有一种疾病悄然侵袭着无数家庭的幸福——阿尔茨海默病,它不仅带走了亲人的记忆,也让我们对生命的脆弱有了更深的感悟。本文将带您走进这场认知迷雾,从疾病基础、遗传奥秘到生物标志物的需求,揭开阿尔茨海默病的神秘面纱。
一、沉重的阿尔茨海默病
阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease, AD)是一种神经系统退行性疾病,主要影响记忆、思考和行为能力。其病理特征包括大脑内β-淀粉样蛋白(aβ)的异常沉积以及tau蛋白引起的神经元内神经纤维缠结的形成。随着中国社会老龄化程度不断加深,阿尔茨海默病及相关痴呆症,已成为严重危害公众健康的重大问题。目前,中国60岁及以上人群中,认知障碍患者高达5300多万,其中轻度认知障碍(MCI)患者3877万,痴呆患者近1507万,包括983万AD患者、392万血管性痴呆患者和132万其他形式的痴呆症患者1。根据2015年数据统计,中国AD患者的年度社会经济负担总额已达到1677.4亿美元,预计到2050年,这一数字将激增至1.8万亿美元2。AD的发病率、患病率和死亡率均稳步上升,现已成为中国城乡居民的第五大死因,并加剧了由此给个人、家庭和社会带来的经济负担。
二、遗传学密码:解锁AD的钥匙
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1.早发性家族性阿尔茨海默病(EO-FAD)
早发性家族性阿尔茨海默病发病年龄早于60岁。早发性AD较为罕见,仅为5%–10%4。这类AD的遗传基础主要归因于三个基因的突变:淀粉样前体蛋白(APP)基因、早老素1(PSEN1)基因和早老素2(PSEN2)基因。这些基因突变导致β-淀粉样蛋白(Aβ)的产生、加工和清除过程发生异常,促进了Aβ的聚集和沉积,进而引发神经元的损伤和死亡。APP基因编码的APP蛋白是Aβ的前体,而PSEN1和PSEN2则作为γ-分泌酶复合体的组成部分,参与Aβ的生成。EO-FAD的遗传模式遵循孟德尔遗传规律,以常染色体显性方式遗传,EO-FAD的基因突变足以导致AD的发生。
2.迟发性阿尔茨海默病(LOAD)
迟发性阿尔茨海默病(LOAD)是AD的最常见形式,其发病年龄通常超过65岁。与EO-FAD不同,LOAD的遗传模式更为复杂,涉及多个基因与环境因素的交互作用。在LOAD的遗传风险因素中,载脂蛋白E(APOE)基因的ε4等位基因是目前被广泛接受并确认为LOAD的确定风险因素。APOE基因位于染色体19q13上,主要参与脂质代谢和运输过程。APOE ε4等位基因与β-淀粉样蛋白(Aβ)的清除效率降低有关,从而增加了Aβ在脑内的沉积和AD的发病风险。携带一个APOE ε4等位基因的个体,其罹患AD的风险相较于非携带者增加约四倍;而若携带两个该等位基因,则风险更是激增超过十倍。尽管APOE ε4等位基因是LOAD的重要遗传风险因素,但它并非必要条件,也非充分条件,而是众多风险因素中的一个组成部分。
这些遗传学发现持续促进针对AD的预防、阻断及逆转新疗法的开发。
三、阿尔茨海默药物研发:挫败中的坚持,铺就前行之路
1. Aβ与Tau疗法屡遭挫败
科学家们投入了大量精力研发药物,但许多针对阿尔茨海默病病理机制的关键靶点aβ和tau蛋白的疗法在临床试验中遭遇失败,根据美国药物生产与研发协会发布的研究报告,2000年到2017年,药企针对AD累计投入的研发费用已超过6000亿美元。例如一项针对阿尔茨海默病高风险人群,进行了为期240周的Solanezumab单抗治疗试验,旨在通过减少Aβ积聚来减缓认知功能下降。然而,试验结果却显示与安慰剂相比,Solanezumab单抗并未能显著减缓患者的认知衰退,宣告了此药物研发的失败,但对未来AD免疫疗法提供了宝贵的经验5。
2.近20年以来FDA首次完全批准的阿尔茨海默病药物——Lecanemab单抗
发表于《The New England Journal of Medicine》一项研究显示,Lecanemab是一种针对Aβ的单克隆抗体,能够显著减少大脑中的Aβ负荷,并在认知和功能评估中显示出比安慰剂组更好的效果6。Lecanemab单抗作为近20年以来FDA首次完全批准的阿尔茨海默病药物,无疑为疾病修饰治疗领域开辟了新径,激发了后续研发者的无限热情,成为该领域探索路上的重要里程碑。
四、生物标志物的需求
1. 药物研发的困境与反思
当药厂在药物研发中艰难前行的时候,药物研发的失败也引发了相关学者的深刻反思,美国阿尔茨海默病临床试验联盟的领导者、圣地亚哥南加州大学的神经学家保罗·艾森(Paul Aisen) 表示:“当时,没有生物标志物,我们只能盲目工作。”或许药物本身并非问题所在,而是我们未能精准选择治疗对象、确定合适剂量或有效追踪疗效7。
Aβ PET被应用于Lecanemab单抗减少大脑中Aβ负荷的研究6。数据显示,与接受安慰剂的对照组相比,使用Lecanemab单抗的参与者在18个月后的大脑Aβ负荷显著降低。在涉及698名参与者的PET淀粉样蛋白研究中,lecanemab组的基线平均淀粉样蛋白水平为77.92 centloids,安慰剂组为75.03 centloids。18个月时,相对于基线的调整后平均变化,在lecanemab组为-55.48 centloids,在安慰剂组为3.64 centloids,差异为-59.12centloids(图1)。

图1.β淀粉样蛋白负荷从基线水平的变化结果
Tau PET也应用于阿尔茨海默病的研究8。¹⁸F T807因不与Aβ结合、对白质或正常灰质的非特异性结合低、亲和力高以及代谢稳定性好而被认为是非常有前景的tau PET示踪剂。研究发现¹⁸F-T807能够特异性地结合tau蛋白,并在AD和MCI患者的新皮质区域表现出显著高于正常对照组的结合水平。¹⁸F-T807的结合模式与阿尔茨海默病的神经病理学Braak分期相吻合,特别是在颞下回和额下回区域的结合与认知功能损害程度显著相关。脑脊液(CSF)中的MTBR-tau243被确认为阿尔茨海默病中tau缠结病理学的特异性生物标志物9。研究发现,MTBR-tau243与tau-PET的相关性最强,相比其他脑脊液生物标志物,它更能直接反映AD中的tau病理。MTBR-tau243不仅在横断面研究中表现出与tau病理的高度一致性,还在纵向研究中显示出随着疾病进展而增加的趋势,特别是在tau-PET阳性的AD患者中。
脑脊液(CSF)和正电子发射断层扫描(PET)生物标志物因其侵入性强,价格昂贵,不容易普及,难以广泛用于AD的生物标志物筛查。在此背景下,科学家们将目光投向了外周血中的生物标志物,这一非侵入性检测手段具有巨大的潜力。下一篇我们将重点介绍血液中的生物标志物。
阿尔茨海默病的探索之路虽充满坎坷,但未来随着研究的深入,这场认知迷雾终将散去,为更多患者带来希望之光。