胆碱酯酶抑制剂在阿尔茨海默病中的治疗研究

黄蒙，王钦文，陈慧敏

胆碱酯酶抑制剂在阿尔茨海默病中的治疗研究

黄蒙，王钦文，陈慧敏

阿尔茨海默病（A lzheimer's disease，AD)是临床上最常见的痴呆类型，已经影响到6%年龄超过65的老人，给家庭及社会经济造成重大负担。胆碱酯酶抑制剂（ChEIs）自临床应用以来，明显改善AD患者的认知功能障碍，但均只能延缓AD的进展，无法阻止病程的进展，因此合成具有多靶点作用的新型ChEIs成为开发治疗AD的热点。本文主要针对ChEIs在AD临床中的应用及基础实验的研究进展进行综述。

1 中枢胆碱能系统在AD中的变化

中枢胆碱能系统是中枢神经系统的重要组成部分，乙酰胆碱（ACh）是中枢胆碱能神经元合成和分泌的重要神经递质，特异性地作用于各类胆碱能受体，对调节突触可塑性、学习记忆功能等具有重要作用。因此，当神经递质合成、释放及摄取等代谢功能发生障碍或胆碱能受体及受体后信号传导遭到破坏时，可引起学习记忆功能减退。在AD患者的基底前脑可见广泛的胆碱能神经元缺失。乙酰胆碱酯酶（AChE）活性是影响ACh代谢的关键因素，但AChE含量与AD患者痴呆程度并非呈正比例相关。AD患者脑脊液中的AChE活性及尸检发现的AChE水平较正常人低[1]，但AD患者脑中老年斑内及其周围的AChE活性明显升高，AChE能与老年斑的核心成分-淀粉样蛋白（A）结合形成复合物[2]，进而对神经元产生更大的毒性。丁酰胆碱酯酶（BuChE)是一种丝氨酸水解酶，与AChE有55%的序列同源性，能催化包括ACh在内的胆碱的水解。尽管BuChE主要分布在外周系统，但随着AD病程进展，脑内的AChE含量降至正常浓度的10%～15%时，脑内（尤其是海马和颞叶皮层）的BuChE含量却保持不变甚至升高[3]，提示BuChE在AD患者中对ACh的水解具有代偿作用。另外，AD疾病早期可见烟碱型胆碱能受体（nAChRs)缺失，在AD中最易发生变性坏死的神经元常有nAChRs高表达，这些受体能够促进A聚集，形成老年斑。

2 ChEIs治疗AD的其他机制

根据基础实验及临床使用的ChEIs的研究表明，ChEIs除能抑制胆碱酯酶以外，还通过其他各种机制发挥神经保护作用，进而表现出多靶点作用。

2.1 同时抑制BuChE和AChE Perry等[3]发现随着AD的进展，患者脑中BuChE的表达量会代偿性增高，促进ACh的水解作用，且研究发现他克林还能抑制BuChE，对神经元表现出保护作用。另外，在电生理实验中抑制BuChE能改善大鼠海马长时程增强作用[4]。此

后，研究人员发现抑制AChE和BuChE的药物能提高AD治疗效果，且减少BuChE的外周不良反应。

2.2 抑制A AD的典型病理特点包括A沉积为核心的老年斑，现普遍认为A的神经毒性在AD病程中至关重要。AChE的结构包括胆碱酯酶催化位点（CAS)和外周阴离子结合位点（PAS)，CAS是AChE发挥胆碱水解作用的位点，而PAS通常是毒性物质结合靶点，并因此成为潜在的药物治疗靶点。AChE可能以“分子伴侣”的形式参与A沉积，通过PAS与A结合形成稳定的AChEA复合物，促进A沉积和纤维化[2]，使海马神经元内Ca2+内流增加、线粒体功能紊乱[5]，进而导致胆碱能神经元损害。因此，同时抑制AChE双结合位点的ChEIs可通过潜在地抑制A聚集对AD的治疗发挥更大潜能。

2.3 抑制炎症反应炎症发应是AD病程中引起细胞死亡的关键因素之一。流行病学研究显示非甾体抗炎药对AD有保护作用，但随机对照试验发现其并不足以对AD发挥治疗作用。因此，AD病程中的炎症反应可能与A聚集和胆碱能功能紊乱相关。在小胶质细胞培养中发现ACh可延缓促炎性细胞因子的释放[6]。研究发现他克林能延缓过氧化氢所致的凋亡作用、减少活性氧簇（ROS)的产生及直接抑制A所诱导的氧化损伤。以上研究提示，ChEIs通过阻断毒性自由基的产生、抑制A的毒性及延缓促炎性细胞因子的释放等对炎症反应产生抑制作用。

2.4 调节nAChRs在大鼠皮质神经元培养中发现，加入ChEIs后能上调nAChRs表达，进而更好地保护神经元，提示ChEIs的某些配体可能对nAChRs具有调节作用[7]。ChEIs还能保护培养的神经母瘤细胞免遭A毒性作用[8]。ChEIs可能通过调节nAChRs或PI3K-AKT信号通路抑制A或兴奋性谷氨酸所致的神经元毒性作用[9]。

3 ChEIs治疗的研究

目前临床上治疗AD的一线药物主要是AChEIs，已通过美国FDA批准上市用于治疗AD的主要有他克林、多奈哌齐、利斯的明和加兰他敏。另外，一些新型合成的多靶点作用的ChEIs在基础研究中对AD治疗取得一定效果。

3.1 他克林是一种非选择性可逆性ChEI，能够作用于AChE和BuChE，是FDA最早批准用于临床治疗轻、中度AD的药物，它的疗效已经获得肯定。但由于其严重的肝脏毒性和其他胃肠道不良反应，国内目前已停止使用。

3.2 多奈哌齐主要以六氢吡啶为基本结构，是一种高度选择性的、可逆的、非竞争性的ChEI。该药口服吸收良好，半衰期约70h，不良反应较少，与剂量相关，减药或停药后可消失。临床实验发现5mg/d和10mg/d的多奈哌齐疗效均佳，药效通常在第12周随访时开始明显发挥，并维持到实验结束，但10mg/d的多奈哌齐疗效更强，常被用来治疗轻、中度AD[10]。近年来研究发现，多奈哌齐能改善中、重度AD患者症状，相比较于10mg/d的多奈哌齐，23mg/d的多奈哌齐缓释片能避免药物浓度突然达到高峰，且具有更好的疗效[11]。2010年7月，FDA已批准23mg/片的缓释片用于治疗中、重度AD。

3.3 利斯的明是毒扁豆碱的氨基甲酸衍生物，能可逆性地抑制BuChE和AChE，是一种“假不可逆性”的ChEI。本药吸收迅速，基本能全部被吸收，1 h内达到峰浓度值。与食物同服会延缓药物的吸收，但吸收相对数量增多，表现为峰浓度值(Cmax)下降30%，时间曲线下面积(AUC)增加30%。该药半衰期较短，1～2 h，经酶水解后能使中枢AChE和BuChE失活时间达到8.5和3.5 h，从而维持药物持续时间。本药主要经肾代谢，有较好的安全性，较少发生严重的不良反应，无心、肝、肾等毒性，可长期服用。但该药加量需缓慢，可增加患者耐药性，同时减少不良反应。透皮贴剂也已用于治疗轻、中度AD患者，具有更好的耐药性及依从性。相比较胶囊制剂，同等剂量的透皮贴剂的Cmax下降30%，达峰时间(tmax)持续8 h，能降低血药物浓度波峰与波谷之间的差距，还对AD患者语言表达能力具有较好改善作用。

3.4 加兰他敏属于叔胺基生物碱，是一种特异性、竞争性、快速可逆性的ChEI，能选择性抑制脑内AChE，还能变构调节突触前胆碱受体潜在地促进胆碱递质传递。该药吸收迅速、完全，皮下注射与口服吸收的生物利用度基本相似，接近100%。该药半衰期为6～8 h，单次10mg的加兰他敏与食物同服后，药物吸收总量不变，但tmax会延长1.5h，Cmax会减少25%。每天口服24 mg速释或缓释制剂的加兰他敏后，两者的AUC和最小血浆浓度基本相似，说明两者制剂具有生物等效性，不过缓释制剂的吸收速度相对延缓，Cmax下降25%。本药主要经肝、肾代谢，但目前尚未发现肝、肾毒性。轻度肝功能损害的AD患者服用本药物后对药物清除率无明显影响，但中度肝功能损害的AD患者药物清除率下降23%，因此中度肝功能损害的AD患者应谨慎加药，而重度肝功能损害的患者不推荐用此药。该药不良反应发生率低，程度轻，减药可适应，停药可消失。研究发现轻、中度AD患者服用本药6个月后，其认知功能和日常生活能力有所获益[12]；服用2年后，患者致死率减少，且其认知功能和日常生活能力下降速度有所延缓[13]；服用7年后，认知功能下降速度明显延缓，但中途放弃本药治疗的患者，其认知功能进行性下降的速度与未接受药物治疗患者的差不多。因此，本药对AD的长期治疗有一定意义[14]。

3.5 新型合成的多靶点作用的ChEI

目前新合成的ChEI来源很广。他克林在临床上疗效显著，得到肯定，因此，主要介绍由他克林通过化学基团合成的二聚型ChEIs：B7C和B3C。它们能迅速通过血脑屏障，具有较少不良反应，且能同时作用于AChE、NMDA受体及GABAA受体[15]。在APP转基因小鼠神经元培养中发现，B7C能减少A的数量，并能抑制AChE诱导的A聚集[16]。研究发现B3C能够改善东莨菪碱诱导的AD动物的认知功能[17]。临床上用于治疗中、重度AD的美金刚是一种非竞争性NMDA受体拮抗剂，而B7C和B3C都能够通过阻断NMDA受体抑制谷氨酸兴奋所致的神经毒性，但B3C比B7C

表现出与NMDA受体更具有适当的亲和力且快速解离的特点[18]。以上提示B7C和B3C的多靶点作用使其可能成为潜在的治疗AD的药物。

ChEI目前仍是治疗AD的主要药物，在临床上发现，某种ChEI治疗效果不明显时换用另一种ChEI能表现出一定的效果。由于AD发病机制复杂，多种因素参与其中，多靶点作用的ChEI也许会为AD的预防、治疗提供可能。

[1]Johansson P,A lmqvistEG,Johansson JO, etal.Cerebrospinal fluid(CSF)25-hydroxyvitamin D concentration and CSFacetylcholinesteraseactivityarereduced inpatients with Alzheimer's disease[J].PLoS One,2013,8(11):e81989.

[2]InestrosaNC,DinamarcaMC,Alvarez A. Amyloid-cholinesterase interactions.Implications forA lzheimer'sdisease[J].FEBS J,2008,275(4):625-632.

[3]Perry EK,Perry RH,B lessed G,et al. Changesin brain cholinesterases in senile dementiaof A lzheimer type[J].Neuropathol ApplNeurobiol,1978,4(4):273-277.

[4]GreigNH,UtsukiT,Ingram DK,etal.Selectivebutyrylcholinesteraseinhibitionelevatesbrainacety lcholine,augments learning and lowers A lzheimer beta-amy loid peptide in rodent[J].Proc NatlA cad SciU S A,2005,102(47):17213-17218.

[5]DinamarcaMC,Sagal JP,QuintanillaRA, et al.Amyloid-beta-Acetylcholinesterase complexes potentiate neurodegenerative changesinduced by the Abeta peptide.Im plications for the pathogenesis of Alzheimer'sdisease[J].MolNeurodegener,2010,5:4.

[6]Shytle RD,M ori T,Townsend K,et al. Cholinergicmodulation ofm icroglialacti vation by alpha 7 nicotinic receptors[J].J Neurochem,2004,89(2):337-343.

[7]Kume T,Sugimoto M,Takada Y,etal. Up-regulation of nicotinic acetylcholine receptorsby central-type acetylcholinesterase inhibitorsin ratcorticalneurons[J]. Eur JPharmacol,2005,527(1/3):77-85.

[8]Coyle JT,GeertsH,SorraK,etal.Beyond in vitro data:a review of in vivo evidence regarding the allosteric potentiating effect of galantam ine on nicotinic acetylcholine receptorsin Alzheimer'sneuropathology[J]. JA lzheimers Dis,2007,11(4):491-507.

[9]Takada-TakatoriY,KumeT,SugimotoM, et al.Acetylcholinesterase inhibitors used in treatment of Alzheimer's disease prevent glutamate neurotoxicity via nicotinic acetylcholinereceptorsandphosphatidylinositol 3-kinase cascade[J].Neuropharmacology,2006,51(3):474-486.

[10]Rogers SL,Farlow MR,Doody RS,etal. A 24-week,double-blind,placebo-controlled trial of donepezil in patientswith A lzheim er's disease.Donepezil Study Group[J].Neurology,1998,50(1):136-145.

[11]Farlow MR,Salloway S,Tariot PN,etal. Effectivenessand tolerability ofhigh-dose (23mg/d)versus standard-dose(10mg/d) donepezil inmoderate to severe Alzheimer's disease:A 24-week,randomized, double-blind study[J].Clin Ther,2010, 32(7):1234-1251.

[12]Raskind MA,Peskind ER,Wessel T,etal. Galantam ine in AD:A 6-m onth random ized,placebo-controlled trialwith a6-month extension.The Galantam ine USA-1 Study Group[J].Neurology,2000,54(12):2261-2268.

[13]Hager K,Basem an AS,Nye JS,et al.Effects ofgalantam ine in a2-year,randomized,placebo-controlled study in Alzheimer's disease[J].Neuropsychiatr Dis Treat,2014,10:391-401.

[14]Kavanagh S,Van Baelen B,Schauble B. Long-term effectsof galantam ineon cognitive function in A lzheimer's disease:a large-scale international retrospectivestudy[J].JAlzheimersDis,2011,27(3):521-530.

[15]LiW,PiR,Chan HH,etal.Novel dimeric acetyl cholines terase in hibitor bis7-tacrine,butnotd onepezil,preven tsglutama teinduced neuronal apoptosis by blocking N-methyl-D-aspartate receptors[J].JBiol Chem,2005,280(18):18179-18188.

[16]Fu H,LiW,Luo J,etal.Prom ising anti-A lzheimer's dimer bis(7)-tacrine reduces beta-amy loid generationby directly inhibiting BACE-1 activity[J].Biochem BiophysResCommun,2008,366(3):631-636.

[17]Han RW,Zhang RS,Chang M,etal.Reversalof scopolamine-induced spatialand recognition memory deficits in mice by novelmultifunctional dimers bis-cognitins[J].Brain Res,2012,1470():59-68.

[18]Luo J,LiW,Zhao Y,etal.Pathologically activated neuroprotection via uncompetitiveblockadeofN-methyl-D-aspartate receptors with fastoff-rate by novelmulti functional dimer bis(propyl)-cognitin[J]. JBiolChem,2010,285(26):19947-19958.

10.3969/j.issn.1671-0800.2014.06.081

R743

C

1671-0800(2014)06-0779-03

315211 宁波，宁波大学医学院（黄蒙、王钦文）；宁波市第二医院（陈慧敏）

陈慧敏，Email:chenzhang1022@163.com