AD多數(shù)情況下為偶發(fā)性病癥，但也有極小部分是以常染色體顯性遺傳的家族性AD（Family AD；FAD）形式存在。從遺傳學(xué)研究角度鑒定FAD的致病基因——編碼Aβ前體蛋白（APP）的APP基因、APP切斷酶γ-secretase復(fù)合體的活性中心蛋白被PSEN1和PSEN2基因編碼的Presenilin1和2識別。在上述3種遺傳基因的基礎(chǔ)上，對FAD家族進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)FAD變異存在以下病變結(jié)果：

①Aβ產(chǎn)生總量增加；
②高凝集性的Aβ42產(chǎn)生比率增加；
③Aβ自體凝集性增強。

由此提出了Aβ的凝集·積累是誘發(fā)AD癥的“淀粉樣蛋白假說”。作為APP基因上的保護(hù)性變異，A673T的變異會使Aβ產(chǎn)生減少，由此更強有力地支持了Aβ是AD發(fā)病機制的“淀粉樣蛋白假說”。

大腦中Aβ的濃度是通過對其產(chǎn)生和清除進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)，一旦平衡被破壞了，就會出現(xiàn)Aβ在腦內(nèi)聚集的局面。本文通過Aβ的產(chǎn)生、清除和聚集三方面，靶向治療Aβ展開論述根治AD的方法。

Aβ是由其前體蛋白APP切斷出來的肽鏈片段。APP是I型單向膜貫通性蛋白質(zhì)，普遍存在于各個組織中。根據(jù)氨基酸剪接不同主要分為695/751/770三種氨基酸類型，但在大腦中發(fā)現(xiàn)較多的是695氨基酸的APP695。

在健康的人腦脊髓液中也可檢測出Aβ，它并不是AD病患者腦中病變產(chǎn)生的產(chǎn)物，而是APP正常代謝過程中產(chǎn)生、分泌的分子。Aβ是通過對APP2階段的剪切后產(chǎn)生的（如圖1）。首先，APP的細(xì)胞外域被β-secretase切斷，細(xì)胞外域片段（sAPPβ）被分泌出來。然后γ-secretase切斷殘留在細(xì)胞膜的APP的C末端斷片（C99），并產(chǎn)生Aβ和AICD。Aβ的C末端變異是γ-secretase切斷時引起的，氨基酸切斷的部位不同，可以產(chǎn)生Aβ37到Aβ49等多種Aβ。以前人們矚目于高產(chǎn)生量的Aβ40，或聚集性·毒性高的Aβ42，但近年來，聚集性·毒性高的Aβ43也備受矚目。另外，除了γ-secretase的切斷抑制作用，對于其切斷活性調(diào)節(jié)的γ-secretase modulator（GSM）的開發(fā)和功能機制的研究也在進(jìn)行中， Aβ37和Aβ38的短Aβ種類的產(chǎn)生機制也受關(guān)注。β-secretase的分子形態(tài)是以BACE1為活性中心，Aph-1、Pen-2、nicastrin的復(fù)合體；γ-secretase是以presenilin1或presenilin2為活性中心的，與Aph-1、Pen-2、nicastrin組成的復(fù)合體。

APP代謝過程中，除Aβ產(chǎn)生途徑外，還存在非Aβ產(chǎn)生途徑（如圖1）。非Aβ產(chǎn)生途徑也分為2個階段的剪切，第2階段的剪切酶同樣是γ-secretase，但第1階段的剪切酶為α-secretase。α-secretase是在APP上的Aβ內(nèi)域16號Lys殘基和17號Leu殘基間切斷的，產(chǎn)生的約3kDa的片段（p3）是缺失Aβ N末端域16氨基酸的多肽片段。神經(jīng)細(xì)胞中的ADAM10就是主要的α-secretase。

  圖1. Aβ產(chǎn)生途徑和非Aβ產(chǎn)生途徑

近年來有報道指出，Aβ產(chǎn)生量是隨神經(jīng)活動的變化而變化的。在小鼠腦內(nèi)可明顯觀察到，腦部位的神經(jīng)活動量和Aβ產(chǎn)生量、Aβ積累量相關(guān)，小鼠進(jìn)入睡眠狀態(tài)時，神經(jīng)活動受到抑制，Aβ產(chǎn)生量也明顯減少。利用光遺傳學(xué)技術(shù)使神經(jīng)活動長期處于連續(xù)亢奮的狀態(tài)，則發(fā)現(xiàn)Aβ積累量增加。雖然通過增強神經(jīng)活動使Aβ產(chǎn)生的機制尚未明確，但隨著神經(jīng)活動亢奮，內(nèi)吞作用增強可能使得被運送至細(xì)胞表面的APP更容易被內(nèi)吞作用以及被BACE1切斷。

通常情況下，可以通過迅速清除腦內(nèi)產(chǎn)生的Aβ，來維持大腦內(nèi)Aβ的一定濃度。但是在一部分的FAD患者中，F(xiàn)AD的變異結(jié)果使Aβ產(chǎn)生量增加，破壞腦內(nèi)Aβ平衡，引發(fā)AD癥。另一方面，在偶發(fā)性AD患者群中發(fā)現(xiàn)，AD癥的突破點不在Aβ產(chǎn)生的增強，而是Aβ的清除。這個結(jié)果表明除了Aβ產(chǎn)生過程，Aβ清除過程的詳細(xì)分子機制研究也至關(guān)重要。報道指出，Aβ分解酶的分解、膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬作用、通過血腦屏障（BBB）的排出輸送等都可作為Aβ清除的主要機制。

代表性的Aβ分解酶有：金屬蛋白酶——Insulin degrading enzyme（IDE）和Neprilysin（NEP），絲氨酸蛋白酶——Kallikrein-related peptidase7（KLK7）等。從基因敲除小鼠案例中闡明了二者都能分解小鼠腦內(nèi)的內(nèi)源性Aβ，還可以減少AD患者腦內(nèi)的Aβ量，降低其分解活性。另外，使用腺病毒相關(guān)載體表達(dá)NEP等也可以減少Aβ的積累，更表明了這些Aβ分解酶可能成為AD病癥治療的標(biāo)靶。

腦內(nèi)的小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞等膠質(zhì)細(xì)胞吞噬Aβ也被推斷出來。在小膠質(zhì)細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)了與Aβ吞噬作用有關(guān)的scavebger receptor等受體。加之近年來從膠質(zhì)細(xì)胞相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)的可能與AD風(fēng)險相關(guān)基因群（Genome wide association study；GWAS）中，發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細(xì)胞中含有多種高表達(dá)的遺傳基因，這些膠質(zhì)細(xì)胞可能以某種形式影響著AD癥的發(fā)病。實際上，這些遺傳基因中，關(guān)于CD33和TREM2等對Aβ清除造成的影響已被報道。

Aβ單體中，沒有特定結(jié)構(gòu)，聚集、積累后Aβ形成了豐富的β片段構(gòu)造的淀粉樣蛋白纖維。Aβ42的聚集性比Aβ40高，是腦內(nèi)老人斑形成時先積蓄的一種Aβ。Aβ40比Aβ42結(jié)構(gòu)更容易發(fā)生改變，雖然原因暫時不明，但已有報道指出31-34號、38-41號氨基酸殘基上組成β發(fā)夾結(jié)構(gòu)可穩(wěn)定C末端結(jié)構(gòu)，使其更易形成β片段結(jié)構(gòu)。在Aβ分子內(nèi)，淀粉樣蛋白纖維與25-29號氨基酸組成轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)形成β片段結(jié)構(gòu)，通過分子間相互作用形成β交叉片段。組成分子內(nèi)轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)的氨基酸域附近是增強Aβ聚集性效果的基因變異集中的熱點部位，可從結(jié)構(gòu)側(cè)面推測出這些變異可促進(jìn)Aβ的結(jié)構(gòu)變化和纖維加速形成。

Aβ形成淀粉樣蛋白纖維的過程，可以建立體外實驗的核形成過程和伸長過程的模型。核形成過程就是Aβ單體發(fā)生結(jié)構(gòu)變化并發(fā)生核纖維伸長形成聚合（seed）的過程，是一個緩慢進(jìn)行的淀粉樣蛋白形成過程。Aβ42的這個成核過程比Aβ40要早。持續(xù)伸長過程是以形成的seed為起點，Aβ通過結(jié)構(gòu)變化依次結(jié)合使纖維快速伸長的過程。在體外，單獨孵育Aβ40聚集進(jìn)展緩慢，預(yù)先添加纖維化的Aβ可以加速聚集速度。同樣在體內(nèi)，將AD患者腦來源或帶有Aβ積累的AD模型小鼠來源的腦裂解液注入不帶Aβ積蓄的小鼠腦中，注入的Aβ作為seed在腦中促進(jìn)Aβ的積累。由此證明了seed形成在Aβ積累中的重要性。上述的AD患者腦來源的Aβ淀粉樣蛋白結(jié)構(gòu)分析中，淀粉樣蛋白結(jié)構(gòu)并非相同的，病變過程不同的患者可能產(chǎn)生不同的淀粉樣蛋白構(gòu)造，由此也可證明形成seed結(jié)構(gòu)的重要性。

初期提到的《淀粉樣蛋白假說》提出Aβ積累形成老人斑，是AD癥發(fā)病的原因。但是，老人斑和認(rèn)知功能衰退之間并無明確的相關(guān)性、比起淀粉樣蛋白纖維oligomer等Aβ聚集中間體具有強毒性被明確后，現(xiàn)在已將《特別是聚集中間體發(fā)揮著強毒性》作為《淀粉樣蛋白假設(shè)》的一部分修改形式。Aβ聚集中間體與使淀粉樣蛋白纖維構(gòu)造不溶的Aβ不同，是可溶的低分子量Aβ重組體。有報告指出可溶性中間體在體外試驗中有paranuclei、protofibrils、Aβ-derived diffusible ligands（ADDL）等Aβ聚集中間體。在體內(nèi)，除了dimer和trimer等low-n oligomer外，還檢測到用12-mer組成的56kDa的Aβ。這些Aβ凝集中間體的共同性是帶有強烈的突觸功能障礙和細(xì)胞毒性，其形成機制和性質(zhì)很耐人尋味。

以《淀粉樣蛋白假說》為立足點，人們提出各種以Aβ為治療標(biāo)靶的AD根本治療法。主要是①抑制Aβ產(chǎn)生、②促進(jìn)Aβ清除、③抑制Aβ聚集為目的研究，雖然經(jīng)過基礎(chǔ)實驗水平探索、檢測了一些候補化合物，但以下記載的兩個觀點是專門進(jìn)行臨床實驗的。

第一是以抑制Aβ產(chǎn)生的各個secretase活性抑制法。但是γ-secretase除了含有APP外還有各種切斷底物，特別是切斷Notch會造成很大副作用。因此不能使用γ-secretase抑制劑，而是尋求開發(fā)以調(diào)節(jié)切斷活性為目的的，可特異性減少Aβ42產(chǎn)生的γ-secretase modulator（GSM）。另外，作為β-secretase的BACE1、BACE1敲除小鼠沒有出現(xiàn)presenilin敲除小鼠的異常表現(xiàn)型，β-secretase切斷限制Aβ產(chǎn)生過程，因此BACE1抑制劑有望成為AD治療的有效藥物。

第二是促進(jìn)Aβ清除。這個觀點在臨床實驗中有抗Aβ抗體被動免疫法和Aβ疫苗主動免疫法。1999年，Schenk等人提出了在APP轉(zhuǎn)基因小鼠體內(nèi)免疫Aβ聚集，可以減少腦內(nèi)Aβ積累的報告。之后還提出注射抗Aβ抗體，可也達(dá)到同樣效果，通過抗Aβ抗體也可以促進(jìn)Aβ清除。盡管清除機制尚未完全明確，但是可認(rèn)為活化了小膠質(zhì)細(xì)胞活對Aβ的吞噬作用，促進(jìn)Aβ向末梢延伸。對極少量抗體轉(zhuǎn)移至腦內(nèi)和抗體表位引起的效果差異，仍需要詳細(xì)的機制說明。

這些以Aβ為目標(biāo)的治療藥正在臨床實驗的困境之中，而造成這個局面的原因之一是治療開始的時間太晚。前面所提到的老人斑是在認(rèn)知功能障礙顯現(xiàn)的10~15年前就開始積蓄，對表現(xiàn)出認(rèn)知功能障礙且已演變?yōu)锳D病癥的患者，單純以Aβ為目標(biāo)的治療策略不一定能改善AD癥狀。因此可在Aβ積累開始的未發(fā)病期或早期的臨床前階段進(jìn)行預(yù)防性干預(yù)，開展預(yù)防性醫(yī)療。為了使治療策略有效執(zhí)行，必須開發(fā)Aβ積累的早期診斷方法，如開發(fā)簡便的Aβ淀粉樣蛋白圖像診斷法和生物標(biāo)記法等。

從多年來對AD相關(guān)基礎(chǔ)研究結(jié)果看，將Aβ作為AD發(fā)病原因的“淀粉樣蛋白假設(shè)”和以Aβ為靶標(biāo)的治療策略有一定的合理性。但尚不能作為AD根本治療方法，需要進(jìn)一步對影響AD癥的Aβ做詳細(xì)的分子機制及臨床應(yīng)用研究。

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