林佳静 刘洲

(广东医科大学,广东 湛江 524001)

阿尔茨海默病(AD)又称老年痴呆，是神经系统退行性病变的一种。主要临床特征是进行性记忆缺损、认知功能衰退及生活和工作能力下降。AD是公认痴呆的单一最大原因，占50%～75%，随着人口老龄化，65岁以后发病率每5年翻一番〔1〕。研究结果显示，AD相关障碍的患者更可能承受较高的经济负担〔2〕，同时AD给社会和家庭造成沉重的精神负担〔3〕。一直以来，淀粉样级联假说认为，脑内β-淀粉样蛋白(Aβ)产生和清除之间出现平衡障碍，从而造成脑内Aβ过度沉积，最终致病〔4〕。本文通过对Aβ的中枢清除和外周清除进行对比分析，探讨Aβ外周清除的可行性及安全性。

1 Aβ与AD

Aβ，分子量约为4 kD，是一段具有39～43个氨基酸残基的细胞毒性多肽。淀粉样前体蛋白(APP)通过2种方式进行裂解产生Aβ：第一种方法是通过α途径。APP被α-分泌酶水解后，接着被γ-分泌酶水解，此过程不产生不溶性Aβ。第二种方法是通过β途径。APP经β-分泌酶(BACE1)水解后再经γ-分泌酶水解生成不溶性Aβ。在正常条件下，由于APP水解主要基于α途径，因此不产生Aβ。通过第二种方法水解少量APP，产生的Aβ被免疫系统消除(图1)〔5〕。

图1 淀粉样蛋白假说

一直以来，脑内Aβ异常沉积是公认的AD特征性病理变化。Aβ级联学说认为AD患者脑实质内Aβ异常沉积形成老年斑(SP)，通过各种机制引起突触变性坏死及神经元死亡，从而导致痴呆〔6〕。然而，最近的研究对淀粉样级联假说提出了新的评估，最终提出淀粉样寡聚体假说〔7〕。该假说认为可溶的Aβ寡聚物是AD发病的上游罪魁祸首，而不是脑内过度沉积的Aβ斑块。研究报道，AD的元凶很可能是脑内可溶性Aβ：可溶性Aβ二聚体(或寡聚体)导致神经元变得过度活跃释放过多谷氨酸，从而对神经元造成损害〔8〕。因而，无论是减少脑内可溶性Aβ，还是防止脑内Aβ过多而导致沉积，清除Aβ可能是防治AD的有效途径。

2 Aβ的中枢清除

从Aβ清除方面看，最理想的方法是直接、有效且安全清除中枢系统中过多的可溶性Aβ，从而减少Aβ的脑内沉积。

Aβ的中枢清除包括2个过程，一个是中枢系统内Aβ降解酶分解脑内Aβ的过程，另一个是小胶质细胞吞噬脑内Aβ的过程。研究结果〔9〕显示随着衰老和AD进展，神经元和小胶质细胞表达Aβ降解酶的水平下降。接着通过敲除淀积模型雄鼠小胶质细胞上表达的趋化因子受体(CX3CR1)，发现可以破坏CX3CR1-曲动蛋白相互作用来恢复神经Aβ降解途径，从而减缓模型小鼠AD样病理的进展，并逆转认知缺陷〔9〕。然而，完全缺失此受体也会恶化记忆缺陷和tau病理，并且此研究用于雌性小鼠的结果及人类使用的安全剂量和是否存在副作用，目前尚不可知。小胶质细胞是神经炎症的关键介质，其功能障碍日益被认为是AD的致病因素。研究结果显示小胶质细胞受到炎症刺激，会降低细胞吞噬淀粉样蛋白的功能〔10～12〕。相反，抗Toll-样受体2抗体触发小胶质细胞的氧化磷酸化，可以增加淀粉样蛋白的吞噬作用〔12〕。然而，神经炎症是AD的早期事件〔10〕。随着衰老和AD的发展，中枢系统的Aβ降解酶表达水平降低及炎症刺激小胶质细胞，从而抑制小胶质细胞吞噬淀粉样蛋白，可能是AD患者自身中枢清除Aβ能力下降的主要原因。

此外，许多科学家开展了以抗Aβ免疫治疗为代表的Aβ中枢清除的相关研究。Weekman等〔13〕对AD/血管性痴呆的模型小鼠给予抗Aβ免疫治疗，发现抗Aβ免疫治疗并没有给认知方面带来好处，且有微出血的副作用。临床试验〔14〕将24例AD患者随机分成服用有效的抗Aβ疫苗16例，安慰剂组8例，结果显示出抗Aβ疫苗的安全性和耐受性，但引发特异性免疫反应。向阳〔15〕前期实验结果显示，携带抗氨基端的Aβ抗体穿过血脑屏障(BBB)，进入脑内，结合到神经元膜的APP上，从而导致神经元过度产生Aβ，且此免疫疗法存在对神经元产生免疫攻击的潜在风险。

以上研究表明，无论是依靠AD患者自身能力清除中枢系统的Aβ，还是通过主动免疫或被动免疫疗法清除中枢系统的Aβ，都是困难重重且回报微小。有关Aβ中枢清除的理想途径得不到理想结果，可能与干预过迟或疗法副作用有关。因此，寻找安全可行的方法清除脑中Aβ依旧艰难。中枢清除Aβ的捷径不可行，那么采用Aβ的外周清除，是否是更为安全AD防治策略？

3 Aβ的外周清除

近年来，通过清除外周Aβ达到防治AD的研究备受关注。脑内Aβ可能通过各种途径进入外周进行清除，被统称为Aβ的外周清除。一方面，研究结果显示〔16〕BBB上晚期糖基化终末产物受体(RAGE) 可转运Aβ入脑，使脑内Aβ水平上升；而BBB上的低密度脂蛋白受体相关蛋白(LRP)1转运Aβ的方向与RAGE相反，或血浆中可溶性LRP(sLRP)发挥外周Aβ“汇”作用，可以降低中枢系统Aβ的水平。此外，体外实验结果〔17〕显示，Aβ转运蛋白人载脂蛋白A-I脂化的程度可强烈影响淀粉样蛋白通过BBB流出。另一方面，通过淋巴回流等途径，脑内Aβ也可以进入外周〔18,19〕。因此，通过清除外周Aβ达到降低中枢系统Aβ水平主要机制可能是：通过BBB，将脑内Aβ，主动运输到外周，或通过大量流动机制，将脑内Aβ流入外周，最终降低中枢系统中Aβ水平。

3.1外周器官清除 目前有研究证明，肝脏和肾脏可能是具有Aβ外周清除能力的器官〔20～22〕。研究〔20〕发现肝硬化患者血浆Aβ水平显著升高，且其血浆Aβ水平与肝功能损害呈正相关。这可能是肝功能损害导致白蛋白水平下降，从而导致清除血浆Aβ的能力下降。此外，有研究〔21〕通过对大鼠进行肝结扎(预防外周出现125I-Aβ1-40)后，测量了注射到大鼠脑内的125I-Aβ1-40的清除水平，发现升高外周血Aβ水平，显著降低125I-Aβ1-40的脑清除作用，从而为外周血Aβ水平调节中枢神经系统Aβ清除，且肝脏发挥主要作用提供有力的证据。先前一研究〔22〕共纳入47例慢性肾脏病患者(16例未透析的初诊患者和31例透析患者)和43例正常对照组。结果显示，与正常对照组相比，慢性肾脏病患者血清Aβ水平明显较高，并且慢性肾脏病患者进行透析后的血清Aβ水平比未进行透析患者的低，但与正常对照组相当，从而表明肾脏参与了Aβ的外周清除，透析可能是一种潜在的Aβ清除治疗方法。此外，向阳〔15〕发现表明，动脉血中的脑源性Aβ通过肝、肾、胃肠道和皮肤等外周器官的毛细血管床后，在生理上被清除。以上研究表明，肝、肾、胃肠道和皮肤等外周器官对Aβ具有清除能力。然而，对于AD患者来说，这些外周器官发挥Aβ清除能力是否下降或足以抵消Aβ的产生，值得研究。

3.2外周组织清除 上述研究提示不仅外周脏器具有清除Aβ的能力，外周组织也具有这种能力。研究证明〔23〕，淋巴组织具有清除Aβ的能力。通过检测转基因小鼠模型(Tg2576) 血浆、淋巴结中及大脑的Aβ水平，发现淋巴组织具有清除Aβ的能力，且使用褪黑素可显著下调脑内寡聚物Aβ40水平，同时脑内Aβ42水平也呈下降趋势。外周组织也可以表达Aβ降解酶，提示外周组织具有AD降解能力。如Aβ降解酶之一的外周血管紧张素转换酶可过表达巨噬细胞，从而增强对特定的病态Aβ形式的抵抗，减轻AD〔24〕。此外，有研究结果显示〔25〕将人类中心内切酶质粒通过超声介导的基因转移(声波疗法)引入APP/突变人类早老蛋白(PS)1 AD模型小鼠的骨骼肌，表达中性内切酶，可减轻AD的淀粉样蛋白负担。此外，外周组织可以通过产生的Aβ结合物质如sLRP、载脂蛋白(Apo)E等，发挥清除Aβ的作用。如ApoEε4等位基因可能通过影响外周血Aβ42和sLRP1水平而参与AD的发病〔26〕。上述研究表明了通过清除外周Aβ从而清除中枢的Aβ是安全可行的。无论是通过淋巴结直接清除外周Aβ，还是通过上调外周组织表达的Aβ降解酶或转运蛋白的水平，从而间接清除外周Aβ，都可降低脑内Aβ水平，且未见报道其对神经系统产生的副反应。这对于防止AD来说是一个好消息。

3.3肠道菌群影响清除 近年来，有关肠-脑轴的研究日益引起人们的关注。肠道菌群影响Aβ清除包括通过调节肠道菌群、增加肠道菌群衍生物或粪菌移植恢复健康肠道菌群，最终降低脑内Aβ水平。肠道菌群是指在动物肠道内寄居的微生物总称，其数量巨大且种类繁多〔27〕。使用抗生素观察到肠道菌群的丰富度降低，多样性指数降低，放线菌门的主要菌群组成发生变化，特别是双歧杆菌属的丰度减少〔28～30〕。研究发现，使用多西环素慢性治疗15～16个月龄的APP/PS1dE9(APP/PS1)AD小鼠，其记忆恢复，但此过程不是通过减少β-淀粉样斑块，而是改善脑内可溶性Aβ的量〔31〕。此外，增加柔膜菌门丰度，其与脑脊液中Aβ42的水平变化呈负相关，而毛螺菌科家族与脑脊液中Aβ42的水平变化呈正相关〔32〕。另一方面，使用益生菌后，梭菌、嗜血杆菌、沙门菌、链球菌等有害菌数量减少，肠道菌群中乳酸菌和双歧杆菌丰度增加，从而改善肠道菌群〔33～35〕。有研究表明〔36〕，混合益生菌补充剂可以减少AD大鼠的Aβ空斑。以上研究说明，通过抗生素或益生菌改变肠道菌群，可以影响中枢系统Aβ的水平或斑块数量。此外，通过影响肠道菌群衍生物的产生，可以影响Aβ的清除。例如，丁酸钠，肠道菌群衍生物之一，短链脂肪酸丁酸盐的钠盐形式，可以降低脑淀粉样蛋白-羟丁酸盐的水平，提高AD早期的认知记忆能力〔37〕。研究结果〔38〕显示，粪菌移植治疗可以改善AD转基因(Tg)模型(APPswe/PS1dE9)小鼠的认知缺陷，减少Aβ的脑沉积及降低Aβ40和Aβ42的水平。通过作用于肠道菌群，例如调节肠道菌群、增加肠道菌群衍生物(如短链脂肪酸)或粪菌移植恢复健康肠道菌群，可以降低中枢系统的Aβ水平，或减少脑内Aβ的斑块沉积。虽然，其中详细机制尚缺乏深入研究。但总体来说，通过作用于肠道菌群达到清除中枢的Aβ，是可行的。相对于Aβ外周清除的其他疗法，调节肠道菌群可能是更为安全、简单、便宜且可行的疗法。

综上，Aβ级联假说认为，脑内Aβ分解代谢异常，导致其在神经元外过度沉积，最终形成SP。然而，经历过漫长的研究失败后，科学家们提出了淀粉样寡聚体假说，认为脑内可溶性Aβ才是AD真正的元凶。无论哪一种学说，从清除Aβ这个根本上找到预防或防治AD的策略是可行的。从中枢系统中直接清除Aβ是一种理想的方法，然而，要么效果欠佳，要么引起一系列的副反应导致中枢系统损伤。相对来说，动物研究显示Aβ的外周途径清除有明显效果，而且具有可行性。随着脑-肠轴研究的兴起，更是为有效的外周清除Aβ防治AD打开新的大门。然而，外周清除Aβ治疗AD疗效及安全性，尚需要临床研究给予证实。