异常。2.10 脂代谢紊乱AD 发病的脂代谢紊乱学说综合了载脂蛋白E(ApoE) 遗传风险、A 产生和聚集以及淀粉样血管病变等因素，颇为令人关注。胆固醇为合成神经细胞膜所必需，在髓鞘内含量很高，并形成脂质筏，后者是装配和分泌酶及将APP 加工为A 的平台。当酯化胆固醇过多时，膜脂转运减少，可致A 生成和聚集增多而清除减少，导致AD 发生。胶质细胞源性ApoE 是脑内重要的胆固醇转运体，为胆固醇透过血脑屏障的重要载体，参与胆固醇和髓磷脂对细胞膜的维持、生长和修复过程。ApoE4 等位基因是公认的迟发型AD 的危险因素之一，其促脂质转运和脂质微粒摄取作用微弱，却能增加A 沉积和Tau 蛋白磷酸化25。他汀类药物具有降低细胞膜内游离胆固醇的水平、减少炎症反应、上调- 分泌酶和保护血管内皮细胞等功能，可以降低AD 发生的风险。但他汀类能否改善AD 的认知功能尚未定论，有待进一步探讨。3.的临床特点临床表现为认知功能衰退，日常生活能力、社会或职业功能和生活质量恶化。常见记忆症状包括重复问同一个问题、乱放常用东西。其他认知功能下降包括抽象思维、判断、语言、性格改变、行为异常。早、中期患者，语音、理解和表达可受影响；后期或重度阶段可出现失语。 病程可持续20年。1075 患者表现为病理性心境恶劣、兴奋、焦虑、易怒、社交退缩、冷漠、夕阳综合征、睡眠障碍、多疑、失控、令人不安的行为、妄想、幻觉、固定或重复的行为、踱步和攻击。4.AD的诊断4.1 临床诊断痴呆的诊断包括不同的严重程度，从最轻度到痴呆最严重阶段。痴呆严重程度分期的方法学不在工作组职责范围内。出现以下认知或行为（神经精神性）症状时即可诊断为痴呆：（1）干扰进行工作或日常活动的能力；及（2）功能和执行力较以前水平有所下降；（3）不能用谵妄或重要的精神病解释；（4）合并（1）患者和知情人提供的病史；和（2）通过临床精神状态检查或神经心理学检查进行客观的认知评价，来检查和诊断认知损害。如果常规病史和临床精神状态检查不能提供足够的诊断依据，则进行神经心理学测试。（5）认知或行为障碍，至少应包括以下其中两项：a：获取和记忆新信息的能力受损-症状包括：重复提问或谈话、放错个人物品、忘记事件或约会、在熟悉的路上迷路。b：推理和处理复杂任务的能力受损、判断力差-对可能遇到的危险理解力差、不能理财、决策能力差、不能安排复杂的或有序的活动。c：视觉空间能力受损-症状包括：不能识别面孔或常见物品，或即便视力良好也无法找出直接看到的物体、不能操作简单工具或正确穿衣。d：语言功能受损（说话、阅读、书写）-症状包括：说话时难以想起常用词汇、犹豫；语言、拼写和书写错误。e：人格、行为或举止改变-症状包括：无典型特征的情绪波动，如激越、没有积极性、主动性、淡漠、缺乏动力、社交退缩、对从前活动的兴趣减弱、失去同情心、强迫或偏执行为、有悖社会的行为。痴呆与MCI鉴别诊断的主要依据是工作或日常活动是否受到明显干扰。应该由专业临床医生根据每名患者的具体情况和从患者以及从知情人处获得的关于患者日常事务的描述进行临床判断。4.2 生物标志物诊断根据所测量的生物学特性，可以把现在广为研究的AD生物标记物分为两大类：4.2.1脑内A沉积相关的生物标记物4.2.1.1 脑脊液中A42水平下降老年斑为AD 的神经病理学特征性表现，其主要成分为 淀粉样蛋白(amyloid ,A)，由淀粉样前蛋白(amyloid precursor protein,APP) 经酶裂解而形成。脑组织中的A生前难以检测，而脑脊液和血液等体液样本中的检测自然成为AD 的一项有力生物学标记物。生物体内的A以多种形式存在, 其中最主要且研究最多的为A40 和A42。后者较前者多两个疏水氨基酸，故聚集能力更高，最早在脑内沉积。综合目前包括2 000 余患者及健康对照的数十个临床研究发现，50% 的AD患者中存在A42 的减低，其诊断AD 的敏感性及特异性在80%90% 之间20，各年龄段的健康对照中A42 绝对浓度均高于500 pg/mL。 但在额颞叶痴呆(frontotemporal dementia, FTD)、血管性痴呆(vascular dementia, VaD) 中也可见类似现象，脑脊液A42 普遍减低,提示其作为AD 的生物学标记物特异性可能仍比较有限。4.2.1.2 淀粉样蛋白PET显像阳性脑组织中A沉积是阿尔茨海默病的重要病理学征象。鉴于此，近年研制出能够选择性与A相结合的放射性显像剂，其中最早应用于临床的是11C匹兹堡复合物B（11CPIB），可以评价A沉积变化。11CPIB PET 显像研究显示，与正常对照者相比，阿尔茨海默病患者脑组织中有明显的A沉积，且PET所显示的沉积部位与尸检或活检结果基本一致，主要分布于额顶颞叶；且在出现认知损害症状之前即可观察到A沉积，提示淀粉样蛋白PET 显像可以作为临床前诊断标志。11CPIB PET显像纵向研究表明，阿尔茨海默病患者脑组织11CPIB沉积可于临床症状出现之前即达到平台期，但其沉积量并不随病程的延长而明显增加。采用AV45 PET显像技术，目测即可区分76%阿尔茨海默病、38%轻度认知损害和14%健康老年人；采用定量阈值可以鉴别84%阿尔茨海默病、45%轻度认知损害和23%健康老年人。提示淀粉样蛋白PET显像用于临床诊断具有较好的应用前景。4.2.2下游神经元变性或受损相关的生物标记物4.2.2.1脑脊液的tau，包括总的tau（t-tau）和磷酸化的tau（p-tau）Tau 蛋白是一种低相对分子质量的微管相关蛋白，其在发生异常磷酸化、糖基化后易形成配对螺旋纤维(paired helical filaments, PHFs)，进一步组成神经原纤维缠结，后者为AD 的特征性病理表现。在神经变性过程中，tau 蛋白和水溶性磷酸化tau 蛋白(phosphorylated tau protein, p-tau) 可通过病变神经元的细胞膜进入脑脊液中，故定量测定脑脊液中上述两种物质水平有助于神经退行性疾病的诊断，目前已是较为成熟的生物学标记物。研究显示，中重度AD患者脑脊液中tau 蛋白水平较正常对照明显升高，且这一指标的升高早于临床痴呆症状的出现，提示其可用于AD的预测。包括5 000名患者的近50 项研究发现，AD患者中tau 蛋白浓度较之非痴呆老年对照高300% 左右，而健康对照中亦存在年龄相关的广泛升高，其在AD 诊断上的敏感性和特异性约80%90%。年龄相关性方面，50 岁以下人群脑脊液tau 蛋白浓度通常低于300pg/mL，而70 岁以下者低于450 pg/mL，70 岁以上者低于500 pg/mL。研究表明，脑脊液tau 蛋白和A42 在高AD风险的MCI 患者中均显著改变，故联合上述两个生物学标记物有助于鉴别AD 患者与同年龄段的健康对照( 敏感性85%， 特异性86%)。但除AD 之外，在其他类型的痴呆，如路易体痴呆(dementia with Lewy bodies, DLB)、FTD 患者的脑脊液中亦可见到tau 蛋白的异常增高，故考虑tau 蛋白对于AD 与其他类型痴呆患者的鉴别力较为有限。 在AD 患者中，tau 蛋白主要以一种病理性的高磷酸化形式存在，即p-tau。虽然p-tau 也可见于其他神经退行性疾病，但其相对分子质量与AD 患者体内的不同。AD 患者体内至今已发现近30个不同的p-tau 磷酸化表位，其中大部分均未见于正常脑组织中。上述表位中的若干特殊位点磷酸化更易导致tau 蛋白微管结合功能的丧失，包括迄今为止研究较多的苏氨酸181表位、苏氨酸231 表位、丝氨酸199 表位等。与总tau 蛋白水平一样，AD 患者的脑脊液中亦可发现p-tau 的显著升高。包括2 000 患者及对照的近20 项研究提示p-tau 诊断AD 的敏感性、特异性均在85% 左右。此外，对于不同p-tau 亚型的研究也发现，在AD 与正常健康人群的鉴别， 以及其与包括Lewy 体痴呆、VaD、FTD 的非AD痴呆的鉴别中，p-tau231 和p-tau181较p-tau199 更为有效，其中以p-tau231 预测AD 的准确率最高，可达80%；虽然目前未发现联合上述三种典型磷酸化表位的p-tau 亚型可进一步提高AD 诊断的特异性, 但也不能以此否定联合指标检测的潜在价值。AD 患者中tau蛋白的血液学研究近年来亦逐渐发展，如三文治ELISA 法检测p-tau231 等。中后期AD 患者血浆内p-tau181 水平显著升高，但关于tau和p-tau 的诊断效力目前尚无充分的研究数据支持，值得继续期待。4.2.2.2颞顶叶皮质18氟脱氧葡萄糖（18fluorodeoxyglucose，FDG）摄取下降以18FFDG作为显像剂的PET显像，是通过测定脑葡萄糖代谢率（CMRGlu）以观察阿尔茨海默病患者脑功能变化。阿尔茨海默病18FFDG PET显像呈现特征性皮质低代谢，其降低程度和范围与疾病严重程度呈正相关。与年龄相匹配的正常对照者相比，阿尔茨海默病患者全脑葡萄糖代谢率降低30%70%，且多呈双侧性；但也有文献报道颞叶内侧葡萄糖代谢率降低呈单侧性。18FFDG PET显像对阿尔茨海默病临床前患者具有较高的诊断价值，对海马和内嗅皮质葡萄糖代谢率降低的纵向研究可以预测认知功能正常向轻度认知损害的转化。更多的纵向随访研究发现，进展为阿尔茨海默病的轻度认知损害患者与病情稳定者相比，其基线18FFDG PET显像表现为皮质代谢率降低更明显，降低速度更迅速。阿尔茨海默病、额颞叶痴呆（FTD）、路易体痴呆（DLB）等多种神经变性疾病18FFDG PET显像提示，不同痴呆类型均有其特征性脑代谢改变，典型的皮质代谢改变，不仅可以鉴别阿尔茨海默病与其他神经变性疾病，而且有助于判断阿尔茨海默病患者预后。此外，对早发性家族性阿尔茨海默病常染色体基因突变携带者、认知功能正常的载脂蛋白E（ApoE）基因（晚发性阿尔茨海默病危险因素）携带者、认知功能正常但有主观记忆力减退者进行的18FFDG PET显像研究显示，脑代谢变化早于临床症状和脑结构变化，是良好的早期诊断和预测临床转归的影像学检测手段。4.2.2.3结构性MRI影像上表现出的内侧颞叶、基底部、外侧颞叶以及内侧顶叶不成比例的萎缩阿尔茨海默病的大脑皮质改变，以A沉积和神经原纤维缠结为病理特征，伴神经元和突触缺失所致的脑萎缩。采用结构磁共振成像（sMRI）能够获得脑三维结构，以手动勾画兴趣区（ROI）和基于体素的形态学分析（VBM）显示脑萎缩等结构改变。手动勾画兴趣区需要研究者自行设定研究区域，主观性较大；而VBM法则是基于体素的全脑形态学分析方法，可减少兴趣区选择和观察者或操作者差异导致的偏倚，结合纵向研究（longitudinal study）可以避免横断面研究受个体差异影响和观察时间较短等不足。考虑到阿尔茨海默病潜伏期可长达数十年，简单地从一个断面阐述患者脑组织形态学改变不能明确揭示疾病之演变过程，多个时间点的随访观察可能更具有临床意义。多个指标联合使用, 会比单个指标更有优势。生物标志物对诊断AD有帮助但不是必需的。美国国家老龄化研究所和阿尔茨海默病学会( National Institute on Aging and the Alzheimer s Association，NIA AA)并不推荐将AD生物标记物的检测作为现阶段常规的诊断方法。主要是由于以下几点原因：核心临床诊断标准具有良好的诊断准确度，适用于大多数患者；还需要进行更多的研究，以便确保使用生物标记物的诊断标准的设计是合理的；不同地方生物标记物检测的标准化有限；社区医疗环境中进行生物标记物检测的机会有限。现阶段使用生物标记物增加AD病理生理学进程确定性可能在以下三种情况下有用：调查性研究、临床试验以及在临床医生可得到的并认为合适的情况下作为选择性临床工具使用。5.AD的药物治疗 治疗目的：（）减轻认知症状；（）减轻痴呆行为和精神症状；（）减缓疾病进展。当前药物治疗主要集中在胆碱能和谷氨酸能系统，疾病修饰疗法仍在研发阶段。5.1已上市药物 FDA目前只批准了5种治疗AD 的药物：4 种为乙酰胆碱酯酶抑制剂(AChEI) 即他克林（Tacrine）、多奈派齐（Donepezil）、利斯的明（卡巴拉汀，Rivastigmine）和加兰他敏（Galanthamine），但乙酰胆碱酶抑制剂只能改善AD 病人的症状， 而不能延缓疾病的进程，主要对于早期AD病人疗效较好。一种为N- 甲基-D- 天冬氨酸(NMDA) 受体拮抗剂即美金刚。其中，他克宁由于需一日服药4次及潜在的严重肝毒性已基本弃用。另外四个药物是目前治疗AD 的一线药物。5.1.1 多奈派齐（Donepezil） 多奈哌齐是四个药物中惟一一个可用于轻、中、重度AD 治疗的药物，系日本卫材(Eisai) 公司开发，1996 年获FDA 批准上市，2010 年市场份额已超过50%。本品通过抑制AChE 活性提高患者脑中乙酰胆碱的水平，从而改善AD 患者的记忆、认知和行为能力。本品选择性高，作用时间长，疗效确切且不良反应少。5.1.2 利斯的明（Rivastigmine） 利凡斯的明是首个也是惟一一个获准用于治疗由帕金森病所致轻中度痴呆的药物，它不仅可抑制AChE，同时还能抑制丁酰胆碱酯酶(BChE)。利凡斯的明缓释贴片是各种抗AD 药物中首个开发的经皮给药制剂品种，由于最大血药浓度降低因而胃肠道不良反应显著降低。5.1.3加兰他敏（Galanthamine）加兰他敏系第三代AChEI，由于半衰期较短因此其对患者睡眠影响更小，更适用于有睡眠障碍的轻中度AD 患者的治疗。5.1.4 美金刚美金刚是一种低、中度亲和力，非竞争性的NMDA 受体拮抗剂，可对抗高浓度谷氨酸的神经毒性，从而改善AD 患者的症状，是首个获得FDA 批准用于治疗中重度AD 的药物。5.1.5 国内研制的药物石杉碱甲 石杉碱甲是我国学者从石杉属植物千层塔分离得到的一种生物碱，也是主要通过抑制乙酰胆碱酶达到改善记忆的疗效。5.2 处于临床研究的药物目前上市的药物对老年痴呆都只能起到改善症状的作用。因此到目前为止，仍缺乏控制疾病进程的有效治疗手段。基于A 假说和Tau 蛋白等新机制开发的药物都还处于临床研究阶段。5.2.1以A 为靶点的药物5.2.1.1降低A 产生的药物APP 代谢产生A 的过程是APP 被 和 分泌酶(beta-and gamma-secretase) 裂解为具有40、42 或43 个氨基酸的A 小肽。A 分子具有自发聚合的能力，它能在细胞外聚集成寡聚体、纤维和斑块等各种存在形式。因此抑制 和 分泌酶成为阻止A 分子产生的有效手段。 分泌酶有许多底物，因此含有广泛的底物结合区域，另外抑制剂还需通过血脑屏障，开发其抑制剂很具有挑战性。目前只有5个化合物进入了一期临床。其中CoMentis 开发的CTS-21166 在健康成年人中口服给药，可以降低血浆中A的含量，并且具有很好的耐受性。有意思的是降血糖药物罗格列酮(Rosiglitazone) 和吡格列酮( Pioglitazone)， 通过刺激PPAR受体可以抑制分泌酶的表达， 并促进APP的降解，从而减少A的产生19。然而，临床研究表明，这些药物对AD 病人的认知能力并没有改善作用，加之最近FDA 对罗格列酮潜在心脏毒性的警告，PPAR激动剂作为AD治疗药物的开发都已停止。分泌酶负责A产生的最后一步裂解，其抑制剂开发曾经是AD 药物研发的热点之一。礼来的小分子分泌酶抑制剂Semagacestat(LY-450139)能够有效地减少A 的产生，进入到了三期临床研究。令人失望的是Semagacestat 不但没有治疗作用， 还加快病人认知功能的丧失，因此礼来于2010 年9 月份宣布终止其临床研究。另外几个药物，如Merck 的MK-0752，辉瑞的PF-3084014 和GSI-9531（begacestat）也已终止临床研究。目前还有5 个分泌酶抑制剂处于一期和二期临床研究。其中Mount Sinai 医学院开发NIC5-15 是一个天然的单糖化合物，除增加胰岛素的灵敏性外， 还能选择性的抑制 分泌酶对A 的裂解作用，而对其另一底物Notch 蛋白却没影响。二期临床研究表明该药物治疗老年痴呆安全有效。另外，部分非甾体抗炎药被发现可以调节分泌酶，抑制A1-40和A1-4的产生，而升高无害的A1-38片段的含量。这些化合物中，Encore 的Tarenflurbil(R-enantiomer of Flurbiprofen)进入到三期临床，但未能显示好的临床结果。有研究表明，升高alpha-分泌酶的活性，可以增加APP的良性代谢而降低A 的形成，而且其代谢产生的可溶性片段sAPP-alpha 还有神经保护作用。法国公司ExonHit 开发的Etazolate 是一种口服小分子药物， 选择性调节GABA 受体并可抑制PDE4，能够刺激alpha-分泌酶的活性，升高sAPPalpha的产生。目前， 该药物二期临床研究结束，但结果没有披露。美国Aphios开发的抗癌药物Bryostatin-1 通过激活磷酸激酶PKC 刺激alpha-分泌酶，促进sAPP-alpha 的分泌，在老年痴呆动物模型中显示了较好的活性，该药物的二期临床研究正在计划当中。美国ProteoTech 和我国的天士力公司共同开发的口服小分子抗老年痴呆药物Exebry-1在美国已经进入一期临床研究。该药物具有多种活性， 除作用于Tau 蛋白和抗炎外， 也能调节beta 和alpha 分泌酶的活性，抑制A的产生。5.2.1.2阻止A聚合的药物阻止A分子聚合成具有神经毒性的寡聚体或斑块是基于A 假说开发AD 药物的方向之一。抗聚合的化合物一般通过与A单体分子结合， 阻止其聚合和加快清除代谢。Bellus Health 开发的tramiprosate是第一代的抗聚合药物。本品是口服有效的小分子化合物， 倾向于与可溶性的A分子结合而维持其非聚合状态，可惜该药物三期临床结果也不理想。Bellus后于2008年将其开发成OTC 营养品上市销售（商标名Vivimind）。NRM -8499 是该公司开发的tramiprosate 前药，已进入一期临床。金属离子螯合剂可以与促进A 聚合的铜离子和锌离子结合， 从而抑制A聚合物的形成。Clioquinol(PBT1)是第一个进入临床研究的抗AD螯合剂， 由于合成工艺问题，PranaBiotech 放弃了该药物的开发，而将活性更好的类似物PBT2推上了二期临床。在一项为期12周的二期临床试验中，PBT2 降低了大脑CSF 中的A1-42的含量，并改善了病人整体功能，本品的耐受性也非常好，不知什么原因该药物的三期临床研究一直没有启动。AZD- 103 是爱尔兰公司Elan 开发的可透过血脑屏障的肌醇立体异构体，它可以与A 结合，调节A 分子的折叠，促进A 聚合物的分解。临床研究表明，本品高剂量(1000 mgd-1)时有较大副作用，其低剂量（250 mgd-1）组的二期临床仍在进行中。绿茶中得到的多酚化合物EGCg 具有多种治疗AD 的活性， 其中之一就是抑制A的聚合， 其对早期AD 病人的二期临床试验还在进行当中（NCT00951834）。5.2.1.3加速A清除的药物通过免疫的手段来清除A 是AD 药物研发领域的重大突破之一。使用疫苗和抗体主被动免疫的策略，至少可通过三种机制清除A：与A 结合，加速其聚合物的溶解；巨噬细胞的吞噬以及抗体的“提取”作用。Elan 的科学家首次发现抗A 疫苗在动物实验中对AD 有很好的治疗作用， 随后该公司的A 疫苗AN-1792 在二期临床研究中失败， 主要是一部份病人发生了严重的脑部炎症。而且随后发现，虽然AN-1792 降低A 的功能强大， 甚至能完全清除病人脑中的A 老年斑，对病人认知功能却没有改善作用。诺华的CAD-106，目前处于二期临床，能诱导特异的抗A抗体但不引起CNS 炎症， 前景较为看好。其他还有4 个类似的疫苗处于早期临床阶段（表2）。值得一提的是，GSK 和AFFiRis 共同开发的AD-02 是模仿天然A的人工合成的小肽， 能够诱导抗体特异性进攻A的N 端片断， 在动物模型中疗效较好，目前已进入二期临床研究。被动免疫的策略是直接用抗体进攻A 分子，这种方法可以允许发展特异性更强的抗体， 而且在老年病人中，这种方法可能更有效，因为老年人对疫苗的免疫反应能力普遍下降。目前至少有9 个人源化的单克隆抗体处于临床研究， 其中辉瑞的Bapineuzumab和礼来的Solanezumab 已进入三期。Bapineuzumab 能够与A 的N 端片断紧密结合，主要进攻A斑块，两项二期临床研究显示它能有效降低A 的含量， 但对认知能力的改善没有统计学差异，似乎对不含ApoE4 等位基因（4 allele）的个体更有效35。有意思的是，本品还可以降低CSF中Tau的含量。该药物最大的副作用是血管源性脑水肿，几乎10%的临床参与者受到影响， 而且副作用在携带有ApoE4 等位基因的个体中更为明显，不幸的是ApoE4 等位基因正是患老年痴呆的危险因素之一。目前，Bapineuzumab 仍在进行三期临床研究。礼来的Solanezumab 主要作用于可溶性的A分子，可加