温蒲圆 周 军 (中南大学湘雅三医院神经内科,湖南 长沙 4003)
阿尔茨海默病(AD)是一种多病因神经变性疾病,临床主要表现为近期记忆功能障碍,随后为持续性学习能力减退,判断推理丧失、失语、运动障碍等,病理特征为广泛的大脑皮质萎缩(尤以额叶、颞叶更明显),镜检可见皮质神经元丢失,伴有胶质细胞增生与皮质下继发脱髓鞘;在大脑皮层和海马区域出现β-淀粉样蛋白(Aβ)以及脑内局部炎症构成的老年斑(SPs),神经元内形成病理性的纤维缠结(NFTs),突触异常、星形细胞增生样反应,神经元内也呈现颗粒空泡变性等。AD病因十分复杂,其发病机制尚不清楚。大多数学者认为Aβ沉积激活小胶质细胞引起的炎性反应是AD的核心病理机制〔1〕。目前尚无根治或完全逆转病程的药物,但人们对AD的研究从未停止过,研究者们尝试了多种药物和多种治疗策略来改善AD患者的症状,本文就近年来AD的治疗研究进展予以综述。
神经化学研究表明,AD患者脑内有明显的中枢胆碱能神经递质不足,导致患者记忆力减退,定向力丧失,行为和个性改变等。因此,增强胆碱能作用是治疗AD的重要途径。加强胆碱能神经效应有三种途径:给乙酰胆碱酯前体药物、胆碱酯酶抑制剂(ChEI)及胆碱能受体激动剂。目前重点研究的是乙酰胆碱酯酶抑制剂(AChEI)。AChEI可通过减少ACh的降解来提高突触间隙中ACh的浓度,从而提高中枢胆碱活性,它是目前最常用并被认为是治疗AD最有希望的药物之一。现今临床应用较广的是第二代AChEI,即盐酸多奈哌齐(安里申,aricept)〔2〕、重酒石酸卡巴拉汀(艾斯能)〔3〕、加兰他敏、石杉碱甲。①多奈哌齐,能减缓海马萎缩的进程,保护神经细胞。研究表明多奈哌齐可改善 AD症状,近期的一项随机、双盲、对照(RCT)研究显示轻-中度AD患者服用多奈哌齐较安慰剂或未治疗者能减慢病情进展〔4〕。②加兰他敏,是石蒜科植物中的生物碱,不仅能抑制ACh而增加Ach水平,还可调节脑外部烟酸受体而增加Ach的释放。研究表明,加兰他敏可安全用于老年重度AD患者的治疗,使患者的认知功能得到改善,但日常生活参数改变不明显〔5〕。③卡巴拉汀,是毒扁豆碱的氨基甲酸衍生物,能选择性增强脑皮质和海马等部位的Ach活性,减慢β淀粉样前体蛋白(APP)的形成,从而改善AD患者的认知功能。有研究表明,AD患者口服卡巴拉汀后,进展性病情恶化量表评分有显著改善。④石杉碱甲是刘嘉森等从民间草药千层塔(蛇足石杉)中分离得到的一种新型石松类生物碱有效单体,是一种可逆性AChEI,具有促进记忆再现和增强记忆保持的作用。任晓蕾等〔6〕对国内5项RCT研究进行荟萃分析表明,石杉碱甲可显著提高轻-中度 AD患者的《简易精神状态检查表,MMSE》评分,显著降低《日常生活量表》评分。
APP可被分泌蛋白酶切割,产生可溶性APP片段羧基末端片段(β-CTF),后者再经 γ-分泌酶切割产生 Aβ40 或 Aβ42,余下的细胞内主链AICD在胞质内代谢。AD患者脑中APP主要经分泌酶途径降解,从而使Aβ生成增多。Aβ是老年斑的主要成分,具有极强的神经毒性作用,能导致神经元膜上不饱和脂肪酸被氧化而产生大量自由基,引起神经元细胞膜破坏,通透性增加,大量Ca离子涌入细胞内,依次激活钙依赖性激酶、蛋白酶、脂肪酶,从而导致细胞损伤乃至死亡〔7〕。因此,Aβ积聚是AD发病的起始因素。针对Aβ的产生,其常用药物有分泌酶抑制剂、调节胆固醇药物等。应用分泌酶抑制剂治疗AD尚在研究阶段,还面临诸多问题,有文献报道只要部分抑制其中任一种分泌酶,使Aβ水平下降30% ~50%即可获得明显疗效。
近年来人们认识到胆固醇是AD发病一个确定的危险因素。Arvik报道,临床研究显示胆固醇和AD关系密切,胆固醇水平的调节影响着A的合成,降低血胆固醇的他汀类药物对AD有防治性作用。Sparks等〔8〕在一项入选67例轻-中度AD患者的单中心、双盲、随机对照研究中使用阿托伐他汀治疗后,结果表明治疗组的认知功能优于对照组。但在另一项研究中报道,他汀类不仅降低寡聚肽Aβ水平而且降低纤维型Aβ的水平,但他汀类的保护性效应与高脂水平无关,可能与他汀类的抗炎效应或改变脑和血浆中Aβ的循环有关,而不是直接与胆固醇相互作用〔9〕。
研究表明,AD患者存在糖、蛋白质、脂质等代谢障碍,同时其脑血流量及耗氧量明显低于正常同龄人。因此,脑循环改善药与具有脑血管扩张作用的脑代谢激活药成为AD治疗的一大类可供选用的药物。脑细胞代谢激活药(益智剂)为一类γ-氨基丁酸衍生物,有吡拉西坦(脑复康)、奥拉西坦、氨基酸/低分子肽(脑活素)等。70例AD经服用奥拉西坦或吡拉西坦后其MMSE分数明显升高,说明病人在总体上有明显的改善〔10〕。最新研制的萘非西坦被认为更有效,更安全。脑血液循环促进药包括双氢麦角碱、尼麦角林等。
老年人的防御体系功能减弱,脑内自由基的清除能力降低。当AD患者脑内氧化程度增高,自由基产生增多,膜脂质的过氧化作用以及蛋白质、DNA的氧化作用使细胞膜、细胞内微环境、能量代谢和遗传等方面均发生了破坏性的变化,导致神经细胞死亡而引起AD。多项流行病学研究表明:维生素E和维生素C有延缓AD发病的作用〔11〕。维生素C具有清除自由基和抗氧化作用,能够稳定细胞膜。绿茶及绿茶多酚是公认的抗氧化剂,可减轻脂质过氧化反应,抑制氧化性DNA损伤,进而调节细胞凋亡过程,并可能抑制AchE活性,干预APP的产生,减轻A的沉积,从而干预AD的病理过程,发挥神经保护作用〔12〕。褪黑素是一种内源性自由基清除剂,能降低细胞内Ca2+超载,从而发挥抗自由基作用。其他自由基清除药TA9902、甲磺酸去铁胺、艾地苯醌等也有较强的抗氧化作用。
近年来,补体系统在AD的作用机制、预防与治疗的重要性越来越受到人们的重视。补体系统介导的损害是Aβ细胞毒性作用机制中的重要环节之一。Aβ能与神经胶质细胞的受体结合,激活脑组织中的小胶质细胞和星形胶质细胞〔13〕,激活的星形胶质细胞释放大量炎性细胞因子和神经毒性物质,激活补体系统,上调补体成分的表达,从而促使Aβ沉积以及SPs和NFTs的形成,导致神经元的损伤和死亡。研究发现,补体片段C5a被认为是致炎作用最强的补体成分〔14〕,而中枢神经系统损伤后,补体可通过受损的血脑屏障进入脑组织,在大脑内由侵入或固有免疫细胞合成而大量增高激活〔15,16〕。因此C5a参与介导AD的炎症反应。C5a与C5a受体(C5aR)或C5L2受体相结合而发挥生物学作用,其中又以C5aR发挥生物学作用最为重要〔17〕。
鉴于C5a-C5aR在炎性病理反应中的关键作用,试图探讨阻断C5a来治疗补体过度活化诱发AD的新思路,设计开发特异性的拮抗药物,阻断C5a信号向下游传导,减轻炎症反应,成为当前研究者关注的热点。目前C5a的阻断剂包括抗C5aR抗体、C5a反义肽、细菌来源的抑制性蛋白和C5a受体拮抗剂等,其中使用最广的是C5a受体拮抗剂。C5a受体拮抗剂根据其结构大致分为肽类和非肽类〔18〕。PMX-53〔19〕是应用最广泛的环肽类C5a受体拮抗剂。已报道的非肽类C5a受体拮抗剂包括W-54011、5,6,7,8-四氢喹啉类衍生物等。随着补体与 AD在预防和治疗的不断深入研究,C5a及其受体的拮抗剂有望为炎性疾病、血管及神经系统疾病的治疗带来新的希望。
神经病理学研究表明,AD患者与年龄匹配的健康人群相比,脑内的急性期反应物、细胞因子和补体蛋白等物质水平明显增高。AD患者的大脑局部炎症反应明显〔20〕,该观察结果引发了采用类固醇或非类固醇抗炎药(NSAIDs)进行的一系列临床试验。许多研究支持抗炎药物可延迟AD的发生和发展,一项回顾性流行病学研究显示NSAIDs和固醇类抗炎药物的治疗可使AD的危险性减低50%〔21〕。流行病学的研究提示,经常服用阿司匹林或消炎镇痛药物的老年人患AD和认知障碍的危险性明显降低。小剂量阿司匹林可以减缓AD恶化,这是因为阿司匹林具有增加脑血流量、改善脑功能障碍的作用。临床NSAIDs常用药物有布洛芬,双氢麦角胺,吲哚美辛〔22〕。有研究发现,NSAIDs有降低Aβ42的作用,可能与改变γ-分泌酶活性有关〔23〕,体外实验也证明NSAIDs还可抑制Aβ聚集。但最近的研究却发现NSAIDs并不能降低AD患者Aβ的产生,反而增加AD出血的风险〔24〕。NSAIDs对AD的治疗还需要进一步研究。
特异性抗体结合Aβ通过促进小胶质细胞的吞噬作用而发挥Aβ的清除作用,在AD脑组织内,可通过诱导Aβ成为抗原而使自身产生抗体(主动免疫)或直接使用特异性抗体(被动免疫)两种方法实现。Elan公司进行了 AN-1792疫苗(含Aβ1~42肽段和免疫佐剂QS-21)Ⅰ期和Ⅱa期临床试验后,对免疫成功的AD患者进行随访发现脑内老年斑明显减少,但神经心理测定未发现与对照组有明显差别。以Aβ免疫AD病人,其免疫效果目前有待进一步研究。目前有两个二代疫苗在进行Ⅱ期临床试验,分别是诺华公司的CAD1和辉瑞公司的PF-04360365。被动免疫系应用抗Aβ抗体直接注射至体内与Aβ结合、然后通过吞噬细胞加速Aβ的清除来实现。由Elan和惠氏公司研制的抗Aβ人源化抗体Bapineuzumab是第一个用于治疗AD的抗体。研究表明,该抗体可清除聚集在AD病人大脑中的Aβ斑块,目前正进行Ⅲ期临床试验〔25〕。
雌激素在各种生理和生物过程中起重要的调控作用。研究发现AD的发病有明显的性别差异。数据显示老年女性更易患AD,而老年女性绝经后雌激素水平急剧下降,雌激素缺乏可能是AD的危险因素。实验表明,雌激素可以介导APP的降解水平,减少脑内具神经毒性的Aβ1~42产生和沉积,对中枢神经递质也有调节作用,并调节载脂蛋白E的表达,维持细胞内的钙平衡,增加大脑的血流供应,诱导海马树突棘的形成,抑制兴奋性氨基酸的毒性,抗氧化和抗自由基的作用,以及抗凋亡作用,从而可以用于AD的治疗。近年来,人们发现雌激素替代疗法能延缓AD的发生,改善由其导致的认知和记忆功能障碍。雌激素治疗AD的确切机制还有待于进一步探讨。
自从在成人脑内发现神经干细胞(NSCs)后,阐明NSCs的增殖、迁移、分化机制引起了人们的重视。NSCs不仅能促进神经元的再生和脑组织的修复,而且通过基因修饰还可以用于其他神经系统疾病的基因治疗。表达外源性神经递质的神经干细胞,在一定的诱导条件下,可分化成临床所需的神经细胞,修复各种病理引起的神经元缺失和受损的神经胶质细胞。目前多数学者认为〔26〕,NSCs可能是作为对抗Aβ诱发神经元凋亡的阻断剂,通过防止线粒体膜电位水平降低,保护线粒体内环境的平衡和稳定而实现这一功能,NGF和胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)对前脑胆碱能神经元均具有营养作用〔27〕。NSCs的激活时机、激活条件以及定向分化的控制是目前科研需要解决的关键问题。在目前的研究性治疗中,发现NSCs种植入大脑后能诱导获得胆碱能神经元表型,但还不清楚移植到体内后能否获得成熟神经元的全部特征,也没有获得功能性神经元的直接证据。
目前AD的基因治疗还处于理论探索和积累实验室资料时期。分子遗传学上的新进展,载脂蛋白E4、早老素-1、早老素-2、基因突变的发现,已激起更多研究者的兴趣。认为利用克隆基因工程、选择恰当的载体,将可产生神经生长因子的重组体植入脑部,促使脑功能恢复,有望成为防治手段。
近年来中药单体及有效部位治疗AD的研究进展很快,发现了一些很有前途的活性成分,包括皂苷类、黄酮类和多糖类等。皂苷类成分在治疗AD和延缓衰老方面显示出良好的应用前景。研究表明,三七总皂苷延缓衰老的作用可能与其对抗自由基生成,降低血清胆固醇水平有关〔28〕。酸枣仁皂苷除具有抗脂质过氧化和保护神经细胞的作用外,还是钙调蛋白质的一种新型天然拮抗剂,调节细胞各种依赖Ca2+的生理过程。银杏叶提取物中的黄酮类物质、淫羊霍黄酮等能保护脑神经细胞的有效成分,阻抑氧自由基诱导的神经细胞凋亡,发挥治疗AD的作用〔29〕。而Dodge等〔30〕进行的随机双盲安慰剂对照研究表明,在无校正分析中银杏叶提取物并未显示出预防认知功能减退的优势,而在校正药物依从性水平后的分析显示。当归黄酮可抑制血小板聚集和提高纤溶酶活性,改善脑部微循环和供氧。中药多糖防治老年痴呆的研究目前主要集中在免疫调节、抗氧化和延长生物寿命等方面。
随着人类寿命的延长和社会老龄化问题的日益突出,AD的治疗成为文明社会的一重大课题。由于目前对AD的病因及发病机制尚不十分明确,加上所用药物在病灶部位聚集量有限,故尚无理想的根治效果。目前ChEI是AD治疗的首选药物,ChEI是否具备多靶点治疗作用,还期待更多的研究。抗氧化药物、中草药也得到认可。非甾体抗炎药只能用作辅助治疗,免疫治疗、雌激素替代法、防止淀粉样蛋白合成和沉积及基因治疗仍需进一步深入研究。相信随着对AD发病机制的不断深入了解,今后可从更多环节、更多靶点和更多途径研究相关治疗药物,从而在AD防治方面取得突破性进展。
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