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阿尔兹海默病

2021-03-10李冠贤张洪峰

科研成果与传播 2021年2期
关键词:病理性神经元蛋白

李冠贤 张洪峰

是否记得张艺谋执导的电影《归来》,婉瑜等了焉识一生,而焉识却只能以陌生人的身份陪她到最后。或许患有阿尔兹海默病的冯婉瑜是幸运的,她逃离了现实的残酷,活在记忆深处,余生只有昔日的陆焉识。然而,对陆焉识来讲又何尝不是另一种煎熬:你我都在,只是我认识你,你却不知道我是谁。

现实世界,被称为“铁娘子”的英国前首相撒切尔夫人,是近代世界上有名的政治家之一。她的11年执政生涯对英国经济、文化等领域的变革影响深远。然而就是这样一位执着、坚韧、刚强的女首相,却因中风和罹患阿尔兹海默病而晚景凄凉。

漫漫人生,终成一默。阿尔兹海默病犹如一块记忆的橡皮擦,擦去你对这个世界的点滴回忆。英国著名幻想小说家特里·普拉切特这样描述阿尔兹海默病:“就像是在公园散步,只是患上阿尔兹海默病后,我的公园总是在变。”

文学作品、电影艺术让阿尔兹海默病带上了浪漫色彩,但在医疗领域,人类从未放弃与其作斗争。阿尔兹海默病由德国精神学家与病理学家阿洛伊斯·阿尔兹海默在1906年首次报道,他将此病描述为“保留信息能力严重受损”,后来人以他的姓氏来命名这种疾病。

世界卫生组织资料显示,全球约有4750万阿尔兹海默病患者,据不完全统计,中国阿尔兹海默病患者人数居世界首位,目前已经超过1000万。其中,55岁以上人群患病率接近3%,65岁以上是5%,70岁以上是10%,80岁以上是30%,85岁以上则高达40%。在60岁以上的老年人群中,年龄每增加5岁,患病危险度会增加1.85倍。随着老龄化程度的加快,预计到20世纪中叶,我国的老年人口数量大约会增长到4亿,阿尔兹海默病患者将接近2000万。如此庞大的患病群体,将给社会、医疗体系、家庭、伦理等带来前所未有的挑战。

阿尔兹海默病,俗称早老性痴呆、老年痴呆、痴呆症,是一种发病进程缓慢、随着时间不断恶化的神经退行性疾病,此病症占了痴呆症的六到七成。最常见的早期症状为短期记忆丧失(难以记住最近发生的事)。随着病情的进一步发展,其他症状会陆续出现,包括语言障碍、定向障碍(如容易迷路)、情绪不稳、丧失动机、无法自理等。当情况进一步恶化时,患者会和家庭或社会脱节,并逐渐丧失身体机能,最终死亡。虽然疾病进程因人而异,但确诊后平均存活为3〜9年。

阿尔兹海默病的病因仍没有公认的定论,目前有几个不同的假说,其中较为主流的是β淀粉样蛋白(Aβ)毒性假说和tau蛋白假说。然而,虽然目前靶向Aβ的药物开发较多,但与此相关的多种药物在临床试验中不断折戟沉沙,基于这一假说的相关研究人员的研究热情也在逐渐衰退。tau蛋白假说则认为,过度磷酸化或错误折叠的tau蛋白在神经元中更容易聚集,并形成神经纤维缠结,从而导致神经元损伤或死亡,最终引起认知功能下降。

那么错误折叠或过度磷酸化修饰的tau蛋白是如何从局部扩散到整个大脑的?大量研究显示,tau蛋白具备像朊病毒一样“传染”的特性,它通过迫使正常tau蛋白发生与其相同形式的错误折叠,从而在大脑中散播。错误折叠的tau蛋白首先出现在大脑的记忆中心——内嗅皮层和海马区,随着疾病进一步发展,相继出现在其他脑区,最终扩散到整个大脑。

目前存在的tau扩散机制主要有:第一,跨突触传播,即神经元内tau蛋白通过突触前膜释放病理性tau到突触间隙,被下游神经元突触后膜吸收而形成病理性tau,是一种上下级神经元间的传播。第二,神经元间隧道纳米管(nanotube)传播,即细胞内的tau蛋白可以通过隧道纳米管等物理连接在细胞间直接转移。第三,tau種子病理传播,即tau蛋白以游离体(ectosome)或外泌体(exosome)形式释放到细胞外,形成tau种子病理,之后tau种子病理侵染正常神经元而形成病理性tau的扩散。这些病理性tau传播机制已经在小鼠模型中得到证实,并且通过采用PET、fMRI追踪技术,在人类大脑中也捕捉到了tau病理扩散进程。

那么病理性tau传播的机制是什么呢?有趣的是,据报道神经元激活可促进tau的释放,而阿尔兹海默病中已知存在过多的神经元激活[1],这可能是阿尔兹海默病脑内tau扩散的机制之一。近期有研究显示,低密度脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)控制tau蛋白的内吞以及后续tau的传播,而下调LRP1可有效阻止神经元间的tau传播过程。还有研究表明,包含tau种子的外泌体内化到细胞中后,可持续活化内溶酶体,使其通透性增加,tau蛋白借此“逃逸”到胞浆中,并诱导tau聚集[2]。以上这些研究从不同角度探究了tau传播的机制,为从不同阶段阻断tau传播提供了新的思路。当然tau传播的机制还有待更深入的研究,这无疑为阿尔兹海默病的治疗带来曙光。值得欣慰的是,目前Pinteon Therapeutics公司研发的靶向cis-pT231-tau(具有神经毒性的tau蛋白构象)的新型抗体PNT001已进入临床开发阶段。PNT001通过精确靶向和中和携带cis-pT231的tau蛋白来阻断毒性tau蛋白的扩散,进而达到保护大脑正常运作,治疗阿尔兹海默病的目的。

由于tau蛋白的病理性传播在阿尔兹海默病发病机制中发挥着重要作用,当前将病理性tau蛋白传播作为治疗靶点的新型药物也在积极地研发中,为攻克这一严重危害人类生存质量的疾病带来曙光。希望不久的将来,研究人员能够在阿尔兹海默病的治疗研究领域出现突破性进展,惠及广大患者及其家庭。

参考文献

[1] WU J W, HUSSAINI S A, BASTILLE I M, et al. Neuronal activity enhances tau propagation and tau pathology in vivo[J]. Nature Neuroscience,2016,19(8): 1085-1092.

[2] POLANCO J C, HAND G R, BRINER A, et al. Exosomes induce endolysosomal permeabilization as a gateway by which exosomal tau seeds escape into the cytosol [J]. Acta Neuropathologica, 2021,141(2):235-256.

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