阿爾茨海默病的免疫治療研究進展

羅 強 王永紅 (重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，重慶 400016)

阿爾茨海默病(AD)是老年人常見的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，主要以記憶力減退、認(rèn)知功能障礙、精神行為異常為臨床特征;以細(xì)胞外老年斑和神經(jīng)元內(nèi)神經(jīng)纖維纏結(jié)為病理特征。老年斑的中央核心是Aβ，神經(jīng)纖維纏結(jié)是由異常磷酸化Tau蛋白產(chǎn)生的雙股螺旋纖維所組成?，F(xiàn)普遍認(rèn)為“淀粉樣級聯(lián)假說”在AD發(fā)病機制中占重要地位，其認(rèn)為Aβ在啟動AD級聯(lián)反應(yīng)方面處于中心地位，是AD形成和發(fā)展的關(guān)鍵因素，是AD的共同通路〔1〕。Tau蛋白與微管結(jié)合，在維持細(xì)胞及細(xì)胞器形態(tài)和功能方面至關(guān)重要。所以，通過免疫方式減少腦內(nèi)Aβ和過度磷酸化的Tau蛋白沉積，就能阻礙AD發(fā)生發(fā)展。

1 Aβ相關(guān)免疫

1.1 Aβ簡介 Aβ前體蛋白(APP)是整合跨膜蛋白，目前認(rèn)為APP切割主要分為非淀粉樣蛋白和淀粉樣蛋白兩種途徑。后者先由β分泌酶產(chǎn)生含99個羧基末端片段的C99并留于膜內(nèi)，再由Y分泌酶水解產(chǎn)生Aβ40和少量Aβ42，他們是由40和42個氨基酸組成的多肽，后者的羧基末端多2個疏水氨基酸，使其更容易集聚，尤其是低聚狀態(tài)具有突觸和神經(jīng)毒性〔2〕。

1.2 主動免疫 主動免疫是用Aβ多肽疫苗，刺激機體發(fā)生免疫應(yīng)答，產(chǎn)生抗Aβ抗體，促進Aβ清除。1999年Schenk〔3〕等首次用Aβ疫苗(AN－1792)治療過度表達Aβ的老鼠時，發(fā)現(xiàn)其有效性。然后再對轉(zhuǎn)基因老鼠進行免疫，發(fā)現(xiàn)能降低大腦中Aβ數(shù)量并改善認(rèn)知功能〔4〕。另一研究是用聚集的Aβ1－42或者胰島淀粉樣多肽和完全弗氏佐劑免疫恒河猴，前者治療使得血漿中增加了5% ～10%的抗體滴度，但這些猴子大腦中的Aβ數(shù)量并沒有減少。AN－1792疫苗用于Ⅱ期臨床試驗時部分患者出現(xiàn)亞急性腦膜腦炎而終止，其中2例病例在尸檢時確實發(fā)現(xiàn)Aβ和Tau蛋白數(shù)量有所下降。然而，認(rèn)知功能在總體研究人群中并沒有提高〔5〕。

目前進入臨床試驗的還有CAD－106疫苗，其能夠降低動物中Aβ數(shù)量，且在早期人體試驗中不發(fā)生腦膜腦炎〔6〕。另外一些短肽分子疫苗，如 ACC－001，ACI－24，UB－311，V－950 等已經(jīng)在早期臨床研究之中。

Ferrer等〔7，8〕認(rèn)為主動免疫時出現(xiàn)腦膜腦炎可能是由于 T細(xì)胞介導(dǎo)的。研究發(fā)現(xiàn)全長的 Aβ1－42可誘導(dǎo) T淋巴細(xì)胞炎癥反應(yīng)，進一步將Aβ16～33位點進行部分替換后，其誘導(dǎo) T細(xì)胞的免疫反應(yīng)降低，從而證實Aβ16～33位點是T淋巴細(xì)胞反應(yīng)的主要表位;Aβ1～15位點是誘導(dǎo)B細(xì)胞免疫的主要位點，其中Aβ3～6位點殘基可能是影響Aβ溶解或沉積的主要位點，而Aβ25～35位點可能是Aβ細(xì)胞毒作用的核心片段。通過疫苗表位的設(shè)計，可以誘生更多結(jié)構(gòu)相同的Aβ抗體，從而增強免疫反應(yīng)并避免T細(xì)胞免疫所致腦膜腦炎。胡金家〔9〕等AD免疫治療課題組成功制備Aβ1～15多肽疫苗，其能誘導(dǎo)野生型鼠及轉(zhuǎn)基因鼠及猴產(chǎn)生高滴度的抗Aβ抗體，并使轉(zhuǎn)基因鼠的認(rèn)知功能明顯提高，且在體外試驗時能抑制Aβ42的細(xì)胞毒性作用。

1.3 被動免疫

1.3.1 被動免疫動物試驗 被動免疫是將體外產(chǎn)生的抗Aβ單克隆抗體應(yīng)用于AD模型或患者體內(nèi)，促進大腦內(nèi)Aβ轉(zhuǎn)移或清除。Solomon等〔10〕發(fā)現(xiàn)在體外試驗中抗Aβ抗體能溶解聚集的Aβ并能抑制聚集的Aβ所修飾的神經(jīng)細(xì)胞毒性。Bard等〔11〕給轉(zhuǎn)基因鼠體內(nèi)注射不同Aβ抗原決定簇的單克隆抗體，發(fā)現(xiàn)用 IgG2b Aβ1～15及 IgG1Aβ3～7被動免疫的鼠大腦 Aβ 沉積明顯減少并提高了認(rèn)知能力，而用Aβ33～42抗原決定簇的單克隆抗體免疫的個體沒有效果。但在2004年，Wilcock等〔12〕用2286(Aβ28－40)免疫Tg2576老鼠3個月后，提高了認(rèn)知能力并減少了彌散型及緊密型Aβ沉積，還發(fā)現(xiàn)短暫而明顯的小膠質(zhì)細(xì)胞活化。

1.3.2 被動免疫臨床藥物進展 Bapineuzumab(AAB－001)是人工合成的針對Aβ N－末端單克隆抗體，在一次試驗中，發(fā)現(xiàn)皮層Aβ有所減少〔13〕。有趣的是，Bapineuzumab似乎對沒有載脂蛋白E(ApoE)ε4等位基因的個體的認(rèn)知功能有益，但這些結(jié)果并無顯著差異〔13〕。Solanezumab(LY2062430)是一種針對Aβ13～28片段的單克隆抗體。Bapineuzumab作用于沉積的淀粉樣蛋白斑塊，而Solanezumab作用于可溶性Aβ且能夠使Aβ從體內(nèi)清除。早期研究提示Solanezumab減少老年斑中Aβ數(shù)量〔14〕。Ponezumab(PF－04360365)是一種作用于 Aβ1～40自由羧基端的抗體，正在進行的初步人體試驗提示其能增加腦脊液中Aβ。單克隆抗體早期階段的研發(fā)還包括 GSK－933776，Gantenerumab(R－1450)，MABT－5102A，免疫球蛋白 G2 抗體等。

1.3.3 被動免疫的缺點 生產(chǎn)單克隆抗體花費巨大，且需要反復(fù)多次注射，難以選擇合適靶點，難以透過血腦脊液屏障(BBB)，出血風(fēng)險，針對抗體的免疫反應(yīng)。Wilcock等〔12〕也發(fā)現(xiàn)被動免疫轉(zhuǎn)基因鼠使微出血顯著增加。Bapineuzumab最嚴(yán)重的副作用是大腦血管源性水腫〔13〕，幾乎出現(xiàn)在10%的治療者中。這可能與大劑量藥物和含ApoE基因相關(guān)，但ApoE基因是AD病人的危險因素。但用m266(Aβ中心區(qū)域的單克隆抗體)被動免疫并未增加老鼠大腦微出血，卻仍能明顯減少Aβ斑塊樣病理改變和提高認(rèn)知功能。血管淀粉樣病變及微出血在去糖基化IgG2b抗體(de－2H6)免疫鼠中減少，可能因為去糖基化的抗體減弱了其與Fc受體的親和力〔15〕。

1.3.4 被動免疫新方法 靜脈注射含抗Aβ抗體的天然免疫球蛋白，發(fā)現(xiàn)可以干預(yù)Aβ的低聚反應(yīng)及纖維化，還能保護神經(jīng)元免受Aβ多肽的毒性，加快Aβ多肽從大腦中的清除，意味著靜脈注射免疫球蛋白(IVIg)治療可能是一種新的被動免疫方法〔16〕。一些臨床試驗〔17〕發(fā)現(xiàn)抗 Aβ抗體能透過 BBB并影響Aβ水平且對AD患者有臨床效果，但這些試驗僅僅在很少部分病人中進行，大型Ⅲ期臨床試驗正在進行中。

1.4 基因免疫 基因免疫的基本原理是用含Aβ基因的載體免疫轉(zhuǎn)基因鼠，通過轉(zhuǎn)基因鼠表達Aβ，誘生抗Aβ抗體，從而促進Aβ從大腦中清除。DNA疫苗相對簡單、易修飾、不需要佐劑，免疫反應(yīng)容易向Th2細(xì)胞方向調(diào)控。最初，AβDNA疫苗由腺病毒或腺相關(guān)病毒載體編碼。目前研究者關(guān)注非病毒質(zhì)粒載體，因為其可以大規(guī)模低成本生產(chǎn)并且沒有被感染或轉(zhuǎn)染的風(fēng)險。通過設(shè)計編碼Aβ B細(xì)胞抗原決定簇基因疫苗位點，能誘生抗Aβ抗體的同時而不誘導(dǎo)T細(xì)胞反應(yīng)。但短肽Aβ免疫原性弱，可通過多次拷貝Aβ抗原決定簇的方式來增加免疫原性。Movsesyan等〔18〕研發(fā)了一種更短的DNA表位疫苗，其包含3 次拷貝 Aβ1～11，再去免疫 3 × Tg－AD(編碼突變 APP、PS1、Tau蛋白)鼠，Aβ病理改變及膠質(zhì)細(xì)胞活化減弱，認(rèn)知功能惡化有所改善，且未見微出血現(xiàn)象。Okura等〔19〕用非病毒Aβ疫苗免疫APP23轉(zhuǎn)基因鼠，分成Aβ沉積前后兩組，即預(yù)防組和治療組，預(yù)防組腦中Aβ負(fù)荷減少，治療組負(fù)荷降低約50%。

2 磷酸化Tau蛋白免疫靶點

2.1 Tau蛋白的基因、結(jié)構(gòu)、功能 人類神經(jīng)Tau蛋白基因定位于17q21，編碼6種分子結(jié)構(gòu)的tau蛋白，其結(jié)構(gòu)差異在于N端有0～2個插入子，C端有3～4個串聯(lián)重復(fù)單元，其中具有4個重復(fù)單元的Tau蛋白與微管結(jié)合能力更強，可促進微管組裝，并參與軸突運輸，N末端結(jié)構(gòu)域與其他細(xì)胞骨架成分和細(xì)胞膜結(jié)合，維持軸突穩(wěn)定。異常磷酸化的Tau蛋白在細(xì)胞內(nèi)聚集形成雙股螺旋狀纖維絲(PHF)，許多PHF互相纏繞進一步形成神經(jīng)纖維纏結(jié)(NFTs)，并使Tau蛋白及其他微管相關(guān)蛋白從微管中釋放出來，導(dǎo)致細(xì)胞骨架異常，軸漿運輸障礙。

2.2 Tau蛋白免疫 目前，已經(jīng)證明用磷酸化tau蛋白〔20〕主動免疫轉(zhuǎn)基因老鼠P301L持續(xù)2～5個月后，組織和生化分析提示其能夠阻斷tau蛋白相關(guān)病理改變并能提高執(zhí)行能力。抗體如何對集聚在細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)起積極作用，至今不甚清楚。然而，此結(jié)果得到了另外一項研究的支持——用α突觸核蛋白免疫的PD轉(zhuǎn)基因老鼠模型，細(xì)胞內(nèi)的α突觸核蛋白集聚減少〔21〕。最近，在組織培養(yǎng)模型中研究證明:細(xì)胞外的tau蛋白聚集物能夠被陷入細(xì)胞內(nèi)并且促進tau蛋白纖維化。這種異常構(gòu)象蛋白質(zhì)的傳染性就像阮蛋白〔22〕。

綜上，根據(jù)AD的病因、病理機制等，目前已經(jīng)涌現(xiàn)出多種治療策略，但許多藥物的療效都有待于大量臨床試驗證實。AD的免疫治療既拓寬了藥物治療范圍，更有助于深入理解AD的病理機制，其治療的關(guān)鍵是降低Aβ及Tau蛋白的同時又能改善患者臨床癥狀并且達到安全的目的。雖然，近幾年在AD的動物試驗及臨床試驗中取得了一些進展，但仍存在許多問題，如主動免疫時高選擇性疫苗制備，被動免疫時較弱免疫原性抗體的制備，基因免疫時強免疫原性的DNA疫苗表位，特異性位點的磷酸化Tau蛋白抗體制備等?！奥?lián)合治療”，可能是一種新的治療方案，即免疫治療的同時應(yīng)用多種途徑減少Aβ的生成和增加Aβ清除，減輕Tau的聚集，減輕臨床癥狀。如積極的抗炎、抗氧化、調(diào)節(jié)脂代謝、膽堿能受體激動劑、抗膽堿酯酶、抑制分泌酶等等。

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