帕金森病的神经保护治疗进展

张昭文(综述) 王 涛(审校)

帕金森病(Parkinson disease,PD)是病因未明、老年期常见的神经变性病,主要病理基础为黑质致密部多巴胺(dopam ine,DA)能神经元变性、缺失和残存神经元胞浆中出现路易小体(Lewy body)。累积的证据显示,氧化应激、线粒体功能障碍、神经营养因子下调、钙超载、兴奋性氨基酸毒性作用、细胞凋亡等病理机制参与了PD的发生和/或发展。鉴于病因治疗的缺乏,以阻断DA能神经元变性的病理生理机制,从而阻止或延缓疾病进展为目标的神经保护治疗在理论上具有可行性。近年来针对上述发病机制进行了大量的基础和临床研究,并取得阶段性进展,现就有关工作作一综述。

1 抗氧化剂

大量证据显示氧化应激在DA能神经元死亡中扮演了重要角色。氧化应激一般由细胞代谢过程中产生的活性氧(reactive oxygen species,ROS)引发。在正常细胞中代谢产生的少量ROS通常被及时清除,而在DA能神经元DA分解代谢产生大量的ROS,导致DA能神经元的氧化应激水平远高于其他细胞。因此,减少ROS产生的药物对DA能神经元可能具有保护作用。

1.1 维生素 维生素C和E是天然的抗氧化剂,也是体内主要的自由基清除剂。DATATOP研究发现补充维生素E并不能推迟早期PD患者开始使用左旋多巴的时间,提示维生素E可能并没有神经保护作用[1];另一方面,Fahn进行的另一项研究显示,大剂量的维生素C和E能够使早期PD患者的左旋多巴治疗推迟2.5年,提示它们有某种形式的神经保护作用[2]。Etminan等对发表于1966～2005年间的大量观察性研究进行了Meta分析,发现摄入中到大量的富含维生素E的食物可减少PD的患病风险,而维生素A和维生素C则没有任何保护作用[3]。这种迥异的结果至少存在两种可能的原因：(1)维生素E对不同阶段PD患者的作用不一样,即对已出现症状PD患者的效果可能较无症状的临床前患者要差;(2)补充的维生素E是否提供了有效的抗氧化治疗;维生素E在剂量服药持续时间活性及穿透血脑屏障的能力方面存在差异[4,5]。

1.2 辅酶Q10 辅酶Q10是线粒体复合体Ⅰ和Ⅱ的电子受体,也是一种有效的抗氧化剂和自由基清除剂。已有报道PD患者血小板线粒体中辅酶Q 10水平下降。研究发现在1-甲基-4-苯基-1,2,3,6四氢吡啶(MPTP)制作的PD小鼠模型中辅酶Q 10可以阻止黑质致密部DA能神经元缺失和αsynuclein包涵体形成[6]。临床试验显示大剂量辅酶Q 10(1200 mg/d)可以延缓早期PD患者的病情恶化,但不能推迟左旋多巴的治疗时间[7]。由于该试验在进行统一帕金森病评定量表(UPDRS)评定时并没有先经历洗脱期,因此观察到的可能是症状改善效应而非真正的神经保护[8]。为了明确辅酶Q 10是否具有症状改善效应,Storch等对131名未经系统抗帕金森病治疗的PD患者进行了观察,结果发现服用辅酶Q 10并不能改善症状[9]。但该试验观察时间较短(3个月),可能辅酶Q 10的效应还没有显示出来。另外,参与该试验的患者已处于疾病中期阶段,而不是一般试验的疾病早期阶段,这也可能影响到辅酶Q10的作用发挥。可见临床研究中存在较多混杂因素,应该进一步改进试验方法以避开这些因素的干扰,特别是药物自身的症状改善效应。

2 单胺氧化酶B(monoam ine oxidase-B,MAO-B)抑制剂

MAO-B是基底神经节主要的M AO亚型,在胶质细胞内表达,参与对多巴胺的降解。PD患者由于脑内DA能神经元变性死亡,胶质细胞增生,MAO-B水平相应增高,导致多巴胺的降解增加。多巴胺的降解能产生有潜在毒性的醛类和ROS。因此,选择性抑制M AO-B已成为PD的辅助治疗之一。

研究显示MAO-B抑制剂司来吉兰和雷沙吉兰均对泛素-蛋白酶体系统功能障碍所致的黑质纹状体系统变性有保护作用,且雷沙吉兰的保护作用更强[10]。在DATATOP研究中司来吉兰可使早期PD患者左旋多巴治疗的起始时间推迟9个月,提示其具有神经保护作用[1,11]。然而,该研究设计中没有洗脱期,因此难以判断是神经保护效应还是症状改善效应。另一项司来吉兰临床研究在进行 UPDRS评定前先经历了一段时间的洗脱期,结果发现司来吉兰可以减缓早期PD患者症状恶化[12]。但由于洗脱期的时间窗不好确定,所以也难以区分司来吉兰的神经保护效应和症状改善效应。在TEMPO研究中第一组患者从第1周开始服用雷沙吉兰,第二组患者从第27周开始服用,结果发现第一组患者症状恶化较轻,这似乎肯定了雷沙吉兰的神经保护作用[13,14]。但同样由于临床上很难绝对分清症状改善效应与神经保护效应,雷沙吉兰的神经保护作用还难以肯定。总体而言,尽管基础研究证实M AO-B抑制剂具有神经保护作用,但要肯定临床试验中的结果还有待我们找到区分神经保护效应和症状改善效应的有效方法。

3 神经营养因子

神经营养因子是一类促进神经元生长、发育和分化,支持成熟神经元的蛋白质。其作用包括神经保护、神经修复、神经再生。

3.1 胶质细胞源性神经营养因子(g lial cell line-derived neurotrophic factor,GDNF)GDNF是从胶质细胞中分离出来的一种糖基化蛋白,是目前已知促进多巴胺能神经元存活最有效的神经营养因子之一。对5例PD患者进行的临床试验显示,直接壳核内注射GDNF可显著改善患者的运动症状和日常活动能力,副作用也很少[15,16]。然而随后进行的一项壳核内注射GDNF的随机对照试验却未能重复这些效应(尽管与安慰剂组相比,GDNF治疗组 18F-dopa的摄取增加23%)[17]。试验结果不一致的原因可能是注射导管的设计和定位方面的差异以及药物剂量和患者选择的不同。此外,两个试验的GDNF治疗组中大约10%的患者出现了GDNF抗体。

3.2 Neurturin(NTN) NTN是一种结构和功能上与GDNF相关的生长因子,是GDNF家族成员之一。研究发现它能支持体外交感神经元的生长,促进胎儿中脑神经元存活。一项以腺相关2型病毒(adeno-associated type 2 virus,AAV-2)为载体的研究显示,直接向纹状体和黑质注射AAV 2-NTN可显著减少PD猴模型的多巴胺能神经元缺失并缓解运动症状[18]。最近的一项Ⅰ期临床试验则显示AAV 2-NTN壳核内注射用于PD的治疗安全有效,且耐受性良好[19]。

3.3 保守的多巴胺神经营养因子(conserved dopamine neurotrophic factor,CDNF) CDNF是一种带有八个保守的半胱氨酸残基的分泌蛋白。对6-羟基多巴胺(6-hydroxydopam in,6-OHDA)制作的PD大鼠模型进行研究发现,不论6-OHDA注射前,还是注射后给予CDNF,都能对6-OHDA引起的多巴胺能神经元损害产生保护和修复作用,其效果不亚于GDNF[20]。

由于神经营养因子在胃肠道易被降解,多数情况下不能通过血脑屏障,给药不便是其进入临床的最大障碍。目前解决这个困难的办法：(1)直接增强神经营养因子的内源性表达;(2)以载体为基础的外源性神经营养因子基因转移。总体而言,神经营养因子仍是一类极具潜力的神经保护剂。

4 尼古丁

吸烟与PD的患病风险负相关的现象提示香烟中的化学物质可能有某种形式的神经保护作用。尼古丁是烟草中主要的生物碱,与N型乙酰胆碱受体结合后可以调节多巴胺的释放[21]。进行的PD患者尼古丁临床试验未取得一致的结果：改善症状、无明显影响、使症状恶化。近来有研究显示尼古丁的保护作用具有剂量依赖性,吸烟时间越长,烟量越大,戒烟时间越短,则其患PD的风险越小[22]。这意味着临床试验中必须考虑到剂量问题。Khw aja等研究发现尼古丁对百草枯引起的小鼠黑质纹状体损害的保护作用与纹状体N型乙酰胆碱受体α6β2亚型相关[23]。最近的一项动物研究则报道尼古丁对已经形成的黑质纹状体损害无修复作用,但对尚未形成的损害有保护作用,并且尼古丁的这种保护作用与纹状体N 型乙酰胆碱受体α6α4β2亚型相关[24]。尽管这两个研究的结果不一致,但都提示发展受体亚型特异性的药物是未来的方向之一。

5 钙通道拮抗剂

Chan等发现DA能神经元对各种损伤因素易感与DA能神经元依赖L型钙通道维持兴奋节律性相关,而且这种依赖随着神经元的老化逐渐增强[25]。使用钙通道拮抗剂阻滞钙通道之后,DA能神经元转而通过其它机制来维持兴奋节律性,不再依赖钙通道,神经元的易损性因而降低。Mosharov等对培养的中脑神经元研究显示,胞浆内多巴胺、钙离子、α-synuclein之间的相互作用是PD黑质神经元易损的基础[26]。最近的一项研究亦发现钙通道拮抗剂可显著降低PD的患病风险[27]。钙通道拮抗剂不仅为神经保护治疗提供了新的途径,而且拓宽了PD的治疗视野。

6 其它神经保护策略

6.1 锻炼 一项对PD偏侧大鼠模型进行的研究显示体力活动对PD有益,即早期增加对侧肢体的活动可减缓运动症状及纹状体DA下降,减少对侧肢体的活动则加重运动症状及纹状体DA下降[28,29]。另一项研究则显示运动改善PD的机制是影响DA能神经传递,即运动刺激增加了多巴胺的释放,减缓了多巴胺的代谢[30]。上述研究显示在疾病的早期使用物理疗法可能对患者有益并提供某种形式的神经保护作用。

6.2 饮食限制 有证据表明减少热量的摄入可能有神经保护作用。M aswood等的研究显示限制30%热量摄入的猴对MPTP诱导帕金森综合征的敏感性降低[31]。MPTP注射后16～18周限制热量摄入的动物较对照组运动功能更好,纹状体多巴胺及其代谢产物水平更高,而且黑质TH阳性细胞多出15%。这些动物实验研究的结果已被流行病学调查所证实,即高热量摄入可增加PD的患病风险。为了证实这两者之间的关系以及确立限制热量摄入的程度和时间,还需要进一步的研究。

总之,尽管这些年来在PD的神经保护治疗方面进行了大量的探索,基础研究也取得一定成果,然而临床试验中的结果却往往不尽一致。基础研究中的PD模型发病机制单一而明确,而临床PD患者的发病机制复杂且不清可能是其中的一个重要原因。目前,PD神经保护研究中亟待解决的问题[32]：(1)PD中细胞死亡的确切原因及药物治疗的靶点的确定;(2)准确反映PD发病机理,模拟多巴胺能和非多巴胺能病理特征,慢性进展性的动物模型的建立;(3)临床试验中药物合适剂量的确定;(4)准确反映神经保护效应而又不与症状改善效应相混淆的临床观察终点的选择。PD病因研究、合适动物模型、临床试验方法等方面的进展或许将有助于上述问题的解决。

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