阿尔茨海默病发病机制及防治药物研究思考

程肖蕊，周文霞，张永祥

（军事医学研究院毒物药物研究所，抗毒药物与毒理学国家重点实验室，北京 100850）

阿尔茨海默病（Alzheimer disease，AD）是一种起病隐匿、进行性发展的神经退行性疾病，以认知障碍、执行力障碍及性格和人格改变为主要临床表现。最新统计资料显示，目前仅美国就有550万AD患者［1］。AD为典型的复杂性疾病，有关其发病机制的假说众多，主流学说主要包括3个［2］：基于神经递质缺乏的胆碱能假说、基于特征性神经病理变化的β淀粉样蛋白（amyloid beta protein，Aβ）级联假说（简称Aβ假说）和Tau蛋白异常磷酸化假说（简称Tau假说），虽均不能准确全面地解释AD的发病机制，但主要针对这几个假说开展的药物研发一直在进行。其中，以胆碱能假说为主成功开发了目前临床仅有的几个AD治疗药物，包括4个胆碱酯酶抑制剂和1个N-甲基-D-天冬氨酸（N-methyl-D-aspartate，NMDA）受体拮抗剂，但它们均属于改善症状（symptomatic therapy）药物，只在用药后短期内能有效改善患者认知障碍和日常生活能力下降等症状，既不能延缓也不能阻止病情的发展。因此，迫切需要针对AD病理特征和发病机制的、能延缓或阻止疾病进展的治疗药物，即改善病情治疗（disease-modifying therapy，DMT）药物的问世。

由于Aβ假说和Tau假说分别是基于AD的2种特征性神经病理变化，即老年斑和神经元纤维缠结（neurofibrillary tangle，NFT）提出的，因此成为开展抗AD的DMT药物研究开发的主要理论依据。然而，几十年来，虽然政府、企业和学术机构在这一领域投入了大量的精力和经费，取得了一定进展，大量受试药物进入了各期临床试验，但尚无一例成功，迄今尚无DMT类抗AD药物问世。尤其是近几年，大量失败于Ⅲ期临床试验阶段的以Aβ为靶点的药物，给学术界和制药界造成了极为沉重的打击。面对如此困境，人们不禁对AD发病机制假说进行了深入反思，同时对AD药物研发的理念、策略和方法进行了一些调整。本文拟对目前的主要进展和趋势进行综述，并提出自己的思考。

1 对主流AD发病机制假说的再认识和抗AD药物研发趋势

20世纪80年代以来，胆碱能假说、Aβ假说和Tau假说一直是解释AD发病机制的主流学说，也是开展抗AD药物研发遵循的主要假说。如上所述，基于胆碱能假说成功开发的几种抗AD药物，由于仅具有对症治疗作用，而不能显现出延缓或阻止病情发展的作用。因此，针对Aβ假说和Tau假说的可望延缓或阻止疾病进展的所谓DMT药物一直是该领域最受重视的研发热点。然而，几十年来，基于Aβ和Tau假说的药物研发尚无一例成功，人们开始重新审视这2种学说，同时也结合大量基础和临床研究的发现，对胆碱能假说提出了新的认识，呈现出一些新的趋势。

1.1 靶向A β药物研发的不断失败，引发对A β假说的再认识

Aβ假说被提出近30年来，一直是指导AD发病机制和防治药物研究的核心理论依据。基于该假说的治疗目标是通过减少脑内Aβ负荷而达到去除致病因素、延缓或阻止神经元或突触丢失的目的，采取的策略主要包括减少Aβ生成和增加Aβ清除，主要包括β分泌酶抑制剂、γ分泌酶抑制剂及包括主动和被动免疫在内的免疫治疗。由于γ分泌酶和β分泌酶活性增高可大大促使淀粉样前体蛋白（amyloid precursor protein，APP）裂解产生过量Aβ，因此减少Aβ生成的药物主要是这2种酶的抑制剂；而促进Aβ清除的药物研发主要采取针对Aβ的疫苗或抗体等免疫治疗策略。据统计，仅单独针对Aβ的药物临床试验已超过了140余项［3］，花费两千多亿美元，但均未成功。尤其近几年，2项针对Aβ的共计近5000受试者参与的大规模Ⅲ期临床试验均惨遭失败［4-5］，导致学术界掀起了对Aβ假说的空前质疑，有关Aβ假说到底对不对及基于此假说进行抗AD药物研究开发是否有前途等讨论此起彼伏［6-7］。

事实上，伴随着Aβ假说的提出［8］，其指导下的新药研究和开发一直就是在希望→失望→调整→再希望→再失望→再调整的进程中艰难地前行的。早期认为，AD的发生、病理学进展及认知功能的降低与Aβ斑块的沉积程度密切相关，因此清除Aβ斑块是早期药物研发的重点方向［9］。第一个靶向Aβ的药物，即抗Aβ42的疫苗AN-1792就是基于此思路开发的，此后因为在Ⅱ期临床试验中出现严重的副作用而被迫终止。但对用药患者的追踪观察继续进行了4年，结果发现，AN-1792虽然可明显降低中枢Aβ斑块的负荷，但并未改善AD继续恶化的进程，甚至某些脑内Aβ斑块几乎已被完全清除的患者依然在临床上发展为重度AD［10］。此结果一经报道，即引发了学术界和制药工业界对Aβ假说是否存在问题的讨论。有人认为，既然在疫苗有效清除了Aβ斑块的情况下，患者病情依然持续恶化，就说明通过抗Aβ延缓AD病情的希望不大，因而提出了抗Aβ治疗对AD治疗是否有效的疑问［11］。虽然如此，据此放弃Aβ假说的依据也不充分。根据当时基础和临床研究的新发现，学术界提出可溶性Aβ，而不是已沉积下来的Aβ才是Aβ产生毒性的关键分子形式，因为大量研究发现，脑内Aβ斑块的密度和认知损害之间的相关性并不强，而可溶性Aβ与大脑突触可塑性丧失、长时程增强抑制、谷氨酸能突触的改变及认知损害等有密切关系，而且可溶性Aβ的毒性甚至可通过驱动Tau蛋白磷酸化相关信号途径而介导与Tau蛋白有关的毒性［12］。因此，基于Aβ假说除继续进行靶向Aβ斑块的新药研发外，又增加了靶向可溶性Aβ的策略。然而，此后10余年，不论是以减少Aβ斑块还是以降低可溶性Aβ为目的的临床试验并未达到预期的临床疗效。比如，辉瑞（Pfizer）公司和强生（Janssen）公司开发的靶向不溶性Aβ斑块的巴匹珠单抗（bapineuzumab）、罗氏开发的更汀芦单抗（gantenerumab）和礼来（Eli Lilly）公司开发的特异性靶向可溶性Aβ的苏兰珠单抗（solanezumab，即LY2062430），因在Ⅲ期临床试验中均未达到预期的临床终点而宣告失败［13］。其中，礼来的苏兰珠单抗，自2009年以来，近10年的时间陆续开展了3项分别称为EXPEDITION1，EXPEDITION2和EXPEDITION3的针对轻中度和轻度AD的Ⅲ期临床试验，先后入组病例共计4152人，虽然试验过程中一度在轻度AD患者上看到过成功的希望，但最终在EXPEDITION3中，因针对轻度AD患者的主要及次要临床疗效未达预期而告失败［14］。

在上述以增加Aβ清除为策略的药物研发失败的同时，以减少Aβ产生为目的的新药研发也面临着严峻的考验，首先是礼来和施贵宝（Bristol-Myers Squibb）分别开发的γ分泌酶抑制剂semagacestat（LY450139）和 avagacestat（BMS-708163），除了疗效欠佳，还出现了较为严重的安全性问题，因此使人们把更多希望寄托在了β分泌酶抑制剂的研发上。然而，备受关注和期待的β分泌酶抑制剂依然未能成功，如默沙东公司开发的verubecesta（tMK-8931）在Ⅱ期临床试验中被认为既安全又有效，却在Ⅲ期临床试验中（名为EPOCH，protocol 017）因中期分析表明“几乎不可能得到一个积极的临床结果”也被迫于2017年2月提前终止［5］。至此，针对Aβ假说，不论是基于减少Aβ产生（如β分泌酶抑制剂和γ分泌酶抑制剂）、还是基于增加Aβ清除（如抗体及疫苗类等）策略的抗AD药物研发均未获成功。尤其让研究者们担心的是，早前许多临床试验失败后，人们总能找到一些明确的问题，包括临床试验设计不当，如患者入选标准（病程、疾病程度等）、具体药物选择、靶点参与及剂量等方法学问题，或受试药副作用过大等安全性问题［15］。因此，人们一直通过修正或改正各种“问题”而为针对Aβ的药物一次次重启越来越“无懈可击”的临床试验，然而即使这样，也未能摆脱苏兰珠单抗（EXPEDITION3）和verubecestat的败局。正因为不论从临床试验设计上还是安全性上均无明显问题，因此，只能从Aβ假说本身来找原因了，对此假说的反思成为了AD领域讨论的热点问题。

理论上讲，Aβ在AD发生发展中的作用存在以下3种可能，一是Aβ是驱动疾病进程的驱动子（driver，暂称“驱动说”），二是Aβ只要达到某一阈值（threshold，暂称“阈值说”）即可造成损害，三是Aβ仅仅是疾病发生的触发子（trigger，暂称“触发说”）［16］。如果第一种可能存在，那么所有能降低Aβ水平的治疗措施均可延缓疾病进程，这点已被大量临床试验的失败所排除，故“驱动说”可能并不成立。如果存在第二种可能，即“阈值说”成立，那么只有靶向Aβ的治疗将Aβ的浓度降到造成损害的阈值以下，这种治疗才能有效，这点可能是存在的，因为目前临床试验失败的原因可以用受试药效价不够或效能不够，未能把Aβ降到引起损害的阈值以下来解释。针对这种可能，除了设计效价或效能更高的药物外，联合用药可能也是一种比较好的策略，比如，联合β分泌酶抑制剂与Aβ抗体，通过同时使Aβ产生减少，也使其清除增多这种双管齐下的策略，有望更加有效地将Aβ浓度降至阈值以下从而达到有效治疗AD的目的［17］。那么是否存在第三种可能，即Aβ仅仅是疾病发生发展的触发因素呢？如果此点成立，则意味着疾病一旦启动，直接靶向Aβ的药物根本不可能再有效，从已有临床试验的结果看，这点可能是存在的，因为目前临床试验开始的时机普遍偏晚，开始试验时患者已出现认知损害或病理变化，这时疾病可能已被“触发”多年，因此靶向Aβ的治疗可能已经不会再有效。针对“触发说”，可通过将治疗时机前移至疾病尚未启动之时来解决。近年来，已形成的抗AD药物临床试验开始时机不断前移的共识就是针对这一可能而形成的。目前正在开展的大量临床试验已将给药时机前移到无症状AD（asymptomatic AD或prodromal AD）阶段，有一些取得了一定效果［18］，有一些仍然无效［19］，一些尚在进行之中［20］。2016年，礼来启动的一项针对无症状AD的名为EXPEDITIONpro的Ⅲ期临床试验，目的是观察苏兰珠单抗是否能通过降低无症状AD阶段的Aβ负荷而减少脑部损害，延迟认知功能下降，计划入选2450例按国际工作组织（IWG）标准临床诊断为前驱型AD（prodromal AD）或按美国国立老化研究院-阿尔茨海默协会（NIA-AA）标准临床诊断为AD所致轻度认知障碍（MCI due to AD）的受试者（55～85岁），进行正电子发射断层成像（positron emission tomography，PET）检测脑部Aβ水平皆应为阳性，试验拟进行2年。然而，试验启动后，按计划虽已开始在世界范围内223个分中心招募志愿者，但礼来却于2017年1月终止了该试验，其给出的理由是“没有足够的科学证据说明苏兰珠单抗可能使前驱型AD患者获益”（https：//clinicaltrials.gov），这难免让人对基于Aβ假说的即使提前到无症状期AD的临床试验能否成功再次充满疑虑。

总的来说，Aβ假说［8］以及后来根据相应临床数据总结出来的显示Aβ-神经退化-认知功能损害三者时序关系的著名的“Jack曲线”［21］都暗含着Aβ病理和神经元死亡及痴呆之间存在线性关系的假设。然而，痴呆的临床表现远非线性那么简单，而是有多种因素参与的更为复杂的进程。有学者提出，从细胞角度看，痴呆也并不是Aβ直接毒性作用的结果，而可能有一个长达10年的由多种细胞参与的“细胞分期（cellular phase）”过程，除与神经元有关外，还与其他细胞，如小胶质细胞、星型胶质细胞、少突胶质细胞及脉管系统等的正反馈、负反馈等反应密切相关［22］。因此，对基于单致病因素（Aβ）、单中心（以神经元为中心，neuron-centric）和线性级联（linear cascade）的Aβ假说应从整体观及系统论的角度进行再思考、再认识。

此外，部分学者认为，对于Aβ这一病理分子，将目光从中枢转向外周可能带来新的生机［23］。例如，用5%人血白蛋白GrifolsR通过血浆置换来代替轻到中度AD患者内源性白蛋白，以改善血浆中白蛋白结合Aβ与脑脊液中Aβ的动态平衡，队列概念验证试验和Ⅱ期试验发现，这种交换可改善AD患者的认知，降低脑中Aβ负荷［24］。腹膜透析可降低慢性肾疾病患者血浆中Aβ水平，减轻AD模型小鼠的AD样病理变化，改善突触可塑性和Y迷宫所测试的空间记忆能力［25］。通过对有血液透析治疗的AD患者进行尸检发现，血液透析可显著减少脑中的Aβ斑块［26］。而此可能确实与早年有学者为解释Aβ疫苗AN-1792的作用机制而提出的外周Aβ陷阱假说有相似之处。

1.2 基于Tau假说的靶点调整，从直接靶向Tau到稳定神经元

自1974年从AD患者脑中分离出NFT和约50 ku的双股螺旋形细丝（paired helical filaments）蛋白［27］及1975年从猪脑中分离出Tau蛋白［28］以来，基于Tau蛋白异常磷酸化假说开展的防治AD药物研究主要包括4个方面：Tau磷酸化的抑制，Tau聚集的抑制，寡聚Tau和病理性Tau的清除及通过稳定微管网络以挽救神经可塑性。然而对于Tau磷酸化的抑制，针对AD患者或进行性核上麻痹患者的糖原 合 酶 激 酶 3β（glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β）抑 制 剂 tideglusib［29］、针对 AD 患 者 的GSK-3β抑制剂锂（lithium）［30］及GSK-3β 和细胞周期蛋白依赖样激酶5抑制剂丙戊酸（valproic acid）［31］的Ⅱ期临床试验均告失败。通常采用主动和被动免疫方法，以消除Tau及Tau相关的病理变化［32］。尽管Tau相关病理变化发生在神经元内，但Tau病理变化可蔓延至胞外阶段，如从死亡的或濒死的携带有NFT的神经元释放，从受损神经元胞吐，幼稚神经元以近似随机的方式胞吞，或跨突触蔓延等［33］。针对轻到中度AD患者使用肽Tau 294-305（AADvac1）进行重复免疫的Ⅰ期临床试验结果表明无严重副作用（http：//www.businesswire.com/news/home/20150723005117），现正在招募志愿者进行Ⅱ期双盲安慰剂对照试验。但就针对的病程与靶点来讲，很难让人报乐观想法。微管和微丝一方面维持神经元的复杂结构，另一方面在神经元内运输营养，维持着神经元的稳定，因此稳定微管、进而稳定神经元的方法目前受到重视。Luo等［34］发现，通过口服2个小分子三唑嘧啶类（triazolopyrimidines）和苯基嘧啶类（phenylpyrimidines）化合物4～6 d，可增强正常小鼠脑微管的稳定性，这2个小分子可透过血脑屏障，不阻止P糖蛋白转运体。预防性给予亚甲蓝（methylthioninium，MT）可改善模型动物的认知功能［35］，对作为选择性Tau聚集抑制剂MT类似物（Rember TM）进行了一项实验性双盲、随机、安慰剂对照、确定剂量的Ⅱ期临床试验，共有321例轻度和中度AD患者参加，50周后认知评估（Alzheimer disease assessment scale-cognitive subscale，ADAS-cog）和脑血流观察表明，Rember TM 138 mg·d-1对轻度和中度AD患者皆有效［36］。然而，该公司并未报道继续开展针对Rember TM的进一步临床研究，而是采用更稳定的MT还原形式的第2代药物LMTM（即TauRx0237），开展了3项临床Ⅲ期试验，但截止2016年已失败2项［37］。迄今为止，基于Tau假说的进入临床试验的抗AD药物有12个，其中5～6个失败。总之，在Aβ假说备受质疑的背景下，近年学术界和工业界在基于该假说的药物研发方面投入了更多精力，但前景如何尚难判断［38］。

1.3 基于胆碱能假说的药物，并非只能改善症状

提出于1982年的胆碱能假说［39］是有关AD发病机制的第一个重大假说。该假说认为，脑内乙酰胆碱的缺乏是导致AD认知功能下降的主要原因，据此成功开发出了4个胆碱酯酶抑制剂。目前，除首个上市的塔克林（tacrine）因为严重的肝毒性退出临床外，其余3个，即多奈哌齐（donepezil）、加兰他敏（galantamine）和卡巴拉汀（rivastigmine）仍是临床治疗AD的一线药物，从而从一定程度证明了胆碱能学说的正确性。然而，由于胆碱能假说本身是针对疾病发展至已出现大量神经元丢失、临床已出现认知功能障碍等症状而提出的，因此有其局限性，据此假说研发的药物被认为只能改善胆碱能缺乏引起的临床症状，而不能延缓或阻止神经元的死亡和丢失。因此，一般认为基于此假说只能用来研发改善症状的药物，而不能用来研发DMT的药物。这可能也正是在AD领域，近十余年来，不论是学术界还是制药工业界，对胆碱能系统的重视程度远远低于Aβ和Tau的原因，虽然目前除美金刚外全部临床抗AD药物是基于胆碱能假说成功开发的。然而，近年来，由于基于Aβ假说的新药研发全面失败，人们开始重新认识胆碱能在AD中更为重要的作用及机制［40］。

一直认为，AD的特征性分子，可溶性Aβ和Tau决定疾病的发展。乙酰胆碱相关的损害在AD发病机制中的作用减小，仅仅被认为是可溶性Aβ和Tau蛋白相关事件所产生的后果。然而，由于相应药物研发失败，以Aβ和（或）Tau异常相关的机制作为AD病因的证据依然不能形成定论，因此胆碱能假说开始被重新思考。AD作为一种复杂的多因素疾病，胆碱能缺乏仅仅代表发病机制的一个方面。比如，最近有研究者认为，AD主要是由于多因素共同作用导致的海马痴呆，而这些因素具有异质性，在不同的患者可以不同［41］，且老年人已经出现胆碱能的耗竭，被认为是与其他危险因素如应激或受伤的相互作用的发生AD的危险因素。当环境因素的发生随增龄变得越来越频繁时，更多的因素组合起来最终就导致了认知功能及结构代偿机制的紊乱，这可能促成了向AD的转化。

总之，胆碱能损害对AD进展的贡献很大。最近报道提示，胆碱能前脑基底的萎缩在正常老化过程中即已经开始，并且在轻度认知损害（mild cognitive impairment，MCI）患者更为严重［42］。这就是说它出现的时间比以前认为的更早，而且与皮质萎缩同步发展［43］。实际上，早期梅乃特（Meynert）基底核和颞叶皮质结构的萎缩与MCI患者记忆重现相关联［44］。基底前脑体积的降低也与AD患者空间定位能力的损害有关［45］。有趣的是，遗忘型MCI患者用多奈哌齐治疗1年，海马萎缩明显减慢［46］。然而，认知功能并未改善，与临床采用胆碱酯酶抑制剂对MCI患者认知功能进行保护性效果观察的结果一致［47］，进一步说明早期胆碱能缺乏不能完全解释AD的发病机制。最近发现，在某些敲除海马囊泡乙酰胆碱转运体的老年小鼠的海马，长期胆碱能缺乏改变了某些AD病理相关转录因子基因表达，且这些小鼠表现出了随增龄出现的APP代谢变化、Tau蛋白过度磷酸化、海马神经元丢失及突触异常，也出现认知功能损害［48］。如此一来，早期胆碱能不足似乎对系统的神经支配产生长期的后果。这可以从胆碱能系统抗AD神经病理事件，如神经炎症、Aβ聚集及Tau异常磷酸化发挥神经保护作用得到解释［49］。比如，胆碱能受体与Aβ或Tau蛋白亲和力高，与其结合可诱导一些细胞内机制调控这些配体的进一步产生。基底前脑胆碱能神经末梢表达P75神经营养因子受体，可作用于Aβ被神经元内吞后进行降解的生物学过程，从而在Aβ的清除中发挥特殊作用［49］。

有一些研究提示，除了神经保护作用外，胆碱能系统在与对认知改善的药物靶结构相互作用中进行着适应性变化，如海马［50］和前额叶皮质［51］。在人脑中，这些代表性改变主要是胆碱乙酰转移酶活性增强，这被解释为在嗅皮质失连接后海马内残存的胆碱能神经末梢代偿性外向生长，并且更可能的是前额皮质酶活性上调［52］。另一个胆碱能活性适应性的例子是在低水平Aβ作用下可快速增加一种乙酰胆碱酯酶基因变异的产物［53］。而这种变异更多地发生在应激条件下，以获得神经保护、神经元发育以及可能的乙酰胆碱释放。此外，乙酰胆碱本身可促成各种形式的代偿性，如神经突的外向生长、树突分支［52］、神经发生［54］及神经可塑性［55］。最近一项对MCI患者的研究表明，在功能层面来看，胆碱能系统似乎参与了脑潜能的贮备，它可以通过将执行功能的通路转换至备选的神经网络来抵消穹窿退化，并维持视觉再现记忆表现［56］。事实上，已知乙酰胆碱通过维持AD有关的额叶皮质结构，防止其退化，发挥补偿作用来促进注意力、记忆力和认知灵活性（cognitive flexibility）。而且，有研究发现，谷氨酸神经末梢的重构增高的区域与维持胆碱能可塑性的区域相似，而且在MCI中比在AD中的作用更强［52］。这可能是乙酰胆碱酯酶抑制剂和美金刚合用治疗AD发挥有益作用的原因。无论如何，均需更好地理解涉及胆碱能和谷氨酸能反应性神经可塑性的机制和因素，因为它们可能有效地延缓了病变向严重认知损害转变，而后者与患者生活质量的严重下降更为相关。深入了解保留认知表现的精细平衡以及开发延长“代偿”状态的措施，将更大地打开开发对症治疗甚至DMT的时间窗。

因此，跳出基于胆碱能系统仅能解决对症治疗问题的限制，重新认识该系统在AD发生发展过程中作用，将对其病理生理变化的认识前移至疾病早期，有望为DMT药物带来新的线索或思路。

2 基于其他机制、靶标或思路的抗AD研究趋势

2.1 基于免疫炎症学说，等待基础研究的突破

AD中神经免疫激活可能推进或触发了AD的病理生理学机制，AD患者脑中呈现慢性炎症，是脑组织对毒性蛋白或细胞损伤的反应［57］，错误折叠或聚集的蛋白与小胶质细胞和星形胶质细胞上的模式识别受体结合可触发先天免疫反应，释放炎症介质，促进或加重疾病。因此，调节上述免疫危险因素，靶向神经免疫炎症，是治疗或预防AD的一种可能的策略［58］。但大量的临床试验研究结果并不理想。如早期研究表明，吲哚美辛（indometacin）可减轻认知的下降［59］，但却得不到重复［60］。包括萘普生（naproxen）和塞来昔布（celecoxib）［61-62］在内的其他非甾体类抗炎药（non-steroidalanti-inflammatory drugs，NSAID）大规模的临床试验似乎也不成功［63-64］。包括泼尼松（prednisone）［65］、羟氯喹（hydroxychloroquine）［66］、辛伐他汀（simvastatin）［67］、阿托伐他汀（atorvastatin）［68-69］、阿司匹林（aspirin）［70］和罗格列酮（rosiglitazone）［71］等抗炎药物在内的随机临床试验，同样对有前驱症状或AD型痴呆的患者的主要认知功能并无显著作用。

这些临床试验的失败，使得基于神经炎症的防治AD药物的研发陷入困境。基础科学的突破是走出困局的出路。最近研究发现，蛋白激酶P38α丝裂原活化蛋白激酶是一个应激诱导的神经炎症反应的关键胞内转化器，可触发胶质细胞或其他免疫细胞产生促炎因子和一些潜在性损伤细胞因子。化合物MW181靶向酶P38丝裂原活化蛋白激酶，预先ig给予小鼠MW181可显著抑制细菌脂多糖引起的多种促炎因子如白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α、白细胞介素6、白细胞介素10和趋化因子CXCL1的产生，从而抑制炎症反应［72］。NSAID衍生物CHF5074最初是作为γ分泌酶调节剂来开发的，因其能够减少Aβ和降低小胶质细胞激活，而后成为了一个新的小胶质细胞调节剂［73］。

2.2 基于脑节律调整的抗AD研究取得明显进展

近来研究发现，与胆碱能类似，脑节律的调节与恢复或许会为这一领域的药物研发提供新的思路。AD患者的脑节律发生障碍，神经回路和网络发生异常，表现为网络超同步和异常的振动节律性活动。尽管AD患者神经网络异常的准确原因和病理生理结果尚未完全阐明，但中间神经元功能障碍和网络活性异常确实是AD认知功能障碍的可能机制［74-75］。因此，改善和保护神经回路的完整性和活性有可能改善AD的认知功能。美国FDA批准上市的多奈哌齐（donepezil）、卡巴拉汀（rivastigmine）和加兰他敏（galantamine）以及美金刚就具有促进神经回路的连接或增强活性的作用［76］。研究发现，抗癫痫药左乙拉西坦（levetiracetam）可有效减少AD模型hAPP-J20小鼠脑电波中的异常波峰活动，逆转海马回路重塑、行为异常和突触障碍以及学习记忆缺陷［77］。在AD患者，一项使用深部脑刺激技术直接操控神经网络活性的Ⅰ期临床试验获得了阳性结果［78］，现在一项针对轻度AD患者边缘记忆回路异常的深部脑刺激双盲试验也正在进行中［79］。

2.3 靶向表观遗传，关注环境与遗传的相互作用

随着靶向DNA甲基化的药物氮胞苷（azacytidine或azactidine，商品名Vidaza）和地西他滨（decitabine，即5-氮杂-2′-脱氧胞苷，商品名Dacogen）、靶向组蛋白脱乙酰基酶的药物伏林司他（vorinostat也叫suberoylanilidehydroxamic acid，SAHA，商品名Zolinza）和罗米地新〔romidepsin，也叫缩酚酸肽（depsipeptide）或FK228〕的上市，标志着靶向表观遗传的药物前景光明［80-81］。2007年，Fischer等［82］的研究首次指出了AD中表观遗传改变的重要性，并用实验说明即使已经发生严重的神经退行性变，通过干预表观遗传也能恢复记忆。随后研究发现，去乙酰化酶（sirtuins）或Ⅲ类NAD-依赖的组蛋白脱乙酰基酶（histone deacetylase，HDAC）竞争性抑制剂烟酰胺（nicotinamide）可恢复PS1/APP/Tau三转基因小鼠与病理相关的认知缺陷，选择性减少与微管解聚相关的特异磷酸化Tau（Thr231），显著增加稳定微管的乙酰化α-微管蛋白和微管相关蛋白2c［83］。HDAC抑制剂丙戊酸钠、丁酸钠和伏林司他注射剂可完全恢复APPswe/PS1dE9转基因小鼠在条件性恐惧（contextual fear conditioning）测试中的上下文记忆（contextual memory），且新获记忆可稳定保持＞2周［84］。HDAC抑制剂4-丁酸苯酯可降低Tg2576小鼠脑中Tau蛋白的磷酸化，清除神经细胞内Aβ，恢复海马CA1区椎体神经元树突棘密度［85］。APP/PS1转基因小鼠口服10 d吗氯贝胺类HDAC抑制剂MS-275可显著改善小鼠海马、皮质中小胶质细胞激活和Aβ沉积，有益于筑巢行为［86］。组蛋白乙酰基转移酶P300抑制剂C646能够减轻AD患者脑中Tau过度磷酸化，降低培养的大鼠神经元中Tau水平，减轻神经毒性［87］。

2.4 联合治疗与多靶点治疗

2014年12月，美国FDA批准了由美金刚和多奈哌齐组成的固定剂量复方药物namzaric，在临床上用于治疗中度至重度AD，开启了AD药物联合治疗研究的新篇章，联合治疗或多靶点治疗AD不再停留在概念阶段［88］。目前，新的研究成果不断出现，如与安慰剂相比，选择性5-羟色胺6受体拮抗剂idalopirdine与多奈哌齐联用有益于轻度到中度AD患者认知功能的改善，目前Ⅲ期临床正在进行［89］。奎尼丁（quinidine）和右美沙芬（dextromethorphan）合用可减少痴呆患者的激惹症状。针对AD患者的激惹，目前有2个随机、安慰剂对照Ⅲ期临床试验在进行［90］。有158名患者参加的随机、双盲临床试验结果表明，施普善（cerebrolysin）和多奈哌齐合用显著增加轻度到中度AD患者血清脑源性神经营养因子，延缓认知下降，尤其对于载脂蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）epsilon-4基因型更为明显［91］。鲨肌醇（scyllo-inositol）和来普立宁钾（leteprinim potassium）合用，可增强TgCRND8小鼠神经细胞存活和分化［92］。腺苷甲硫氨酸（S-adenosylmethionine）和超氧化物歧化酶合用可减少TgCRND8小鼠脑中的Aβ沉积［93］。

在多靶点治疗方面，中药则具有天然的优势。例如，滋补肾阴的经典中药复方六味地黄具有益智作用［94-95］。六味地黄汤的活性成分LW-AFC可改善散发性AD快速老化模型小鼠（senescenceaccelerated mouse prone 8 strain）和家族型AD APP/PS1转基因小鼠被动回避反应能力、空间学习记忆能力、主动回避反应能力以及短、长期物体识别记忆能力，调节神经内分泌免疫调节网络、肠道菌群以及学习记忆的关键脑区——海马的转录组与糖组，目前已获得防治AD的专利授权（专利号为ZL 2014 1 0551142.7）。

2.5 药物重定位策略

药物重定位策略用于AD药物研发中具有很多优势，如成本低、周期短、低污染（少量化学实验验证）和极低的风险（无Ⅰ期临床风险）等，尤其应用已上市药物和通过Ⅰ期临床试验的药物进行重定位，其优势更为明显。如src激酶参与癌症的扩散，生物制药公司阿斯利康（AstraZeneca）发现，沙拉替尼（saracatinib）并非靶向src激酶，暂停了该药的研发。但在2012年，研究者发现Fyn激酶在AD中发挥重要作用，错误折叠的Aβ与细胞阮病毒蛋白（cellular prion protein）相互作用时可过度激活Fyn，进而促进了突触的丢失［96］。为了检测沙拉替尼是否能够抑制Fyn，AD模型小鼠给予沙拉替尼4周，发现沙拉替尼抑制了Fyn活性，小胶质细胞激活减少，Tau磷酸化降低，脑中突触数量增加，空间记忆缺陷得以逆转，且无长期毒性［97］。沙拉替尼目前处于有150例规模的Ⅱ期临床有效性试验。APP除了裂解产生毒性Aβ本身外，其裂解产物APPsα因具有神经营养、神经保护、神经再生、突触再生、神经可塑性和记忆增强特性而成为靶向Aβ策略的一个辅助手段，尤其在AD早期阶段［98］。依他唑酯（etazolate）是GABAA受体的变构激活剂，可提高外伤性脑损伤小鼠的APPsα水平，保护脑损伤［99］。一项有21个轻度到中度AD患者参与的为期4周的安慰剂双盲Ⅱ期临床试验发现，使用治疗银屑病的维生素A类似物阿维A（acitretin）可上调人解整合素样金属蛋白酶结构域10（ADAM10）基因的转录，显著提升AD患者脑脊液中APPsα水平［100］。胰岛素在脑中执行多种功能，葡萄糖失调参与AD的发展。胰岛素经鼻腔给药几分钟即可入脑而不影响血糖或血液胰岛素水平。目前，华盛顿大学（Suzanne Craft，University of Washington）有一项研究胰岛素喷鼻对记忆改善作用的双盲、安慰剂对照Ⅱ/Ⅲ期临床试验正在进行，共有250个被诊断为健忘型轻度认知损害志愿者和30例早期AD患者参加，其结果尚未公布。

3 药物研发相关基础科学突破的思考

3.1 新药研发理念

对于具有复杂发病机制的AD治疗，在研究理念上，新的研究策略应超越传统的单一药物靶点的研究，进行靶点网络和多药物靶点相互作用的研究。在针对的靶部位上，应将中枢神经系统的焦点进行分散，关注外周和机体整体系统的异常与脑的相互作用。过去10～30年，全民健康水平的提高导致痴呆的发病率和流行性显著降低就可说明关注机体整体健康对于防治AD的重要性［101-104］。另外，使用持续正压气道压力治疗睡眠障碍性呼吸或阻塞性睡眠呼吸暂停，可延迟MCI的发生，改善AD患者的认知功能［105-107］。

在药物研发时，不但需要注意AD的不同病程，如症状发生前、一级预防、MCI、AD轻度和中度以及重度,治疗前移对于AD的病程控制显得更为有效，尤其对于常染色体显性AD患者；而且需要考虑基因型对药物的响应，如ApoE的基因型e2/e2，e2/e3，e2/e4，e3/e3，e3/e4和e4/e4；也要将定量系统药理学贯穿始终，以精确剂量与患者间的相互作用。

3.2 疾病标志物和靶点发现

在寻找导致AD的遗传因子的研究中，从开始的作为常染色体显性AD的基因APP突变、早老素1（presenilin 1，PS1）和PS2以及导致早发和晚发型AD的ApoE ε4位点发现至今，使用全基因组关联研究（genome-wide association studies）和大规模平行重测序技术，已经获得了大量易感基因以及多基因易感位点［2］，并试图将其从临床前推向临床进而转化成诊断标志物或可药性靶点或者用于AD的精准诊断和（或）防治，但至今尚无成功案例。由此提示，对于AD这种复杂性和异质性疾病，聚焦于单个分子靶点的诊断或防治靶点的策略是不合适的。

因此，在靶点发现方面，需要将从人类脑样本来源的大规模分子数据（如基因组、表观遗传组、蛋白质组、代谢组和宏基因组等）与网络模建相整合，以发现参与AD发病机制的新通路和新分子及它们在多个模型网络中的相互作用和地位，研究其对治疗性药物的敏感性，进而发现药物靶点，同时研究认知功能相关分子网络作为预防和治疗靶点的可能性。AD患者通常伴有一些神经精神性症状，据此可建立计算机模型以发现导致这些症状的环路，探索其成为AD的治疗性靶点。深入开展系统生物学和系统药理学研究，建立AD疾病模型，研究以脑网络作为AD治疗性靶点的可行性。

3.3 发病机制

从1907年，Alzheimer医生详细报道AD至今，大量AD防治药物研究失败，急需发病机制方面的真正突破。比如基于Aβ或Tau的假说可以部分解释AD的发病机制，但药物研发的失败，迄今让人无法确信它们离揭示真正的发病机制到底还有多远的距离。实际上，AD并不是一个生物化学或分子问题，而是一个细胞连接被打破的生理学问题。因此，需要在充分揭示脑中维持稳态的复杂的细胞相互作用内涵的基础上，才能进一步揭示AD发病机制［22］。

根据目前生命科学领域的进展，建议在AD发病机制方面，进行交叉学科研究。一方面，开展将AD与基础生物学和老化神经生物学进行整合的系统生物学研究，同时不可忽视环境因素与遗传的相互作用、昼夜节律与饮食习惯对脑老化的影响，强调计算生物学的高度整合；另一方面，探索外周系统（如免疫、代谢和肠道菌群等）和脑相互作用的研究，揭示外周系统对脑老化和神经退行性变的影响。

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