真相若隐若现:阿尔茨海默病的病原物侵染、淋巴回流障碍及淀粉样斑块酶解药物

医药 来源:药时代 作者:施忠辉

前不久,看到《观察纤溶酶注射液治疗结核性脑膜炎伴脑积水的临床疗效》一文,勾起了记忆,决定将我的阿尔茨海默病(AD)的药物治疗思路写下来。首先声明,既不作综述,也不评论既往的药物研发,仅探讨病理认识和药物策略。非主流观点难免引来质疑和论战,需交由试验来检验。尽管整个AD药物研发领域笼罩着阴霾,但笔者希望本文能引起本领域科学家及制药公司的关注和跟进,给无数AD患者带来一线光明!

一、阿尔茨海默病和脑淀粉样血管病

(一)阿尔茨海默病

AD占老年痴呆的70%,发病率占65岁以上人口的5%-10%,并随年龄增长而显着升高。AD是一种中枢神经系统(CNS)变性病,起病隐袭,病程呈慢性进行性,主要表现为渐进性记忆障碍、认知功能障碍、人格改变及语言障碍等神经精神症状,严重影响社交、职业和生活功能。AD的病因及发病机制尚未完全阐明,主要病理改变为β淀粉样肽(Aβ)在脑实质中沉积形成老年斑(SP),tau蛋白过度磷酸化形成的胞内神经原纤维缠结(NFT),以及胶质细胞增生伴神经元丢失等。临床中,AD按遗传性分为散发性阿尔茨海默病(SAD)和家族性阿尔茨海默病(FAD)。按发病年龄又分为晚发性阿尔茨海默病(LOAD)(≥65岁)和早发性阿尔茨海默病(EOAD)(<65岁),其中早发性家族遗传性AD的发病率不到5%。

(二)阿尔茨海默病的病理认识和诊断

目前将AD看作是从开始有病理改变到出现临床症状的一个连续疾病过程,病理改变在出现临床症状多年前就已经开始,病理进展包括:临床前期AD、AD所致轻度认知功能障碍(MCI)和AD痴呆。AD的早期治疗是关键,这需要在临床前期AD阶段进行预测和诊断。

临床前期AD诊断的生物标志物分为两类:一是脑Aβ标志物,包括脑脊液(CSF)Aβ1-42降低和Aβ斑块PET等;二是神经元损伤的生物标志物,包括脑灌注示踪、葡萄糖代谢PET等。当然今后会有更先进的方法。

(三)脑淀粉样血管病

CAA是老年人常见的颅内血管病变,主要病理特征是软脑膜下、脑皮层、皮质下白质中的中小动脉血管壁及毛细血管壁节段性和环状沉积不溶性Aβ斑块。临床表现主要为反复多灶性脑叶微出血。CAA发病率在无认知或行为障碍症状的老年人中>30%,并随着年龄增加而逐渐升高。临床中,CAA分为散发性和家族遗传性,其中大部分为散发性CAA,CAA与AD、脑梗死(CI)密切相关。近年来,CAA的临床医学影像水平已极大提高。

(四)脑淀粉样血管病与阿尔茨海默病的关系

近年来发现,90%以上的AD患者脑内小动脉血管壁上可见Aβ斑块沉积而形成CAA,CAA通常早于SP形成,而无AD的老年人中,CAA患病率也有10%-40%;一些散发性AD患者脑组织内存在广泛严重的Aβ斑块沉积导致的CAA和血管附近的NFT,却没有发现典型的SP;在AD免疫治疗中,发现在改善脑实质Aβ斑块沉积的同时,却加重了CAA;AD痴呆患者、散发CAA无痴呆患者、荷兰型(HCHWA-D)患者和健康者的皮层厚度分别是2.1mm、2.17mm、2.31mm和2.42mm,血管Aβ斑块所致血管功能障碍的严重程度决定皮质萎缩程度。这提示CAA与AD可能有因果关系。

小结:顾名思义,“痴呆”是指精神性病理,过去更多根据认知或行为症状来诊断AD,显然不同脑区病变表现出的精神性病理有差异,同时,疾病发展到痴呆已不可逆。随着对AD认识的不断深入,现在是根据病理生物标志物来提前诊断AD,如Aβ斑块示踪PET成像等。CAA与AD的关系显得扑朔迷离。

二、阿尔茨海默病的发病机制假说

AD发病机制假说有:Aβ蛋白级联瀑布假说、免疫炎症异常假说、神经元变性假说、血管障碍假说、基因突变假说、金属离子紊乱假说、病原体假说和动脉血管周围引流障碍假说等,其中,Aβ蛋白级联瀑布假说是目前AD病理的主流说法。

(一)淀粉样蛋白级联瀑布假说:该假说认为:Aβ在脑内沉积是AD病理改变的中心环节,Aβ在脑内过量聚集引发级联瀑布样反应,其引发的一系列病理又进一步促进Aβ斑块沉积,最终导致神经元功能紊乱及死亡,引起病理性痴呆。Aβ病理改变和神经退行性变化发生在AD临床症状出现之前,Aβ病理变化最早发生,然后依次发生脑功能降低、tau蛋白过度磷酸化以及突触和细胞缺失等神经退行性病理变化。其他的免疫炎症异常假说?神经元变性假说以及Aβ寡聚体毒性假说、神经突触假说、轴突运输受损假说、线粒体衰竭假说、氧化应激假说、胆碱能假说、Tau蛋白过磷酸化假说等,只是Aβ蛋白级联瀑布假说中发生的部分或局部病理。

1.免疫炎症异常假说:神经炎症是AD的一个重要病理学改变,小胶质细胞、星形胶质细胞和巨噬细胞由于感染、氧自由基?Aβ斑块沉积和tau蛋白过磷酸化等而活化,并分布于SP周围,产生的炎性反应分子驱动脑内免疫炎性反应。神经炎症急性期可以清除Aβ斑块,但神经炎症慢性期则降低小胶质细胞清除Aβ斑块的能力,长期存在脑内胰岛素抵抗及脑内过度炎性反应导致神经元变性死亡和AD。有规律服用非甾体抗炎药5年以上者可降低24%的AD风险。

2.神经元变性假说:伴随着Aβ斑块不断淤积在脑细胞外间隙(ECS),可溶性Aβ寡聚体也潴留在突触间隙和胞内(Aβ寡聚体毒性假说);细胞间通讯传导衰减,神经突触功能下降(神经突触假说);神经元内细胞器和囊泡聚集和轴突肿胀,线粒体轴突运输功能受损(轴突运输受损假说);线粒体功能受损,钙调节紊乱,能量代谢异常,ATP缺乏(线粒体衰竭假说);刺激活性氧簇(ROS)的生成和聚集,引起氧化应激(氧化应激假说);乙酰胆碱等神经递质减少(胆碱能假说);淀粉样前体蛋白(APP)胞吞代谢异常,神经元内Aβ滞留形成神经炎性斑(NP),过度磷酸化tau蛋白聚集形成NFT(Tau蛋白过磷酸化假说);Aβ不断沉积及继发反应导致脑神经元变性及死亡,最终导致记忆和认知失常。有研究表明,减少tau蛋白可防止Aβ斑块诱导的线粒体轴突运输受损,单一过表达tau蛋白转基因小鼠并无Aβ斑块生成,其他促淀粉样蛋白如膜本体蛋白2B沉积也能诱导NFT病变。

(二)血管障碍假说:脑血管功能的衰退使脑血管解偶联、血管退化梗死、脑低灌注、血脑屏障泄漏等,最终导致神经外环境失衡,神经元的营养供应减少,Aβ斑块清除能力下降。ApoE等位基因突变、高同型半胱氨酸血症是既是心脑血管病(CVD)的独立危险因素,又是AD的独立危险因素。血管性危险因素与AD发病相关,CVD事件加剧AD进展。脂代谢紊乱与AD发病相关,SP内有胆固醇等脂类聚集。AD与血管性痴呆(VD)病变特征有很大重叠及AD患者常伴有CAA,脑微血管出血、平滑肌细胞变性丧失和血管反应性受损等病变现象仍未厘清。

(三)基因突变假说:老年痴呆的3%-5%或FAD的50%-80%是由21号染色体上APP基因、14号染色体上的早老素1基因(PSENl)和1号染色体上早老素2(PSEN2)基因以及9、10、12和19号染色体上的基因位点突变,引发Aβ及斑块过度生成导致。一些LOAD的易感性是由于ApoEε4增加或ApoEε2减少导致的。

(四)金属离子紊乱假说:部分AD患者金属离子稳态的失衡,脑实质和CSF中的铜?铁?锌、铝含量升高,SP和NFT附近区域金属元素富集,促进氧自由基产生和氧化应激。脑内金属蓄积引起类似AD的生化改变和病理特征,因此,金属离子稳态失衡可能参与AD的病理过程。

(五)病原体假说:Aβ是脑内最古老的“抗菌肽”,不是“代谢垃圾”,以非特异性免疫方式响应病原体侵染,包裹阻隔病原物,激活炎症反应。病原生物诱导脑细胞产生Aβ斑块和NFT,或者是被感染损伤的神经细胞在应对病原体的免疫反应过程中产生Aβ和NFT。就像结核性肉芽肿中心有结核分枝杆菌一样,Aβ斑块的中央都有或死或活的病原体。Aβ蛋白级联反应假说中的病理现象是继发于最初感染的后续反应[1,2,3,4]。

(六)动脉血管周围引流障碍假说随着年龄增长,动脉脉动幅度减小,在脑淋巴引流通路中的毛细血管和动脉的血管壁中沉积不溶性Aβ斑块导致CAA,从而进一步阻碍可溶性Aβ及其他可溶性代谢物的引流。CAA中Aβ斑块过载导致动脉破裂性脑出血,血管周围引流障碍破坏脑内平衡和神经元环境,导致认知衰退和痴呆。从动脉血管周围引流通路中清除不溶性Aβ斑块及其他代谢物的治疗策略可能会阻止AD进展[5]。

小结:假说是建立在很多试验的基础上的,尽管不系统、不完备。不能因为Aβ免疫治疗的临床试验失败,就怀疑或推翻Aβ级联瀑布假说,也许是“钥[yào]”不对路呢!

三、中枢神经系统生理内环境和大分子引流通路

CNS的生理内环境是脑及脊髓细胞、血液和脑脊液,其中的血-脑屏障(BBB)、血-脑脊液屏障(BLB)和脑脊液-脑屏障(LBB)共同维持脑生理内环境稳态。CNS内尚未发现存在衬有内皮细胞真正意义上的淋巴管,存在的是淋巴管前淋巴系统(prelymphatic system)和胶质淋巴系统(glymphatic system)。脑淋巴引流特别是大分子物质引流是维持CNS生理内环境的重要路径,淋巴通道淤阻会导致脑内大分子代谢物引流障碍性疾病。笔者汇总、比较和分析了脑引流通路的有关论文,发现了一些说法的混乱。

由于侵入性试验会形成脑脊液压力消失、软脑膜穿孔、脑实质屏障泄露和示踪液非生理性逆流等干扰,过去很多实验结论确有不可靠之处,目前比较可信的是多光子显微镜通过小鼠颅窗实时观察荧光标记物的流动和扩散的研究,但由于脑组织的种属差异及大小和厚度不同,也不能将实验动物脑研究结论完全等同于人脑。下面说明几个重要概念:

首先按管径从大到小,将脑动脉分为中动脉(直径600-6000μm)、小动脉(直径60-600μm)、微动脉(直径8-60μm)及毛细血管(直径3-8μm)。

(一)维乔-罗宾间隙、动脉血管周围间隙和静脉血管周围间隙之间的区别

1.维乔-罗宾间隙(VRS):是脑动脉血管基底膜与神经胶质界膜之间的空间,VRS的内侧是软脑膜或血管基底膜,宽度从50μm到毛细血管处的0.5μm不等。脑脊液(CSF)从蛛网膜下腔直接流入VRS或者通过软脑膜淋巴孔(人软脑膜淋巴孔直径不超过2μm)流入VRS,软脑膜淋巴孔阻止直径大于2μm的颗粒进入VRS。VRS主要分布于三个部位:I型VRS在豆纹动脉经前穿支进入基底节处,由柔脑膜凹陷成两层延伸;Ⅱ型VRS在脑穿髓动脉进入大脑凸面并延伸至皮质下白质处,入口处连续覆盖有带淋巴孔的软脑膜,只有一层软脑膜随血管壁延伸;Ⅲ型VRS见于脑干及丘脑、小脑等处。

2.动脉血管周围间隙:对应于脑内淋巴管前淋巴系统,处于血管内皮细胞与基底膜或软脑膜之间,间有毛细血管周细胞或中膜平滑肌细胞。动脉血管周围间隙中流动的是淋巴液,溶质包括大分子、大颗粒和淋巴细胞等。

3.静脉血管周围间隙:是脑内胶质淋巴系统的一部分,处于脑静脉血管壁与神经胶质界膜之间。其中流出成分包括脑组织间液(ISF)及毛细血管滤出液和小分子部分CSF [6]。

小结:很多文献中,笼统地将VRS、动脉血管周围间隙和静脉血管周围间隙都称为“血管周围间隙(PVS)”,导致脑生理、病理认识的混乱。

(二)蛛网膜下腔与软脑膜下间隙的区别

SAS是蛛网膜纤维层与大脑表面纤维层之间内衬的间皮细胞层包绕形成的空间,与SAS外侧的间皮细胞层相邻的是蛛网膜纤维层,与SAS内侧的间皮细胞层相邻的是软脑膜纤维层,蛛网膜纤维层与大脑皮层表面纤维层之间有蛛网膜小梁纤维连接固定,蛛网膜纤维层内侧间皮细胞层通过蛛网膜小梁上的间皮细胞与脑实质表面纤维层外侧的间皮细胞层连续,脑表面的中动脉和中静脉被软脑膜包绕着。软脑膜下间隙(SPS)是脑叶软脑膜与神经胶质细胞界膜之间的间隙。SAS与SPS之间通过软脑膜间皮细胞层上的淋巴孔相互沟通。SPS中流动的是CSF。

(三)中枢神经系统体液的筛分转运

通常情况下,ISF进入淋巴管即成为淋巴液,但脑动脉血管周围间隙不是真正意义上的淋巴管腔,但从功能上而言却是淋巴通道,其中流动的是真正意义上的淋巴液。正常生理下,CSF通过VRS或淋巴孔进入VRS,与毛细血管滤出液汇合后,其中小分子组分(如Aβ单体或寡聚体)穿过胶质细胞足突间隙(20nm)进入神经细胞间隙(38-64nm),与ISF汇合后再次穿过胶质细胞足突间隙,流入脑静脉血管周围间隙,而不能通过足突间隙的大分子组分(直径大于20nm,如Aβ多聚体)则被截留,筛分至动脉血管周围间隙转运。携带大分子或大颗粒的淋巴液经小动脉、中动脉血管壁的血管周围间隙汇流出颅,分别接入颈内动脉和椎动脉血管壁的淋巴管及淋巴结。脑静脉血管周围间隙中的排出液进一步筛分,部分进入静脉血流,部分进入脑室系统,部分循着各级引流静脉血管周围间隙接入颈淋巴管。

大分子的Aβ斑块本身就是示踪剂,其转运和沉积路线显示了大分子组分外排的淋巴通道,在毛细血管、微动脉、小动脉和中动脉的血管壁中发现有Aβ斑块,却没有在静脉血管壁和硬脑膜动脉血管壁上发现[7]。

(四)硬脑膜淋巴孔的淋巴引流

2015年,弗吉尼亚大学医学院和芬兰赫尔辛基大学先后在Nature和JEM上发表的论文[8,9],说是发现了CNS内暗藏的淋巴管。实际上是在小鼠颅内硬脑膜中发现了能回流至颈部淋巴结的淋巴管。硬脑膜与脑实质之间有蛛网膜致密相隔,仅有静脉单向交通,硬脑膜动脉与脑实质之间并无交通。1994年浙江大学李继承发现了人体硬脑膜内层间皮细胞间有淋巴孔。与胸腔、关节腔、睾丸鞘膜腔等浆膜腔比较可知,硬脑膜下腔(subdural space)实际上也是一种浆膜腔。正常生理下,硬脑膜下腔内的极少量润滑组织液不是来自脑实质,而是来自硬脑膜毛细血管。与胸膜、关节滑膜、睾丸鞘膜等淋巴孔一样,硬脑膜内层间皮细胞上淋巴孔的作用是引流硬脑膜下腔内的组织液。与胸膜、关节滑膜、睾丸鞘膜等肥厚相似,硬脑膜和硬脊膜上也有肥厚性硬膜炎(HP)且与硬脑膜下腔被抗原物侵染后导致淋巴孔淤阻直接有关。非外伤性硬脑膜下腔积液是来源于脑脊液吗?

小结:理解脑正常生理下的不同大小分子的筛分转运是深入理解CAA、AD病理的基础。


四、阿尔茨海默病发病机制的推测

AD发病机制纠缠不清、破朔迷离,笔者从初始病因、侵染路径和病理级联反应上理解和推测。

(一)多种病原物是初始病因

笔者同意“病原体假说”,而“基因突变假说”说明了易感性。“病原体假说”只包含病原微生物(寄生虫、真菌、螺旋体、支原体、立克次体、衣原体、细菌、病毒)及其片段或分子(如朊病毒、脂多糖等)。笔者拓展为“病原物假说”,认为AD初始病因病原物包括生物病原物和非生物病原物,非生物病原物包括能致病的化学因素和物理因素,如外源有机化合物,铝、铜、锌、铅、砷等金属离子(金属离子紊乱假说),硅尘、石棉尘等纳米颗粒,电离辐射和非电离辐射所致的变性分子等。随着年龄增长,脑屏障及淋巴通道逐步出现泄露,初始病因病原物更易通过脉络丛、神经鞘间隙进入脑脊液,或通过毛细血管破裂渗入脑实质。

小结:“病原物假说”的难点在:Aβ斑块核心的病原物可能有多种来源,部分生物病原物成分在脑内难以降解(如脂多糖、菌毛蛋白等),非生物病原物不能降解,而且与基因突变易感性有关,因此很难用疫苗预防。

(二)病原物侵染路径

病原物侵染CNS的主要路径包括淋巴通路、BLB、BBB、神经通路。

1.淋巴通路侵染导致的脑淀粉样血管病

口腔病原物→嗅黏膜屏障→嗅粘膜下淋巴管→筛板间隙→脑脊液→巨噬细胞等降解→降解残余→Aβ1-40异常折叠包裹降解残余→VRS转运→VRS毛细血管段→毛细血管周围间隙→微动脉周围间隙节段和环状Aβ斑块→CAA。

嗅淋巴是脑与外环境间最薄弱之处,鼻嗅粘膜感染病毒、细菌、真菌等导致慢性炎症,病原物及毒素沿嗅淋巴通路逆行进入脑脊液。正常生理下病原物未降解残余会被Aβ转运至颈深淋巴结内降解,病理下Aβ斑块却在最狭窄的微小动脉血管壁中出现淤阻及壅水效应。

就像髓鞘碱性蛋白在脑内是稳定的结构蛋白,如果从脑内漏入脑外则有强免疫原性,会被攻击和降解。所谓“错误折叠”乃是正常的非特异性免疫反应,包裹了病原物的Aβ斑块在脑脊液中抵抗降解,意思是说“罪犯已捆绑,这里不要解开,押送异地处置”!病原物被包裹后形成直径较大的不溶性Aβ斑块,必须经淋巴通道押解至淋巴结、脾等进行降解。我们常见的病原物处置情形:一是就地降解,二是通过淋巴回流异地降解,三是无法运走的就地包埋,“就地包埋”是进化中的牺牲局部、保全整体的防御策略。

2.血-脑脊液屏障侵染导致的脑淀粉样血管病

血液中的病原物,特别是金属离子、循环毒素等可顺着脉络丛进入脑脊液,下游通路与淋巴通路侵染相同。

3.血-脑屏障微出血及血源性病原物导致老年斑

CAA环状Aβ斑块→血管腔缢缩和灌注减低→血管破裂和微出血→血液(这是重点,或含有不同的病原物)及环状Aβ斑块渗入脑实质→炎性反应→病原物周围出现神经元和毛细血管坏死→Aβ1-42异常折叠包裹降解残余→SP→AD痴呆。

4.神经通路侵染导致路易小体病

消化道病原物→慢性炎症→病原体或自体突变的朊病毒肽(与α-突触核蛋白一级构极相似)→口腔黏膜屏障或胃肠道屏障→嗅丝、舌咽神经丛或胃肠道神经丛→神经细胞间传播→以朊病毒肽为模板诱导神经细胞正常蛋白的异常折叠→聚集小体→不能降解→路易小体→LBD。在蛋白质病理上,帕金森病(PD)、帕金森病痴呆(PDD)和路易小体痴呆(DLB)的路易小体结构是完全相同的,因此统称为路易小体病(LBD)。

嗅觉神经通路侵染是从嗅上皮、嗅丝、嗅球到嗅皮质,然后到杏仁核和内嗅皮层,随后向海马、新皮质层扩散。通常认为致病朊病毒肽有三种传染途径,一是食入患病动物,二是医源性感染,三是遗传变异,这里认为还有一种可能是来自感染的细菌、真菌等病原体。

5.阿尔茨海默病病理进程模拟


小结:SP内核与动脉血管周围间隙的Aβ斑内核不一样,CAA、AD和LBD的病原物及侵染路径不同;颅脑创伤导致的脑出血会暂时形成Aβ斑块沉积在血块周围,绝大部分不会形成SP,这与血液中是否存在毒素有关;有CAA的不一定有SP;非CAA脑微出血也可能导致AD;通常CAA在前,SP在后;部分AD合并有LBD;单纯LBD的通常没有CAA;CAA是AD的充分条件,犹如“大水冲倒龙王庙”。为帮助理解药理进行病理推测,不能因为病理解读不准,就连带说药物无效。

(三)淋巴回流障碍及“壅水效应”产生的病理级联反应

笔者也赞同“动脉血管周围引流障碍假说”。CAA会导致血灌注减少、微出血和SP,SP处慢性炎症又导致区域微血管坏死和血液断流,未截断微动脉仍然存在CAA,SP区域形成灌注缺失、淋巴回流障碍及“壅水效应”等微循环障碍:出现Aβ寡聚体潴留、tau蛋白聚集、神经突触功能下降、轴突运输受损、线粒体衰竭、氧化应激、胆碱能减少、免疫炎症异常和神经元坏死。“壅水效应”是指因水流受阻而产生的上游水位升高现象,如有冰块、浮木、河岸山体崩塌等阻塞,或在河流中建造闸、坝或桥墩,或在水渠中设置清污格栅、溢洪道口设置拦鱼格栅时,或暗河堵塞,均能引起壅水。

小结:就像爆破冰塞、挖掘堰塞、清除浮木或撤除格栅一样,关键是在动脉血管周围淋巴通道未完全堵塞前或SP形成初期,及早清除沉积的Aβ斑块。


五、阿尔茨海默病治疗新策略---淀粉样斑块酶解药物(β-amyloid plaques enzymolysis drugs)

就如用多酶清洗剂清洗内窥镜管腔,要研发特异酶溶解Aβ斑块。下面以药代学和药效学阐述简明思路。

(一)直接降解酶的药代特异性例举

1.直接降解底物的酶类药物:胃蛋白酶、胰酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、淀粉酶、黑曲霉菌纤维素酶、胰激肽原酶、胶原酶、蚓激酶、纤溶酶、降纤酶、蕲蛇酶、舍雷肽酶、中性蛋白酶、酒曲蛋白酶、弹性酶、菠萝蛋白酶、木瓜酶、溶菌酶、玻璃酸酶等。

2.肠道吸收入血的口服剂型酶类药物和膳食补充剂:胰酶、淀粉酶、胰激肽原酶、蚓激酶、舍雷肽酶、中性蛋白酶、弹性酶、菠萝蛋白酶、木瓜酶、溶菌酶等[10],纳豆激酶(纳豆激酶是膳食补充剂或保健食品,很遗憾不是药)[11,12,13,14]。

3.改为口服剂型能部分肠道吸收的注射剂型酶类药物:胰蛋白酶、糜蛋白酶、胶原酶、纤溶酶、蕲蛇酶。

4.能部分穿越脑屏障的酶:纤溶酶[15]、舍雷肽酶、纳豆激酶。

5.能体外降解Aβ的酶:纳豆激酶(其不仅能降解Aβ1-40,而且能降解胰淀肽和人朊病毒肽)[16]。

6.口服后能消除AD模型鼠Aβ斑块的酶:舍雷肽酶、纳豆激酶[17,18]。

小结:大分子酶类药物能口服肠道吸收和穿越脑屏障,国内药理试验早有发现[19,20],但不引人注目,大部分医药人第一反应是“不可能吧,口服胰岛素都没成功”?通常研究含有纳豆激酶的发酵豆粉用于“溶栓”,殊不知,纳豆激酶的长处却是“通络”。纳豆激酶的药代学和药动学很特异,安全性高,肠溶剂型口服后能肠道吸收入血,穿越脑屏障,溶解AD模型鼠Aβ斑块。

(二)淀粉样斑块酶解药物的药代学推测

Aβ斑块降解酶→肠溶剂型→口服肠道溶出→肠粘膜(肠屏障)→肠系膜淋巴→胸导管→静脉→心肺→动脉→脉络丛(BLB)→脑脊液→VRS→VRS毛细血管段。在VRS毛细血管段分流为A、B两条通路:

A通路:VRS毛细血管段→毛细血管周围间隙(Aβ斑块沉积)→微动脉周围间隙(Aβ斑块沉积)→小动脉周围间隙(Aβ斑块沉积)→中动脉周围间隙(Aβ斑块沉积)→颅外动脉血管壁的淋巴管→淋巴结再分流→(此处有省略)→静脉→肾→尿。

B通路:VRS毛细血管段→LBB(胶质细胞足突间隙)→神经细胞间隙(Aβ斑块沉积)→静脉血管周围间隙→(此处有省略,由于脑脊液再循环和脑内酶清除率低,故有疑问)→静脉→肾→尿。

(三)淀粉样斑块酶解药物的药效学

Aβ斑块酶解药物进入体内后,能降解药物代谢路径中遇到的大部分蛋白多肽。不同蛋白多肽的寿命不同,最短的只有几分钟,如白细胞干扰素的半寿期是5分钟,最长的达几年,如胶原蛋白的半寿期有1000天。半寿期短的蛋白多肽被降解后会很快再生成,体内平衡改变后能快速恢复。半寿期长的蛋白被降解后的再生成则较慢,如胶原蛋白、弹性蛋白、各种沉积的淀粉样蛋白等。为兼顾体内稳态与药效,酶解策略不能“急散”,宜选择“缓攻”,也就是掌握好平衡点,在适宜剂量下进行长疗程治疗,确保凝血系统较稳定情况下,使Aβ斑块的聚集-降解平衡稍微偏向于降解方向。

(四)淀粉样斑块酶解药物的创新

1.纳豆激酶的缺点:有部分间接纤溶作用(安全风险点:间接纤溶活性占总活性的22%)[21],半衰期短(消除半衰期为109分钟)[22],大部分无分子专利,有治疗AD用途专利[23],在该酶基本结构上的突变改性意义不大。

2.筛选新的Aβ斑块酶解药物:满足安全性高、抗胰蛋白酶降解、口服肠道吸收、穿越脑屏障、溶解Aβ斑块等条件下,来源菌株不一定是纳豆枯草杆菌,分子结构不一定是丝氨酸蛋白酶。

3.药代学和药效学的优化:以纳豆激酶为阳性对照,新的Aβ斑块降解酶应更安全和有效,间接纤溶作用更弱(更安全),免疫原性更弱(更安全),半衰期延长,Aβ斑块酶解效力更强。最优是双功能酶或多功能酶,对Aβ斑块核心的蛋白和非蛋白的生物性成分也有缓慢降解作用。

4.知识产权:在来源菌株、基因、酶、制备方法和药物用途等方面进行完整的专利布局。

小结:“没有最好,只有更好”,自然界已进化了不少优异的酶,特殊生境进化指引了筛选范围(这是笔者最擅长的),可以先筛出2-3个,“是骡是马,拉出来溜溜”。

(五)淀粉样斑块酶解药物的验证试验

1.体外测定:测定新酶对多种淀粉样蛋白、朊病毒蛋白、纤维蛋白、胶原蛋白[24]、弹性蛋白、层粘连蛋白、菌毛蛋白、脂多糖、几丁质、炎性细胞因子及IgA复合物[25]等的降解效力。

2.药代学和生物利用度:测定酶口服后在血液和脑脊液中的药代学。

3.AD模型:根据“病原物假说”,制备多种更符合多数初始病因的AD模型,如脂多糖、真菌或病毒等诱导AD模型动物,毕竟金属离子致AD是少数。

4.剂量和疗程:这类酶安全性很高,动物试验中应当安排有更高的口服剂量和更长的连续给药时间。

5.试验观测:在常规测试基础上,采用多光子显微镜通过活体AD模型鼠颅窗实时观测荧光标记的Aβ斑块。在停药一段时间后,再观测Aβ斑块。

6.副作用:①区别于免疫疗法,这类酶在非活性位点可能有很弱的免疫原性,但活性位点能降解免疫复合物,会不会引起CAA加重、微出血、自身免疫性脑膜脑炎等并发症呢?有待观察。②通常使用抗凝、抗血小板和溶栓药会增加出血风险,但这类酶主要是直接溶栓作用,对凝血系统影响甚微,相比较是最安全的,不妨回顾一下纳豆激酶的临床研究,分别统计单用和联用时的脑出血情况。③“欲速则不达”,根据“宿邪宜缓攻”的络病治则,使用适宜剂量和长疗程,并禁止与其他抗凝、抗血小板及溶栓药联用。

小结:这种酶的安全性很高,可以先验证纳豆激酶,再筛选新酶,有没有早期AD患者志愿参加试验呢?或触动某个研发者的兴趣!

总结:1.笔者专业非医学,在“特异性酶可以穿越脑屏障”的记忆被唤醒后,“无知无畏”地理解相关生理病理,给药理倒逼着才看了医学中最难的CNS,当然AD药物研发的屡败屡战也给了自我挑战的动力。

2.系统考察AD发病各阶段,治愈AD的关键是及早清除已沉积在脑动脉血管周围淋巴通道和脑实质内组织通道中的Aβ斑块,犹如“大禹治水:宜疏不宜堵”,笔者深信“淀粉样斑块酶解疗法(β-amyloid plaques enzymolysis therapy)”才是人们苦苦寻觅的突破性疗法。

3.中药治疗AD的可靠经验和线索很少,这与传统认为AD是退行性或增龄性变化有关。仅例举倡导“久病怪病必有瘀”的国医大师颜德馨(1920-2017)的老年痴呆症从瘀论治临床经验:“水蛭配通天草、菖蒲配蒲黄、黄芪配川芎,用于老年痴呆病程的各个阶段,收到满意的疗效”。其中的水蛭、蒲黄很关键,笔者之前也写过专文《日本医蛭善治血瘀证是破血药,宽体金线蛭善治络病是通络药,你分得清吗?》和《中药生蒲黄治愈眼底出血,神奇成分是什么?》。

4.研究抗衰老理论的英国剑桥大学奥布里·德·格雷(Aubrey de Grey)提出衰老的七大因子是:①细胞的萎缩和恶化;②细胞的恶性繁殖;③染色体的变化;④线粒体的变化;⑤细胞体内垃圾的堆积;⑥细胞外垃圾的堆积;⑦细胞外蛋白质的交联。他曾提出一种对抗衰老的“垃圾全面清除法”:在人类基因中植入某种来自土壤的细菌,这种细菌能够把垃圾转化为无害的物质。“淀粉样斑块酶解药物”是来源于细菌的穿肠透脑蛋白酶,能够担当起清除细胞外垃圾的使命吗?比如用这种酶治疗20多种淀粉样变性疾病。

篇后语:笔者很留心奇效妙药传统医案,包括民间单土方、鲜药等,精选那些单药治愈难治病的可信记载,一是考虑那时不发论文、不评职称,真情记录更可信,二是古今难治病皆同,以定性药效为原本的药物发掘不会走偏。多年兴趣,淘得不过十余篇,且不敢固步自封,以生物药学和微生态学思维反复剖解和细致研判,得出结论却是非主流的!近期就对一种传统药物做了改进尝试,增加剂量(“不传之秘在于量”)和疗程且改变用法,一位三高患者志愿测试(不改变原有习惯,如饮酒、一直服用的一种降压药等),原本计划用药六个月并观察对代谢综合征的影响。意外的是,服药两个月后却治好了已患数年的“非结石性慢性胆囊炎”,肝多项异常指标全部正常了(刚好年度体检,糖化血红蛋白较上次体检降低1个百分点)。这就很有意思了,因为慢性胆囊炎或胆汁淤滞是难治病,一直靠胆囊摘除术,现在则有可能无需摘除胆囊。还有二个月就要结束试药和再次体检,并观察停药后是否会反弹。总之,又可以猜想病理和漫谈药理了。

来源:药时代

作者:施忠辉

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