文章来源：中华神经科杂志, 2017,50(11) : 859-862

作者：徐娟 赵文娟 刘晔 吴云成 殷明

      阿尔茨海默病(AD)是一种以认知障碍、记忆损伤为主要临床表现的进行性神经退行性疾病，是老年痴呆最常见的表现形式。《世界阿尔茨海默病2016年报告》显示，目前世界上AD患者约有5 300万，每33秒会新增1例AD患者。随着全球人口平均寿命的增加，AD在全球的发病率随年龄的增加而持续上升，预计会以2倍的速度增长，在2050年约会有1.2亿多的人口受其影响。

      脑内大量Aβ积聚形成的老年斑和细胞内tau蛋白过度磷酸化形成的神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles, NFTs)为AD主要病理特征。迄今为止，AD病因及发病机制仍不明，针对AD发病机制提出了众多假说，如胆碱能假说、Aβ级联假说、磷酸化tau蛋白假说、慢性炎症假说等。目前"Aβ级联假说"在AD发病机制中仍占据主要地位，该假说认为Aβ聚集导致的淀粉样斑块是AD形成和发展关键因素。此外，Aβ的存在还促使了tau蛋白过度磷酸化。Tau蛋白假说认为tau蛋白过磷酸化而导致的异常聚集，最终形成的NFTs是患者认知衰退和记忆丧失的真正源头。尽管在AD发病机制研究方面取得了不少进展，但药物研发仍面临很大挑战。目前临床上使用的胆碱酯酶抑制剂、乙酰胆碱受体激动剂、谷氨酸受体拮抗剂和脑代谢激活剂等药物本质上是对症治疗，并不能有效预防或延缓疾病进展。因此，找到安全、有效途径来阻止和治疗这种疾病非常必要。

      近年来，大量实验研究表明AD患者病变部位出现小胶质细胞激活、炎性细胞因子、抗原提呈及补体成分等，且与健康同龄老人相比血清和脑脊液中T细胞、B细胞及细胞因子等出现明显差异，提示AD的发生与免疫功能异常密切相关。其免疫功能异常紊乱的机制可能如下：一方面AD患者脑内Aβ清除机制受损，致使Aβ沉积形成免疫原，激活了中枢系统非特异性免疫反应，参与了胆碱能神经元的变性死亡；另一方面细胞外的NFTs可以与Aβ沉积形成免疫原，激活脑内的小胶质细胞，从而释放炎性介质引起局部炎症。AD免疫治疗，例如针对Aβ或tau的疫苗和抗体，由于其针对性强，可减轻脑内Aβ沉积，抑制tau的病理扩散等病理学改变，在一定程度上改善患者认知障碍，在AD药物研发方面越来越引起人们的重视。近年来取得了一定的进展，也遇到一些问题。我们拟对AD免疫药物的研发进行综述。

一、以Aβ为靶点的免疫治疗

      淀粉样斑块是AD的典型病理特征，其形成主要是由于Aβ异常聚集所致，这被认为是Aβ单体生成和清除之间平衡破坏所造成的。Aβ主要是由淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein, APP)被β分泌酶和γ分泌酶剪切产生的。APP是一种广泛存在于神经元的跨膜糖蛋白，其中Aβ产生的经典途径是先由β分泌酶水解产生C99，再由γ分泌酶水解主要产生Aβ1-40和少量Aβ1-42，后者比前者羧基末端多2个疏水氨基酸，更易聚集形成非单体形式。Aβ状态、分子构型都与Aβ神经毒性有密不可分的关系，导致AD患者认知障碍。体外证据表明，细胞外Aβ可被胰岛素降解酶和脑啡肽酶等多种水解酶降解，细胞内Aβ可通过小胶质、星形胶质、神经元等细胞摄入后被溶酶体清除，也可通过血脑屏障转运及外周清除等来清除降解Aβ。

      因Aβ在AD发病机制中占主要地位，是AD发生的早期诱发因素，故通过Aβ靶向免疫治疗增强Aβ清除以达到减轻脑内Aβ沉积进而改善认知能力是理论上可行的策略。这种方法既包括通过注射疫苗刺激其免疫系统产生抗体的主动免疫，也包括注射预先制备好的抗体的被动免疫。

 (一)Aβ的主动免疫

      主动免疫是指将含有合适抗原的疫苗接种，诱导机体产生抗体进行特异性免疫应答。Aβ的主动免疫，就是接种合适的Aβ疫苗，使其在机体内产生抗Aβ抗体，清除脑内存在的Aβ从而发挥作用，例如针对Aβ1-42全长片段、N末端小片段、短肽等疫苗。

      1999年Schenk等首次使用Aβ1-42，将其接种于PDAPP转基因小鼠，证实了直接接种化学合成的Aβ1-42可以减少脑内Aβ积累，脑内无明显老年斑沉积、星形胶质细胞炎性反应和神经元丧失等特征，并且可以改善认知功能。该研究开启了科学家对于治疗AD的免疫领域的研究。随后开展的AN1792临床试验，包含全长预聚集的淀粉样肽(Aβ1-42)和免疫刺激佐剂QS-21，接种Aβ疫苗后有6%的患者产生自身免疫性脑膜脑炎，后期随访发现其虽产生抗Aβ抗体并且有效清除脑内Aβ，但并不能改善患者认知功能，也不能延长患者生存时间，因此停止了进一步的临床试验研究。该研究发现，其不良反应主要是与Th1细胞的激活及自身免疫反应有关。也有研究表明，在该临床试验中使用的佐剂QS-21会造成Th1型不良反应。因此，通过采用其他佐剂避开Th1相关的不良反应也是Aβ疫苗的研究方向之一。ACC-001疫苗由Aβ1-7短肽与外源载体蛋白CRM197组成，保留了与AN-1792相似的免疫原性，在2014年的Ⅱ期临床试验出现了严重的自身免疫反应相关的不良反应，因此也中止了其进一步的临床试验。

      目前进入临床试验的还有CAD106疫苗，以1个Aβ片段作为免疫原性序列、Qβ噬菌体外壳蛋白作为免疫佐剂，主要针对B细胞抗原表位，用于诱导N末端Aβ小特异性抗体(Aβ1-6)，同时不引起特异性的T细胞反应。在CAD106已完成的5项Ⅱ期临床试验中并没有发生类似于AN-1792的情况，并且约有75%的患者具有抗体产生的免疫应答。

      主动免疫有赖于加长抗体的免疫应答，可以保证恒定的高抗体浓度及低成本的优势，但抗体较容易结合在Aβ斑块周围，引起斑块解聚和微血管出血等不良反应，同时Aβ作为自身抗原，与进入脑内的抗体形成免疫复合物后，将可能诱发继发免疫反应而导致中枢神经系统炎症和血管壁的损害，引起脑内炎症、脑微血管出血和血管源性脑水肿等不良反应。另一方面，由于小胶质细胞的吞噬、分泌作用及其趋化性有一定的共性，一旦接受刺激也会引起一定的炎性反应。因此，如何移除这些高浓度抗体所带来的不良反应是主动免疫治疗中要解决的关键问题。另外一些针对Aβ肽N端的短肽疫苗安全性比较好，如AD-04、ACI-24、UB-311、V-950已经进入Ⅱ期临床试验，此外，模拟Aβ部分短肽结构的分子也在研究之中。

 (二)Aβ的被动免疫

      被动免疫是目前处于临床试验中最广泛发展的方法，通常用人源化的鼠类单克隆抗体。目前，这一类与Aβ有关的抗体主要是通过提高Aβ的清除率，从而达到缓解病情的目的，如抗Aβ1-16 N端抗体、抗Aβ17-32中央区抗体、抗Aβ33-42 C端抗体、抗Aβ寡聚体或原纤维等构象表位抗体等。bapineuzumab和solanezumab是目前在该领域中研究最被寄予厚望的两种单克隆抗体，却也在近期宣告失败。

      bapineuzumab是在治疗AD方面的第一个针对Aβ肽的N末端(抗原表位Aβ1-5)人源化单克隆抗体，其结合沉积的淀粉样蛋白能力比可溶性Aβ单体要强，主要作用于沉积的Aβ淀粉样斑块。虽然Ⅱ期临床试验结果并不明确，但对bapineuzumab仍进行了两项大型随机对照多中心Ⅲ期临床试验。令人失望的是，其并未改善中重度AD的认知等临床症状，且由于存在严重的血管性水肿等不良反应而终止了其临床试验。影像学分析显示接受bapineuzumab的患者易出现血管性水肿，其程度随bapineuzumab剂量增加及Apoe ε4等位点的数量增加而增加。这也就提示我们在进行临床试验时，要针对不同亚型的AD患者进行相应的研究。

      solanezumab (LY2062430)是一种针对Aβ13–28片段的人源化单克隆抗体。与bapineuzumab不同的是，solanezumab作用于可溶性Aβ且能够使Aβ从体内廓清。Ⅱ期临床试验提示其可以改变血浆和脑脊液中Aβ的平衡状态，对血浆及脑脊液中的Aβ水平的增强效果是呈剂量依赖的。虽然在前期亚组数据中发现可用于轻度、有前驱症状、临床前AD的潜在治疗，基本安全，耐受性良好，未出现微出血、炎性反应和血管性水肿等严重不良反应，2016年却在Ⅲ期临床试验由于未能改善患者认知能力而宣告失败。

      此外，gantenerumab可与脑中淀粉样蛋白斑块特异性结合并清除它们。Ⅰ期临床试验结果表明，gantenerumab使患者脑内淀粉样蛋白呈剂量依赖性减少，可能是通过小胶质细胞吞噬功能的作用对Aβ进行清除，Ⅱ/Ⅲ期临床试验目前在进行中。crenezumab(MABT-5102A，为IgG4等位体)直接作用于Aβ中部区域，主要通过限制小胶质细胞释放炎性因子从而避免血管性水肿。Ⅱ期临床研究显示，该药物并未改善患者整体认知功能，但在AD发病早期，高剂量crenezumab对轻度AD患者的认知有改善趋势，这也就为进一步Ⅱ/Ⅲ期临床试验奠定了基础、优化了试验条件。

      我国关于AD免疫治疗的研究起步相对较晚。2017年Xing等合成3F5，这是一种直接针对Aβ1-42 N末端1～11位的单克隆抗体。体外实验显示，其有可以破坏Aβ聚集的能力以及降低Aβ引起的毒性反应。在早期APP/PS1动物实验模型上的研究显示，其可以透过血脑屏障进入脑结合Aβ促进小胶质细胞对抗体/Aβ复合物的吞噬，促进Aβ从脑内流出，从而降低脑内Aβ水平。研究还发现3F5可以增加微血管出血，但其作用机制、疗效以及安全性仍需要进一步实验来确认。不难看出，3F5在早期治疗AD方面是一个很有潜力的单克隆抗体。

      从以上研究结果不难发现，采用被动免疫方法直接注射单克隆抗体可避免主动免疫过程中老年人因免疫力降低对治疗效果的影响，且不易引起T细胞介导的炎性反应。虽然被动免疫治疗需要重复注射抗体，但在过程中若出现不良反应可及时终止，有更强的可控性、安全性，但暴露于血液高滴度的抗体中时，很可能使脑血管壁遭到破坏而导致微出血和血管性水肿。大量研究表明，虽然Aβ抗体能够降低淀粉样斑块水平并且提高认知能力，但是治疗干预时间是最为关键的。免疫治疗药物应该在AD疾病的早期，即在神经退变到影响认知功能前进行干预治疗。目前在进行临床试验的抗体还包括aducanumab、BT-5102A、BAN-2401等。

 (三)静脉注射免疫球蛋白(IVIG)

      另一种备受瞩目的AD被动免疫疗法是IVIG，是从几千年轻健康志愿者的血浆样品中制备多克隆抗体，已经开始应用于多种自身免疫性疾病如癌症、炎性疾病和神经障碍，并且不良反应少。最初对于IVIG的临床研究发现对于认知能力的改善有一定的作用，在IVIG治疗患者的脑脊液中发现抗Aβ抗体，预示IVIG抗体能透过血脑屏障并影响Aβ水平。Ⅲ期临床试验(10% IVIG，gammagard)却发现未能使轻中度AD患者认知能力下降减缓，最终终止了其研究。但在分析其亚组数据中发现，IVIG对于Apoe ε4携带者更有效，这一结果应在后续临床试验中加以深究与关注。这对我们进一步研究人Apoe基因对于AD的发病机制提供了理论依据。此外，临床试验数据显示Ⅲ期临床试验治疗的患者人群耐受性良好，未发现新的安全信号，这也就意味着IVIG通常是安全的且患者有良好的耐受性。由于早期研究提示有发展前景，进一步关于IVIG的Ⅲ期临床试验的招募计划在进行中。IVIG可能是通过以下几种机制发挥其对AD的治疗作用的：一是IVIG对具有神经元毒性的Aβ寡聚体和纤维具有强亲和力，对Aβ单体形式结合力比较弱，可以中和Aβ寡聚体的毒性作用，有效地发挥免疫调节和抗炎作用；二是抗体通过Fc受体依赖/非依赖途径激活小胶质细胞，发挥其吞噬清除功能，调节细胞因子的释放；三是抗体IgG分子与AD患者脑内的补体C1q结合从而发挥补体的经典激活途径结合Aβ，抑制补体介导的炎性损伤；四是影响Aβ与晚期糖基化末端终产物受体和可溶性低密度脂蛋白受体相关蛋白等相互作用改变Aβ进出脑内的通路，使脑脊液中Aβ降低而血浆中Aβ水平升高；五是IVIG中含有高浓度、高活性、高亲和力的抗tau蛋白抗体，可以减少tau寡聚体形成及抑制神经毒性从而发挥治疗AD的作用等。虽然目前IVIG治疗AD取得了一定成就，但是实际应用IVIG仍然面临巨大的困难。一方面，由于其来源限制而存在IVIG供应不足及费用昂贵等问题；另一方面，其安全性和使用疗效仍不明确。因此，需要进一步的研究来进一步了解其准确的作用途径，以达到良好的治疗效果。

二、以tau蛋白为靶点的免疫治疗

      tau蛋白是主要表达于中枢系统中的细胞小体和神经元轴突上的微管相关蛋白，其与微管结合可以增强微管的稳定性。NFTs是AD的另一经典病理特征，其是由高度异常磷酸化的tau蛋白组成双股螺旋细丝聚集而成的神经细胞内包涵体，其NFTs与认知功能衰退的水平有着密切的相关性。因此，tau也被认为是AD的药物研发靶点。基于以上理论，目前以tau为靶点的治疗包括抑制tau蛋白磷酸化、微管稳定、预防tau蛋白聚集、增强tau蛋白的降解和tau蛋白免疫治疗。迄今为止，针对tau蛋白的免疫治疗策略还不多，大多数针对抗tau蛋白的药物仍停留在临床前测试，仅有一部分达到临床试验的阶段。目前进入临床试验的药物有6个：2个小分子、2个疫苗和2个抗体。

      AADvac1是正在进行Ⅰ期主动免疫临床试验的第一个tau蛋白疫苗。最近研究表明，针对病理tau蛋白的抗体能穿过血脑屏障转移到神经元与Fc受体结合，最后通过内体/脂质体系统结合到病理的tau蛋白，其主要是通过刺激自身的免疫系统攻击神经元内的tau蛋白的异常形式。

      针对tau蛋白免疫的另一种活性形式是基于脂质体-疫苗的ACI-35。该疫苗含有一种合成磷酸化的肽，模仿tau蛋白在残基pS396/pS404的基本磷酸表位。在研究tau蛋白异常的疾病模型中(在野生型小鼠和转基因Tau.P301L小鼠)，显示该疫苗易引发与抗磷酸化tau蛋白的多克隆抗体相关联的快速免疫反应，但目前没有发现在神经组织上的炎症和其他不良反应。ACI-35目前正在患有这种常见形式的痴呆患者身上进行Ⅰb期临床试验。

      一系列的临床前动物实验表明，给予tau蛋白的单克隆抗体都会减少tau蛋白疾病模型中的异常tau蛋白水平，改善其病理学特征。ABBV-8E12(NCT02990856)是一种全人源化单克隆抗体、靶向tau蛋白，可以特异性地结合非正常折叠的tau蛋白，以将其清除出神经组织，达到延缓认知功能的目的。在前期Ⅰ期临床试验中发现对于治疗早期AD的潜力，并获得美国食品药品管理局(FDA)特批进入快速通道。在早期AD患者中开展的这项Ⅱ期临床试验，将招募400例患者，评估ABBV-8E12延迟疾病进展的有效性和安全性。RO7105705(NCT02820896)，于2016年开始Ⅰ期临床试验，用于轻中度患者的安全性、耐受性及药物动力学研究，目前还未有结果公布。

      无论针对tau蛋白的是疫苗还是抗体，目前在临床试验前期数据中发现都是有效可行的，可减少NFTs或降低tau水平，但后期还需完成大型临床试验来确定是否可以改善认知能力。在tau蛋白免疫中，存在的一个争议是：抗体是靶向脑细胞外面还是内部的tau蛋白？弄清这个问题对进一步认识tau蛋白的免疫疗效和不良反应都有很深的意义。

三、总结与展望

      综上所述，尽管目前关于AD免疫的作用机制需要更深的研究，免疫药物的临床试验也会出现如血管源性水肿、脑血管微出血、自身免疫性脑膜脑炎等不良反应，但是也并不能说明免疫治疗策略失败。一方面，疾病发展早期，即在AD临床功能紊乱之前采用Aβ免疫治疗策略仍是有效的；关于tau蛋白免疫策略在临床初步试验研究上是很有希望的，但其存在的毒性反应也是未知的，需要我们进一步对其临床试验进行有效分析。另一方面要克服免疫药物治疗出现的不良反应，通过改进免疫原，选择性激活针对Aβ和tau有效片段的特异性体液反应，避免免疫治疗出现的细胞免疫反应。这些有效前期研究在更大程度上督促我们进行更好的优化，同时一些关于Aβ和tau蛋白的免疫药物正在进行临床试验，并得到一些初步有效安全数据，这些都为进一步在免疫领域上研发治疗AD的药物带来新的希望。