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阿爾茨海默病(AD)會造成記憶力下降、認知衰退等問題,而早在臨床症狀出現的幾年、甚至幾十年前,患者的大腦中就已經悄悄發生一連串的病理性變化,包括大量β澱粉樣蛋白(Aβ)的沉積。科學家們把還沒有出現認知障礙、但已經有病理性蛋白沉積的階段定義為AD疾病的早期。
而在《自然》子刊Nature Neuroscience上發表的一項新研究中,德國圖賓根大學(Universität Tübingen)和神經退行性疾病中心(DZNE)的科學家們重新定義了「AD早期」。他們通過動物實驗表明,在更早的階段——出現沉積跡象之前,Aβ聚集的連鎖反應已經開始,在剛形成少量聚集體(seeds)時進行幹預,對於阻止AD發病至關重要。
關於AD的病因,一種主流觀點認為,病理性β澱粉樣蛋白不斷積累是導致疾病的元兇。諸多醫藥公司也開發了多種靶向這些蛋白沉積的藥物。然而,這些藥物在臨床試驗中大多未能有效地幫助患者延緩病情進展。
論文作者指出,在AD發展過程中,蛋白沉積的形成已經是Aβ聚集相對較晚的階段,在形成可見的沉積之前,少量的致病性Aβ開始聚集,就像聚集的「種子」,觸發更多病理性蛋白滾雪球般越聚越多,而我們對這個早期過程了解得還很少。各種靶向Aβ的抗體,作用方式不盡相同,它們是否能夠識別並消除Aβ形成的聚集「種子」?這一點可能是幹預AD的關鍵。
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在這項研究中,研究人員在轉基因小鼠上對6種抗體進行了測試。由於表達Aβ前體蛋白,這些小鼠在大約9個月時,腦中開始出現可見的澱粉樣蛋白沉積。研究人員在它們6個月大時,也就是蛋白沉積出現之前,連續5天向小鼠注射了抗體。
時隔6個月後,檢查結果顯示,在多種靶向Aβ的抗體中,aducanumab單抗能最有效地起作用,導致小鼠腦中的蛋白沉積量顯著減少,僅為未治療組的一半!
由於目前還沒有手段直接「看到」Aβ少量聚集時的樣子,為了了解aducanumab單抗對Aβ少量聚集體所起的作用,研究人員設計了一組實驗,間接檢測這些聚集「種子」觸發蛋白進一步沉積的能力。研究表明,接受aducanumab注射後,小鼠腦中Aβ聚集種子進一步沉積的發生可以減少近90%。
▲在注射aducanumab後,小鼠腦中的Aβ「種子」減少,因此後期觸發的蛋白聚集要明顯少於對照組(圖片來源:參考資料[1])
「這種短期抗體治療顯然消除了聚集的『種子』,而新『種子』的產生需要相當長的時間,因此在治療後的幾周和幾個月內形成的蛋白沉積少得多。」 負責這項研究的Mathias Jucker教授說道。
儘管目前只是在小鼠實驗中獲得的結果,研究人員指出,如果人類中確定有同樣的情況,那麼想要治療阿爾茨海默病,應該及早開始,針對這一早期過程進行預防。
此外,研究人員分析了不同抗體分別與何種形式的Aβ相結合,發現aducanumab單抗可以高度選擇性地結合較大的Aβ寡聚體,而非識別單體或低聚體,認為這或許可以解釋為什麼只有它在這幾種抗體中起效。
基於這些發現,「我們需要加倍關注AD的早期階段,並為其尋找生物標誌物。」Jucker教授補充說,「我們還需要更多的抗體來識別不同類型的少量聚集體,並幫助我們了解它們如何觸發連鎖的聚集反應,以及如何將它們應用於治療。」
參考資料
[1] Ruth Uhlmann et al. (2020) Acute targeting of pre-amyloid seeds in transgenic mice reduces Alzheimer-like pathology later in life. Nat Neurosci . https://doi.org/10.1038/s41593-020-00737-w
[2] The Long Road to Dementia. Retrieved Nov. 18, 2020 from https://www.dzne.de/en/news/press-releases/press/the-long-road-to-dementia/
[3] In Mice, Aducanumab Neutralizes Aβ Seeds. Retrieved Nov. 18, 2020, from https://www.alzforum.org/news/research-news/mice-aducanumab-neutralizes-av-seeds