阿尔茨海默病(AD)作为全球最主要的痴呆症类型,以脑内β-淀粉样蛋白(Aβ)斑块沉积、神经纤维缠结(NFTs)形成及神经元丢失为核心病理特征,其发病机制涉及遗传、衰老、炎症等多重因素交织。近年来,随着分子生物学与影像学技术的突破,AD的病理认知、早期诊断及治疗策略均取得显著进展,为攻克这一神经退行性疾病带来新的希望。
一、核心病理机制的深度解析
(一)Aβ病理的形成与传播
淀粉样前体蛋白(APP)的异常加工是Aβ生成的关键环节。APP通过淀粉样途径被β-分泌酶(主要为BACE1)和γ-分泌酶复合物依次切割,生成具有神经毒性的Aβ肽段,其中Aβ42因疏水结构易聚集形成寡聚体和纤维,最终沉积为淀粉样斑块。而抗淀粉样途径中,α-分泌酶(如ADAM10)切割APP可产生神经保护作用的sAPPα,抑制Aβ生成。 Aβ的传播遵循类似朊病毒的扩散模式,通过错误折叠的Aβ种子作为模板诱导内源性Aβ聚集,并沿边缘系统神经连接逐步扩散——最初沉积于颞底和额内侧区域,随后蔓延至新皮质和纹状体。金属离子、APOE蛋白及β2-微球蛋白(B2M)等辅助因子可促进Aβ聚集,其中外周B2M能穿过血脑屏障,成为潜在治疗靶点。
(二)Tau蛋白的病理修饰与毒性作用
Tau蛋白作为微管相关蛋白,正常状态下维持神经元微管稳定性,其病理改变始于翻译后修饰(PTMs)。磷酸化(如T217、S396位点)、泛素化(K311、K369位点)及乙酰化(K274、K280位点)等修饰可破坏tau与微管的结合能力,促使其聚集形成NFTs。AD患者脑内tau以3R和4R亚型共存为特征,而可溶性tau寡聚体的神经毒性远高于成熟NFTs。 Tau病理的传播依赖神经元间的转运机制,通过外泌体释放或直接膜融合方式扩散,其区域进展与脑萎缩程度高度相关,且Braak分期可有效反映疾病严重度。研究证实,Aβ斑块可加速tau病理的扩增与传播,二者协同推动神经元死亡。
(三)神经炎症与胶质细胞的关键作用
小胶质细胞与星形胶质细胞的异常激活是AD神经炎症的核心。疾病相关小胶质细胞(DAMs)围绕Aβ斑块聚集,TREM2基因突变会损害其吞噬清除能力,而NLRP3炎症小体激活可促进促炎因子释放,加剧神经损伤。星形胶质细胞通过类淋巴系统参与Aβ清除,AQP4功能障碍会导致间质液清除受阻,而疾病相关星形胶质细胞(DAAs)则可能通过释放炎症因子加重神经元损伤。
二、风险因素的多维关联
(一)遗传风险因子的核心作用
APOE基因是散发性AD最关键的遗传风险因素,APOEε4等位基因携带者患病风险增加3-15倍,其通过降低Aβ清除效率、促进tau磷酸化及加剧神经炎症发挥作用;而APOEε2等位基因则具有保护效应。此外,APP、PSEN1/2基因突变可导致早发性常染色体显性AD,TREM2、BIN1、CD33等基因变异则通过调控免疫功能和脂代谢影响疾病易感性。
(二)可干预风险因素的调控潜力
年龄是AD最主要的非遗传风险因素,65岁以上人群患病率达18.1%,85岁以上升至33.2%。生活方式与代谢因素中,睡眠碎片化、2型糖尿病、高血压、高盐饮食及缺乏社交活动均会增加患病风险,而充足睡眠、地中海饮食模式及规律运动则可能延缓疾病进展。感染因素方面,HSV1、CMV病毒及牙龈卟啉单胞菌等细菌感染可通过破坏血脑屏障、诱发系统炎症加速AD病理。
三、生物标志物技术的突破与应用
(一)影像学标志物
结构磁共振成像(MRI)可检测海马体和内嗅皮质萎缩,作为AD早期形态学指标;18F-FDG PET通过评估脑葡萄糖代谢降低程度,反映神经元功能障碍;Aβ-PET(如florbetapir)能特异性检测Aβ沉积,实现疾病超早期诊断;tau-PET则可精准定位tau病理分布,其检测结果与认知功能损伤的相关性优于Aβ-PET。
(二)体液标志物
脑脊液(CSF)中Aβ42/Aβ40比值降低、磷酸化tau(p-tau181、p-tau217)升高是AD早期诊断的经典组合,其中p-tau217对区分AD与其他神经退行性疾病的特异性最高。血液标志物取得突破性进展,血浆脑源性tau(BD-tau)和p-tau217的检测灵敏度接近CSF,且具有非侵入性优势;神经丝轻链(NfL)可有效反映神经轴突损伤,用于监测疾病进展速度。
四、治疗技术的创新与挑战
(一)靶向Aβ的疾病修饰疗法
单克隆抗体药物取得里程碑式进展,lecanemab通过靶向可溶性Aβ protofibrils,可延缓早期AD患者认知衰退5.3个月,获FDA传统批准;donanemab和aducanumab也显示出减少Aβ沉积的疗效。但此类药物存在血脑屏障穿透率低(<0.1%)、需高剂量给药等问题,且可能引发淀粉样蛋白相关影像学异常(ARIA)等副作用。Aβ疫苗(如ACI-24、ABvac40)通过主动免疫诱导抗体产生,目前处于临床研发阶段。
(二)靶向tau的治疗策略
tau免疫疗法聚焦于清除病理tau,E2814(靶向tau微管结合域)在动物模型中可减少tau播种和扩散,已进入Ⅲ期临床试验;反义寡核苷酸(ASO)药物MAPTRx能特异性降低CSF tau水平,在Ⅰb期试验中显示良好安全性。此外,tau聚集抑制剂(如LMTX)虽在Ⅲ期试验中未达主要终点,但为后续药物设计提供了重要参考。
(三)抗炎与神经保护干预
TREM2激动剂(如AL002)可增强小胶质细胞的Aβ清除能力,在5x FAD小鼠模型中显著减少斑块沉积,已进入Ⅱ期临床试验;masitinib作为酪氨酸激酶抑制剂,通过靶向小胶质细胞和肥大细胞,在Ⅲ期试验中有效减缓轻度至中度AD患者的认知衰退。清除衰老细胞的senolytics药物(如达沙替尼+槲皮素组合)可减少神经炎症,改善动物模型的认知功能。
(四)非药物干预技术
40Hz gamma感觉刺激通过增强类淋巴系统功能,促进Aβ清除并减少tau病理,在AD小鼠模型中实现认知功能恢复,Ⅰ/Ⅱ期临床试验显示其可减少白质萎缩。此外,超声介导的血脑屏障临时开放技术,可提高抗体药物递送效率,降低给药剂量与副作用风险。
五、未来方向与展望
AD的复杂性决定了单一靶点治疗难以见效,未来需推进靶向Aβ、tau病理及神经炎症的多靶点联合治疗。
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