中药有效成分治疗阿尔茨海默病研究概况

陈黔，李雨泓

(陆军军医大学第二附属医院中心实验室，重庆 400037)

阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)是一种病程缓慢且不可逆的神经退化性疾病，会随时间的推移逐渐恶化，是导致老年痴呆的主要原因之一。AD临床上表现为记忆力丧失、语言表达障碍、方位定向障碍、情绪及行为失控以至生活无法自理等。AD的发病群体主要集中在65岁以上的老年人，女性发病率约为男性的2倍[1]。由于AD的致病原因尚未明确，目前无法彻底治愈。临床上常用的药物为乙酰胆碱酯酶抑制剂和N-甲基-D-天冬氨酸受体拮抗剂两大类，乙酰胆碱酯酶抑制剂通过抑制乙酰胆碱神经递质分解，增强神经传导的兴奋性；N-甲基-D-天冬氨酸受体拮抗剂通过抑制N-甲基-D-天冬氨酸受体持续活化，导致神经兴奋中毒，以缓解临床症状。但由于上述两类药物作用靶点广泛，会引起严重的不良反应，因此，对于AD的治疗除了药物的治疗外还需要配合心理干预治疗与护理。由于AD的病程长，药物昂贵，护理需求高，给患者及家属带来了巨大的经济负担，随着老龄化社会的到来，AD的社会成本会逐年升高，将成为我国医疗资源占用率最高的疾病之一[2]。随着近年来中药现代化的发展与进步，无论是中药提取物还是传统的方剂、煎剂、药针等都在AD的治疗中取得了一定的进展，多种中药在治疗AD方面具有较大的潜力。现就中药有效成分治疗AD的研究进展予以综述。

1 AD概况

1.1致病原因 目前比较主流的致病假说有4类。①与遗传相关，主要为淀粉样前体蛋白基因(amyloid precursor protein，APP)、衰老基因(presenilin，PSEN)1和PSEN2以及载脂蛋白E。研究发现，APP、PSEN1/2和载脂蛋白E在AD患者中蛋白和信使RNA的表达显著高于健康人[3]。Lambert等[4]利用全基因组关联分析找出了可能增加AD患病概率的基因，包括Cas支架蛋白家族4、CELF1(CUG triplet repeat RNA binding protein 1)、Fermitin家族同源蛋白2等。现有的研究仅找出了可能与AD患病相关的基因，而这些基因影响AD的发生机制仍不明确。②与神经递质乙酰胆碱有关，由于神经递质乙酰胆碱产生量的显著减少，胆碱能神经兴奋不足，而乙酰胆碱主要与学习和记忆有关，因此产生记忆衰退及行为障碍等症状[3]。③与β-淀粉样蛋白(amyloid β protein，Aβ)有关，由于大量Aβ堆积于脑中，导致神经元老年斑沉积，神经传导受阻致使脑损伤；2017年，默克公司公布新药β-secretase抑制剂verubecestat能够有效抑制脑部Aβ沉淀，同时在早期临床试验中证明了该药能有效治疗重度AD患者，但由于该药物对轻度AD患者无显著疗效且不良反应极大，于2019年宣告临床试验失败[5]。④与Tau蛋白有关，Tau蛋白在大脑中过度磷酸化，与其他Tau蛋白结合形成神经纤维缠结，使得脑细胞微管网络瓦解，细胞骨架运输系统受损，信息传递失败，致使神经元细胞凋亡[6]。除以上4类假说外，还有其他致病假说，如血脑屏障功能受损、脑细胞内外金属离子(铜离子、铁离子、锌离子)不平衡、蛋白修饰异常造成脑部氧化应激反应以及脑部慢性炎症及细菌感染等[7]。

1.2临床治疗药物 根据上述致病假说而开发的药物，临床上常用的主要有乙酰胆碱酯酶抑制剂和N-甲基-D-天冬氨酸受体拮抗剂。乙酰胆碱酯酶抑制剂通过降低乙酰胆碱的降解，增加胆碱能神经的兴奋性，从而修复神经传导；N-甲基-D-天冬氨酸受体拮抗剂通过有效降低神经传递中谷氨酸造成的神经毒性来降低神经细胞的损伤及死亡，从而缓解AD。2007年，有学者提出，非甾体抗炎药具有预防AD的作用，但因临床试验发现不良反应太大而停止使用[7-8]。目前AD的主流治疗方式是服用相应剂量的乙酰胆碱酯酶抑制剂或N-甲基-D-天冬氨酸受体拮抗剂，配合心理治疗及适当医疗护理。

2 中药有效成分治疗的作用机制及应用

早在《景岳全书·杂病谟》中就提出使用“七福饮”行气开郁来治疗“痴呆症”[9]。由此可见，中药治疗AD由来已久。目前阻碍中药现代化发展的主要原因是药物活性成分太多，各类物质比例尚不明确。如何提纯药材中的有效成分以及理清有效成分对疾病作用的药理机制是中药发展的重点课题。近年来，中药有效成分提取物治疗AD的研究已取得重大进展。

2.1人参皂苷及皂苷类提取物 人参作为最广泛补元固气的中药之一，其提取物的有效成分为皂苷。吴蕾等[10]使用Aβ25-35蛋白诱导NG108-15细胞株(小鼠神经元细胞)建立AD细胞模型，使用人参皂苷Rg1处理后的AD模型细胞中核因子κB的活性显著增加，Bcl-2的基因表达增加，胱天蛋白酶(caspase)-3的活性降低，显著提升了神经细胞存活率。实验结果说明，人参皂苷Rg1在AD细胞模型中有显著的治疗效果。刘慧琳[11]给脑供血不足导致中枢神经功能减退的血管性痴呆症大鼠模型腹腔注射提取物人参皂苷Rb1，结果发现，痴呆大鼠记忆力显著增加，电生理图谱显示，痴呆大鼠神经细胞敏感性增强，而Bcl-2蛋白水平增加，Bax蛋白水平降低，caspase-3活性降低，海马区细胞存活率显著高于对照组；且能够缓解氧化应激反应，具有抗氧化作用的超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽三类蛋白质在海马回区域含量显著升高，证实了Rb1对痴呆大鼠的神经修复功能。上述结果显示，人参皂苷无论是应用于动物模型还是细胞模型，对AD均具有显著的治疗效果，是可开发用于临床的潜力药物。

远志皂苷作为远志主要的活性成分之一，近年来也被用于研究治疗AD，并取得了一定进展。黄炎等[12]将Aβ1-40蛋白注射至大鼠海马CA1区建立痴呆大鼠模型(AD模型)，采用不同剂量远志皂苷灌胃后发现，AD模型神经细胞内线粒体数量增加，细胞色素C的表达降低，线粒体内超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性增强，同时海马区丙二醛下降，减轻了Aβ1-40引起的大脑氧化应激反应导致的神经毒性，达到了保护神经元的治疗效果。上述研究从不同植物内提取的皂苷类经证实在AD细胞模型和动物模型中均具有一定的效果。但皂苷对AD治疗的作用原理尚不明确，进入体内后的吸收、分布、代谢和排泄也未进行深入研究，不同摄取途径的药物作用效果差异也并未提及。同时，人参皂苷有很多类似物，有效人参皂苷的化学结构虽已确定，但有效基团尚未进行深入研究。

2.2黄酮类 黄酮类化合物广泛分布于豆科、芸香科、唇形科等中药材中，具有抗氧化、抗炎、镇痛、调节免疫、抗衰老、降血脂、抗肿瘤等药理作用。毕建忠等[13]将Aβ25-35蛋白注射至大鼠双侧海马区建立AD动物模型，采用大豆异黄酮灌胃处理后，Morris水迷宫实验结果显示，AD大鼠学习记忆能力及认知功能均显著改善，海马组织N-甲基-D-天冬氨酸2B受体表达显著增加，且治疗效果随剂量增加而增强。孙晶等[14]同样利用Aβ25-35脑内注射建立AD大鼠模型，并采用大豆异黄酮灌胃，结果显示，AD大鼠学习和记忆能力提高，改善了AD大鼠海马椎体细胞脱失、排列紊乱、结构不清等病理现象，增加了胆碱乙酰转移酶活性。上述结果提示，大豆异黄酮的作用机制可能是通过影响乙酰胆碱递质合成以及增加神经纤维N-甲基-D-天冬氨酸2B受体表达来达到治疗的目的。

丹参具有活血祛瘀、通经止痛、清心除烦、凉血消痈等功效。Wang等[15]研究发现，从丹参中提取的丹参酮能够缓解Aβ蛋白对神经细胞的毒性，其提取物丹参酮Ⅰ和丹参酮ⅡA能够抑制Aβ蛋白的形成和累积，低剂量的丹参酮就可抵抗Aβ对骨髓神经母细胞瘤细胞株(SH-SY5Y)的毒性，增加神经细胞存活率；分子动态实验结果显示，丹参酮是通过竞争性结合Aβ蛋白的疏水性β折角，从而抑制Aβ蛋白在神经细胞中的积累，达到治疗效果。丹参酮Ⅰ和丹参酮ⅡA分子量低于300，属于小分子药物，极易通过血脑屏障，作用于神经细胞。基于化学结构与药物作用，丹参酮是极具开发价值的药物。

黄酮类化合物的研究程度与人参皂苷类似，目前尚未有确切的药理作用和化学结构作用机制。同时，黄酮类化合物极难溶于水，而易溶于乙醇、乙醚、乙酸乙酯等有机溶剂中，分子含多个酚羟基，一般状态下呈酸性状态。由于黄酮类化合物溶解度差，生物吸收利用有限，由于其酸性低于生理pH值，容易对身体造成刺激性作用，而将黄酮物质溶于碱性水溶液中，虽然溶解度显著提高，但存在化学结构不稳定，易发生氧化水解等其他反应影响药物疗效。因此，在药物开发时需要克服较大的技术困难。

2.3多糖类 灵芝具有补气安神、止咳平喘、延年益寿的功效，用于治疗眩晕不眠、心悸气短、神经衰弱、虚劳咳喘，其提取物物灵芝多糖具有治疗AD的作用。袁电杰等[16]采用Aβ25-35脑内双侧海马区注射建立AD大鼠模型后，腹腔注射灵芝多糖观测治疗效果，免疫染色结果显示，海马CA1和CA3区突触数量增加，密度增大，海马突触蛋白含量升高；行为实验显示，注射灵芝多糖的AD大鼠学习记忆力显著恢复。提示灵芝多糖通过影响突触数量的形成，增加大鼠记忆学习能力来抵抗痴呆症状。

当归具有补血和血、调经止痛、润燥滑肠、抗癌、抗老防老、增加免疫的功效，其提取物当归多糖具有抗痴呆的作用。李雪燕等[17]通过腹腔注射D-半乳糖和亚硝酸盐制备小鼠AD模型，采用当归多糖腹腔注射后，AD小鼠脑组织中Ca2+升高的现象被抑制，增加了AD小鼠脑内钙离子泵(Ca2+-ATPase)和钙镁离子交换泵(Ca2+，Mg2+-ATPase)的活性，降低乙酰胆碱酯酶的活性，结果显示，当归多糖是通过降低AD小鼠脑组织Ca2+超载及增加胆碱神经的敏感性来缓解神经损害的。

黄精具有补气养阴、健脾、润肺、益肾的功效，其提取物有效成分包括甾体皂苷和黄精多糖，其中黄精多糖具有治疗痴呆症的作用。成威等[18]采用APP转基因小鼠作为AD模型，黄精多糖灌胃后，AD小鼠海马CA1区突触数量增多，突触截面积减小，且变性程度减轻，突触中的突触小泡数量增加，且呈剂量依赖性，同时水迷宫实验结果也显示AD小鼠学习记忆能力显著改善。上述结果提示，黄精多糖通过改善轴突漏功能来缓解痴呆症状。

枸杞具有养肝、滋肾、润肺、补虚益精和清热明目的功效，其主要成分为枸杞色素、甜菜碱和枸杞多糖，其中枸杞多糖具有抗痴呆的作用。Yu等[19]采用Aβ25-35蛋白诱导大鼠胚胎神经原代细胞模拟AD细胞模型，结果显示，枸杞多糖提取物可降低AD神经细胞中caspase-2和caspase-3的活性，降低神经细胞的死亡率；在AD动物模型中，枸杞多糖提取物通过降低AD小鼠中核因子κB的活性，降低肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6和白细胞介素-1β等炎症因子表达，改善脑部血液循环，降低神经细胞死亡率，从而达到脑部神经保护的目的。

灵芝多糖的优点在于具有多羟基醛酮结构，因此溶于热水，微溶于冷水，溶解度较黄酮类和皂苷类高，但属于热不稳定性物质，且是一种较为复杂的混合物。由于形成结构是由3个单糖分子链状构成，因此具有旋光性，而分子链长短会因为植物本身差异及工艺差异具有显著性差异。因此，灵芝提取物物化性质控制是一个技术点。另一方面由于灵芝来源不同，多糖的组成也会存在一定差异，组成差异对治疗效果的影响目前尚未有研究。

2.4生物碱类 石蒜碱具有神经毒性，能够致人呕吐、腹泻，目前临床上用于治疗阿米巴原虫感染导致的腹痛腹泻，作用机制是抑制乙酰胆碱的活性。由于AD与乙酰胆碱递质传递有关，因此，近年来有学者研究生物碱类对AD的影响。辛利娟[20]发现，石蒜提取物中网球花定碱、加兰他敏、1，2-二乙酰化石蒜碱和1-O-乙酰化石蒜碱四个化合物显示出极好的抗老年痴呆症活性；石蒜碱、小星蒜碱和2-O-乙酰化石蒜碱具有缓解Aβ蛋白诱导神经毒性的作用，作用原理是通过减少细胞中H2O2的产生，增加细胞抗氧化能力，达到降低毒性的作用；网球花定碱、加兰他敏、乙酰化石蒜碱和1-O-乙酰化石蒜碱能够抑制胆碱酯酶基因血管紧张素转换酶1和2的表达，从而抑制乙酰胆碱的水解，提高细胞敏感性。在临床应用方面，石蒜碱神经毒性强，用药剂量小，开发难度大，可作为候选治疗药物。

吴茱萸碱具有很强的抗氧化能力，可以通过抑制环加氧酶2和一氧化氮合酶的合成及活性来抑制氧化作用。王冬梅等[21]采用APPswe/PSΔE9转基因小鼠作为AD动物模型，将柚皮苷与吴茱萸碱混入小鼠饲料中，观测AD小鼠的变化，结果显示，合并用药可显著改善AD小鼠的学习和记忆能力，小鼠海马区中老年斑显著减少，而单独用吴茱萸碱或柚皮苷也能改善AD小鼠学习记忆能力，但效果差于联合用药。说明吴茱萸碱辅助治疗AD具有显著疗效。石蒜碱与吴茱萸碱均为小分子药物，分子量小于300，可通过血脑屏障。石蒜碱的主要限制在于其本身具有一定毒性，会引发呕吐与腹泻，用量不能过高。目前对石蒜碱治疗效果的剂量研究并未深入，剂量控制不当有中毒的风险。同时，由于石蒜碱本身的溶解度不高，较难被生物体利用。

2.5酚类及其他中药 茶多酚具有解毒、抗辐射、抗氧化、抗血栓及增加免疫力的作用。在众多酚类物质中，Qiao等[22]发现，桑葚提取物AIO(artoindonesianin)在神经细胞中通过降低磷酸化胞外信号调节激酶1/2的表达，不仅能抑制Aβ蛋白诱导的神经毒性，同时也能抑制Tau蛋白过度磷酸化诱导的神经毒性，增加突触的可塑性，提高神经细胞存活率。其他酚类如厚朴酚等也能够抑制AD小鼠脑部氧化应激反应，改善Aβ短肽聚合与沉积，抑制淀粉样斑块形成，进而降低神经细胞损伤以及学习能力和记忆力损伤[23]。陈洪琳和关放[24]使用黄连、黄芩、黄柏及栀子组成的黄连解毒汤治疗AD患者的临床试验结果显示，黄连解毒汤联合匹伐他汀钙治疗后，在肝肾功能无明显影响下，AD患者体内相关炎症因子白细胞介素-1β、白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α水平显著降低，脑脊液中Aβ蛋白及Tau磷酸化蛋白含量较安慰剂组显著降低，表明联合用药治疗效果优于单独用药。说明黄连解毒汤对AD的治疗有显著效果且无明显不良反应，值得推广。中药提取成分中的挥发油类[25]、酯类[26]、淄醇类[27]、萜类[28]等经研究被证实对神经细胞有保护作用，主要是通过促进神经细胞修复、抑制细胞死亡因子caspase-3的表达、抑制Aβ的沉积以及抑制Tau蛋白过度磷酸化来达到神经细胞修复的作用。从动物模型上看，不论是AD小鼠还是AD大鼠的学习和记忆力经挥发油、酯类、淄醇类或萜类提取物处理后均有显著提升。

茶多酚、黄连解毒汤以及其他油类、酯类等中药的共性问题在于有明确的AD治疗效果，但药效学的剂量、药动学的深入研究都因提取技术及中药材的来源差异，无法确立一致性，因而尚未进行深入研究。

3 中药有效成分治疗的局限性及问题

目前各类中药提取成分在AD细胞模型或AD动物模型上都有很好的治疗效果。但应用方面还存在以下问题：①由于中药的价格昂贵，有效成分含量少，因此提取成本巨大，工业化成本难以承受[31]；②药材由于产地、季节、人员、运输等因素，批间差异大，提取技术复杂，且有效成分及杂质鉴定方法复杂，难以保持稳定性[32-33]；③中药提取物稳定性差，难以保存，需要进行化学结构修饰或制剂技术处理；④药物经代谢后通过血脑屏障才能起效，口服制剂需要克服胃部降解、肝代谢，注射制剂需要解决热源及稳定性问题，同时脑部结构复杂，治疗AD的同时需要确认不会引起其他神经性病变等不良反应[34]。从有效成分确认、药物提取、制剂修饰到临床试验还有很多技术难关需要攻克。然而，中医中药现代化势在必行[35]，也是当代药学人的责任与义务。

4 小 结

随着中国社会的老龄化，AD可能成为未来高发病之一。目前临床用药选择少，无法根治，需要大量新药开发。新化学分子药物的开发数量逐年降低，而中药作为中国宝贵的医疗遗产之一，有着丰富的资源和应用历史。随着中药现代化的发展，中药的提取物已经在细胞模型及动物模型上证明了对AD的治疗效果，给AD新药开发提供了新的方向。而如何高效、快捷地提取中药有效成分，维持药物稳定性，从实验室研究推广到工业生产，从动物实验推广到临床应用，需要所有医药从业人员的共同努力，也是中药发展的必然方向。