Advances in drug development for Alzheimer’s disease
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摘要:
阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种涉及到多种病理过程的神经退行性疾病，临床主要表现为记忆缺失和认知功能障碍。AD的病理过程复杂，发病机制尚不清楚，目前存在多种假说如β-淀粉样蛋白(β-amyloid, Aβ)沉积、Tau蛋白过度磷酸化、神经炎症和神经元突触丢失等，研究人员以此为基础开展药物研发。2021年之前，美国食品药品监督管理局批准的药物均以调节神经递质为靶点，然而疗效非常有限。近几年来，两款抗Aβ单抗药物的获批给患者带来了一定的临床获益，但仍没能完全满足临床需求，AD药物研发仍亟待探索新的机制和靶点。目前针对AD的新机制和新靶标药物研发主要聚焦以下几个方向：抗Aβ药物、抗Tau蛋白药物、抗神经炎症免疫药物、改善线粒体功能药物、促进神经发生药物以及突触保护类药物。本文对这几个方向近10年来进入临床试验的AD新药进行概述，详细介绍了部分代表药物，并结合本课题组研究内容给出总结与展望。
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关键词:
- 阿尔茨海默病 /
- 药物研发 /
- 临床试验；抗Aβ药物；抗Tau蛋白药物；抗神经炎症免疫药物
Abstract:Alzheimer’s disease (AD) is a neurodegenerative disorder involving multiple pathological processes, clinically characterized by memory loss and cognitive impairment. The pathological processes of AD are complex, and the etiology remains unclear. Currently, there are various hypotheses including β-amyloid (Aβ) deposition, tau protein hyperphosphorylation, neuroinflammation, and synaptic loss, upon which researchers base their drug development efforts. Prior to 2021, drugs approved by the U.S. Food and Drug Administration (FDA) had targeted neurotransmitter modulation, but their efficacy was limited. In recent years, the approval of two anti-Aβ monoclonal antibody drugs has brought some clinical benefits to patients, yet they have not fully met clinical needs, which had highlighted the urgent necessity for exploration of new mechanisms and targets in AD drug development. Presently, research on novel mechanisms and targets for AD drug development focuses primarily on several directions: anti-Aβ drugs, anti-Tau protein drugs, anti-neuroinflammation immunotherapies, mitochondrial function-improving drugs, neurogenesis-promoting drugs, and synapse-protective drugs. This paper provides an overview of AD drugs entering clinical trials in the past decade in these directions, details some representative drugs, and concludes with prospects, integrating findings from our research group.
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阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)是一种常见的退行性神经疾病，其发病率随年龄增长而显著上升。据世界卫生组织估计，2023年全世界有
5500 万AD患者，随着全球人口老龄化，到2050年，这一数字可能增加到1.39亿，这将给患者、家庭以及社会带来沉重负担。这种神经退行性疾病涉及多种生理病理过程: Aβ沉积、Tau 蛋白过度磷酸化、胆碱能系统紊乱、氧化应激和神经免疫以及神经元和突触丢失等。传统的AD药物以神经递质传递为靶点，主要药物有卡巴拉汀、加兰他敏、美金刚和多奈哌齐 (表1)。它们只能在一定程度上起到减缓疾病进程的作用，并不能有效阻止或逆转疾病进程[1]。美国食品药品监督管理局(FDA)根据“加速审评”政策分别于2021年和2023年批准了 阿杜那单抗(aducanumab)和仑卡奈单抗(lecanemab)，临床研究结果提示它们可以显著延缓疾病进程。这两款单抗的获批为AD药物研发带来了曙光，但其临床获益仍然有限，近几年来，多种新机制与新靶点药物进入临床试验。
表 1 FDA批准的用于治疗阿尔茨海默病（AD）的药物药物名称 作用的疾病阶段 作用靶点 批准时间 他克林 已停用 乙酰胆碱酯酶抑制剂 1993 多奈哌齐 所有阶段 乙酰胆碱酯酶抑制剂 1996 卡巴拉汀 轻度到中度 乙酰胆碱酯酶抑制剂/丁酰胆碱酯酶抑制剂 2000 加兰他敏 轻度到中度 烟碱受体调节剂 2001 美金刚 中度到重度 非竞争性NMDA受体拮抗剂 2003 阿杜那单抗 AD早期 β-淀粉样蛋白(寡聚体和原
纤维)2021 仑卡奈单抗 AD早期 β-淀粉样蛋白(初纤维阶段) 2023 本文综述了近年来AD药物研发几个最热门方向的最新进展。其中针对Aβ、Tau和炎症免疫类药物为目前AD新药研发进展较快的靶点，尤其是抗Aβ和Tau免疫疗法。而针对线粒体、神经元以及突触的保护则是近年来AD药物研发中的新策略。
1. 抗β-淀粉样蛋白沉积的药物
β-淀粉样蛋白(Aβ)是AD的主要治疗靶点之一。根据Aβ假说，淀粉样蛋白前体(amyloid precursor protein, APP)被β-分泌酶(β-secretase , BACE)和γ-分泌酶(γ-secretase)裂解，产生Aβ，Aβ聚集形成淀粉样斑块，对大脑神经结构和功能产生多种影响，包括神经炎症、突触丢失和血管病变等[2]。另外，有研究表明，Aβ通过刺激Tau过度磷酸化和其他途径直接促进Tau病理发展[3]。因此，研究人员希望从β-分泌酶和γ-分泌酶入手，减少Aβ的生成，或通过单抗清除Aβ。
1.1 β-分泌酶(BACE)抑制剂和γ-分泌酶抑制剂
淀粉样前体蛋白(APP)主要集中在神经元和突触中，在大脑发育、突触可塑性以及脑内免疫反应中发挥关键作用。根据Aβ级联假说，APP产生后被淀粉酶分解，其代谢过程分为非淀粉样蛋白途径和淀粉样蛋白途径两种(图1)。生理状态下，非淀粉样蛋白途径占主导，而在AD病理状态下，APP被BACE和γ-分泌酶连续切割生成Aβ，进而形成斑块[4]。
已有的研究证实，抑制BACE可以有效降低Aβ的生成[5]。针对BACE，研究人员开发了多种抑制剂。阿斯利康和礼来制药研发的lanabecestat(AZD3293)是一种口服活性 BACE-1抑制剂，能够穿过血脑屏障并高效抑制BACE-1活性，在临床前试验中显示出良好的效果。2016年，lanabecestat进入了Ⅲ期临床试验。试验中lanabecestat成功减少了脑脊液(cerebro-spinal fluid，CSF)中的Aβ水平。然而，该药未能达到主要临床终点——在13项认知评分量表和简易精神测试中，患者没有表现出明显的认知功能改善。因此，试验在2018年终止(NCT02783573)。JNJ-54861911是一种噻嗪类小分子，通过抑制BACE 酶的水解作用，降低CSF中的 Aβ 水平。但由于患者肝酶水平显著升高，其Ⅱb/Ⅲ期临床研究提前终止(NCT02569398)。
与BACE相比，γ-分泌酶抑制剂的药物毒性尤其明显，目前其抑制尚不能以安全的方式实现[6]。礼来公司研发的semagacestat (LY450139)是一种非选择性 γ-分泌酶抑制剂，因试验中患者的认知功能显著受损，该药Ⅲ期临床试验提前终止(NCT01035138)。
总的来说，目前针对BACE和γ-分泌酶的药物开发均告失败。针对BACE抑制剂开展的临床试验多因未能对认知功能起到改善作用而终止。有研究人员认为，未来针对BACE抑制剂的研发需要改变思路，该类药物有希望在疾病更早期阶段，也就是Aβ在早期AD患者脑内积累的过程中起到关键作用[7]。γ-分泌酶抑制剂大多表现出极强的药物毒性。究其原因，有研究认为，γ-分泌酶也催化其他跨膜蛋白，包括 Notch 受体，而该受体的抑制会导致严重的肝脾副作用，给此类药物研发带来了极大的挑战[8]。
1.2 Aβ单抗
阻断Aβ单体生成斑块的过程，是目前AD药物研发一大热点。抗Aβ单克隆抗体能够特异性结合AD患者脑中的Aβ蛋白，通过激活免疫系统将脑中沉积的Aβ蛋白去除。近年来，越来越多的证据表明，通过用单抗去除 Aβ 寡聚体和斑块，可以减缓疾病进展[9]。2021年6月，FDA批准了由渤健(Biogen)和卫材(Eisai)联合开发的抗Aβ单抗药物阿杜那单抗(aducanumab)。然而，阿杜那单抗的获批引起了巨大的争议。Ⅲ期试验的相互矛盾的结果是争议的主要核心，试验相关数据并未提供足够的证据证明阿杜那单抗的临床疗效。其次，大多数专家认为该试验的终点——Aβ斑块清除率不是有效的替代终点[10]。就在一年后，2022年9月，渤健和卫材宣布，仑卡奈单抗(lecanemab)治疗AD的Ⅲ期临床研究Clarity AD达到了主要终点和所有次要终点(NCT03887455)。2023年1月，FDA加速批准了仑卡奈单抗。值得注意的是，仑卡奈单抗的临床试验并未选择“Aβ清除率”这样的生物标志物作为终点，而是选择了认知功能改善这样的硬终点，这大大减少了学界对其有效性的质疑[11]。2023年7月，FDA宣布仑卡奈单抗加速批准成功转为完全批准，该药是20年来首个获得FDA完全批准的AD药物。2024年1月，仑卡奈单抗经国家药监局批准在中国上市。
在仑卡奈单抗试验结果完全公布后，礼来制药公布了多奈单抗(donanemab)与阿杜那单抗的头对头试验结果(NCT05108922)。结果表明，多奈单抗的淀粉样蛋白斑块清除效率远超阿杜那单抗。2023年7月，礼来公布了Ⅲ期临床研究完整结果，证实多奈单抗显著减缓了早期AD患者认知功能下降，降低了疾病进展风险(NCT04437511)。目前，礼来公司已向FDA提出上市申请。除了上述3种单抗以外，多家医药领域巨头企业研发的多种Aβ单抗正处于临床试验阶段(表2)，许多单抗在Ⅲ期临床试验中未能显示出良好治疗效果，因此没能进行进一步临床研究。
表 2 具有代表性的Aβ单抗药物名称 研发企业 主要结合Aβ形式 研发阶段 Aducanumab 渤健/卫材 寡聚体、原纤维、斑块 加速审批上市(2021) Lecanemab 渤健/卫材 寡聚体、初纤维、斑块 完全批准上市(2023) Donanemab 礼来 原纤维、斑块 Ⅲ期临床(成功) Solanezumab 礼来 Aβ单体 Ⅲ期临床(失败) Bapineuzumab 辉瑞/强生 Aβ单体 Ⅲ期临床(失败) Gantenerumab 罗氏 Aβ单体、寡聚体、斑块 Ⅲ期临床(失败) Crenezumab 罗氏/AC Immune Aβ单体 Ⅲ期临床(失败) 目前研发进展较快的这7款Aβ单抗中，两款已获批上市，还有一款临床数据表现良好，而其他的则折戟Ⅲ期临床。研究人员对其中原因进行了多角度分析，一种声音认为，虽然几种单抗都针对Aβ假说，但细化分析，其优先结合的Aβ形式却不完全相同。根据Aβ级联假说，胞外Aβ单体先聚集形成寡聚物，进一步形成初纤维，进而形成原纤维，最终形成淀粉样斑块。临床表现较好的3款单抗与Aβ单体结合偏弱，与相对分子质量更大的纤维和斑块结合更好；而solanezumab等数据不佳的单抗则更优先结合Aβ单体，与神经毒性更大的寡聚体、纤维等结合较弱。这或许是几种单抗靶点相同但临床表现各异的原因。
2. 抗Tau蛋白的药物
Tau蛋白是一种低相对分子质量微管相关蛋白，其生理功能为提高细胞微管的稳定性，而病理性Tau 沉积是神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles, NFT)形成和神经元丢失的原因之一。由于Aβ沉积等多种原因，细胞周期蛋白依赖性激酶-5过度活化，导致Tau蛋白过度磷酸化。过度磷酸化破坏了Tau-微管相互作用，使得Tau蛋白对微管亲和力降低，形成NFT沉积在细胞质中，造成沿微管的运输缺陷和神经元死亡[12]。目前的药物研发策略主要采用抑制Tau蛋白过度磷酸化、控制病理性Tau的聚集和扩散以及主动、被动免疫疗法。
2.1 Tau过度磷酸化抑制剂
美国制药公司Anavex Life Science研发的布拉卡明(ANAVEX2-73)是一种抗 AD 的实验研究药物。它是蕈毒碱型乙酰胆碱受体激动剂和 sigma-1受体激活剂的结合，靶向蛋白质错误折叠并减少 AD 中 Tau 蛋白的过度磷酸化和氧化应激[13]。Ⅱ期研究显示，布拉卡明对于AD病人认知功能评分MMSE和ADCS-ADL具有剂量依赖性改善作用。目前该药正在进行Ⅱb/Ⅲ期单日胶囊剂量研究，试验预计在2024年7月完成(NCT04314934)。
2.2 Tau聚集抑制剂(TAI)
亚甲蓝(MTC)是一种 Tau 聚集抑制剂，在研发过程中因疗效不明显而被淘汰，但研究人员发现，MTC 与其氧敏性氧化还原偶联物——亚甲基硫(LMTM)处于平衡状态。LMTM对Tau聚集的抑制作用更好，其药理学特性也优于MTC，被TauRx制药公司开发为针对AD和额颞叶痴呆的第2代Tau聚集抑制剂[14]。但该药2015年完成的Ⅲ期临床未显示其具有明显治疗效果，因此研发中止(NCT01689246)。
2.3 抗Tau免疫疗法
抗Tau免疫疗法是一种通过免疫结合清除病理性Tau蛋白的方法，分为主动免疫和被动免疫。抗Tau免疫疗法的有效性首次在2007年的JNPL3小鼠模型中报道[15]。近几年，免疫疗法是针对Tau蛋白的临床药物研发中最受关注且最有潜力的方向，数据显示，大部分临床前研究都是探索免疫疗法[16]，目前多种进展较快的药物进入临床试验(表3)。
表 3 临床试验阶段的抗Tau免疫药物类 型 药物名称 与Tau蛋白
结合位置研发阶段 NCT编号 主动免疫 ACI-35 / Ⅱ期临床 NCT04445831 主动免疫 AADvac-1 / Ⅱ期临床 NCT02579252 被动免疫 JNJ- 63733657 中间区域 Ⅱ期临床 NCT04619420 被动免疫 RO7105705 N端 Ⅱ期临床(失败) NCT02820896 被动免疫 UCB0107 中间区域 Ⅱ期临床 NCT04867616 被动免疫 PNT001 中间区域 Ⅰ期临床 NCT04096287 被动免疫 E2814 中间区域 Ⅰb/Ⅱa期临床 NCT04971733 被动免疫 LU AF87908 C端 Ⅰ期临床 NCT04149860 主动免疫方面，目前有两种代表性抗Tau活性疫苗正在进行临床试验。ACI-35是一种基于脂质体的疫苗，包含16个拷贝数的合成Tau片段，以激活免疫系统产生抗体[17]。2022年，ACI-35的研发公司AC Immune宣布，在早期AD患者中，这种疫苗初步显示了良好的安全性和免疫应答(NCT04445831)。AADvac-1是一种活性疫苗，能够引发针对Tau病理改变的免疫应答。这种疫苗针对Tau蛋白微管结合区中的12个氨基酸序列[18]。在Ⅰ期临床试验中，AADvac-1展现出良好的安全性和耐受性。该药Ⅱ期试验也达到了主要终点(NCT02579252)。
被动免疫的研发包括多种单抗。相比于主动免疫，被动免疫疗法具有较高的安全性。JNJ-63733657是强生公司研发的一种人源化的IgG1单抗，靶向磷酸化Tau蛋白的中间结构域，能够阻止 Tau 细胞间的增殖和聚集。2017年，Ⅰ期临床试验报告显示，这种单抗安全且耐受性良好[19]。2021年1月，研究人员开启了Ⅱ期临床研究，试验预计将持续到2025年(NCT04619420)。UCB0107 (Bepranemab) 是一种人源化的单克隆抗体，与Tau蛋白的中间结构域结合。评估该药物疗效和安全性的Ⅱ期临床研究正在进行，预计2025年11月完成(NCT04867616)。
靶向Tau蛋白是目前AD药物研发的热点方向之一，全球针对Tau蛋白进行了大量临床试验，但并未取得突破。直接抑制病理性Tau蛋白形成的相关临床研究大都以失败告终，抗Tau免疫疗法相关药物也面临疗效的质疑，多种药物研发停留在Ⅱ期临床阶段。在未来的工作中，抗Tau药物或许可以借鉴最近几年抗Aβ药物的研发经验，提高研发效率和成功率。
3. 抗神经炎症免疫药物
慢性神经炎症在AD发病机制中发挥着关键作用。神经元损伤激活神经胶质细胞，引发神经炎症，这种持续的神经炎症加剧了Aβ和Tau病理进程。在AD 患者血清和死后大脑中，促炎细胞因子水平升高[20]。通过活体正电子发射断层扫描(PET)，研究人员发现了AD 患者大脑中小胶质细胞炎症激活的直接证据[21]。蛋白质组学相关研究表明，神经炎症是由大量相互关联的不规则代谢途径引起的。这些代谢途径由白细胞介素-1β (IL-1β)肿瘤坏死因子-α (TNF-α) ，转化生长因子-β (TGF-β)和髓样细胞触发受体-2(TREM2)等引发和传递[22−23]。目前药物研发主要的策略包括拮抗炎症因子、神经免疫调节等。
3.1 炎症因子拮抗剂
肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-α, TNF-α)信号在神经炎症机制中有关键作用，并且与神经元毒性、突触丢失和炎症状态的传播有关。同时，TNF-α 信号通路能够加剧淀粉样变，包括 BACE-1表达的上调[24]。依那西普和沙利度胺都是 TNF-α 拮抗剂，研究人员尝试将这两种药物开发用于治疗AD，但在临床试验中，两种药物均没有显示出明显的治疗效果。临床分析认为，依那西普的治疗效果不佳与其药代动力学有关，其血脑屏障透过率过低[25]；而沙利度胺的临床试验表明该药安全性与耐受性差[26]。
3.2 神经免疫调节剂
髓样细胞触发受体-2(triggering receptors expressed on myeloid cells-2 , TREM2)是一种在小胶质细胞和其他组织巨噬细胞中表达的脂质受体，能够传递细胞内激活信号，促进其存活和增殖。在Aβ病理的5xFAD小鼠模型中，TREM2功能受损限制了小胶质细胞在Aβ斑块周围增殖和聚集的能力[27]。艾伯维制药公司开发的AL002是一种抗hTREM2单抗，在动物实验中，AL002治疗可减少丝状斑块和改善轴突营养不良，且能减轻小胶质细胞炎症激活[28]。Ⅰ期临床试验表明，患者对AL002耐受性良好。Ⅱ期试验也于2023年启动，预计2025年完成(NCT05744401)。
4. 改善线粒体功能的药物
靶向细胞器(如线粒体)是AD治疗的一种新方向。线粒体是细胞代谢的核心，其通过呼吸作用为细胞活动提供能量，在多种代谢途径如钙稳态、细胞凋亡、活性氧类(reactive oxygen species , ROS)代谢中也起着至关重要的作用。在神经系统中，与神经元存活以及突触可塑性主要依赖线粒体供能和调节钙离子稳态，因此极易受到线粒体功能障碍的影响[29]。
线粒体功能障碍发生在AD的早期，在病理状态下，大量活性氧的产生损害 NADH脱氢酶、细胞色素C氧化酶和 ATP 合酶，导致线粒体能量产生受阻。同时，Aβ斑块聚集在神经元及突触的线粒体周围，导致线粒体多种代谢功能障碍[30]。线粒体能量产生受阻和其他代谢功能障碍造成神经元丢失和突触损伤，进而导致认知功能下降。因此，研究人员希望通过降低Aβ对线粒体毒性作用、减少活性氧产生等方式，保护线粒体结构，恢复线粒体能量产生和其他代谢功能。
最近研究人员发现，FDA已经批准的药物肼屈嗪具有抗神经退行性功效。该药通过激活Nrf2信号通路减少活性氧产生，可使线粒体恢复活力并增加其呼吸能力和三磷酸腺苷的产生[31]。目前，相关Ⅲ期临床试验正在开展，以评估肼屈嗪在服用乙酰胆碱酯酶抑制剂多奈哌齐、卡巴拉汀或加兰他敏的早期 AD 患者中的疗效(NCT04842552)。
除了上述进入临床试验的药物以外，多种具备开发为AD药物潜力的化合物正在进行临床前研究，如新西兰生物技术公司旗下产品MitoQ、线粒体分裂抑制剂-1(Mdivi-1)等。虽然目前进入临床试验的针对线粒体的AD药物较少，但不可否认，线粒体功能改善是AD药物研发一个具有潜力的方向。
5. 促神经发生药物
神经元丢失同样是AD的主要病理特征之一，近几十年来，应对神经元丢失已成为研究人员重点关注的方向。神经元丢失的治疗策略包括抑制神经元凋亡和干细胞治疗，其中干细胞治疗最常用的方法是移植再生和内源性再生[32]。研究人员正积极探索多种抑制神经元凋亡的靶点，部分靶点在AD模型动物中成功抑制了神经元凋亡，但并未明确能够逆转认知损伤。针对体外移植再生疗法，研究人员尝试了多种方案，但移植后神经元存活率低、分化率低等问题限制了移植再生疗法的应用[33]。目前，抑制神经元凋亡和移植再生两种策略均未能进入临床阶段，促进成人神经内源性再生成为逆转神经元丢失的新策略。
成人神经发生持续整个生命周期，对认知功能，如学习和记忆，起到了关键的维持作用。成人神经发生缺陷可能是诸多神经退行性疾病发生发展过程中的重要因素[34]。研究人员重点关注了AD状态下的成人神经内源性再生，并希望以此为突破口开发新药，缓解甚至逆转AD的疾病进程。目前，几种药物在临床前研究中被证明能够促进神经发生，进入临床试验阶段(表4)。
表 4 进入临床试验的促神经发生药物药物名称 作用机制 对神经发生及认知功能的影响 临床试验阶段 NCT编号 利拉鲁肽 GLP-1受体激动剂 增加神经干细胞增殖和分化 Ⅱ期 NCT01843075 ORY-2001 调节KDM1A活性 改善认知和行为缺陷 Ⅱ期 NCT03867253 TAK-418 调节KDM1A活性 拯救神经发生缺陷和记忆缺陷 Ⅰ期 NCT03228433 别孕烷醇酮 调节神经元GABA信号 促进新生神经元的存活和成熟 Ⅱ期 NCT02221622 索伐特肽 内皮素B受体激动剂 促进神经再生和海马内神经生长因子表达 Ⅱ期 NCT04052737 胰高血糖素样肽-1(GLP-1)是一种肠促胰岛素激素，其广泛的保护作用引起了人们的兴趣[35]。研究表明，GLP-1是调节细胞生长和分化的生长因子，与齿状回中的神经发生有关[36]。诺和诺德公司(Novo Nordisk)研发的利拉鲁肽 (liraglutide)是一种GLP-1类似物，临床前研究显示，利拉鲁肽慢性治疗促进了干细胞增殖和分化过程[37]。目前，探究该药对认知功能影响的Ⅱ期试验正在进行[38]。值得注意的是，另一种GLP-1类似物司美格鲁肽(semaglutide)针对AD的开发处于Ⅲ期临床阶段，诺和诺德启动了大型Ⅲ期临床试验——EVOKE和EVOKE plus，评估口服司美格鲁肽对早期阿尔茨海默病患者的神经保护作用。这两项试验在近40个国家开展，预计在2025年完成(NCT04777396, NCT04777409)。
中枢神经系统中大量存在的内皮素B(Endothelin B, ETB)受体，已被证明对其发育和神经发生具有重大意义。索伐特肽(sovateltide)是一种内皮素 B 受体激动剂，研究人员发现，用索伐特肽激活ETB受体，有助于神经血管修复和重塑或神经再生。在Aβ处理的野生型大鼠模型中，索伐特肽提升了海马神经生长因子的表达，这可能表明其对神经发生有增强作用[39]。2023年5月，生物制药公司Pharmazz宣布，索伐特肽在印度获批，用于治疗发作24 h内的脑缺血性脑卒中。该药针对AD的Ⅱ期临床试验也在2023年1月完成，但相关结果还未发布。
其他可能促进神经发生的药物如别孕烷醇酮(allopregnanolone)、ORY-2001、TAK-418也在临床试验中。其中，别孕烷醇酮是一种内源性孕烷类神经甾体，能够通过调节神经元 GABA 信号，提高新生神经元存活率，促进新生神经元成熟[40]。在Ⅰb/Ⅱa期临床试验中，别孕烯醇酮耐受性良好且安全[41]，其临床疗效有待进一步证实。ORY-2001和TAK-418通过抑制 KDM1A 活性拯救神经发生缺陷，ORY-2001在Ⅱ期试验中没有表现出对认知功能有明显改善，而TAK-418在Ⅰ期试验中表现出良好的安全性，进一步临床试验还未开始。
成年海马神经发生涉及增殖、分化、存活、成熟、迁移等多个生理阶段(图2)，整个过程受到细胞周围环境和细胞内机制的综合影响。目前促进海马神经发生的AD药物研发针对不同阶段进行尝试。以本文中介绍的几种代表性药物为例，利拉鲁肽针对的主要是神经祖细胞增殖和分化过程，而别孕烷醇酮针对的是未成熟神经元存活和成熟的过程，还有的药物并未明确主要针对神经发生过程中哪些具体阶段。在未来的工作中，研发人员应尽快对神经发生过程以及影响因素达成统一的认识，进而为药物研发提供更全面的信息。长远来看，这可能为彻底攻克AD这一世纪难题开辟新的道路。
本课题组近几年通过临床数据筛选、模型动物以及细胞实验等，对神经祖细胞内源性再生做了大量调查研究，以期找到刺激神经祖细胞增殖、分化的关键靶点。ADNI数据库分析结果表明， DMP1基因单核苷酸多态性位点与AD患者认知功能有关。接下来，本课题组在AD动物模型以及神经组细胞模型中，通过沉默和过表达DMP1，证实了其在神经祖细胞增殖过程中的作用。DMP1通过P53/P21通路影响神经祖细胞增殖，沉默DMP1显著改善了AD模型小鼠的认知功能[42]。
6. 突触保护药物
突触可塑性是认知功能的基础，它包括了突触结构和功能的变化。近年来，由于 PET 成像技术的应用，AD 患者的突触密度与认知能力的相关性得到了进一步证明[43]。学界普遍认为，突触损伤或丢失是 AD 病理生理学的基础，是AD早期病理事件。当突触损伤造成突触可塑性缺陷时，其传递效率降低，神经元响应刺激能力下降，影响信息传递和记忆形成，导致认知障碍[44]。
AD状态下突触损伤与Aβ沉积密切相关。Aβ低聚物(β-amyloid oligomer , Aβo)以高亲和力与神经元细胞表面上的细胞朊蛋白(cellular prion protein , PrPC)结合，启动一系列病理级联反应，造成突触后末端的树突棘数量减少[45]。此外，Aβo与NMDA受体和mGluR受体结合引起钙平衡失调，导致氧化应激、自由基的产生和突触损伤[46]。因此，目前的药物研发重点关注了Aβo的下游效应，开发多种新药降低Aβo对突触的毒性作用，挽救突触密度，保护突触可塑性。
AZD0530(saracatinib)是一种Fyn酪氨酸激酶抑制剂，而Fyn正是Aβo下游信号传导的关键元件，且与神经原纤维缠结的形成关系密切[47]。因此，研究人员希望通过该药阻断Aβo信号传导，降低其毒性作用。在转基因AD小鼠模型中，AZD0530挽救了小鼠的突触密度，并提高了小鼠认知功能[48]。Ⅰb期试验证实了其口服安全性。然而，在2018年完成的Ⅱ期试验中，AZD0530没有表现出临床疗效(NCT02167256)。
目前突触保护类药物研发主要思路还是保护突触免受Aβ、Tau等影响，在临床试验中获益并不明显。探究突触生长与突触可塑性调节的内源性机制，并以此开发药物迫在眉睫。本课题组将目光聚焦于突触生长过程，希望能够通过主动刺激突触生长来挽救AD造成的突触损伤。有研究表明，狐猴酪氨酸激酶-1(lemur tyrosine kinase-1 , LMTK1)是影响突触生长的关键性激酶，能够抑制循环核内体转运及突触的生长，抑制 LMTK1 可以明显改善突触萎缩。本课题组采用计算机虚拟筛选的方法，发现二氢麦角胺(dihydroergotamine，DHE)可以抑制LMTK1的活性。在对AD模型鼠实验后，本课题组证实DHE可以减缓突触萎缩，显著增加 AD 模型小鼠海马区突触密度，并改善认知功能。针对LMTK1激酶这一靶点研发药物，可能成为改善 AD患者认知功能甚至逆转疾病进程的一种新策略[49]。
值得注意的是，突触标志物影像学研究取得了重大的进展，一种反映AD早期突触病理改变的生物标志物——SV2A-PET进入研究人员视野。突触囊泡糖蛋白2A(SV2A)是突触囊泡糖蛋白2的3种亚型之一，广泛表达于中枢神经系统的神经元中，位于突触前末端的突触囊泡。研究人员使用新型特异性放射性配体[11C]UCB-J，可以通过PET成像对SV2A进行成像和定量[50]。近年来，SV2A-PET在各种神经精神疾病的研究中受到越来越多的欢迎，其应用也为突触保护类药物研发提供了更明确的指标和依据。
7. 总 结
AD是一种复杂的多因素疾病，发病隐匿且病理过程复杂。近几年，AD药物研发在针对Aβ的被动免疫疗法方面取得重大突破。除此之外还涌现出许多新机制新靶点，例如促神经发生、突触保护、恢复线粒体功能等。针对这些新靶点设计的药物进入临床试验，虽然大部分没能达到预期结果，但仍有许多药物已证实安全性和耐受性良好，部分药物显示出对患者认知功能明显改善。目前，更多针对新靶点的药物处于临床前研究中。本课题组从促进神经元内源性再生和保护突触可塑性两个方面入手，正在对DMP1和LMTK1为代表的多个靶点进行进一步研究，希望能够找到合适的化合物开发成为新药，为AD患者带来临床获益。
如今的AD药物研发仍然面临两个重大难题——首先，多年以来学界一直未能明确AD的发病机制，这使得AD药物的研发尤为困难；其次，越来越多的证据表明，早在Aβ和Tau病理完全形成之前，AD患者脑内已经出现疾病改变，多种药物临床研发失败被归因于干预时机过晚。因此，学界越来越强调AD早期诊断。针对第一个问题，目前人们正积极探索AD的遗传学基础，除了熟知的风险基因APOE4，研究人员通过新一代测序技术发现了SORL1、 ABCA7等风险基因和APOE2、PCGL2等保护性基因，这些基因通过Aβ代谢、免疫应答、脂质功能障碍、血管因子的调节等多种生理途径影响AD发生；而针对第二个问题，目前研究人员正从影像学生物标志物和体液(血液、脑脊液)生物标志物两个方面着手突破。影像学标志物中，突触保护药部分介绍的SV2A-PET为探索大脑突触密度开辟了新的途径。体液生物标志物中，神经颗粒素(neurogranin)和来自胶质细胞的YKL40被认为有希望用于早期诊断和监测治疗效果。希望研究人员能够尽快明确AD的病理机制，确定关键病因，提出更多有效的药物作用靶点，为AD药物研发带来新的突破。
药学院王磊/尤启冬团队在权威期刊发表多篇
靶向分子伴侣系统的小分子药物研究近日，药学院王磊（本刊青年编委）/尤启冬（本刊常务副主编）团队在靶向分子伴侣系统复杂蛋白互作的小分子药物设计方向取得进展，相关成果发表于权威期刊Angewandte Chemie International Edition（IF: 16.6）和学科顶尖期刊。 近日，王磊/尤启冬团队、上海交通大学医学院的张健教授、恒瑞医药全球研发总裁张连山教授作为共同通信作者在Angew Chem发表题为“Allosteric CDC37 inhibitor disrupts chaperone complex to block CDK4/6 maturation”的研究论文。该研究发现了首个靶向CDC37的小分子化合物DDO-6079，其以变构作用机制同时实现了对HSP90-CDC37和CDC37-CDK4/6复杂蛋白互作的协同抑制。此外，研究还阐明了DDO-6079逆转Palbociclib耐药的机制，结果表明DDO-6079通过抑制CDK4/6的成熟和降低CDK6蛋白的热稳定性，进而恢复CDK4/6抑制剂在耐药细胞中的敏感性。2021级博士生张立晓、2020级博士生刘伟、上海交通大学医学院助理研究员郑振、药学院副教授张秋月、2021级硕士生何彦仪为本文共同第一作者。 PP5也是一种重要的共伴侣蛋白，同时具有磷酸酶属性，负责调节底物蛋白的磷酸化状态。为明确调控PP5的继发生物学效应，王磊/尤启冬团队同时进行PP5抑制剂和激动剂开发，相关成果先后在J Med Chem上发表。PP5抑制剂28a可诱导细胞周期阻滞和逆转TMZ耐药性；PP5激动剂DDO-3711的研究解决了因PP5自抑制状态产生的激动剂设计难题，还发现其与HSP90抑制剂联合使用在降低热休克蛋白毒性方面的潜在价值。两项研究探索了PP5调控效应及应用，为PP5的研究和应用提供了新的工具和思路。 全文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202413618、https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jmedchem.4c01304、https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jmedchem.4c00722 -
表 1 FDA批准的用于治疗阿尔茨海默病（AD）的药物
药物名称 作用的疾病阶段 作用靶点 批准时间 他克林 已停用 乙酰胆碱酯酶抑制剂 1993 多奈哌齐 所有阶段 乙酰胆碱酯酶抑制剂 1996 卡巴拉汀 轻度到中度 乙酰胆碱酯酶抑制剂/丁酰胆碱酯酶抑制剂 2000 加兰他敏 轻度到中度 烟碱受体调节剂 2001 美金刚 中度到重度 非竞争性NMDA受体拮抗剂 2003 阿杜那单抗 AD早期 β-淀粉样蛋白(寡聚体和原
纤维)2021 仑卡奈单抗 AD早期 β-淀粉样蛋白(初纤维阶段) 2023 
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表 2 具有代表性的Aβ单抗
药物名称 研发企业 主要结合Aβ形式 研发阶段 Aducanumab 渤健/卫材 寡聚体、原纤维、斑块 加速审批上市(2021) Lecanemab 渤健/卫材 寡聚体、初纤维、斑块 完全批准上市(2023) Donanemab 礼来 原纤维、斑块 Ⅲ期临床(成功) Solanezumab 礼来 Aβ单体 Ⅲ期临床(失败) Bapineuzumab 辉瑞/强生 Aβ单体 Ⅲ期临床(失败) Gantenerumab 罗氏 Aβ单体、寡聚体、斑块 Ⅲ期临床(失败) Crenezumab 罗氏/AC Immune Aβ单体 Ⅲ期临床(失败)
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表 3 临床试验阶段的抗Tau免疫药物
类 型 药物名称 与Tau蛋白
结合位置研发阶段 NCT编号 主动免疫 ACI-35 / Ⅱ期临床 NCT04445831 主动免疫 AADvac-1 / Ⅱ期临床 NCT02579252 被动免疫 JNJ- 63733657 中间区域 Ⅱ期临床 NCT04619420 被动免疫 RO7105705 N端 Ⅱ期临床(失败) NCT02820896 被动免疫 UCB0107 中间区域 Ⅱ期临床 NCT04867616 被动免疫 PNT001 中间区域 Ⅰ期临床 NCT04096287 被动免疫 E2814 中间区域 Ⅰb/Ⅱa期临床 NCT04971733 被动免疫 LU AF87908 C端 Ⅰ期临床 NCT04149860
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表 4 进入临床试验的促神经发生药物
药物名称 作用机制 对神经发生及认知功能的影响 临床试验阶段 NCT编号 利拉鲁肽 GLP-1受体激动剂 增加神经干细胞增殖和分化 Ⅱ期 NCT01843075 ORY-2001 调节KDM1A活性 改善认知和行为缺陷 Ⅱ期 NCT03867253 TAK-418 调节KDM1A活性 拯救神经发生缺陷和记忆缺陷 Ⅰ期 NCT03228433 别孕烷醇酮 调节神经元GABA信号 促进新生神经元的存活和成熟 Ⅱ期 NCT02221622 索伐特肽 内皮素B受体激动剂 促进神经再生和海马内神经生长因子表达 Ⅱ期 NCT04052737
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