Tau 蛋白靶向的阿爾茨海默病免疫治療研究現(xiàn)狀☆

周麗華徐武華

·綜述·

Tau 蛋白靶向的阿爾茨海默病免疫治療研究現(xiàn)狀☆

周麗華*徐武華*

阿爾茨海默病 tau蛋白 免疫療法

阿爾茨海默?。ˋlzheimer's disease,AD）是一種隱匿起病，全面性和進(jìn)行性發(fā)展的認(rèn)知功能障礙，最突出的病理特征為細(xì)胞外Aβ異常大量沉積和細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)原纖維纏結(jié)（neurofibrillary tangles,NFTs）形成。目前全球約有3600 萬(wàn)AD患者，并隨著人口的老齡化，以每二十年翻一番的速度快速遞增[1]，但長(zhǎng)期以來(lái)，一直缺乏有效的防治手段。由于Aβ級(jí)聯(lián)假說(shuō)長(zhǎng)期占據(jù)著AD病理機(jī)制假說(shuō)的主流地位，絕大多數(shù)防治性研究均是圍繞著該理論展開(kāi)，其中Aβ疫苗一度被視為最有應(yīng)用前景的防治手段，但這些耗費(fèi)了大量資源的疫苗研究始終難以繞開(kāi)疫苗引發(fā)的過(guò)度自身免疫攻擊的陷阱[2]，迄今為止，全球已開(kāi)展的十余種A β疫苗研究均宣告失敗，也迫使人們開(kāi)始反思A β級(jí)聯(lián)假說(shuō)的局限性，并重新審視一個(gè)被長(zhǎng)期忽視的假說(shuō)—tau起源學(xué)說(shuō)[3]，構(gòu)思一種以tau蛋白為標(biāo)靶的AD防治新前景。

1 Tau蛋白的病理生理和以tau蛋白為標(biāo)靶的免疫治療機(jī)制

Tau蛋白是一種分子量在50～75KD之間的神經(jīng)微管蛋白，表達(dá)基因定位于人類17號(hào)染色體長(zhǎng)臂，主要分布于軸突。正常情況下，通過(guò)不同的mRNA剪輯方式表達(dá)為6種同功異構(gòu)體，并借助少量磷酸鍵偶聯(lián)成對(duì)為雙螺旋神經(jīng)細(xì)絲（paired helical filament,PHF），后者作為神經(jīng)原纖維的基本單位，主要參與神經(jīng)遞質(zhì)的信號(hào)傳遞和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。根據(jù)tau起源學(xué)說(shuō)[3]，tau蛋白的異常過(guò)度磷酸化，PHF相互糾纏成塊絮狀的NFTs，并最終導(dǎo)致神經(jīng)元細(xì)胞死亡才是AD發(fā)生和發(fā)展的中心環(huán)節(jié)。事實(shí)上，臨床病理研究也早已證實(shí)，大多數(shù)散發(fā)型AD患者的癡呆程度主要與患者腦內(nèi)的NFTs數(shù)量有關(guān)，而且患者的臨床癥狀演變也與Braak H所勾畫的NFT腦內(nèi)擴(kuò)散路線圖更為吻合[3-4]。

tau蛋白之所以長(zhǎng)期被排除在AD免疫治療備選方案之外，主要是因?yàn)樗且环N細(xì)胞內(nèi)骨架蛋白，生理狀態(tài)下豁免于體液和細(xì)胞免疫的直接監(jiān)控。但在AD狀態(tài)下，隨著細(xì)胞損傷的加劇和增多，細(xì)胞內(nèi)各種形式和片段的tau蛋白溢出到細(xì)胞外，從而暴露在腦內(nèi)免疫監(jiān)控之下，這種內(nèi)源性tau可誘導(dǎo)一種像朊病毒感染樣的從局部到彌漫的免疫（炎癥）反應(yīng)，從而使得以tau蛋白為標(biāo)靶的免疫治療成為可能[5]。

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型的被動(dòng)免疫研究證實(shí)，外源性的抗tau蛋白單克隆抗體能夠進(jìn)入血腦屏障，并通過(guò)內(nèi)吞系統(tǒng)進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)[6-7]，從而滿足了以tau蛋白為標(biāo)靶的被動(dòng)免疫所需的先決條件。盡管確切的機(jī)制尚未最終闡明，這些內(nèi)吞進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的抗tau抗體很可能是在溶酶體酶的作用下發(fā)揮其分解和清除細(xì)胞內(nèi)tau病理的作用[8]，從而改善模型動(dòng)物的認(rèn)知功能[9]。這些來(lái)自疾病模型動(dòng)物的研究結(jié)果初步表明，以tau蛋白為標(biāo)靶的免疫治療不僅是可行的，也可能是有益的。盡管有學(xué)者認(rèn)為，能夠同時(shí)清除細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外tau病理的主、被動(dòng)免疫療法才是最有效的免疫治療策略[10]，但是回顧近年來(lái)A β免疫治療研究所取得的進(jìn)展以及所陷入的困境，我們認(rèn)為，tau免疫治療在進(jìn)入臨床之前，至少應(yīng)滿足以下兩個(gè)基本條件：①該治療能夠有效延緩甚至逆轉(zhuǎn)腦內(nèi)tau病理；②同時(shí)又不會(huì)誘導(dǎo)針對(duì)神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)其他蛋白或結(jié)構(gòu)的自身免疫性攻擊，即在沒(méi)有充分了解清除AD腦內(nèi)tau病理的利弊之前，最大限度地不打亂業(yè)已達(dá)成的免疫平衡，即使這種平衡可能是病理性的。

2 剛起步的tau疫苗研究

第一個(gè)tau疫苗試驗(yàn)采用的是全氨基酸系列的基因重組人tau蛋白接種C57BL/6野生型小鼠，盡管成功誘導(dǎo)出抗tau抗體，但也同時(shí)誘導(dǎo)出小鼠產(chǎn)生了tau病理改變和神經(jīng)及行為損害。事實(shí)上，全片段A β多肽疫苗早在上世紀(jì)90年代就被證明是弊大于利的。真正燃起人們對(duì)tau疫苗興趣與希望的是ASUNI等[11]的研究，該研究首次采用tau片段（tau379-408）作為疫苗，成功減少了轉(zhuǎn)人類tau蛋白基因小鼠（P301L）腦內(nèi)的tau病理，并改善了癡呆小鼠的認(rèn)知功能[12]。隨后，越來(lái)越多的學(xué)者在不同的AD模型動(dòng)物身上接種不同tau蛋白片段中證實(shí)了tau疫苗的可行性和有效性[13～15]。

AAD-vac1是第一個(gè)真正進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段的非磷酸化tau疫苗，2015年3月已在30例輕-中度AD患者和6例對(duì)照組間完成了I期臨床試驗(yàn)，預(yù)計(jì)2016年～2019年在一個(gè)更大的樣本中完成II期臨床試驗(yàn)。遺憾的是，迄今為止所公布的研究資料較少，但在為數(shù)不多的公開(kāi)信息中，已知有兩例患者因可疑的疫苗相關(guān)性副反應(yīng)而退出臨床試驗(yàn)，因此關(guān)于AAD-vac1的安全性、耐受性及療效性目前尚無(wú)定論[10,16]。計(jì)劃將于2016年3月實(shí)行Ⅱ期臨床試驗(yàn)，將納入185例輕-中度AD患者，預(yù)期2019年完成。

ACI-35是唯一進(jìn)入Ⅰ期床試驗(yàn)的磷酸化的tau疫苗。雖然公布的臨床試驗(yàn)日程是在2013年～2014年，但尚未見(jiàn)正式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果出爐。因此，雖然目前研究顯示ACI-35能夠有效且安全地減少P301L小鼠腦內(nèi)磷酸化tau蛋白負(fù)荷[17]，但其最終的臨床療效和安全性尚不得而知。

綜上所述，tau疫苗的基礎(chǔ)研究和臨床研究尚處于起步階段，仍有大量的未知領(lǐng)域有待于探索，例如選用何種氨基酸系列的tau蛋白作為疫苗，如何確定疫苗的有效性，以及疫苗接種的劑量和方式等都有待于進(jìn)一步研究。

3 值得期待的tau蛋白被動(dòng)免疫研究進(jìn)展

自從2011年BOUTAJANGOUT等[18]第一次在轉(zhuǎn)人類tau蛋白基因小鼠（JNPL3）模型中證實(shí)了tau靶向性被免疫治療的有效性以來(lái)，已有多個(gè)類似的研究驗(yàn)證了外源性單克隆抗tau抗體能夠有效減少腦內(nèi)tau病理，并改善模型動(dòng)物的認(rèn)知能力、減緩疾病進(jìn)程[19～20]。但迄今為止，真正進(jìn)入臨床I期研究的抗tau抗體只有三個(gè)。

RG7345是第一個(gè)進(jìn)入人類試驗(yàn)的單克隆抗 tau/ pS422抗體，該抗體設(shè)計(jì)為高度選擇性地結(jié)合主要分布在樹(shù)突上的pS422表型tau蛋白抗原，通過(guò)內(nèi)吞作用，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)并清除細(xì)胞內(nèi)磷酸化tau蛋白，從而達(dá)到改善tau病理的功效[6]。事實(shí)上，針對(duì)tau/pS422位點(diǎn)的tau疫苗研究也被證實(shí)能誘導(dǎo)出與外源性抗體相似的作用[14]，但令人遺憾的是，RG7345在2015年1月進(jìn)入Ⅰ期臨床試驗(yàn)后不到一年，就不明原因地被研發(fā)公司宣布中止[21]。

C2N-8E12和BMS-986168雖都不是專門為AD患者設(shè)計(jì)的臨床試驗(yàn)性抗tau抗體，但從抗體的設(shè)計(jì)上來(lái)看，它們均可與細(xì)胞外各種形式tau蛋白片段結(jié)合，目前只在同屬tau病譜群的進(jìn)行性核上性麻痹患者中開(kāi)展了臨床試驗(yàn)，預(yù)計(jì)分別在2016年和2019年完成。值得一提的是，最近的動(dòng)物和細(xì)胞研究顯示，當(dāng)細(xì)胞外tau蛋白負(fù)荷增加時(shí)，也伴隨著Aβ生成增加[22]，而這些抗體能否同時(shí)減少Aβ 和tau病理仍需要更多的研究證實(shí)，一旦能被證實(shí)，其意義很可能是革命性的，不僅為tau起源學(xué)說(shuō)增加一個(gè)重大的支持性砝碼，也為整個(gè)AD免疫治療研究打開(kāi)一扇全新的窗口。

4 前景展望

盡管越來(lái)越多的動(dòng)物和細(xì)胞研究結(jié)果支持tau靶向性免疫治療對(duì)包括AD在內(nèi)的tau病防治的有效性，但真正進(jìn)入臨床試驗(yàn)的藥物并不多，而且大多數(shù)臨床研究或尚未完成，或前景不明，其臨床有效性和安全性仍有待于證實(shí)。在A β免疫治療研究陷入重重困境的背景之下，一方面需要重視tau病理研究，加大tau免疫治療研究力度，另一方面還應(yīng)借鑒A β免疫治療研究的成功經(jīng)驗(yàn)和失敗教訓(xùn)，避免重蹈A β疫苗研發(fā)的覆轍?？偟膩?lái)說(shuō)，AD的復(fù)雜性遠(yuǎn)超出人們的想象，僅從現(xiàn)有的研究資料來(lái)看，我們認(rèn)為，能同時(shí)識(shí)別A β和tau的多價(jià)疫苗或單鏈多價(jià)抗體可能是更有應(yīng)用前景的研究方向[10]。

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2016-10-27)

A (責(zé)任編輯：李立)

10.3969/j.issn.1002-0152.2017.02.015

☆廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)：S201210008985）

* 暨南大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第四醫(yī)院-廣州市紅十字會(huì)醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科二區(qū)（廣州510220）