如何盡早發現大腦里的“橡皮擦”?
阿爾茨海默癥(Alzheimer disease,AD)是一種起病隱匿的進行性發展的神經系統退行性疾病。由于神經細胞的大量死亡臨床表現為記憶障礙、失語、失用、失認、視空間技能損害、執行功能障礙以及人格和行為改變等全面性癡等特征。患者大腦中就像存在一個“橡皮擦”,一點一點的抹去全部的記憶。
AD的標志物就是β淀粉樣蛋白( amyloid-β,Aβ) ,Aβ是由淀粉樣前體蛋白( amyloid precursor protein,APP) 經 β-和 γ-分泌酶的蛋白水解作用而產生的含有 39~43 個氨基酸的多肽。人體內 Aβ最常見的亞型是 Aβ1-40 和 Aβ1- 42。它們會在大腦中聚集,使得大腦萎縮,功能退化。淀粉樣蛋白對人的影響可能在確診前20年就開始了,但是看不出任何異常。當患者出現認知功能障礙時,腦內已經出現了淀粉樣斑塊、神經纖維纏結、神經細胞數量減少的情況。
圖1 正常與AD患者神經細胞差異對比
盡管對β淀粉樣蛋白(或 Aβ假說)存在一定爭議,但仍有證據表明,Aβ的產生和清除之間的不平衡是AD早期的起始因素。
有研究認為,與 Aβ1-40 相比較,Aβ1- 42 更易于聚集,大腦中聚集的 Aβ纖維斑塊是導致細胞死亡、記憶喪失和其他 AD 特征的神經毒素。腦脊液中最豐富的Aβ類型為Aβ1-40,其不易聚集,而 Aβ1- 42 則具有較高的聚集傾向,容易形成斑塊。理論上,應檢測腦中Aβ總量,再計算 Aβ1- 42在腦中Aβ總量中的比率,對了解斑塊的形成具有參考意義。這一點科研界已達成共識,大部分研究傾向于測量腦脊液液中 Aβ42:40 的比值,可以得到一些相對一致的研究結果,即 AD 患者腦脊液的Aβ42:40比值會出現升高,與此同時血漿中Aβ42:40比值會下降。
為驗證這個推論,2003年美國科學家Mayeux對 530 名老年人進行了流行病學調查,并采用夾心酶聯免疫吸附測定法測定血漿中Aβ1- 42和 Aβ1-40水平,每隔 18 個月進行一次隨訪,其中307 名受試者在 3 年內重復檢測血漿 Aβ1- 42和Aβ1-40 水平,結果表明,血漿 Aβ1- 42 和 Aβ1-40 水平隨著年齡增加。2007年科學家Schupf 團隊隨訪血漿 Aβ42 和 Aβ42:40 的比值基線水平較高人群,隨著時間的推移,大約 4.5 年后,在可診斷為 AD 的個體中,其血漿 Aβ42 和 Aβ42:40 均較病前有所下降,與之前研究結果一致。由此可見在臨床診斷中,需要用一個動態的指標觀察個體 AD 發生發展情況,即將血漿 Aβ 基礎水平與 Aβ42:40 比值結合起來,足夠長時間內,連續監測三次以上,若觀察到 Aβ42:40 的有一個趨勢性的改變,再結合其他認知和心理檢測結果便可對 AD做出預測性診斷,可為臨床早發現早治療提供依據。
圖2 人血中 Aβ基線水平變化
2012年WHO關于阿爾茨海默病的報告中指出,AD已經成為了全球危機,每4秒鐘就會新增1例癡呆病例,2013年估計全球4400萬AD患者,到2030年將增加到7600萬,到2050年將增加到1.35億 。阿爾茲海默病的發病機理迄今尚不明確,至今也沒有治療阿爾茨海默癥的特效藥,已有的治療手段僅能維持或減緩認知能力衰退的速度,而不能逆轉已經惡化的癡呆,但有證據顯示,約三分之一的癡呆是可以預防的,癡呆的早期診斷空前重要。此外,人工智能技術于AD 診斷、防治的結合也讓人備受期待。
人類對疾病的認識和攻克從來都不是一帆風順的,基于人類歷史上天花、結核等一系列重大疾病的攻克,尤其近幾年來腫瘤治療領域的重大突破,讓我們對早日清除大腦里的“橡皮擦”越來越有信心。
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