上周，渤健（Biogen）和衛材（Eisai）公司宣布提前終止該公司開(kāi)發(fā)的β淀粉樣蛋白（Aβ）抗體aducanumab治療阿茲海默病（AD）患者的3期臨床試驗。自2003年以來(lái)，AD領(lǐng)域尚未出現任何獲批新藥，它成為了多項醫藥研發(fā)項目“折戟沉沙”的戰場(chǎng)。

       失望之余，無(wú)論是學(xué)術(shù)界還是工業(yè)界都在對研究和治療AD的策略進(jìn)行反思。β淀粉樣蛋白假說(shuō)在過(guò)去幾十年里一直是解釋AD成因最重要，也是接受實(shí)驗檢驗最多的理論。然而，基于這一假說(shuō)的臨床療法紛紛在臨床試驗中敗下陣來(lái)，其中包括β分泌酶（BACE）抑制劑和靶向Aβ的抗體。這些療法雖然能夠成功降低Aβ水平或者消除大腦中β淀粉樣蛋白的沉積，但是對患者的認知能力的衰退卻沒(méi)有幫助。

       β淀粉樣蛋白假說(shuō)已經(jīng)過(guò)時(shí)了么？在基礎研究領(lǐng)域，我們還應該做出哪些努力，才能幫助開(kāi)發(fā)出更有效的療法？除了靶向Aβ之外，還有哪些療法值得關(guān)注？今天的這篇文章里，我們將結合公開(kāi)資料和藥明康德對業(yè)界AD藥物研發(fā)專(zhuān)家進(jìn)行的專(zhuān)訪(fǎng)，與讀者分享在這方面的思考和信息。

       β淀粉樣蛋白假說(shuō)已經(jīng)過(guò)時(shí)了么？

       隨著(zhù)靶向Aβ的多項療法在3期臨床試驗中敗下陣來(lái)，一個(gè)很常聽(tīng)到的說(shuō)法就是我們應該尋找靶向Aβ以外治療方法。這意味著(zhù)β淀粉樣蛋白假說(shuō)過(guò)時(shí)了么？然而不管是在科學(xué)研究領(lǐng)域還是在藥物開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，仍然有很多科學(xué)家對Aβ在A(yíng)D中的作用深信不疑，他們的信心是來(lái)自哪里？

       β淀粉樣蛋白假說(shuō)源于上世紀80年代，簡(jiǎn)單地講，這一假說(shuō)認為人體大腦中的Aβ的生成和降解過(guò)程之間的失衡導致大腦中Aβ的沉積，這引發(fā)的一系列級聯(lián)反應最終導致大腦神經(jīng)元的損傷和死亡。這是AD患者記憶和認知水平下降的根本原因。

       β淀粉樣蛋白假說(shuō)是目前獲得科學(xué)證據支持最多的解釋AD成因的假說(shuō)。而最有力的證據是對家族性早發(fā)AD病患者的研究。這些家族性早發(fā)AD患者由于A(yíng)PP，PSEN1和PSEN2基因上的突變而在60歲以前就會(huì )患上AD，而且這一遺傳機制為常染色體顯性遺傳，意味著(zhù)只要攜帶一個(gè)拷貝的突變基因就幾乎必然患上AD。這三個(gè)基因中，APP編碼Aβ的前體，而PSEN1和PSEN2分別編碼切割APP蛋白的蛋白酶，這些致病的基因突變都導致Aβ生成的速度異常上升。對這些突變基因的研究幫助生成了一系列AD的小鼠模型。對患者大腦中Aβ沉積的檢測也表明，在這些早發(fā)AD患者中，Aβ的沉積區域與隨后大腦退行性病變發(fā)生的區域有非常緊密的聯(lián)系。因此，對于家族性AD患者來(lái)說(shuō)，Aβ在致病機理方面的作用具有很強科學(xué)證據的支持。

       然而，因為APP，PSEN1和PSEN2基因上的突變而患上AD的患者只占AD患者總數的一小部分，95%以上的AD患者都屬于晚發(fā)型AD患者，他們在65歲之后才表現出AD癥狀，而且他們并不攜帶這些導致家族性早發(fā)AD患者發(fā)病的基因突變。雖然他們大腦中Aβ沉積的腦區和早發(fā)型AD患者類(lèi)似，但是他們認知能力下降的時(shí)間跟大腦中出現Aβ沉積的時(shí)間相差非常遠。

       使用正電子掃描（PET）技術(shù)對AD患者大腦Aβ沉積的研究表明，大腦中的Aβ沉積可能在認知能力下降15年前就出現了，而且在很多健康老年人中也能夠發(fā)現高水平的Aβ沉積。在晚發(fā)型AD患者中，Aβ沉積出現的原因不再清晰，而它與認知能力下降之間的關(guān)系也沒(méi)有像早發(fā)型AD患者中那么強。對于晚發(fā)型AD患者來(lái)說(shuō)，導致患病的風(fēng)險因子是年齡，然后提高他們患病風(fēng)險的遺傳因子為APOE和TREM2基因變異。這些風(fēng)險因子與Aβ沉積沒(méi)有很強的關(guān)聯(lián)，從這個(gè)角度上講，靶向Aβ的多種療法在晚發(fā)型AD患者中未能成功并不是很令人意外的事。

       那么，是不是這就意味“β淀粉樣蛋白”假說(shuō)是錯的，或者研究人員應該放棄靶向Aβ的療法，而轉向探索其它療法呢？因為晚發(fā)型AD成因的復雜性，科學(xué)界和工業(yè)界已經(jīng)在探索其它類(lèi)型的療法，這是更全面地治療AD必須要走的道路。然而，靶向Aβ的療法卻不應該被扔進(jìn)垃圾堆。對AD患者群的研究中可以發(fā)現，Aβ對AD病理發(fā)生的影響在A(yíng)D患者群中表現出從大到小的譜系分布。在家族性早發(fā)AD患者中Aβ可以起到?jīng)Q定性的作用，而在晚發(fā)型AD患者中可能只是諸多風(fēng)險因子中的一個(gè)。因此，對于那些Aβ在A(yíng)D病理發(fā)生中起到主要作用的患者來(lái)說(shuō)，靶向Aβ的療法仍然是治療他們的有效選擇。

       而這一患者群可能是檢驗靶向Aβ療法的人選，因為他們通常更為年輕，沒(méi)有年老帶來(lái)多種影響試驗檢測的復雜因素。而且，他們的發(fā)病過(guò)程更容易預期，讓研究人員可以提前進(jìn)行干預性或預防性研究。這方面有名的例子就是羅氏（Roche）公司在哥倫比亞（Colombia）的一個(gè)社區進(jìn)行的檢測crenezumab療效的試驗。

       Crenezumab是一款靶向Aβ的人源化單克隆抗體。在哥倫比亞的這個(gè)社區中，一部分家庭成員因為遺傳的基因變異，讓他們通常在45歲左右就會(huì )患上AD。這項臨床試驗力圖在這些患者表現出AD癥狀之前5年就對他們進(jìn)行治療。根據基因泰克研究與早期開(kāi)發(fā)負責人Mike Varney博士在今年舉行的藥明康德全球論壇上的描述，這項試驗可能需要10多年才能獲得結果。

       這一定程度上反映了開(kāi)發(fā)治療或預防AD療法面對的挑戰。因為AD發(fā)病過(guò)程緩慢，如果以認知能力下降作為臨床試驗的終點(diǎn)，那么臨床試驗可能需要10多年才能獲得結果。而在發(fā)病之前找出這些早發(fā)型AD患者也不是一件容易的事，除了家族患病史以外，可能需要使用基因測序才能確認他們的患病風(fēng)險。

       然而，隨著(zhù)基因組測序應用范圍的擴展，找出攜帶特定基因變異，導致Aβ沉積在A(yíng)D發(fā)病中起到關(guān)鍵性作用的患者將會(huì )變得越來(lái)越容易。而AD患者組織影響力的全球化也將幫助組織起這些患者，讓他們能夠幫助AD療法的研發(fā)和臨床試驗。對于靶向Aβ的在研療法來(lái)說(shuō)，它們的未來(lái)可能基于對AD患者群的細分，找出最適合這一療法的患者群來(lái)進(jìn)行個(gè)體化治療。

       對AD的科學(xué)研究還需要哪些突破？

       在渤健宣布停止aducanumab臨床試驗的新聞稿中，渤健首席執行官Michel Vounatsos先生指出：“這條令人失望的消息再次向我們表明了治療阿茲海默病的復雜性。”即便對AD的科學(xué)研究已經(jīng)有幾十年的歷史，我們仍然還沒(méi)有澄清它的成因和發(fā)病機制。

       那么對于科學(xué)界來(lái)說(shuō)，在基礎研究方面還需要做出哪些突破？

       構建更能反映AD發(fā)病機制的動(dòng)物和細胞模型

       近日，《自然》雜志推出了阿茲海默病系列，多位AD研究領(lǐng)域的專(zhuān)家撰文對AD的研究進(jìn)行了不同層面上的盤(pán)點(diǎn)。對于研究AD來(lái)說(shuō)，一大難點(diǎn)在于建立有效模擬AD發(fā)病的研究模型。目前的研究模型中大部分采用小鼠模型。它的優(yōu)點(diǎn)在于容易進(jìn)行基因工程方面的改造，而且易于繁殖和飼養。然而野生型小鼠本身不會(huì )患上AD，因此需要將導致家族性AD的基因突變導入小鼠體內，讓小鼠表現出AD的部分癥狀。

       對AD小鼠模型現狀的綜述表示，最初的轉基因小鼠模型由于基因插入基因組的位置不固定，基因表達水平也參差不齊，導致不同研究的可重復性不高。而近年來(lái)使用同源重組技術(shù)和基因編輯技術(shù)產(chǎn)生的小鼠模型，已經(jīng)顯著(zhù)提高動(dòng)物模型中轉基因表達水平的可重復性。綜述的作者提出，應該對所有的小鼠模型進(jìn)行系統性地評估，檢測它們能夠在多大程度上反映出AD的發(fā)病過(guò)程。這將有助于選擇最適合研究AD的動(dòng)物模型。他們也提出了一個(gè)評價(jià)AD動(dòng)物模型的評分系統。

       而使用動(dòng)物模型和體外模型研究AD最重要的一個(gè)挑戰是如何模擬衰老對AD的影響。很多AD模型模擬的AD類(lèi)型更接近家族性早發(fā)AD患者，而不是大多數晚發(fā)型AD患者。從這個(gè)角度上講，動(dòng)物實(shí)驗結果能夠證實(shí)Aβ的作用機制，然而研究結果卻不見(jiàn)得能夠轉化為成功療法。在動(dòng)物實(shí)驗方面，科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)始使用早老癥的動(dòng)物模型來(lái)探索衰老對AD發(fā)病的影響。

       而在體外模型方面，使用人類(lèi)誘導多能干細胞（iPSC）和轉分化（trans-differentiation）生成的細胞模型可能代表著(zhù)更準確反映AD患者基因組構成和表觀(guān)遺傳學(xué)特征的細胞模型。iPSC技術(shù)能夠從AD患者身上獲取細胞，重新分化成大腦中的神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞，甚至構建3維的腦組織，在培養皿中生成類(lèi)器官。這一細胞模型的優(yōu)點(diǎn)是繼承了AD患者所有的基因組信息，更利于從基因水平分析AD的發(fā)病機理。

       而轉分化技術(shù)能夠將從患者獲取的成纖維細胞或者其它類(lèi)型的細胞通過(guò)化學(xué)因子的處理直接分化成神經(jīng)元或其它類(lèi)型的細胞。這一技術(shù)的優(yōu)勢在于，它保存了細胞的表觀(guān)遺傳學(xué)特征。細胞的衰老不但反映在基因組中突變的積累，也反映在DNA甲基化修飾等表觀(guān)遺傳學(xué)改變上。而這項技術(shù)構建的模型能夠保存衰老在細胞表觀(guān)遺傳學(xué)特征上留下的“痕跡”，從而幫助科學(xué)家們分析衰老對AD發(fā)病機制的影響。

       檢測AD生物標志物的成像技術(shù)

       使用非侵入性的成像手段檢測大腦中與AD相關(guān)的化合物水平和大腦功能已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展。目前，使用PET技術(shù)，已經(jīng)可以對大腦中Aβ和tau蛋白的沉積進(jìn)行檢測。而且，PET可以用于檢測大腦的葡萄糖代謝水平，這與大腦的細胞活性相關(guān)。而結構性MRI可以精確檢測大腦體積。這些研究已經(jīng)勾畫(huà)出大腦Aβ和tau蛋白沉積發(fā)生和擴展的各個(gè)階段，并且可以將這些變化與大腦的功能和結構變化進(jìn)行對照，從而為推斷Aβ和tau蛋白在A(yíng)D發(fā)病過(guò)程中的作用提供證據。

       而結構性MRI和檢測代謝水平的PET技術(shù)的缺陷在于這些檢測并沒(méi)有針對特定細胞類(lèi)型，這些技術(shù)檢測到的變化是神經(jīng)細胞和膠質(zhì)細胞變化的綜合結果。而最新的技術(shù)突破已經(jīng)開(kāi)始讓科學(xué)家們能夠檢測神經(jīng)突觸的變化。

       對于A(yíng)D的疾病發(fā)生來(lái)說(shuō)，神經(jīng)突觸的丟失是AD發(fā)病的一個(gè)重要標志，不少在研療法基于防止神經(jīng)突觸的丟失或者增強神經(jīng)突觸的再生。發(fā)展非侵入性檢測大腦神經(jīng)突觸活性或數量的成像方法可能為研究人員提供一個(gè)不依賴(lài)于傳統認知能力檢測的新臨床終點(diǎn)，從而加快在研療法的臨床試驗過(guò)程。發(fā)現能夠可靠預測AD認知能力改變的生物標志物對AD的基礎研究和臨床開(kāi)發(fā)都非常重要。FDA頒布的關(guān)于阿茲海默病的臨床指南中表示，如果生物標志物能夠合理地預測臨床益處，FDA可以把生物標志物作為替代終點(diǎn)，加速批準AD在研療法。

       靶向Aβ以外的在研療法

       除了靶向Aβ以外，近年來(lái)的靶向其它信號通路的在研療法也不斷進(jìn)入臨床研究。根據“UsAgainstAlzheimer’s”組織2018年發(fā)布的一份報告，在進(jìn)入2期臨床試驗中的在研藥物中，有16%的藥物靶向tau蛋白。AD的成因雖然復雜而且沒(méi)有得到完全澄清，但是最終認知能力的下降是基于神經(jīng)突觸的消失和神經(jīng)退行性病變的產(chǎn)生。因此，靶向影響神經(jīng)突觸功能或神經(jīng)細胞生存的信號通路不但可能緩解AD癥狀，而且可能會(huì )對其它神經(jīng)退行性疾病產(chǎn)生療效。

       刺激神經(jīng)突觸再生

       神經(jīng)突觸的丟失是介導AD患者認知能力下降和記憶喪失的生物學(xué)機制，因此防止神經(jīng)突觸的喪失或者增強神經(jīng)突觸的再生是多家公司研發(fā)的方向。例如Neurotrope公司的bryostatin是一種強力的PKC?激活劑，它在動(dòng)物實(shí)驗中能夠恢復神經(jīng)突觸數量并且促進(jìn)突觸的成熟。在今年年初發(fā)布的包含150名晚期A(yíng)D患者的2期臨床試驗中，這款在研療法能夠提高患者的認知表現。

       而M3 Biotechnology公司的在研療法NDX-1017是一種口服，可穿越血腦屏障的小分子化合物，它能夠以高親和力于肝細胞生長(cháng)因子（HGF）相結合，促進(jìn)HGF的二聚化和其受體c-Met的激活。這可以刺激大腦海馬回區域神經(jīng)元的神經(jīng)突觸生成。

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