鐘偉聰，張然，皮榮標(biāo)*

(1.中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院，廣東 深圳 518107；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院，北京 100193)

阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)是一種神經(jīng)退行性疾病，影響著全世界2 500多萬人。同時(shí)，隨著老齡化的加劇，這個(gè)數(shù)字仍在不斷擴(kuò)大，AD逐漸成為中國乃至全球最嚴(yán)重的社會(huì)危機(jī)。AD主要發(fā)生在老年人，特別是65歲及以上人群，是一種與年齡有關(guān)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。隨著年齡的增加，AD的患病風(fēng)險(xiǎn)成比例地增加?；加蠥D的患者通常呈現(xiàn)出神經(jīng)精神癥狀(neuropsychiatric symptom,NPS)，表現(xiàn)為認(rèn)知障礙、躁動(dòng)、冷漠、焦慮等[1]。根據(jù)2020年世界阿爾茨海默病報(bào)告，三分之一的老年人死于AD或其他癡呆癥。對(duì)于患有AD的人來說，醫(yī)療保健和長期護(hù)理的費(fèi)用相當(dāng)大，造成了極大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)損失。AD已經(jīng)成為影響社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展和人類健康的嚴(yán)重問題[2]。AD的發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜，目前并沒有得到良好的闡明[3]，其主要特征是腦組織的淀粉樣多肽沉積Aβ和由Tau蛋白聚集形成的神經(jīng)原纖維纏結(jié)(neurofibrillary tangles,NFTs)。因此目前主流的發(fā)病機(jī)制以Aβ級(jí)聯(lián)、異常Tau為中心。在藥物研發(fā)中，Aβ和Tau蛋白也是AD藥物設(shè)計(jì)的重要分子靶點(diǎn)。除此之外，線粒體功能紊亂、氧化應(yīng)激、膽堿能和自由基損傷等也在AD的發(fā)展起著不可或缺的作用[4]。

在2021年6月，F(xiàn)DA批準(zhǔn)Aβ抗體Aducanumab的上市，打破了近20年來沒有任何一款新藥在AD治療領(lǐng)域獲得批準(zhǔn)的困局[5]。Aducanumab與我國自主研發(fā)的GV-971類似，在臨床研究中存在部分爭議，還需要進(jìn)一步探究其治療機(jī)制和效果。最近，越來越多的研究表明神經(jīng)退行性疾病和神經(jīng)炎癥有密切的關(guān)系。小膠質(zhì)細(xì)胞聚集在Aβ周圍，吞噬清除Aβ斑塊，提供保護(hù)作用[6]，但是過度激活的小膠質(zhì)細(xì)胞分泌多種炎癥因子，并誘導(dǎo)產(chǎn)生神經(jīng)元損傷，加劇Aβ和Tau病理變化等[7]。類似地，星形膠質(zhì)細(xì)胞也被發(fā)現(xiàn)參與加速AD的病理進(jìn)程[8]，這提示神經(jīng)炎癥在AD中具有重要作用。開發(fā)多靶點(diǎn)的小分子藥物是目前的一個(gè)趨勢(shì)。血腦屏障對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)態(tài)進(jìn)行調(diào)控，允許適當(dāng)?shù)纳窠?jīng)元功能，也保護(hù)神經(jīng)組織免受毒素和病原體的侵害，這些屏障對(duì)于機(jī)體來說具有重要作用[9]。小分子藥物相比于其他藥物，比如抗體類藥物，具有分子量小，容易穿過血腦屏障等優(yōu)勢(shì)，更容易進(jìn)入到大腦中。此外，許多小分子藥物原本并不是用于治療AD，而是抗癌藥、抗抑郁藥等，但在研究中發(fā)現(xiàn)，也能夠改善AD的癥狀，因而也被列入治療AD的范疇，這種方法可以極大降低治療費(fèi)用[10-11]。

AD分為家族型AD(familial Alzheimer′s disease,FAD)和散發(fā)性AD(sporadic Alzheimer′s disease,SAD)，家族型AD是由與AD相關(guān)的基因突變導(dǎo)致，如APP、PS1、PS2基因；散發(fā)性AD則主要是由環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素造成的，是后天產(chǎn)生的。在臨床前研究中通常采用的小鼠模型是家族型的小鼠模型，如轉(zhuǎn)基因小鼠等，但現(xiàn)實(shí)中遺傳型AD患者只占不到5%，大部分的AD患者是散發(fā)型的，因此轉(zhuǎn)基因小鼠模型不能代表普遍的AD患者。在AD領(lǐng)域也出現(xiàn)了一些與SAD有關(guān)的模型，這些模型主要是通過外源性的物質(zhì)干擾小鼠體內(nèi)代謝過程，最終引起相關(guān)病變，例如，腹腔注射脂多糖[12]；口服或腹腔給丙烯醛[13]；利用D-gal誘導(dǎo)的小鼠發(fā)生類似自然衰老的變化[14]；通過鏈脲佐菌素破壞葡萄糖運(yùn)輸，導(dǎo)致AD樣病變[15]；除此之外還有利用東莨菪堿[16]、創(chuàng)傷性腦損傷[17]、疊氮化鈉[18]以及它們復(fù)合誘導(dǎo)[19]等方式構(gòu)建散發(fā)性AD模型。然而目前關(guān)于AD相關(guān)研究的小鼠模型絕大多數(shù)都是用轉(zhuǎn)基因小鼠，如3×Tg、5×FAD等[20]。

小鼠和人類之間的許多解剖差異，在進(jìn)行臨床應(yīng)用時(shí)的轉(zhuǎn)換可能會(huì)出現(xiàn)困難[21]。除了常見的實(shí)驗(yàn)室小鼠模型外，也有一些實(shí)驗(yàn)室以豬、狗、兔子、貓和非人靈長類動(dòng)物(non-human primates,NHP)等作為動(dòng)物模型[22]，來進(jìn)一步考慮疾病發(fā)病機(jī)制和藥物評(píng)估。相比小鼠，非嚙齒類動(dòng)物在形態(tài)學(xué)和生存環(huán)境更接近人類，在疾病機(jī)理方面可能更為接近。豬、狗和NHP，它們腦部結(jié)構(gòu)和功能特征與人類相似[23-25]，具備發(fā)展成為良好AD模型的潛力[26]，并且與兔子、貓型動(dòng)物相比，它們的腦部結(jié)構(gòu)更為大型，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)成本來說具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在本篇綜述中，簡要回顧了AD動(dòng)物模型，特別聚焦于大動(dòng)物模型，包括豬、狗、NHP的建立、病理特征(見表1)和潛在機(jī)制以及局限性(見表2)等，以期望后續(xù)能有突破性進(jìn)展。

表1 模型的構(gòu)建方法以及相關(guān)病理變化

表2 模型的優(yōu)勢(shì)和不足

1 狗的AD模型

狗的基因組與人類有很強(qiáng)的相似性，狗腦的大小和復(fù)雜性與人腦也相似，是合適的大型神經(jīng)動(dòng)物模型[27]。狗是評(píng)估新型治療藥物的寶貴大型動(dòng)物模型，現(xiàn)在許多藥物研究都已經(jīng)在狗的身上開展[28]。狗與人類具有共同的生活環(huán)境，狗的某些疾病，與人類具有相同的機(jī)制，如癲癇，這提示狗的神經(jīng)系統(tǒng)與人類具有高度的相似性[29]。類似人類AD，狗具有犬類認(rèn)知障礙(canine cognitive dysfunction,CCD)，其發(fā)病機(jī)制尚不清晰，主要發(fā)生在8歲及以上的老齡狗，這些狗會(huì)出現(xiàn)步態(tài)紊亂、迷失方向、睡眠-覺醒周期紊亂、感知能力下降等癥狀[30]。通過從各地向狗主人招募實(shí)驗(yàn)所用狗，并且利用犬認(rèn)知功能障礙評(píng)定量表對(duì)實(shí)驗(yàn)狗進(jìn)行診斷。其中，總分低于39分的狗屬于正常認(rèn)知狀態(tài)(非CCD)，總分為40～49分的狗屬于CCD風(fēng)險(xiǎn)，總分高于50分的狗屬于CCD。發(fā)現(xiàn)在不同品種的狗中都具有腦部出現(xiàn)Aβ積累這一重要特征[31-32]。這些Aβ的氨基酸序列與人類完全相同，常見的單體形式也是Aβ42。與CCD組(8～17歲)和年輕組(0～4歲)相比，4～8歲的狗的腦脊液中Aβ42濃度最高。此外，老年狗(8～17歲)的Aβ42濃度高于MCI組。進(jìn)一步暗示狗的Aβ沉積與認(rèn)知障礙具有正相關(guān)性。狗的Aβ似乎起始積累于前額葉皮質(zhì)(發(fā)病時(shí)約8歲)，并隨著年齡的增長繼續(xù)發(fā)展，包括顳葉和枕葉皮質(zhì)等其他區(qū)域。CCD與人類AD的早期階段非常相似，并且由于是自然發(fā)生的，更接近于散發(fā)性AD，因此CCD狗也被作為一種AD模型[33]。

免疫組化分析表明，根據(jù)評(píng)分表診斷為CCD狗的大腦額葉皮質(zhì)各層一氧化氮合酶顯著增高，Prpar等[34]推測(cè)CCD狗中也存在嚴(yán)重的神經(jīng)炎癥和亞硝化應(yīng)激變化。但另有文獻(xiàn)表明，在CCD狗中，與神經(jīng)炎癥有關(guān)的細(xì)胞因子，IL-2、IL-6、TNF-α等并沒有顯著性差異[33]，狗腦中的神經(jīng)炎癥變化似乎不是很明顯，推測(cè)可能是實(shí)驗(yàn)條件不同所引起的差異，還需要更多的研究才能確定CCD中的炎癥變化；一項(xiàng)核磁共振報(bào)道顯示CCD狗的海馬體積顯著減少，但與正常老年狗無明顯差異[35]；與此相反，Tapp等[36]發(fā)現(xiàn)狗的海馬萎縮越嚴(yán)重，認(rèn)知缺陷越明顯。考慮可能是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物數(shù)量限制以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備精準(zhǔn)度的誤差引起的，提示不能完全將海馬作為觀測(cè)CCD狗的指標(biāo)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合其他病理特征綜合考慮；另有一項(xiàng)報(bào)道稱，通過免疫熒光證實(shí)p-Tau在狗的神經(jīng)元軸突、體細(xì)胞積聚，并且還在少突膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)積聚，這與人類AD似乎有所不同，說明CCD狗的Tau病理與人類有所差異[37]。Opii等[38]發(fā)現(xiàn)，對(duì)8歲以上的比格老年犬進(jìn)行抗氧化劑飲食干預(yù)和定期運(yùn)動(dòng)處理可以防止氧化損傷并有效干預(yù)CCD的發(fā)生。盡管Aβ和Tau病理都在CCD狗中發(fā)現(xiàn)，但是卻沒有發(fā)現(xiàn)由pTau聚集形成的NFTs[39]。對(duì)此有人提出了纏結(jié)前的病理學(xué)，并解釋患有CCD的狗沒有NFT的可能原因[40]：①人在患有AD前，大腦中的Aβ就開始了聚集現(xiàn)象，而Tau的聚集與認(rèn)知障礙更為緊密。狗的壽命相對(duì)較短，而AD隨著時(shí)間愈發(fā)嚴(yán)重，因此時(shí)間不足以使Tau聚集形成NFTs。同時(shí)這個(gè)解釋合理之處還在于，目前有研究認(rèn)為認(rèn)知障礙主要?dú)w結(jié)于Tau，而狗中沒有足夠的NFTs，因而狗的認(rèn)知障礙不是十分明顯；②狗的Aβ基因與人類完全相同，但Tau蛋白基因略有差異，因此可能影響Tau蛋白的聚集。目前，以狗作為研究模型的一個(gè)主要的缺點(diǎn)是培養(yǎng)成本較高，所需要的實(shí)驗(yàn)周期也較長，并且大多數(shù)研究都是通過募集獲得，缺少系統(tǒng)性。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通常是在已發(fā)生病理改變后測(cè)得的，一些病理改變難以被測(cè)量，缺乏從正常到病發(fā)的漸進(jìn)變化過程。盡管如此，Aβ、Tau病理、神經(jīng)元丟失、認(rèn)知障礙等都在CCD狗中發(fā)現(xiàn)；同時(shí)，藥物在狗身上也表現(xiàn)出類似人的藥代動(dòng)力學(xué)；另外，和人類似，狗具有一定的社會(huì)性。因此將狗作為臨床前模型來進(jìn)行預(yù)防研究可能是有效的。

2 豬的AD模型

與狗模型可作為同伴相比，可食用的豬在研究模型上受到社會(huì)的關(guān)注度較低。人類和豬的基因組相似，特別是APP基因[41]，同時(shí)發(fā)育和組織結(jié)構(gòu)也同人類高度相似。另外，豬腦在腦損傷后，Aβ也會(huì)發(fā)生積累現(xiàn)象[42]，提示豬作為神經(jīng)退行性疾病，特別是AD模型的可行性。實(shí)際上，將豬作為疾病模型已經(jīng)得到很多應(yīng)用，包括心血管疾病、癌癥、腦疾病等。在某種程度上，豬是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的首選物種[43-45]。

創(chuàng)傷性腦損傷是人類AD的一個(gè)易感因素，Smith等[46]通過頭部旋轉(zhuǎn)處理小型豬，模擬腦損傷。漢福德系(Hanford)小型豬在造模后1 d，軸突就發(fā)生腫脹；造模后3 d，Aβ和Tau在受損軸突中的積累，Aβ斑塊沉積于白質(zhì)中。目前將豬作為模型進(jìn)行AD研究的僅少數(shù)幾家實(shí)驗(yàn)室，并且是以轉(zhuǎn)基因的方式進(jìn)行模型構(gòu)建。研究者將與AD有關(guān)的基因?qū)胴i中，以期望能構(gòu)建出一種優(yōu)良的臨床前轉(zhuǎn)基因豬模型來研究AD。Kragh等[47]首次將由sPDGFβ啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的APP695sw基因?qū)敫缤⒏?G?ttingen)小型豬的基因組中。3個(gè)月處死后，發(fā)現(xiàn)引起了該基因水平的上升，內(nèi)源性APP695蛋白水平是對(duì)照組的10倍以上，但并沒有導(dǎo)致Aβ水平的變化。與人和小鼠類比，作者推測(cè)需要達(dá)到30個(gè)月后，豬才會(huì)出現(xiàn)Aβ的積累。與Kragh同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的Jakobsen則嘗試將PSEN1M146I基因插入到G?ttingen小型豬的基因組中，但只驗(yàn)證了其插入的成功性，并未對(duì)AD的癥狀進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證[48]。另有研究報(bào)道了在雌性G?ttingen小型豬中轉(zhuǎn)入APPSW單基因，2年后檢測(cè)，并沒有觀察到AD的病理蛋白，包括Aβ和Tau的積累。同時(shí)也沒有造成模型豬的記憶損傷[49]。2016年，Jakobsen等[50]培育了雙轉(zhuǎn)基因G?ttingen小型豬，該小型豬同時(shí)攜帶人類PSEN和APPSW基因。在雙轉(zhuǎn)基因的參與下，豬在10至18個(gè)月大時(shí)，神經(jīng)內(nèi)的Aβ斑塊形成增加，但并沒有與時(shí)間成正相關(guān)。至此，以豬作為模型研究AD獲得了開創(chuàng)性的新進(jìn)展。2017年，Lee等[51]開發(fā)了含有hAPP、hTau和hPS1三轉(zhuǎn)基因的黑豬(Jeju black pig)，并獲得不錯(cuò)的結(jié)果。造模后70 d，在轉(zhuǎn)基因豬腦中發(fā)現(xiàn)了高表達(dá)的Aβ和Tau，同時(shí)還注意到了神經(jīng)炎癥癥狀。與此同時(shí)，Wang等[52]用CRISPR/Cas9系統(tǒng)生成DJ-1/parkin/PINK1三基因修飾的巴馬小型豬，但是在10個(gè)月大的活突變豬中并未觀察到帕金森病的典型癥狀。盡管如此，CRISPR/Cas9技術(shù)的成功應(yīng)用，也為其他疾病模型提供新的思考方向。豬作為疾病模型，具有前景性，但仍有一些局限性需要解決。比如需要大面積的空間進(jìn)行飼養(yǎng)，需要更多的飼養(yǎng)資源，需要專門的動(dòng)物知識(shí)來確保適當(dāng)?shù)慕】瞪罘绞?，并且目前并沒有一種良好的行為學(xué)的檢測(cè)手段等[53]。豬的神經(jīng)退行性疾病的建模目前尚處于起步階段，因此對(duì)當(dāng)前模型的深入描述和長期跟蹤非常重要，為以后的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ吞峁┝藢氋F經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)為類似于ALS等其他神經(jīng)退行疾病的研究創(chuàng)造一個(gè)前所未有的良機(jī)。

3 NHP AD模型

NHP與人類高度相似，包括基因組、形態(tài)結(jié)構(gòu)、以及發(fā)育等，對(duì)某些疾病也具有相似的易感性。結(jié)構(gòu)與功能的相似性使其成為研究人類的良好工具[54]。NHP已經(jīng)被開發(fā)出了許多疾病模型，包括代謝、血管和神經(jīng)退行性疾病等。NHP與人類最長形式的Tau蛋白的基因序列的相似性大于98%，而與Aβ序列完全一致，提示NHP可能是研究AD的重要模型[55]。前期研究表明在獼猴、黑猩猩、狨猴等NHP中存在AD的一些病理特征，包括Aβ沉積、代謝紊亂等[56-60]。NHP的Aβ發(fā)展與人類高度相似，并且與人類一樣，隨著年齡的增加而逐漸積累，最終導(dǎo)致認(rèn)知功能發(fā)生障礙，提示將NHP發(fā)展為AD疾病模型的合理性。盡管多篇文獻(xiàn)都表明NHP不會(huì)出現(xiàn)AD另一個(gè)顯著特征——NFTs，但是也有報(bào)道指出NHP中存在Tau的磷酸化現(xiàn)象[61]，表明NHP也可能具備Tau病理學(xué)。將NHP作為AD疾病模型已經(jīng)得到鑒定，并且在近幾年得到了廣泛的關(guān)注[62]，特別是在散發(fā)性AD的研究中。早期的研究表明灰鼠狐猴在幼年時(shí)就形成了Aβ斑塊，表現(xiàn)出一些Tau病理學(xué)的跡象，并出現(xiàn)與年齡相關(guān)的認(rèn)知缺陷[63]。近年來，其他品種的NHP也得到許多關(guān)注。

據(jù)報(bào)道，老年的，特別是大于15歲非洲綠猴，可能會(huì)呈現(xiàn)出一系列的AD癥狀。它們?cè)谒ダ线^程中容易患上與人類相似的疾病，因此越來越多地被用作模型。研究發(fā)現(xiàn)，19歲以上的雌性非洲綠猴在顳葉中出現(xiàn)以彌漫性斑塊為主的Aβ沉積，這些Aβ是由被認(rèn)為是最具毒性的單體Aβ42所構(gòu)成的；在皮質(zhì)中可以檢測(cè)出高磷酸的Tau，并且存在成對(duì)螺旋樣結(jié)構(gòu)(paired helical filaments,PHF)，但鮮有NFTs；同時(shí)，星形膠質(zhì)細(xì)胞的增生也提示了神經(jīng)炎癥的發(fā)生；通過MRI測(cè)量顳葉以及海馬，發(fā)現(xiàn)發(fā)生萎縮現(xiàn)象，這也與老年非洲綠猴的認(rèn)知障礙的發(fā)生有關(guān)[64-65]。同時(shí)，Cramer等[66]在雄性非洲綠猴中也發(fā)現(xiàn)類似病理性現(xiàn)象，并比較了非洲綠猴與人類轉(zhuǎn)錄組變化，衰老的非洲綠猴能夠很好的模擬人類的轉(zhuǎn)錄變化。恒河猴是NHP的另一個(gè)主要品種，老年恒河猴在大腦中自然形成Aβ沉積，與老年人的大腦具有驚人的相似性。研究表明，19歲以上的正常老年恒河猴，腦組織會(huì)出現(xiàn)Aβ反應(yīng)性老年斑，并且這些老年斑具有多種聚集形式，包括三聚體、五聚體等，但缺乏毒性Aβ二聚體、p-Tau、膠質(zhì)增生和突觸損傷等[67]。另一文獻(xiàn)證實(shí)，老年恒河猴表現(xiàn)出與人類類似的Aβ皮質(zhì)病理。但是提出了恒河猴具有Tau病理的觀點(diǎn)。他們發(fā)現(xiàn)Tau蛋白在恒河猴7～9歲時(shí)有磷酸化現(xiàn)象(pSer214tau)，并在31歲的恒河猴中發(fā)現(xiàn)了典型的NFT和PHF結(jié)構(gòu)，證實(shí)了Tau病理的存在[68]。Tau檢測(cè)的差異也被提及，他們?cè)诠嘧⒌暮愫雍锎竽X中檢測(cè)到早期種類的磷酸化Tau，但在死后丟失，作者推測(cè)這種丟失可能是闡明發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵。Edler等[69]在37歲以上的黑猩猩中大腦發(fā)現(xiàn)Aβ42斑塊分布在皮層區(qū)；在CA1和CA3的錐體層中發(fā)現(xiàn)了Tau病理標(biāo)記物和神經(jīng)絲。除此之外，在血管中也檢測(cè)到Aβ陽性等。同時(shí)，該小組還表明老年黑猩猩在各腦區(qū)，特別是皮質(zhì)海馬區(qū)存在活化的小膠質(zhì)細(xì)胞，與較高水平的Aβ42斑塊有關(guān)[70]。

自然老化的NHP在病理發(fā)生上與人類相似，對(duì)于研究AD風(fēng)險(xiǎn)因素具有優(yōu)勢(shì)，但是實(shí)驗(yàn)周期太長，少則10年，多則30年，而且老年的NHP不一定都患上AD樣癥狀，因此對(duì)于實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)來說十分不利。研究者開始在NHP中通過人工的方法快速構(gòu)建出一種AD樣的模型。據(jù)報(bào)道，目前在NHP中構(gòu)建的方法包括注射膽堿能神經(jīng)毒性藥物、注射可溶性Aβ、注射或口服甲醇，以及通過轉(zhuǎn)基因的方法等[71-74]。NHP是理想神經(jīng)疾病的模型，但目前仍有許多問題需要解決，比如相較于藥物毒理學(xué)和藥理學(xué)方面較為成熟的小鼠模型來說，藥物的劑量更加嚴(yán)格。其次所有的NHP都是瀕危物種，出于倫理的要求，可用的動(dòng)物量也十分有限[71]。同時(shí)NHP的培養(yǎng)成本極高，包括飼料、住宿條件以及實(shí)驗(yàn)周期等。雖然在NHP中取得一定的進(jìn)展，但對(duì)于NHP的研究還是道阻且長。

4 結(jié)語與展望

AD是一種復(fù)雜的多因素誘導(dǎo)的疾病，目前對(duì)于其產(chǎn)生機(jī)制尚不清晰，對(duì)機(jī)制和治療藥物的探索十分緊迫。盡管在研究小鼠中得到較好的結(jié)果，闡明了部分AD病理過程，以及一些相關(guān)機(jī)制，包括Aβ和Tau病理等。但在進(jìn)行臨床轉(zhuǎn)化時(shí)，效果往往不佳。現(xiàn)有的小鼠動(dòng)物模型不能完全準(zhǔn)確地反映人類AD[75]。豬、狗、NHP、兔子、貓等動(dòng)物模型相較于小鼠來說，它們的病理分子序列更加同源，并且生存的環(huán)境與人類也十分相似，甚至飲食和易感性也高度相同。此外，豬、狗、NHP在體型上比兔子、貓、小鼠更大，在實(shí)驗(yàn)中更容易操作，能夠減少和節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)成本等。豬、狗、NHP有類似人類的結(jié)構(gòu)和功能特征，特別是腦部結(jié)構(gòu)。這些大動(dòng)物是研究衰老大腦中發(fā)生的分子和行為改變的重要模型。腦部結(jié)構(gòu)的相似性也為藥物的研發(fā)提供一定的借鑒性，可以作為嚙齒動(dòng)物和人類研究之間的中介，有利于我們更好的理解AD的發(fā)病機(jī)制。

NHP是目前模擬人類的最佳模型，但是其作為瀕危物種，在實(shí)驗(yàn)上具有相當(dāng)?shù)南拗菩?。最近，有研究者通過體細(xì)胞核移植技術(shù)在體外成功克隆了食蟹猴[76]，這種克隆技術(shù)使得研究人員能夠更好地利用靈長類動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。在未來，或許能夠通過該技術(shù)打破在研究數(shù)量的局限性，并發(fā)展成對(duì)人類疾病機(jī)制和治療研究中重要的動(dòng)物模型。豬模型和狗模型在模擬疾病方面也具有一定的優(yōu)勢(shì)?；蛟S進(jìn)一步打破豬模型和狗模型在實(shí)驗(yàn)周期、檢測(cè)手段的限制后能夠有效地解放以NHP作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的現(xiàn)狀，減少瀕危物種的使用，同時(shí)也為其他疾病模型帶來一些新啟發(fā)。一項(xiàng)基因修飾豬的腎被移植到了人的事件廣受傳播。這是世界首例的，異種移植后的豬腎可以正常工作，并且有趣的是，移植后的豬腎并沒有產(chǎn)生免疫排斥現(xiàn)象[77]，這項(xiàng)巨大的突破也提示了豬和人器官的同質(zhì)性，鼓舞了以豬作為研究對(duì)象所開展的研究。最近，有研究者開始著手構(gòu)建人工智能(artificial intelligence,AI)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字動(dòng)物仿真技術(shù)，力圖通過AI技術(shù)模擬評(píng)估藥物在動(dòng)物體內(nèi)的藥效學(xué)、藥代動(dòng)力學(xué)和相關(guān)毒性等。利用這種模擬評(píng)估，可以有效地減少對(duì)于動(dòng)物的傷害，減少實(shí)驗(yàn)相關(guān)成本和時(shí)間，減少對(duì)社會(huì)的負(fù)擔(dān)，提高效率等，可能是目前較為先進(jìn)和符合倫理的方法。但是其實(shí)際效果難以衡量，還是需要結(jié)合傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證，進(jìn)一步確認(rèn)有效性。

藥物研發(fā)離不開動(dòng)物模型，動(dòng)物模型驗(yàn)證藥物的合理性。小分子容易穿透血腦屏障，小分子的再利用能夠有效地減少研發(fā)時(shí)間以及成本，在近幾年進(jìn)展迅速。神經(jīng)系統(tǒng)是個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，在靶向AD之外的神經(jīng)退行性疾病，如PD、抑郁癥、自閉癥的藥物中，可能存在某些在AD中也有療效的藥物，而這些藥物有些已通過相關(guān)臨床實(shí)驗(yàn)，能夠減少藥物進(jìn)入AD臨床實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。研究表明抗抑郁藥西酞普蘭，一種選擇性的5-羥色胺再攝取抑制劑，能夠在小鼠體內(nèi)有效地抑制Aβ沉積[78]，并且進(jìn)入AD的臨床實(shí)驗(yàn)中。同時(shí)，小分子具有優(yōu)良的可塑性。有研究者試圖將有功能性的官能團(tuán)組合成一個(gè)小分子，形成了具有多靶點(diǎn)抗AD的藥物，并通過體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)表明多靶點(diǎn)藥物在AD的治療中具有重要的作用[79]，因此在藥物的多功能性方面，還需要進(jìn)行更多的研究。此外，通過計(jì)算機(jī)輔助運(yùn)算，能夠加快藥物的篩選。最近有文獻(xiàn)通過計(jì)算機(jī)模擬以及小鼠模型驗(yàn)證的方法，表明抗心力衰竭疾病的Bumetanide可能能夠預(yù)防AD[80]。將AI應(yīng)用到藥物評(píng)估中，通過AI技術(shù)篩選出適合藥物，動(dòng)物仿真技術(shù)模擬評(píng)估，與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)相結(jié)合加以驗(yàn)證，能夠更快、更經(jīng)濟(jì)和有效地尋找新藥[81]。不僅能提高效率，也減少盲目篩選藥物的成本，提高費(fèi)效比，更加符合現(xiàn)代倫理要求等。另外。存在一些藥物在小鼠體內(nèi)毒性明顯，而在人體時(shí)毒性較低。在目前的以小鼠為主的研究中，這些藥物將不被納入考慮中，因此可能存在藥物篩選不當(dāng)。AI藥物評(píng)估和豐富的動(dòng)物模型可以有效減少這些漏洞，增加藥物的研發(fā)可能。此外，在進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)前，多樣的動(dòng)物模型所研究的毒性也有助于在臨床試驗(yàn)的劑量評(píng)估。

綜上所述，現(xiàn)存的AD疾病模型并不能很好的全面闡述AD的發(fā)病機(jī)制，也不能完全模擬出AD的所有癥狀，在藥理評(píng)估方面還不夠完全。本文回顧和總結(jié)了幾種大動(dòng)物模型的病理學(xué)特點(diǎn)。與人類基因序列高度同源的大動(dòng)物顯示出了其發(fā)展為AD模型的潛力。相較于小鼠模型，相似的結(jié)構(gòu)以及疾病易感性的大動(dòng)物可能更適合評(píng)估候選藥物的抗AD作用。