筆者在上一篇文章阿爾茨海默病的新藥研發(fā)困局中寫過阿爾茨海默病的歷史，三種主流的假說，以及主流藥物的研發(fā)歷程。本文將重點介紹最近幾年內(nèi)阿爾茨海默病領(lǐng)域的理論和新藥研發(fā)進展以及未來的發(fā)展方向。

哥倫比亞作家馬爾克斯在《百年孤獨》中寫過這樣幾段話：

何塞·阿爾卡蒂奧·布恩迪亞意識到失眠癥已經(jīng)侵入鎮(zhèn)子，于是便召集起各家家長，把自己所知的失憶癥情形講給他們聽。眾人決定采取措施防止災難擴展到大澤區(qū)的其他村鎮(zhèn)。他們把用金剛鸚鵡跟阿拉伯人換來的小鈴鐺從山羊脖子上摘下，放在鎮(zhèn)子入口供那些不顧崗哨勸告，堅持進鎮(zhèn)的來客使用。

當父親不安地告訴他自己童年最深刻的記憶都已消失時，奧雷里亞諾向他傳授了這一方法。何塞·阿爾卡蒂奧·布恩迪亞先在家中實行，而后推廣到全鎮(zhèn)。他用小刷子蘸上墨水給每樣東西注明名稱：桌子，椅子，鐘，門，墻，床，平鍋。他又到畜欄為動物和植物標上名稱：奶牛，山羊，豬，母雞，木薯，海芋，香蕉。隨著對失憶各種可能癥狀的研究不斷深人，他意識到終會有那么一天，人們即使能通過標簽認出每樣事物，仍會記不起它的功用。于是他又逐一詳加解釋。就這樣，人們繼續(xù)在捉摸不定的現(xiàn)實中生活，只是一旦標簽文字的意義也被遺忘，這般靠詞語暫時維系的現(xiàn)實終將一去不返。

馬爾克斯在《百年孤獨》中虛構(gòu)了布恩迪亞家族的故事。在這個故事中馬孔多居民的曾飽受失眠癥的困擾。而這種失眠癥的癥狀與阿爾茨海默病的病癥存在很多的重合。

我們不清楚這段虛構(gòu)的故事是否是來源于馬爾克斯的生活經(jīng)歷，但馬爾克斯的故鄉(xiāng)哥倫比亞確實是家族性阿爾茨海默病肆虐最嚴重的地方。

從十五世紀到十七世紀，當歐洲人跨越大西洋來到美洲新大陸，與他們一同到達這個新世界的還有一些致命的疾病，比如天花，麻疹，以及黃熱病。但也許這些西班牙征服者 (Spanish Conquistador)從未曾料想到，與他們一同到達哥倫比亞的，還有阿爾茨海默病。

哥倫比亞北部的安蒂奧基亞省有著全世界最大的家族性阿爾茨海默癥病人群體。2013年的一項研究顯示，導致這些人產(chǎn)生家族性阿爾茨海默病的PSEN1 E280A 基因突變，正是來源于370多年前的一位西班牙征服者 [1]。

到了21世紀，這位征服者依然有著5000名后代。而這其中大約有1500人攜帶這種突變。由于攜帶這種基因突變，這些人最終都難逃身患阿爾茨海默病的厄運。

阿爾茨海默病一般只發(fā)生于65歲以上的老年人群體中，而該家族患者發(fā)病的平均年齡只有45歲。而且從出現(xiàn)癥狀到患者死亡通常也只有8年的時間。

阿爾茨海默病領(lǐng)域的藥物研發(fā)一直是臨床試驗失敗的重災區(qū)。幾十年的時間里，有無數(shù)的藥物進入臨床試驗。但截至目前我們依然沒有找到任何一款能夠阻止疾病進展的藥物。

然而在這幾十年的時間里，我們對于疾病的認識一直在不斷的深入?；蛟S，基于這個安蒂奧基亞病人群體的研究能為阿爾茨海默病藥物的研發(fā)提供新的希望。

淀粉蛋白假說的謎團

過去幾十年間，有數(shù)百個在研的阿爾茨海默病治療藥物進入臨床前或者臨床研究，而其中的很大一部分藥物是基于淀粉蛋白級聯(lián)假說進行設(shè)計的。

淀粉蛋白假說起始于阿爾茨海默病患者死亡之后的腦部尸檢分析。阿爾茨海默病一個很重要的特征是病人腦部斑塊的形成。很早之前科研人員就在斑塊中發(fā)現(xiàn)了beta淀粉蛋白，而之后學者基于淀粉蛋白提出的淀粉蛋白級聯(lián)假說，該假說對該領(lǐng)域的藥物研發(fā)一直都有著極其重要的影響。

淀粉蛋白級聯(lián)假說認為腦內(nèi)beta淀粉蛋白的蓄積是疾病病理過程的關(guān)鍵步驟。病人腦內(nèi)出現(xiàn)的過量beta淀粉蛋白最終會出現(xiàn)聚集，并形成慢性炎癥以及氧化應(yīng)激等細胞效應(yīng)。

通常在淀粉蛋白出現(xiàn)腦內(nèi)蓄積的一二十年之后，Tau蛋白功能會開始出現(xiàn)問題，使Tau蛋白無法正常地去穩(wěn)定神經(jīng)元的細胞骨架，最終Tau蛋白會聚集并形成纏結(jié)。而此時神經(jīng)元便開始死亡，并且出現(xiàn)癡呆癥的癥狀。

淀粉蛋白級聯(lián)假說有著眾多的證據(jù)作為支撐，而且隨著淀粉蛋白研究的增多，淀粉蛋白級聯(lián)假說的理論就看似越完整。關(guān)于淀粉蛋白假說可參考這幾篇論文 [2-4]。因此靶向淀粉蛋白來開發(fā)藥物也是一件很合情理的事情。

靶向淀粉蛋白的藥物開發(fā)策略非常多，但主流的方式主要有兩種。其中的一種策略是通過阻斷腦內(nèi)的一種酶BACE來減少beta淀粉蛋白的生成。

除了開發(fā)BACE抑制劑，另一種關(guān)注度非常高的策略是開發(fā)靶向淀粉蛋白的單克隆抗體，從而抑制腦內(nèi)斑塊的形成，這兩類藥物的研發(fā)歷程在本文開篇提到的文章中已經(jīng)介紹過：早期的臨床試驗顯示部分藥物的確能夠產(chǎn)生一定的療效，但是到了III期臨床試驗卻幾乎全都失敗。

今年2月，默沙東中止了其BACE1抑制劑Verubecestat (MK-8931)的三期臨床。幾周前禮來/阿斯利康宣布終止其BACE抑制劑lanabecestat的研發(fā)。而在今年一月，輝瑞在經(jīng)歷了bapineuzumab等失敗之后決定完全退出阿爾茨海默病的研究領(lǐng)域。

其實不僅是臨床研究，淀粉蛋白領(lǐng)域藥物的藥效學評價也存在著很多的困難。

一般認為可溶性的beta淀粉蛋白低聚物是毒性最大的一種形式，但問題在于低聚物的種類非常多，比如這些低聚物可以是二聚體，三聚體，六聚體，十二聚體，而僅六聚體就已經(jīng)有五種形式。

不僅如此，這些低聚的beta淀粉蛋白純化也存在重重問題，因為這些低聚物的聚合過程具有高度的濃度依賴性，如果試圖去分離其中的一種低聚物，那么這些聚合物會形成新的平衡態(tài)，產(chǎn)生新的聚合物形式。

除了聚合過程，淀粉蛋白本身也會存在差異，比如不同長度，有著不同化學修飾的淀粉蛋白都能夠產(chǎn)生相互作用，相互結(jié)合。而這些結(jié)構(gòu)的差異也同樣會影響聚合過程以及聚合物的毒性。

因此科研人員在進行藥物研究的時候經(jīng)常會避開分子水平的實驗，只在細胞以及動物水平對藥效進行評價。但無論是細胞水平還是動物水平實驗，這些研究也同樣會存在非常多的缺陷。

比如直到最近幾年，實驗種常用的細胞仍然是腫瘤細胞株，利用外源性的beta淀粉蛋白來使胞內(nèi)的淀粉蛋白濃度提高，使其產(chǎn)生病理性變化。但是通過這種方式來模擬人腦內(nèi)的能夠持續(xù)幾十年時間的病理變化顯然是很不現(xiàn)實的。動物模型也會存在類似的問題。

因此即使在進入臨床研究之前，我們對于這些藥物很難有比較大的信心。但以上這些問題只是增加了藥物開發(fā)的難度，藥物是否能夠產(chǎn)生預期的療效還需要通過臨床試驗進行檢驗。

現(xiàn)在很清楚的是，至少目前來看現(xiàn)在仍然沒有任何一款藥物能夠明確地減緩病人病情進展。到底是什么原因?qū)е铝诉@些藥物臨床試驗的失??？

我相信沒有人能夠給出確切的答案。但現(xiàn)在確實存在一些理論試圖對此進行解釋，而且目前也已經(jīng)有一些臨床試驗正在對這些理論進行驗證。

假說不成立？

對于基于淀粉蛋白假說的臨床試驗的失敗，很多人給出的解釋是淀粉蛋白級聯(lián)假說是不成立的，是錯誤的，似乎目前的所有的大型臨床試驗失敗都指向了這一點。

但無論淀粉蛋白假說是否成立，至少在很早之前大家就已經(jīng)認識到淀粉蛋白級聯(lián)假說中的“級聯(lián)”二字是非常不準確的。因為很明顯這并不是一個線性的級聯(lián)反應(yīng)。在這個過程種會存在很多的負反饋調(diào)節(jié)。而且炎癥以及氧化應(yīng)激的形成并不完全是由于淀粉蛋白的聚集導致的。

淀粉蛋白假說大概是制藥領(lǐng)域中的最大謎團之一，至于淀粉蛋白假說是否真的無法成立，我覺得現(xiàn)在還不到下結(jié)論的時候。

更好的藥物？

之所以在很多藥物III期臨床試驗失敗之后，依然有很多人支持淀粉蛋白假說，是因為他們覺得目前處于研發(fā)后期的這些藥物性質(zhì)存在很大差異，這些藥物能夠作用于不同形式的淀粉蛋白，因此其中一些藥物的失敗不等于其他藥物也同樣會失敗。

比如很多人認為solanezumab能夠靶向腦內(nèi)胞外的可溶性beta淀粉蛋白單體，該抗體的目的并不是清除已經(jīng)聚集形成的淀粉蛋白斑塊。因此很多人認為solanezumab的失敗并不會影響那些作用于低聚物或者斑塊的抗體藥物的成功。

至于靶向斑塊的藥物banpineuzumab以及gantenerumab，很多人認為這兩種藥物的失敗只是由于劑量問題。

而Biogen也確實對該公司的aducanumab給予厚望，從公開的早期臨床數(shù)據(jù)來看，該藥物也確實表現(xiàn)出了一定的潛力 [5]。但能否在III期臨床試驗中成功，現(xiàn)在還是未知數(shù) (Clinical trial: NCT02484547, NCT02477800)。

也在此提醒一句，verubecestat也曾在2016年發(fā)表過強有力的早期數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)顯示該藥物能夠有效降低人和靈長類動物血漿，腦內(nèi)以及CSF中的β40, Aβ42, and sAPPβ濃度 [6]，但最終該藥物也沒能夠產(chǎn)生預期的療效。

早期干預？

除了以上這些理論，可能目前關(guān)于這些藥物臨床失敗最流行的理論還是認為，病人在出現(xiàn)在癥狀之后已經(jīng)無法使用這些藥物進行干預。淀粉蛋白聚集在患者出現(xiàn)癥狀的15年前就已經(jīng)開始出現(xiàn)，而在癥狀出現(xiàn)之后這些損傷已經(jīng)難以修復。

為了能夠?qū)膊∵M行更早期的干預，科研人員必須設(shè)法找到那些尚未出現(xiàn)癥狀，但是在十年或者更長時間之后會發(fā)病的群體。

很顯然類似安蒂奧基亞病人群體這樣的家族性阿爾茨海默病群體是進行這一類型研究的非常好的選擇。

而且科研人員能夠很好地預測這些人疾病開始的年齡。因為這些攜帶遺傳缺陷基因的人最終都會出現(xiàn)疾病，而疾病出現(xiàn)的年齡與他們親代出現(xiàn)癥狀的年齡比較接近。

與之相關(guān)的DIAN trial會測試兩款實驗性的單抗，羅氏的gantenerumab以及禮來的solanezumab在FAD群體中的有效性。雖然這兩款藥物之前均曾在大型的III期臨床試驗中失敗，但或許針對這一病人群體，這些藥物真的可以產(chǎn)生療效。

如果這項臨床試驗能夠成功的話，對于受FAD困擾的群體來說會是一件好事。但是即很使成功，由于家族性阿爾茨海默病患者群體所占的比例非常小，對于另外百分之九十多的患者群體是否有效也是未知數(shù)。

所以現(xiàn)在也有一些不愿意等待DIAN臨床試驗結(jié)果的研究人員，他們希望采另一種方式對這一理論進行驗證。

但在這之前，他們必須找到一種檢測方法來鑒別那些尚未出現(xiàn)認知功能問題，但在未來數(shù)年或者十數(shù)年內(nèi)將會出現(xiàn)臨床癥狀的群體。

對于普通人來說，判斷一名死于阿爾茨海默病的病人大腦與常人大腦的差異也不是一件難事。這些患者的大腦出現(xiàn)萎縮，并且散布著beta蛋白產(chǎn)生的斑塊以及Tau蛋白形成的纏結(jié)。

但從藥物研發(fā)的角度來講，尸檢顯然不是一個好的疾病診斷方法，雖然這種方法很長一段時間里一直是疾病診斷的金標準。

在病人仍然存活的時候，醫(yī)生只能夠通過記憶力等方面的測試來對患者的病情進行評估，但正如上文說到的那樣，在患者出現(xiàn)病情的時候，大概已經(jīng)錯失了疾病干預的最佳時機。

本世紀初，匹茲堡大學的科研人員將淀粉蛋白組織染料 thioflavin T結(jié)構(gòu)中插入C-11，得到了Pittsburgh Compound B (PiB)。該化合物能夠用于PET腦部掃描，可以很有效的篩選病人。但是該化合物的半衰期很短，因此在這之后又出現(xiàn)了一些基于F-18的化合物，這些化合物的半衰期更長。

這種技術(shù)技術(shù)的應(yīng)用對于臨床試驗中入組患者的篩選有很大的幫助。在65歲以上的人群中，如果沒有出現(xiàn)認知功能問題但腦內(nèi)開始出現(xiàn)淀粉蛋白聚集，那么就會被認為是這一疾病的高危人群。

2015年開始的EARLY trail正在測試Janssen的BACE1抑制劑Atabecestat用于這一群體的有效性 (NCT02569398)。A4臨床試驗開始于2014年，評價的是禮來的solanezumab。

考慮到從出現(xiàn)淀粉蛋白聚集到出現(xiàn)認知功能癥狀需要十年甚至更長的時間，這些臨床試驗的周期也會很長。EARLY試驗預計將會在2024年結(jié)束。

這些早期干預的臨床試驗中使用的藥物，很多都已經(jīng)被證實能夠降低淀粉蛋白水平。如果這些臨床試驗失敗的話也將意味著淀粉蛋白假說的終結(jié)。

Tau蛋白的復興

從beta淀粉蛋白發(fā)現(xiàn)至今的幾十年內(nèi)，淀粉蛋白假說一直是AD領(lǐng)域新藥研發(fā)的熱點，但是隨著很多靶向淀粉蛋白藥物的失敗，最近幾年內(nèi)靶向Tau蛋白的藥物也開始吸引越來越多的關(guān)注。

Tau蛋白的病理過程也很復雜，涉及多個過程?；颊咴诎Y狀出現(xiàn)之前就能夠在腦內(nèi)看到病理性的Tau蛋白的出現(xiàn)，而神經(jīng)纖維纏結(jié)是在疾病的后期出現(xiàn)。

在纏結(jié)形成之前，Tau蛋白就會出現(xiàn)轉(zhuǎn)錄后修飾的異常，比如磷酸化，乙?；惓＃蛘逿au蛋白長度出現(xiàn)變化，從而與正常的Tau蛋白形成明顯差異。這些過程都有可能成為藥物干預的靶點。

靶向Tau蛋白的療法最初主要集中在激酶抑制劑，Tau蛋白聚合抑制劑，以及微管穩(wěn)定劑上。靶向Tau蛋白的大部分藥物的研發(fā)因為無效或者毒性的問題而被停止。

但該領(lǐng)域目前處于臨床階段的大部分藥物屬于免疫療法。相比淀粉蛋白而言，Tau蛋白與認知功能的損傷相關(guān)性更強，因此在癥狀出現(xiàn)之后，靶向Tau蛋白的療法相比靶向beta淀粉蛋白的藥物可能會產(chǎn)生更好的療效，至少從理論上來講是這樣。

我們還需要等待很長的時間才能夠知道這些藥物是否真的有效。目前來看確實很難評估該領(lǐng)域大部分藥物的前景如何，但我依然覺得從淀粉蛋白療法轉(zhuǎn)向靶向Tau蛋白的療法并不是一種進步，而是一種多次失敗之后的無奈之舉。

靶向Tau蛋白藥物的臨床研究現(xiàn)狀 [7]

靶向小膠質(zhì)細胞

靶向淀粉蛋白藥物接連受挫的影響不僅使一些制藥公司將研究方向轉(zhuǎn)向Tau蛋白研究領(lǐng)域，其實我們也可以明顯感受到最近幾年小膠質(zhì)細胞的相關(guān)研究在逐漸增多。

雖然小膠質(zhì)細胞已經(jīng)成為阿爾茨海默病的熱門研究領(lǐng)域，但目前我們對小膠質(zhì)細胞的理解還非常粗淺，這也極大提高了該領(lǐng)域藥物研發(fā)的風險。

小膠質(zhì)細胞似乎處于炎癥以及神經(jīng)退行的中心地位。這類細胞可以對神經(jīng)元及其突觸提供保護作用，另外也可以像其他吞噬細胞一樣產(chǎn)生吞噬作用。當小膠質(zhì)細胞遇到如beta淀粉蛋白或者細胞殘骸等異常的細胞/分子之后，能夠被活化并將其清除。

關(guān)于神經(jīng)炎癥與阿爾茨海默病的相關(guān)性研究其實很早就有，見上一篇文章。當時發(fā)現(xiàn)很多非甾體抗炎藥能夠?qū)拱柎暮Ｄ。a(chǎn)生保護作用。但本世紀初關(guān)于COX抑制劑的臨床研究卻沒有取得成功。RAGE抑制劑也屬于抗炎領(lǐng)域的一種新藥研發(fā)思路。但今年4月vTv Therapeutics宣布其RAGE抑制劑azeliragon的 III期臨床試驗也同樣遭遇失敗。

但這些臨床試驗失敗顯然沒有使人們喪失對炎癥相關(guān)研究的熱情。2013年《新英格蘭醫(yī)學雜志》的兩項重要研究發(fā)現(xiàn)某些TREM2基因變異能夠顯著提高阿爾茨海默病的患病風險 [8-9]。

腦內(nèi)的TREM2主要表達于小膠質(zhì)細胞表面，因此這些研究也促使人們開始研究如何高效地靶向小膠質(zhì)細胞，調(diào)節(jié)其功能。但腦內(nèi)的炎癥并不總是有害的，炎癥反應(yīng)同樣也可以產(chǎn)生保護性作用。相比COX抑制劑，TNF抑制劑，或者作用于IL-6，IL-2通路的藥物，靶向小膠質(zhì)細胞的療法可能會產(chǎn)生一些不同的效果。

雖然目前我們對于小膠質(zhì)細胞的功能了解的并不十分清楚，但至少目前已經(jīng)有很多證據(jù)表明小膠質(zhì)細胞在疾病的病理過程中即能產(chǎn)生有益的作用，也能夠產(chǎn)生有害的作用。

在疾病的早期，小膠質(zhì)細胞能夠監(jiān)測并清除死亡細胞，毒性淀粉蛋白斑塊以及Tau纏結(jié)。但是隨著疾病的進展，持續(xù)處于活化狀態(tài)的小膠質(zhì)細胞的清除能力可能會變得越來越低效，反而會釋放有害的細胞因子對周圍的神經(jīng)元細胞產(chǎn)生損傷。

如果是這樣的話，新藥研發(fā)人員必須將有害的小膠質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化為有利的小膠質(zhì)細胞。毫無疑問這不會是一件容易的事情，而Denali的RIPK1抑制劑是首個驗證這種策略的藥物。RIPK1處于經(jīng)典TNFR1炎癥通路的下游，Denali認為如果抑制RIPK1，則能夠抑制炎癥，使小膠質(zhì)細胞回歸正常的狀態(tài)。

靶向TREM2的藥物同樣能夠調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞的功能。但相比靶向RIPK1的藥物，靶向TREM2的藥物能夠?qū)π∧z質(zhì)細胞產(chǎn)生不同的作用，因為RIPK1主要是調(diào)節(jié)炎癥作用，而TREM2能夠介導小膠質(zhì)細胞吞噬腦內(nèi)死亡細胞以及beta淀粉蛋白的能力。

但是問題在于，我們是該提高這一功能還是降低TREM2的功能呢？至少在動物模型的研究中，不同研究對于TREM2功能的解釋并不相同，甚至得出相反的結(jié)論。一些研究發(fā)現(xiàn)敲除小鼠的TREM2能夠產(chǎn)生保護作用，而另一些研究卻發(fā)現(xiàn)敲除TREM2能夠產(chǎn)生有害作用。

去年P(guān)NAS上發(fā)表的一項研究顯示TREM2在疾病的早期能夠提供保護作用，但是在出現(xiàn)Tau病理變化之后卻能夠促進疾病的進展 [10]。也就是說TREM2的功能具有階段性，在不同的病理狀態(tài)下產(chǎn)生不同的作用。

所以讀到這也可以明顯的看出小膠質(zhì)細胞領(lǐng)域的藥物研發(fā)并不比其他領(lǐng)域難度更小。阿爾茨海默病是一種很復雜的疾病，以目前對于該疾病的理解程度以及現(xiàn)在的新藥研發(fā)水平來看，想要在出現(xiàn)嚴重認知功能損傷之后逆轉(zhuǎn)病情幾乎是不可能完成的事情。

也許aducanumab的臨床試驗能夠取得成功，也許預防性試驗能夠達到預期的目標，如果這些藥物能夠成功上市，對于病人及家屬來說也是一種安慰。

Life is hard.

參考文獻：

1.Alzheimer’s & Dementia. 2014: 10, S277.

2. Nature Neuroscience. 2015:18, 800.

3. Nature Reviews Drug Discovery. 2011:10, 698.

4. EMBO Molecular Medicine. 2016:8(6), 595.

5. Nature. 2016:537, 50.

6. Science Translational Medicine. 2016: 8(363):363ra150.

7. Advanced online:10.1038/s41582-018-0013-z.

8. New England Journal of Medicine. 2013:368, 107.

9.New England Journal of Medicine. 2013:368, 117.

10. PNAS. 2017:114(43), 11524.

11. Nature Reviews Drug Discovery. 2017:16, 3.

12.Nature Reviews Drug Discovery. 2018:17, 303.