彭也 朱天碧 張釗 陳乃宏
阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease,AD)是一種神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,其特點(diǎn)是進(jìn)行性認(rèn)知能力下降,嚴(yán)重影響日?;顒?dòng),進(jìn)而導(dǎo)致過(guò)早死亡。AD 為最常見(jiàn)的癡呆癥,影響著全球數(shù)千萬(wàn)人,目前全世界有近4700 萬(wàn)AD 患者,而這個(gè)數(shù)字正在急劇上升。隨著世界人口老齡化的到來(lái),AD 的患病率逐年增大,預(yù)計(jì)到2050年,AD 患者將達(dá)到1.315 億。AD 的早期臨床表現(xiàn)為短期記憶受損,逐漸演化成長(zhǎng)期 的記憶喪失,進(jìn)而出現(xiàn)語(yǔ)言行為障礙,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量,對(duì)其家庭和社會(huì)造成嚴(yán)重的心理和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
AD 的病理表現(xiàn)包括神經(jīng)細(xì)胞外β-淀粉樣蛋白(β-amyloidprotein,Aβ)沉積形成斑塊,細(xì)胞內(nèi)tau 蛋白過(guò)度磷酸化形成神經(jīng)纖維纏結(jié)(neurofibrillary tangle,NFT),反應(yīng)性小膠質(zhì)細(xì)胞活化和神經(jīng)元丟失。對(duì)AD 發(fā)病機(jī)制的研究主要有Aβ 假說(shuō)、tau 蛋白異常磷酸化假說(shuō)、神經(jīng)元凋亡假說(shuō)、自由基損傷假說(shuō)、免疫異常假說(shuō)、基因突變假說(shuō)、膽堿能損傷假說(shuō)、金屬離子代謝紊亂、內(nèi)分泌失調(diào)假說(shuō)等理論。但現(xiàn)有研究并未能說(shuō)明AD 真正的發(fā)病機(jī)制,且目前治療AD 的藥物只能部分改善患者的臨床癥狀,而不能延緩或阻斷AD 的病理進(jìn)程。因此,尋找治療AD 的方法,探明其作用機(jī)制,找到其有效藥物,仍為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。本文主要對(duì)AD 與免疫的相關(guān)機(jī)制,以及免疫治療對(duì)AD 的潛在作用進(jìn)行綜述,為臨床研究AD 的發(fā)病機(jī)制及尋找新的治療途徑提供參考。
大量研究表明,AD 的發(fā)生與免疫功能異常密切相關(guān)。已在AD 的神經(jīng)病變中發(fā)現(xiàn)抗原提呈、人類組織相容性抗原陽(yáng)性、免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞、補(bǔ)體成分、炎性細(xì)胞因子和急性期反應(yīng)物等。AD 患者與健康同齡老人相比,血清和腦脊液中T 細(xì)胞、B細(xì)胞、細(xì)胞因子等出現(xiàn)明顯差異。免疫治療能在一定程度上抑制Aβ 沉積,清除已形成的Aβ,改善AD 動(dòng)物模型的認(rèn)知能力。這些證據(jù)說(shuō)明,AD 的病變與免疫調(diào)控之間有密切關(guān)系。
在AD 的病理中,由于Aβ 特異性免疫反應(yīng)機(jī)制受損,引起Aβ 沉積,Aβ 和細(xì)胞內(nèi)NFT 一起構(gòu)成免疫原。這一系列免疫反應(yīng)主要激活小膠質(zhì)細(xì)胞,釋放炎癥介質(zhì),引發(fā)局部炎癥反應(yīng)。而局部炎癥反應(yīng)又可加劇Aβ 沉積,形成惡性循環(huán)。
淀粉樣蛋白前體蛋白(amyloid precursor protein,APP)水解產(chǎn)生的Aβ 是老年斑的主要成分,造成AD發(fā)病和難以治愈的主要原因是Aβ清除機(jī)制發(fā)生障礙,并不是Aβ 產(chǎn)生的數(shù)量增加。最近的研究表明,可溶性的Aβ 刺激神經(jīng)元致其功能障礙,并且可能參與原發(fā)性小膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥效應(yīng)。一方面,在炎癥環(huán)境下,寡聚體Aβ 制劑能在體外誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放促炎細(xì)胞因子;另一方面,由于小膠質(zhì)細(xì)胞或星形膠質(zhì)細(xì)胞傾向于促炎癥狀態(tài),導(dǎo)致其對(duì)Aβ 清除能力受損,進(jìn)而引起Aβ 積聚和持續(xù)的免疫激活,通過(guò)Aβ 和促炎細(xì)胞因子之間的相互作用循環(huán),引發(fā)自我增殖,從而加重AD。星形膠質(zhì)細(xì)胞上的水通道蛋白AQP4 異??捎绊懩X部類淋巴系統(tǒng),導(dǎo)致包括Aβ 在內(nèi)的腦內(nèi)代謝物的清除異常。
AD 的初始病變即伴隨炎癥反應(yīng),發(fā)展到一定程度則導(dǎo)致更多的神經(jīng)元死亡,造成更多的病變,進(jìn)而激發(fā)更嚴(yán)重的炎癥反應(yīng),形成正反饋環(huán)路。故以Aβ 為靶點(diǎn)開(kāi)發(fā)抗AD 的治療藥物失敗的原因,很可能是忽略了AD 后期慢性炎癥刺激這一主要因素。
外周骨髓來(lái)源的細(xì)胞滲入Aβ斑塊聚集的部位,是增加細(xì)胞因子釋放的最常見(jiàn)效應(yīng)之一,而此效應(yīng)主要由趨化性細(xì)胞因子和血腦屏障通透性增加所引起。浸潤(rùn)的單核細(xì)胞一旦到達(dá)炎癥部位,它們將比常駐小膠質(zhì)細(xì)胞更有效地吞噬Aβ 斑塊沉積物,因?yàn)樗鼈兡芮秩氚邏K核心進(jìn)行吞噬,從而減少Aβ,而腦內(nèi)駐留的小膠質(zhì)細(xì)胞由于細(xì)胞因子的影響使其吞噬功能失效。因此,Aβ產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)及其潛在的機(jī)制可能為AD 的治療提供關(guān)鍵信息,例如增加腦中血液來(lái)源的單核細(xì)胞的數(shù)量。
越來(lái)越多的證據(jù)表明,神經(jīng)炎癥可以作為一個(gè)獨(dú)立的因素在AD的發(fā)病早期產(chǎn)生影響,其中免疫相關(guān)基因和細(xì)胞因子是關(guān)鍵的參與者。它們由機(jī)體多種細(xì)胞分泌的小分子蛋白質(zhì),通過(guò)結(jié)合細(xì)胞表面的相應(yīng)受體發(fā)揮生物學(xué)作用。目前研究較多的細(xì)胞因子有白細(xì)胞介素(interleukin,IL)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)、干擾素(interferon,IFN)和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(transforming growth factor,TGF)。細(xì)胞因子在AD 的不同階段發(fā)揮的作用和其治療AD 的可能性,已經(jīng)引起了人們的極大關(guān)注。迄今為止,已經(jīng)有13 種細(xì)胞因子與AD有關(guān),包括IL-1β、IL-6、IL-18、TNF-α等,它們?cè)贏D 患者中的表達(dá)水平較正常人差異均具有顯著性。本綜述主要列舉以下幾個(gè)重要的炎癥介質(zhì)并對(duì)其在AD 發(fā)病過(guò)程中發(fā)揮的作用進(jìn)行探討。
2.1.1 IL-2IL-2 由活化T 細(xì)胞產(chǎn)生,可為神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng),增強(qiáng)海馬神經(jīng)元樹(shù)突發(fā)育,在神經(jīng)元發(fā)育中起保護(hù)作用,其最早是在腫瘤病人的大腦中被發(fā)現(xiàn)。人工合成外源性IL-2 臨床用于治療腫瘤和感染性疾病,但使用劑量較高,可誘發(fā)認(rèn)知功能障礙和其他不良的神經(jīng)精神副作用。研究表明,腦源性的IL-2 在海馬膽堿能神經(jīng)元再生中起重要作用。在外周免疫系統(tǒng)中,IL-2 負(fù)責(zé)免疫細(xì)胞的活化,其主要作用是激活調(diào)節(jié)T 細(xì)胞(regulatory cells,Tregs)吞噬Aβ,控制炎癥,從而保護(hù)神經(jīng),改善AD病程。Tregs 被認(rèn)為是免疫細(xì)胞以及單核細(xì)胞來(lái)源的巨噬細(xì)胞。研 究顯示,IL-2 能激活A(yù)PP/PS1 小鼠大腦中的Tregs,改善AD 的癥狀。在IL-2 處理的APP/PS1 小鼠的海馬中,觀察到IL-2 的表達(dá)增加,但是在IL-2 處理的對(duì)照組小鼠中沒(méi)有觀察到此現(xiàn)象,這可能是由于AD 模型小鼠的血腦屏障通透性已經(jīng)改變,導(dǎo)致外周產(chǎn)生的IL-2 透過(guò)血腦屏障進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system,CNS)發(fā)揮作用,使Tregs募集到AD 的腦部位,導(dǎo)致膠質(zhì)細(xì) 胞增生并吞噬Aβ,從而改善認(rèn)知功能。IL-2 除了直接作用于腦的功能,還具有多效的免疫功能,Petitto 等提出,IL-2 敲除小鼠學(xué)習(xí)和記憶障礙主要受到間接的免疫作用的影響。因此,IL-2 具有雙重特性,即改善記憶形成和控制炎癥。已有文獻(xiàn)報(bào)道,IL-2 在AD 中發(fā)揮治療作用具有很強(qiáng)的理論基礎(chǔ):① IL-2 敲除小鼠表現(xiàn)出學(xué)習(xí)和記憶障礙;② 與健康老年和中年受試者相比,AD 患者的血清中IL-2 表達(dá)水平低;③ 低劑量的IL-2 具有抗炎作用。IL-2 對(duì)AD 的改善作用還與星形膠質(zhì)細(xì)胞活化有關(guān),已有相關(guān)報(bào)道證明,Tregs和星形膠質(zhì)細(xì)胞之間有密切相互作用,其中IL-2/STAT5 信號(hào)通路的激活涉及星形膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的Tregs的激活。
臨床上,IL-2 已被批準(zhǔn)作為治療轉(zhuǎn)移性黑素瘤和腎細(xì)胞癌的藥物,在這些適應(yīng)癥中,IL-2 通過(guò)刺激效應(yīng)T 細(xì)胞起效,但其給藥劑量過(guò)高(每天高達(dá)160 MIU/mL),所引起的副作用限制了其使用?,F(xiàn)已證明低劑量IL-2 是安全的,并且能選擇性激活Tregs 而非效應(yīng)T 細(xì)胞,這為開(kāi)發(fā)以IL-2 為靶點(diǎn)的藥物提供了新思路。IL-2 正作為Tregs 的興奮劑,以1~3 MIU/mL日劑量被深入開(kāi)發(fā),在低劑量的情況下,IL-2 在患有自身免疫疾病的人體中具有良好的耐受性,因此,在AD 患者中使用低劑量IL-2 進(jìn)行長(zhǎng)期治療有望取得很好的療效。
2.1.2 TNF-αTNF-α 因其有在體外殺死腫瘤細(xì)胞和導(dǎo)致動(dòng)物腫瘤出血性壞死的能力而命名。細(xì)菌或病毒感染、急性腦損傷或中風(fēng)梗死、慢性神經(jīng)退行性疾病等都有可能誘導(dǎo)TNF-α 的產(chǎn)生和釋放。近年來(lái),TNF-α 已成為各領(lǐng)域研究最廣泛的細(xì)胞因子之一,也是目前應(yīng)用最廣泛的藥物分子靶點(diǎn)之一。TNF-α 參與AD 病程的最早證據(jù)之一,是在AD 患者死后,其腦部Aβ 斑塊周圍發(fā)現(xiàn)TNF-α 的存在。研究表明,健康成年人外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng) 的 TNF-α 含量維持在非常低的水平,而在AD 患者中明顯升高,也有許多臨床和動(dòng)物研究已經(jīng)證明腦中TNF-α 的表達(dá)和AD 之間的聯(lián)系。TNF-α 是一種具有雙刃劍作用的分子,對(duì)抗癌具有有益作用,但在AD等腦部疾病中具有破壞性作用。TNF-α 主要由免疫細(xì)胞釋放,如單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞,作為炎癥和免疫過(guò)程中的關(guān)鍵細(xì)胞因子在機(jī)體的各個(gè)部位起作用。在外周免疫系統(tǒng)中,TNF-α 由激活的巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞釋放;在大腦中,TNF-α由神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá),并通過(guò)召集小膠質(zhì)細(xì)胞或星形膠質(zhì)細(xì)胞到損傷部位而促進(jìn)炎癥反應(yīng),導(dǎo)致膠質(zhì)細(xì)胞活化,從而加劇AD 病程。AD 病人腦中Aβ 斑塊周圍的TNF-α 表達(dá)水平升高,這被認(rèn)為與皮層的神經(jīng)元內(nèi)的Aβ 免疫反應(yīng)相關(guān),且已有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明這些升高的TNF-α 表達(dá)與AD 小鼠中的認(rèn)知缺陷相關(guān)。
在AD 轉(zhuǎn)基因小鼠中,TNF-α一方面通過(guò)上調(diào)β-分泌酶和γ-分泌酶活性,增加Aβ 的產(chǎn)生,導(dǎo)致神經(jīng)元死亡;另一方面,腦中過(guò)量的TNF-α 抑制小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)Aβ 的清除,引起突觸功能障礙,導(dǎo)致認(rèn)知能力下降,從而促進(jìn)AD 的發(fā)展進(jìn)程。這些證據(jù)提示TNF-α 有望成為AD 的治療靶點(diǎn),抗TNF-α 藥物可能是AD 的靶向治療藥物。
2.1.3 IL-10IL-10 是一種典型的抗炎細(xì)胞因子,由T 細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、外周巨噬細(xì)胞和CNS 駐留 小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生并調(diào)節(jié)其活化。早期研究表明,IL-10 的表達(dá)下調(diào)是AD 發(fā)病的危險(xiǎn)因素之一,而近期綜合基因組研究顯示,IL-10 對(duì)AD 大腦的影響產(chǎn)生相反的結(jié)論。已有文獻(xiàn)報(bào)道,AD 患者血清和大腦中的IL-10 信號(hào)通路異常升高,IL-10 過(guò)表達(dá)可以降低突觸蛋白質(zhì)豐度,并加重認(rèn)知障礙,而IL-10 缺失可以減輕AD 樣行為缺陷,IL-10 的過(guò)量產(chǎn)生導(dǎo)致先天免疫Aβ 吞噬作用 缺陷,致使斑塊積聚,抑制IL-10/STAT3 途徑可以使先天免疫系統(tǒng)達(dá)到正常的平衡狀態(tài),清除腦內(nèi)的Aβ,從而減輕AD 樣病理癥狀。另有研究報(bào)道,IL-10 與載脂蛋白E(apolipoprotein E,ApoE)之間存在交叉作用。人類ApoE 亞型差異調(diào)節(jié)Aβ 代謝、聚集、沉積、清除以及腦血管痙攣。將人ApoE4 敲入大腦淀粉樣變性小鼠模型,會(huì)加劇炎癥的產(chǎn)生和Aβ 沉積,而ApoE2 則可以抑制此情況。腦IL-10 過(guò)表達(dá)增加小鼠ApoE 與不溶性淀粉樣蛋白的聚集,并促進(jìn)ApoEAβ 相互作用,抑制復(fù)合物的吞噬作用,ApoE-Aβ復(fù)合物可以降低小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)Aβ的清除能力。臨床研究表明,單純通過(guò)抑制免疫途徑來(lái)達(dá)到抗AD 的目的是不可取的,越來(lái)越多文獻(xiàn)強(qiáng)調(diào)免疫系統(tǒng)再平衡在AD 治療過(guò)程中的重要性。正如IL-10,其在正常情況下發(fā)揮的是抗炎作用,而其在AD 中,一方面損傷先天免疫系統(tǒng)導(dǎo)致其失去對(duì)Aβ 的吞噬作用,另一方面通過(guò)促進(jìn)ApoE-Aβ 共沉積,加劇AD。這些研究提示我們,IL-10 可以調(diào)節(jié)ApoE-Aβ 相互作用,對(duì)治療AD 具有重要意義,需要在AD 背景下更深入地了解IL-10 和ApoE 之間的交叉作用。且IL-10/STAT3 途徑的基因阻斷有望重新平衡大腦的先天免疫系統(tǒng),成為安全有效的AD 治療策略。
小膠質(zhì)細(xì)胞是腦內(nèi)常駐免疫細(xì)胞,相當(dāng)于腦和脊髓中的巨噬細(xì)胞,是大腦的第一道防線。作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的免疫細(xì)胞,小膠質(zhì)細(xì)胞在AD 的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中作用具有兩面性,既可以通過(guò)吞噬組織中病原體及有害物質(zhì)對(duì)神經(jīng)元起保護(hù)作用,又可以在致炎因子的作用下分泌炎性細(xì)胞因子對(duì)神經(jīng)元起毒性作用。大多數(shù)的研究認(rèn)為,小膠質(zhì)細(xì)胞激活后具有兩種表型變化,M1 型極化和M2 型極化。M1 型極化:在脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)或干擾素-γ(interferon-γ,IFN-γ)誘導(dǎo)下,激活產(chǎn)生高水平的促炎因子和氧化代謝產(chǎn)物,促進(jìn)炎性反應(yīng)。而Aβ 能刺激小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞分泌促炎細(xì)胞分子,如TNF-α、IFN-γ,從而提高γ 分泌酶的活性,進(jìn)一步增加Aβ 的產(chǎn)生。M2 型極化:能誘導(dǎo)表達(dá)多種抗炎性因子,如IL-2、IL-4或IL-10,從而修復(fù)損傷細(xì)胞。但近年來(lái),對(duì)于M1/M2 型極化,出現(xiàn)了許多質(zhì)疑的聲音,有文獻(xiàn)報(bào)道這種說(shuō)法是過(guò)時(shí)的,單核吞噬細(xì)胞激活狀態(tài)既不是絕對(duì)的M1 型也不是M2型,相反,獨(dú)特的激活表型落在M1和M2 極化之間的連續(xù)體內(nèi),小膠質(zhì)細(xì)胞可以假設(shè)成連續(xù)的激活狀態(tài),因其M1 和M2 型標(biāo)記的表達(dá)是交叉進(jìn)行的,這個(gè)概念通過(guò)RNA-Seq 和Nano String 分析IL-10 依賴性炎癥基因得到證實(shí),且研究發(fā)現(xiàn),在敲除IL-10 的APP/PS1 小鼠中,小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬能力增強(qiáng),但其活化是遠(yuǎn)離傳統(tǒng)的M2 極化狀態(tài)的。在大腦淀粉樣變性的轉(zhuǎn)基因小鼠模型中,通過(guò)IL-10 過(guò)表達(dá)或IL-10 缺陷改變的基因進(jìn)一步研究其免疫相關(guān)功能,發(fā)現(xiàn)基因通路在這兩種相反的操作之間大部分重疊,且其中小膠質(zhì)細(xì)胞獨(dú)特的激活表型處于M1 和M2 極端之間,再次證明用M1/M2型極化來(lái)說(shuō)明小膠質(zhì)細(xì)胞在AD 中的作用是不可取的,單純的免疫抑制或免疫激活都不能在AD 的病程中取得有益的效果,將AD 病人大腦內(nèi)被破壞的免疫系統(tǒng)重新平衡才是正確的研究方向。小膠質(zhì)細(xì)胞作為大腦的第一道防線,其在免疫調(diào)控進(jìn)程中發(fā)揮的作用不可用簡(jiǎn)單的M1/M2 二分法來(lái)分類,其在疾病不同階段的確切作用和機(jī)制還需深入探究。
盡管免疫調(diào)控參與AD 的發(fā)病已經(jīng)得到充分的確證,但其具體的作用機(jī)制尚未闡明。據(jù)報(bào)道,炎癥反應(yīng)參與AD 病理與以下幾個(gè)途徑有關(guān)。
2.3.1 Notch 信號(hào)通路Notch 信號(hào)通路是在進(jìn)化中高度保守的信號(hào)通路,其在生物進(jìn)化早期、神經(jīng)系統(tǒng)的起源和發(fā)育中都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,并且與AD 的發(fā)病密切相關(guān)。Notch 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路由Notch受體、Notch 配體和DNA 結(jié)合蛋白3 部分組成,哺乳動(dòng)物中有4 個(gè)同源Notch 受體是Notch1~4,所有的同源Notch 受體都屬于 Ι 型跨膜蛋白,由胞內(nèi)區(qū)、跨膜區(qū)和胞外區(qū)組成。
γ-分泌酶的水解切割作用能活化Notch 受體,進(jìn)而釋放胞內(nèi)活化片段Notch1,激活下游效應(yīng),此外,γ-分泌酶能水解APP,產(chǎn)生Aβ。有研究證實(shí),機(jī)體老化過(guò)程中γ 分泌酶水解活化Notch 受體的能力減弱,水解APP 的活性增高,這可能是引起AD發(fā)生的主要原因。Numb 為Notch 信號(hào)通路的抑制因子,Numb 表達(dá)異常,會(huì)引起類似AD 的神經(jīng)退行性病變。提示Notch 信號(hào)通路異常與AD的發(fā)病密切相關(guān),Notch 通路抑制劑可能成為AD 的治療靶點(diǎn)。
2.3.2 IL-10/STAT3 信號(hào)通路在經(jīng)典的IL-10 信號(hào)通路中,IL-10 與其同源受體(IL-10R)結(jié)合后,引發(fā)Janus 激酶1(Janus kinase 1,JAK1)的磷酸化,而JAK1 又使STAT3 磷酸化。STAT3 同源二聚化并轉(zhuǎn)位至細(xì)胞核,使核中的反式激活基 因細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)抑制因子3(suppressor of cytokine signaling 3,SOCS3)被激活,然后SOCS3 被Src家族激酶磷酸化,并與炎性細(xì)胞因子受體相互作用,靶向用于泛素化降解。IL-10 是單核細(xì)胞基本功能的執(zhí)行者,通過(guò)阻斷促炎細(xì)胞因子的作用來(lái)抑制過(guò)度旺盛的炎癥反應(yīng),其能輔助單核細(xì)胞吞噬作用、產(chǎn)生細(xì)胞因子、表達(dá)共刺激分子和抗原呈遞。已有研究發(fā)現(xiàn),所有經(jīng)典IL-10通路信號(hào)元件[即IL-10R1 和下游JAK1、磷酸化JAK1(p-JAK1)、STAT3、磷酸化STAT3、SOCS3]在AD 患者的海馬區(qū)域都有過(guò)度積累的現(xiàn)象。提示在AD 患者體內(nèi),調(diào)節(jié)IL-10/STAT3 信號(hào)通路來(lái)重新平衡大腦內(nèi)天然免疫以促進(jìn)有益的神經(jīng)炎癥,可能比傳統(tǒng)的抗炎療法更有效。
2.3.3 其他信號(hào)通路核因子κB(nuclear factor κB,NF-κB)信號(hào)通路在基因調(diào)控中起重要作用,并與炎癥、氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),AD 患者大腦中淀粉樣前體蛋白β 位點(diǎn)裂解酶1(β-site APP cleaving enzyme,BACE1)和NF-κB p65 水平均明顯增加,此外,非甾 體抗炎藥( non-steroidal anti- inflammatory drugs,NSAIDs)可阻斷炎癥誘導(dǎo)的BACE1 轉(zhuǎn)錄和Aβ 產(chǎn)生,提示抑制NF-κB 介導(dǎo)的BACE1表達(dá)可能是治療AD 的藥物靶標(biāo)。
PI3K/Akt 信號(hào)通路可以調(diào)節(jié)大多數(shù)細(xì)胞的行為,響應(yīng)于外部刺激,如基因表達(dá)、代謝、細(xì)胞分裂、分化和存活。但這個(gè)重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 PI3K/Akt/糖原合成酶激酶3(glycogensynthase kinase 3,GSK3)和PI3K/Akt/mTOR 在AD 患者中似乎沒(méi)有引起廣泛的關(guān)注,但已有證據(jù)表明,可溶性 Aβ 能夠抑制PI3K/Akt 信號(hào)通路。
經(jīng)典Wnt 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路(Wnt/β-連接素)是已知的參與腦中神經(jīng)發(fā)育早期和血腦屏障發(fā)育、成熟的信號(hào)通路。Wnt/β-連接素通路是調(diào)節(jié) 突觸可塑性和乙酰膽堿受體發(fā)育的重要途徑。已有研究表明,該途徑可能與AD 的病程有關(guān)。Aβ 能夠促進(jìn)GSK3 的激活,進(jìn)而促進(jìn)Tau 蛋白磷酸化,降低Wnt 的活性。還有研究表明,WASP-1(Wnt 激活小蛋白)能夠明顯改善學(xué)習(xí)記憶和突觸傳遞障礙。
有絲分裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)途徑由3 個(gè)信號(hào)級(jí)聯(lián)組成:JNK、p38 和ERK。Orejana 等在患AD 的快速老化小鼠中發(fā)現(xiàn),JNK 級(jí)聯(lián)明顯高于正常小鼠,而蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase 2,PP2A)沒(méi)有明顯變化,該研究還表明,JNK可能通過(guò)氧化應(yīng)激參與Tau 蛋白調(diào)節(jié)。抑制JNK 磷酸化能夠降低Tau蛋白磷酸化的水平,提示JNK 級(jí)聯(lián)可能是一個(gè)治療AD 的潛在靶點(diǎn)。臨床研究發(fā)現(xiàn),JNK 在AD 患者的海馬和皮質(zhì)的Tau 磷酸化區(qū)域表達(dá)異常升高。然而,信號(hào)通路之間的串?dāng)_使得AD 的機(jī)制更難以解釋,在未來(lái)的研究中需要大量的研究來(lái)證明和闡述其中復(fù)雜的聯(lián)系。
近年來(lái),科研工作者們從不同角度、多個(gè)靶點(diǎn),研究開(kāi)發(fā)防治AD的藥物,并已相繼有針對(duì)AD 的藥物面世,但都止步于III 期臨床試驗(yàn)。炎癥作為伴隨AD 病程進(jìn)展的重要因素,被廣泛認(rèn)為是AD 的病因之一?;诖死碚?,抗炎藥有著潛在的抗AD 作用。
抑制劑在臨床上用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、強(qiáng)直性脊柱炎、牛皮癬性關(guān)節(jié)炎、克羅恩氏病等已近20年,而近年來(lái),有研究提出抗TNF-α藥物有望預(yù)防或治療AD。注射用英夫利西單抗是包含人和鼠可變區(qū)的嵌合二價(jià)免疫球蛋白單克隆抗體,它通過(guò)結(jié)合TNF-α 的單體和三聚 體來(lái)抑制TNF-α 的生物學(xué)活性。注射用依那西普是一種150 ku 的重組二聚體融合蛋白,包含兩個(gè)與人IgG1Fc 片段連接的人p75TNF-α 受體的細(xì)胞外配體結(jié)合部分,可以結(jié)合TNF-α。據(jù)報(bào)道,在對(duì)輕度至重度AD患者進(jìn)行的6個(gè)月開(kāi)放標(biāo)記試點(diǎn)研究中,沿椎管內(nèi)給予依那西普可以通過(guò)抑制TNF-α 持續(xù)改善AD。吡咯烷二硫代氨基甲酸酯能阻止NF-κB 與DNA 結(jié)合,抑制TNF-α 轉(zhuǎn)錄??梢?jiàn),雖然這些抗TNF-α 制劑在AD 中的治療作用尚缺乏深入的研究,但已有證據(jù)表明其有潛在的抗AD 效果。
米諾環(huán)素是一種具有抗炎特性的四環(huán)素類化合物,可以抑制基質(zhì)金屬蛋白酶,增加一氧化氮合酶(nitric oxide synthases,NOS)和環(huán)氧合酶2(cyclooxygenase 2,COX-2)的活性,并減少細(xì)胞因子如TNF-α和IL-1β 的釋放。米諾環(huán)素已被發(fā)現(xiàn)對(duì)包括局部腦缺血、亨廷頓舞蹈病、肌萎縮側(cè)索硬化癥和AD 在內(nèi)的多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病有作用。其可下調(diào)小膠質(zhì)細(xì)胞的活性,減弱T細(xì)胞的活性,從而減少T 細(xì)胞-小膠質(zhì)細(xì)胞相互作用中的細(xì)胞因子產(chǎn)生。在體外,米諾環(huán)素可通過(guò)抑制N-甲基-D-天冬氨酸誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞激活,從而減輕谷氨酸對(duì)神經(jīng)元產(chǎn)生的興奮性毒性。在體內(nèi),米諾環(huán)素通過(guò)抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化,在各種CNS 疾病模型中起神經(jīng)保護(hù)作用。米諾環(huán)素作用于小膠質(zhì)細(xì)胞的同時(shí),也能作用于其他免疫細(xì)胞亞群,這足以說(shuō)明其在包括AD在內(nèi)的多種CNS 病癥中均具有重要作用。另一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)是米諾環(huán)素在AD 的早期階段,可以促進(jìn)Aβ清除,防止斑塊聚集,這與米諾環(huán)素在AD 早期可以直接增強(qiáng)小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬作用有關(guān),近期研究進(jìn)一步支持了這一假設(shè),米諾環(huán)素在AD 轉(zhuǎn)基因小鼠發(fā)病早期起預(yù)防作用。此外,米諾環(huán)素能夠在不影響單核細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)Aβ 吞噬作用的情況下,下調(diào)其產(chǎn)生的促炎細(xì)胞因子。
目前,米諾環(huán)素對(duì)AD 早期的療效已在AD 小鼠體內(nèi)進(jìn)行驗(yàn)證,但仍需進(jìn)一步的臨床試驗(yàn)證實(shí)米諾環(huán)素對(duì)AD 的作用。綜上所述,米諾環(huán)素作為一種有效的神經(jīng)保護(hù)劑,能通過(guò)抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的促炎表型,同時(shí)增強(qiáng)其清除Aβ 沉積物的能力,發(fā)揮治療AD 的作用。
許多中藥活性成分已被證實(shí)具有抗炎、抗氧化作用。人參皂苷Rg1是人參的主要有效單體,已被證明有抗氧化、抗衰老、改善認(rèn)知等作用。有研究提出,Rg1 能通過(guò)增強(qiáng)海馬體中的抗氧化和抗炎能力,改善學(xué)習(xí)記憶能力,同時(shí),Rg1 可以明顯降低衰老模型大鼠腦中IL-1β、IL-6和TNF-α 的表達(dá),進(jìn)而減弱星形膠質(zhì)細(xì)胞的活化,提示這可能是Rg1促智和抗衰老的作用的基礎(chǔ)。天麻根莖中的活性成分天麻素能夠緩解神經(jīng)衰弱、失眠和頭痛,有息風(fēng)止痙、祛風(fēng)通絡(luò)的作用。研究發(fā)現(xiàn),天麻素可以減少AD 轉(zhuǎn)基因小鼠腦中的Aβ 沉積和小膠質(zhì)細(xì)胞活化,從而改善AD 模型學(xué)習(xí)記憶障礙和減輕其腦中的炎癥反應(yīng),這表明天麻素通過(guò)抗炎和抗Aβ 發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用,是治療AD 的潛在藥物。姜黃素為姜黃根莖提取成分,具有抗癌、抗氧化和抗炎特性。近期研究表明,姜黃素還具有神經(jīng)保護(hù)和認(rèn)知增強(qiáng)特性,可能有助于延緩或預(yù)防AD 等神經(jīng)退行性疾病。姜黃素可能通過(guò)下調(diào)Notch 信號(hào)通路,發(fā)揮抗AD 作用,但目前姜黃素治療AD 還缺乏臨床報(bào)道,其作用有待進(jìn)一步研究。黃芩的主要成分黃芩苷,能通過(guò)減弱小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的活性,降低TNF-α、IL-6 的表達(dá),明顯改善學(xué)習(xí)記憶,從而減緩AD。廣泛存在于掌葉大黃、山茱萸等植物中的沒(méi)食子酸,可以通過(guò)激活MAPK 和PI3K/Akt 通路,發(fā)揮抗衰老作用,從而緩解AD。綜上,在中藥活性成分中挖掘AD 的治療藥物具有廣闊的前景,目前,已有眾多研究從中藥的抗炎作用入手,為探索AD 的免疫治療新方法提供了新的思路與方向。
從目前的研究看來(lái),AD 的發(fā)病機(jī)制仍十分復(fù)雜,人們對(duì)它的了解依舊非常有限。筆者主要從免疫調(diào)控的角度,綜述其與AD 的相關(guān)性,探討免疫調(diào)控對(duì)改善AD 病理學(xué)的相關(guān)炎癥效應(yīng)及作用機(jī)制,從腦內(nèi)炎性細(xì)胞及其釋放的炎癥介質(zhì)角度闡述免疫對(duì)AD 的雙向作用。大量的文獻(xiàn)報(bào)道及研究結(jié)果證明,炎癥與AD 密切相關(guān),免疫調(diào)控在AD 中確實(shí)發(fā)揮著不可替代的重要作用,然而仍有一系列問(wèn)題亟待解決,如造成腦內(nèi)的小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的吞噬作用與外周浸潤(rùn)的單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的效應(yīng)差異的具體機(jī)制如何。越來(lái)越多研究表明,單純的免疫抑制不能在AD 的病程中取得有益的效果,將AD 病人大腦內(nèi)被破壞的免疫系統(tǒng)重新平衡,才是正確的研究方向。隨著人口老齡化的到來(lái),AD 患者的增加已成不可逆轉(zhuǎn)的事實(shí),進(jìn)一步探索AD 的作用機(jī)制及找到有效治療藥物刻不容緩??蒲泄ぷ髡咴谖磥?lái)可對(duì)AD 神經(jīng)炎癥進(jìn)一步研究,以期找到治療AD 的有效途徑以及策略?!?/p>
中國(guó)學(xué)術(shù)期刊文摘2019年14期