老年痴呆的发病机制及治疗策略

张均田

　　老年痴呆可以分为阿尔茨海默（Alzheimer， AD）痴呆、血管性痴呆和二者并存的混合型痴呆。流行病学的调查显示，目前世界上老年痴呆的发病率男性为每年30.5/1000，妇女为每年48.2/1000（Bachman 1992）。美国85岁以上老人的发病率高达47.2%。我国老年痴呆发病率缺乏系统深入和大规模调查，据以往的统计，我国65岁以上老人的痴呆发病率在0.8%-6.3%，远低于欧洲、北美和澳大利亚报告的患病率6.6%-15.8%。最近协和医院调查了北京市一市两郊区一县、12个城市居委会和17个村委会全部5913名55岁和以上的居民，分期入户调查，实查5743名，受访率97.1%。结果否定了中国是老年期痴呆的低危地区的结论。他们发现：老年期痴呆病患病率55岁及以上者为4.6%，65岁及以上者为7.3%。AD较VD更常见，类似于西方白人。无论AD或VD，均以农村患病率高于城市，AD的平均发病年龄76岁晚于VD约10年，女性多于男性，VD则男性多于女性。AD的病程可以延续20年，早期或轻度阶段为9年，中期或中等程度为5年，晚期或严重阶段约6年。本病要经历两种死亡，首先是精神上的死亡，然后是肉体上的死亡，给个人、家庭和社会带来沉重负担。本病在西方国家是导致死亡的第4位原因，仅次于心脏病、肿瘤和中风。人口老龄化及其特有的神经退行性疾病即各型痴呆症可能是仅次于战争、瘟疫、饥荒，资源能源短缺而影响社会发展和安定的重要因素。

　　一、老年痴呆的发病机制

　　1. AD相关基因突变和多型性　　至少已发现四种基因或多型性与AD有关，即21号染色体的淀粉样蛋白前体（APP）基因；14号染色体的早老素（PS或称STM）1基因（PS-1）；1号染色体的早老素2基因（PS-2）和19号染色体的载脂蛋白E（APOE）4基因。APP、PS-1、PS-2基因与早发型家族性AD 关，早发型家族性AD病人至少有其中这一的异常。APOE基因与迟发型家族性AD有关，与散发性AD也有一定关系。PS-1和APOE4基因缺陷在散发性AD较常见。

　　淀粉样蛋白前体（APP）基因定位于21号染色体，是一分子量大的跨膜糖蛋白。APP的主要翻译产物有APP695，APP751，APP776，APP714和两种淀粉样变相关蛋白（APRP）：APRP563及APRP365。后者不含由外显子16和17编码的Aβ蛋白，取名APRP以示有别于含Aβ的APP。APP770，APP751，L-APP（白细胞APP）733，L-APP752的序列中含有kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制区。该分泌型蛋白酶抑制剂已被证明是Portease nexin Ii（pn-2），其生物学意义可能是调节神经发育期降解酶的活力水平和维持器官内环境的稳定性。

　　以上所述皆为appMrna翻译生成的几种亚型，总称APP。更值得介绍的是APP的突变，因为，在正常情况下，淀粉变的形成需时30年。而突变类型的APP则因提供了新的切点，易切出完整的Aβ。在早发性AD的家族中已发现β-APP基因的16和17外显子有多种错义突变。其中有些突变型可能是非致病性的，但670/671(Swedesh突变，Lys-Met→Asn-Leu)，692（Flemish突变，Ala→Gly），693（Glu→Gly），715（家族性AD），716（lle→Val），717（Val→lle）和723（家族性AD）是致病性的。Condon670/671和692位突变很少见，仅出现在个别家族中。717突变已见于约20个不相关的谱系。717突变大多出现在盎格鲁-撤克森人、意大利人和日本人之中。上述突变型的β-APP中，易为β分泌酶裂解的有Lys670Asn-Mel671Leu，易为α-分泌酶裂解的有Ala692Gly和Glu693Gln，易为γ-分泌酶裂解的有突变型715，716，717和723。因此认为β-APP的突变影响β-APP的加工，例如已证明715，716，717和723突变选择性地增加了Aβ42-43的产量。而Ala692Gly的突变对β-APP加工的影响较为复杂，它可引起受损的α-分泌酶的裂解和增加Aβ具有神经毒性。Aβ42易使Aβ形成纤维丝状的、具有毒性的Aβ型态。

　　Aβ引起神经毒性的主要机制是细胞内钙稳态的破坏、活性氧的产生，神经细胞对各种伤害性刺激的反应增强或放大以及神经细胞的凋亡。对后者的作用或直接作用于细胞膜或通过加强兴奋性氨基酸、氧应激、细胞内钙和自由基生成的作用而间接地引起细胞凋亡。

　　微管是重要的细胞骨架成分，与有丝分裂、细胞内转运等多种功能有关，微管由管蛋白（tubylin）和微管相关蛋白（tau含量最高）组成，tau蛋白一种含磷蛋白质，每克分子tau蛋白中磷酸含量为2-3克分子。AD患者的tau蛋白被异常高度磷酸化，从而使每克分子tau蛋白中的磷酸含增高到5-9克分子，除异常过度磷酸化外，还被异常糖基化和糖化。糖基化是指在特定糖基转移酶的作用下，将糖基以共价键（N-糖苷键或O-糖苷键）形式连接到蛋白质分子形成糖蛋白过程。糖化则是指蛋白质分子自身的ε-NH₃与细胞内糖类物质的醛基经氧化形成Shiff’s碱，再经分子内重排而形成不溶性、抗酶且不可逆的交叉连接体AGEs的过程。异常修饰的tau蛋白丧失其促微管组装的生物学活性，并引起分子间广泛交叉连接，影响细胞信息传递和产生细胞毒性。

　　定位于14号染色体上的早老素-1（Presenillin-1， PS-1）是由一个由467个氨基酸残基组成的蛋白。含7个疏水跨膜区（transmembrane， TM）和6个联接TM的亲水性襻（hydrophlic loop， HL）。PSI虽有较广泛的组织分布，但无论是脑组织或外周组织，PS的含量不高，推测是由于至少两种蛋白水解机制使PS的N-末端和C-末端降解。故全长PS-1（50kD）与N-末端异型片段NIFs（约35kD）和C-末端异型片段CIFs（约18-20kD）以及β-Catenin或δ-catenin等结合成一个复合体。PS-1的突变多为点突变，已在不同人种的家庭性AD中检出了40多种突变型PS-1，其中大多数是错义突变，主要分布在高度保守跨膜区或膜的界面或TM6-TM7襻域的N-末端或C-末端疏水残基上。PS-2定位在1号染色体上，由448个氨基酸残基组成，约60%的氨基酸与PS-1的重叠，跨膜区序列更相似。在分布上与PS-1不同的是PS-2的最大表达主要存在于心肌、骨骼肌和胰腺，在家族性AD病人中已发现至少两种错义突变。

　　具有PS-1基因缺陷的个体均患AD。早发型家族型AD中有70%-80%是由PS-1引起的。PS-1在AD发病中的作用是：（1）PS-1突变，损伤线粒体，引起能量代谢障碍，胞内钙堆积，自由基生成增多，导致膜脂质讨氧化，通透性改变，释放凋亡因子，引起细胞凋亡；（2）PS-1和PS-2突变对多种诱因包括Staurosporine，Aβ，对血清、NGF等的敏感性增加，加速细胞凋亡；（3）β-Catenin信号转导障碍可增加神经元对Aβ诱导的凋亡的易感性，PS-1可能通过改变β-Catenin的稳定性来增加神经元的凋亡。另外，突变的PS-1与β-Catenin（一种跨膜Ca²⁺结合蛋白，参与Wnt信号转导途径）相结合，导致γ-分泌酶活性增强；（4）突变的PS-1不能产生必要的监护蛋白，致干扰蛋白折叠；（5）GSK-3β是一种蛋白激酶，也是一种tau蛋白激酶，使tau蛋白异常高度磷酸化，从而形成神经纤维缠结。PS-1突变导致β-Catenin稳定性下降，与β-Catenin作用的GSK-3β减少，更多的GSK-3β作用于tau，加之PS-1突变能增加PS-1与GSK-3β的结合，提高GSK-3β的活性，两者均可增加tau蛋白的磷酸化。

　　载脂蛋白E(apolipoprotein E， APOE)基因定位于19号染色体，是由299个氨基酸残基组成的多肽。人类的APOE基因有三个等位基因即APOE2，APOE3，APOE4，产生三个等位即ε2，ε3，ε4。ε2在编码的112和158上为半胱氨酸，存在于10%的Caucasians中，ε3在编码112和158位分别是半胱氨酸和精氨酸，存在于75%的Caucasians中，ε4的序列是在112位上的半胱氨酸为精氨酸所取代，存在于15%的Caucasians中。

　　上述三种APOE变异体在对照人群和AD病人中的频率分布进行了分析，结果表明：ε4等位体在AD病人中的频率出现增加，约为40%。而ε2在AD病人中出现的频率仅有2%。

　　更加明显的是，ε4的出现率与AD发病的年龄有密切的关联，含ε4/ε4病人发病年龄早（平均年龄小于70岁）而含ε2/ε3病人的平均发病年龄超过90岁。

　　更加明显的是，ε4的出现率与AD发病的年龄有密切的关联，含ε4/ε4病人发病年龄早（平均年龄小于70岁）而ε2/ε3病人的平均发病年龄超过90岁。

　　APOE4在AD发病中所起的作用可归纳为以下几点：（1）APOEε4/ε2的多态型影响Aβ的产生、分布和清除。生化研究证明APOE和β-APP存在交互作用，具有一个或更多APOEε4病人比无ε4的病人出现较多的Aβ均通过与脂蛋白相关的受体得到清除，二者竞争此受体，影响了Aβ的清除；（2）APOE与神经纤维缠结及突触结及突触密度间的关系。ε3与tau和MAP2的结合多于ε4与二者的结合，说明ε2和ε3在保护和回收微管相关蛋白的作用优于ε4。ε4减少与tau的结合，使之高度磷酸化和形成双股螺旋细丝。神经细胞培养试验表明APOEε4减少神经突触的生长；（3）在APOEε4的作用下，ChAT活性下降，由磷脂酰胆碱（PC）和磷脂酸乙醇胺（PE）来源的胆碱量减少，从而使乙酰胆碱合成减少。

　　2.神经细胞钙稳态失调和自由基代谢异常　　细胞内钙和自由基是神经元损伤、死亡的关键因素。现趋向于认为，它们是急性和慢性神经退行性病致细胞死亡的“最后共同通路”（final common pathways）。神经细胞的死亡有两种形式即细胞凋亡有两种形式即细胞凋亡和细胞坏死，前者主要是“死亡基因”表达增加所致，后者来自不可控制的大量离子内流和细胞溶解。现已确定，死亡基因的表达增加或大量离子内流入细胞，其元凶仍然是钙稳态失调和自由基的形成过多。什么情况下出现凋亡或坏死，决定于损伤的程度和持续时间，而非损伤的性质。反过来，各种基因的、环境的因素都会影响神经元的钙稳态和自由基代谢，破坏钙稳态致胞内钙超载的因素包括兴奋性毒、能量利用减少和Aβ的作用。谷氨酸和能量供应不足导致ROS如超氧阴离子、过氧化氢和NO的大量产生。另一方面，Aβ诱导的ROS似是发生在胞内钙升高之前的主要事件，胞内钙超载和ROS的形成会造成蛋白质、脂质和DNA的损伤，最后引起细胞死亡。由Aβ引起的亚毒性水平的膜氧化能损伤受体的耦联，如AchR对GTP-结合蛋白的耦联。

　　钙介导神经元毒性已得到电生理、形态学和细胞、分子生物学研究的确认。在含有神经纤维缠结的脑细胞和来源于AD的成纤维细胞内均见到钙的堆积。正是这一变化，钙依赖性突触可塑性受到损害，频率电位（FD）受损尤为严重。据认为，FD是放大生物学重要信息的关键机制，与LTP和学习、记忆的形成有密切关系。德国学者Fleickstein的研究指出，人的主动脉、冠状动脉和肠系膜动脉内钙含量随年龄增加而增加。老年人（包括老年痴呆）上述动脉内钙含量可比成年人尤其是儿童高出数十倍乃至数百倍。但是镁含量并不随年龄增加而增加，不同年龄段的镁水平大致相同。在AD发病早期，脑皮层和海马的退行性变的细胞表达高水平谷氨酸受体。该受体与钙通道耦联，受体激动后开启钙通道，钙内源增加。在大鼠和人的脑细胞培养中加入谷氨酸或钙离子载体后，细胞骨架出现类似于AD病神经纤维缠结的病理变化，包括微管的丢失，纤维丝的堆积，细胞壁的τ的堆积和τ抗原的改变，微管相关蛋白-2（MAP-2）的水解和Ubiquitin免疫反应性增加。将培养的人皮层细胞或大鼠海巴神经细胞暴露于Aβ25-35，Aβ1-38或Aβ1-40均引起静止期[Ca²⁺]i的缓慢但呈进行性增加，预先用Aβ处理，则[Ca²⁺]I对兴奋性氨基酸和膜去极化的反应更加明显。Aβ的上述两方面作用如在钙缺乏的介质内则大大减弱，说明钙内流增加是Aβ引起细胞损伤和死亡的主要原因。Calbindin和Calretinin是具有神经保护作用的钙结合蛋白。将Calbindin cDNA转染C₆神经胶质瘤细胞，然后选出高表达及低表达Calbindin的细胞株，前者对钙离子载体和Aβ的毒性具有抵抗性。抗凋亡基因bcl-2 不能保护Aβ引起的细胞凋亡，而表达Calbindin的B₆细胞能保护细胞免予凋亡。AD脑中葡萄糖摄取/利用减少存在于AD病的早期且出现于神经元丢失之前，糖利用率的降低使神经元的兴奋和Aβ的毒性更加敏感，而这二者都是钙介导的过程。

　　长期以来已知自由基——含有一个或多个不配对电子的分子对组织和生物体有很大的杀伤性。近十多年来的研究，已把自由基引起神经退行性变和神经细胞死亡的作用置于中心位置。自由基产生的主要场所是线粒体，SOD把超氧物转变为H₂O₂，再经过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶转变成水。当线粒体缺O₂或H₂O₂和OH·的形成过多，H₂O₂和/或超氧自由基与转运金属铁交互作用，会导致高反应性OH·的形成。ROS也来源于花生四烯酸的磷脂代谢产物和儿茶酚胺、黄素、铁氧化还原蛋白的自氧化反应，不饱和脂肪酸受自由基攻击后形成脂质过氧化，且这一氧化过程是以自催化为特征的。蛋白质和DNA被自由基攻击，招致细胞内的许多稳态系统包括钙调节系统受损。当细胞内的钙离子持续升高并同时存在自由基时，会出现恶性反馈（feed-forward）循环，即Ca²⁺加速自由基的生成，或反过来，自由基增加胞内钙堆积。

　　3.AD与细胞凋亡　　AD的主要特征之一是神经元的丢失，已如前述。Aβ的神经毒性主要表现在细胞凋亡。细胞凋亡又称细胞程序性死亡（PCD），分为以下几个步骤：（1）凋亡激活信号（apoptosis activation signal）；（2）启动（initiation）；（3）承诺（commitment）；(4)执行（execution）；（5）清除（elimination）。

　　已发表的大量文献中，多数是研究可分裂细胞的凋亡。神经细胞是一种长期存活、不可复原和已停止分化细胞，其凋亡机制可能不完全相同于其他类型细胞。对AD病人来讲，至少有两种凋亡信号：（1）神经营养因子或靶缺乏；（2）Aβ。脑内神经营养因子缺乏致细胞凋亡的可能机有三：（1）胆碱能基底前脑神经元的丢失是神经营养因子如NGF及其他神营养因子减少的结果，不能忽视的是，胶质细胞在提供神经元赖以生存的神经营养因子方面起重要作用。例如缺乏胶质细胞的果蝇引起视觉系统的神经细胞凋亡。（2）培养中的老化细胞对凋亡产生抗性，同样地，大鼠胆碱神经元随年龄老化致靶依赖性减少或消失。（3）AD的突触丢失意味着神经元丢失了它的靶组织。靶的减少已被认定是启动死亡的一种信号。因此，突触减少出现于神经元凋亡之前。至于高浓度的纤维状Aβ引起细胞凋亡的机制至少有两种可能性：（1）Aβ的过量产生可能导致APP非淀粉样代谢途径的减少，因而产生较少的可溶性sAPP。已知sAPP具有神经保护作用，由于它的减少，神经细胞对许多损伤的敏感性大大增加，而在正常情况下，神经细胞本可以免予损伤。（2）APP的突变体和PS-1，PS-2可能与其它蛋白结合而引起细胞死亡，如突变的huntingtin和SOD可不正常地与其它蛋白交互作用，从而引起细胞死亡。Aβ的神经毒性决定于它的聚集状态和构象状态，经Aβ慢性处理的神经元，出现轴突营养不良，神经细胞膜空泡化，染色体固缩、DNA断裂，凋亡小体生成，这些都是细胞凋亡的典型形态学特征。经Aβ处理24小时的神经元中提取DNA，出现寡聚核苷酸的梯状分布，这是细胞凋亡的特征性生化改变。

　　细胞凋亡的主要调控因素有：（1）钙稳态失调、自由基、兴奋性毒性、线粒体功能障碍。（2）凋亡相关基因启动和表达。（3）参与细胞凋亡的酶一蛋白酶、蛋白激酶、核酸内切酶。（4）细胞因子。有些细胞因子诱导PCD，有些细胞因子抑制PCD。主要有细胞介素，集落刺激因子（CSF），肿瘤坏死因子（TNF）转化生长因子（GFG），神经营养因子等。（5）细胞周期中Cyclin表达增加，CDK（Cyclin-依赖性激酶）被激活，进而诱导促凋亡基因的表达。

　　在上述调控因素，凋亡的基因调控处于中心位置。Bax，BclXs，Ced-3，Ced-4，TNFR-1， Fas/Apo-1，P_75NTR，CrmA，P₅₃，C-Jun， C-myc， R-ras等为促凋亡基因；Bcl-2，BclXL，Ced-9，P₃₅等为抗凋亡基因。研究较多的有以下几类：（1）bcl-2基因家族中成员有bcl-2，bcl-X，bad，bak，bag-1，Al，mcl-1等表达相应的Bcl-2蛋白参与细胞凋亡的调控。Bcl-2，Bcl-XL，Bag-1，Al，Mcl-1等抑制细胞凋亡；而Bax，Bcl-XS，Bad等诱导细胞凋亡。（2）肿瘤坏死因子受体（TNFR）家族。该家族已发现12个成员。TNFR-1，Fas/Apo-1，P_75NTR等在胞浆内区域的羧基末端附近有约60个氨基酸的同源区，被称为死亡区，是诱导凋亡所必需的。与其他大多数受体不同的是，P_75NTR在未与配基结合前是有活性的。在没有NGF结合时，它诱导细胞凋亡，但在NGF共存时，这种作用被抑制。（3）原癌即早基因，C-myc，C-Jun，C-fos等基因在启动神经元凋亡中起重要作用。当神经细胞受到刺激时，C-fos，C-Jun和Jun-B的表达增加，继之引起其他凋亡相关基因的表达，大鼠神经元凋亡的分子机制研究表明，发育过程的细胞凋亡时，fos的水平升高。培养的交感颈上神经节细胞撤除NGF引起凋亡形态学改变之前已有C-Jun，fos B和C-fos表达的增加。细胞内注射fos蛋白或C-Jun的抗体，可抑制因撤掉NGF引起凋亡，但Jun B或Jun D无此作用。此外，交感颈上神经节的C-Jun过度表达本身就足以引起凋亡。C-Jun似是神经元凋亡途径中一个关键因子。P₅₃也是一种非常重要的促凋亡基因，在DNA损伤时被激活，如果损伤的DNA不能修复，则诱导细胞凋亡，它可下调内源性bcl-2的表达和上调Bax的表达，致bcl-2/Bax比值降低，引起细胞凋亡。

　　线虫Ced-3的表达产物与哺乳类蛋白IL-Tβ转换酶(ICE)结构类似，现已发现不少于12种与ICE相关的蛋白酶。这类蛋白酶又分为ICE样，CPP32样和ICE-1样蛋白酶三个亚群。所有ICE家族成员均在其假定的活性部位存在一个保守序列即五肽(QACRG)，通过选择性切断门冬氨残基部位，降解蛋白质，故被称为Caspase(Cystein-asparate protease)。Caspase特别是CPP32(Caspase-3)是神经细胞凋亡的效应分子，是凋亡的执行者。Caspase以前体的形式存在于细胞内，传入细胞的死亡信号将这些前体转化为成熟的有活性的酶。活化后的Caspase作用于下游的各种底物如PARP，Lamin，actin，a-fordin，拓扑异构酶，β-肌动蛋白，引起细胞及其细胞核的各种形态改变。已发现一种由Caspase激活后具有DNA酶活性的蛋白-CAD(Caspaseactivated DNase)，进入细胞核发挥DNAse的活性分解染色体DNA。

　　4.线粒体损伤与AD　　生物能量代谢包括能量的合成代谢利用代谢。它是机体维持正常生理功能所需。一旦此代谢失衡，可导致疾病的发生或疾病恶化。脑只占人体重量的2%，但却是一高耗能组织，对血流量和氧的需求占全身总量的20%和25%。无疑地，老年痴呆的发病与生物能量代谢的关系十分密切。

　　生物能量是以高能磷酸键的形式贮存于三磷酸腺苷（ATP）之中。ATP的合成主要依赖于线粒体(mitochondria)，线粒体数以百计的存在于细胞中，形似球状体，含有双层生物膜，内膜有大量内向的嵴，嵴的表面有排列规则的球型颗粒，这些颗粒就是ATP的合成部位。ATP的产生系通过氧化磷酸化反应和一毓电子传递链系统，包括复合酶I，II，III，IV，V的作用，最终经ATP酶合成ATP。

　　电子传递链系统中的各种蛋白包括线粒体DNA的转制、转录、翻译等，都是由核中DNA所编码，而由某些信息肽转运到线粒体各个特异组分之中。任何一个电子传递链的阻断，都可造成线粒体或核性DNA的突变。现已证明，AD病人脑内及血小板中有复合酶I和IV的减少。

　　线粒体产能的破坏与自由基的生成和释放有直接的关系。已如上述，线粒体的能量代谢过程中要消耗大量氧气，在正常情况下，约有1%-2%的氧在氧化磷酸化过程中被氧化成超氧阴离子，但可被SOD、GSH-Px和还原型谷胱甘肽、NADPH、VitE、VitC等及时清除掉，在病理情况下，尤其是脑缺血-再灌注损伤等疾病能引起线粒体形态、功能损伤，ATP生成减少，一磷酸腺苷（AMD）和次黄嘌呤生成增多，此时，即可经黄嘌呤氧化酶（XO）的酶促作用而生成超氧阴离子。在线粒体损伤过程中也可产生一氧化氮（NO）等自由基，高浓度的NO能抑制线粒体传递链系统复合酶I、III和三羟酸循环中的代谢酶的活力，引起神经元变性、坏死。

　　PS和Aβ以及Bax作用于线粒体膜上，将使线粒体膜电位降低或消失，致钙内流和ROS形成增多，特别是细胞色素C释放的增加，激活凋亡相关基因如Caspase-3，此起细胞凋亡。

　　此外，许多疾病导致的兴奋性氨基酸释放过多，作用于NMDA和AMAP受体，引起钙大量进入神经元，从而诱发神经元变性和坏死。

　　由上可知，线粒体中的遗传基因突变、细胞内钙超载、兴奋性氨基酸释放过量、自由基（包括NO）生成过多，均能引起线粒体能量代谢障碍。越来越多的学者主张，线粒体功能障碍是老年痴呆发病的重要原因。

　　二、老年痴呆的治疗策略

　　目前治疗老年痴呆的药物种类甚多，治疗AD的研究经验指出，病往往对某特定药物的反应有显著判别。这种反应的差别与以下因素有关：AD发病的阶段、痴呆的程度（早期、中期或晚期）、脑功能损伤程度、遗传因素（散发型与家族型）和存在于个体间的药物反应。特别是要强调的是，在治疗中选择适合的生物学指标十分重要，包括结构参数如用MRI测定海马体积，功能参数如葡萄糖代谢、脑血流量。用PEI或SPECT观察神经受体缺少以及APOE基因对治疗结果的影响，其它的生物学指标包括治疗前及治疗中的EEG改变、意识功能变化、脑脊液内的tau蛋白和淀粉样肽、药代动力学参数和药物监测等。

　　当前治疗老年痴呆的药物主要有胆碱酯酶抑制剂、脑血管扩张剂和钙拮抗剂、防止Aβ形成和抗炎药等。本文根据老年痴呆的发病机制，提出以下几点治疗策略。

　　1.改善胆碱系统功能的药物　　中枢碱神经系统在老年痴呆的发病中占有一定地位。已知，在老年痴呆的早期，胆碱功能缺乏的症状早于其他任何症状。AD特征之一的神经元凋亡也主要发生在胆碱神经元。从治疗角度看，美国FDA批准上市的治疗AD的药物仅两种，即1993年批准他克林和1997年批准E-2020(donepezil)，均为胆碱酯酶抑制剂。从建立AD模型看，无论是化学的方法或手术的方法都是以损毁胆碱神经元或切断胆碱能神经通路来建立痴呆模型。

　　胆碱酯酶抑制剂他克林80mg/d，连续给药三个月能改善AD脑认知功能和增加烟碱受体结合率。14例带有APOEε4和10例带有APOEε3等位基因病人经他克林治疗一年，观察到记忆改善，葡萄糖代谢降低，前脑皮层电活动α/δ比值升高。不过，也有报告认为APOE与他克林的反应间无相关性。他克林的毒性特别是对肝的严重毒性限制了它的临床应用。石杉碱甲(HuperzineA)是我国研制成功的一种可逆性胆碱酯酶抑制剂，其作用强度是毒扁豆碱的3倍。临床上用于治疗老年痴呆和单纯性记忆障碍，有确切的治疗效果，且未见明显的毒副作用。

　　雌激素具有胆碱神经营养和神经保护作用，能阻止切除卵巢引起的胆碱乙酰转移酶活性的降低和NGF、BDNF mRNA表达的降低，推测雌激素替代治疗（ERT）有AD危险性或改善症状的作用。此上，ERT可增强他克林对AD的治疗效果，特别是无APOE4等位基因的病人有更好的治疗作用，其可能的机制包括雌激素对APOE表达的影响、降低血脂蛋白水平作用，直接或间接的胆碱样作用。

　　5-HT₃具有调控脑皮层胆碱系统功能作用，5-HT₃受体激动剂能抑制脑皮层乙酰胆碱的释放，而5-HT₃受体阻滞剂ondansetron则增加乙酰胆碱从脑皮层突触体的释放，因而有改善记忆的作用。

　　黄皮酰胺是一种从黄皮叶中分得的促智化合物，黄皮酰胺促智作用强度约为脑复康的50-100倍，其主要作用机制之一是增加脑内Ach含量，提高胆碱乙酰转移酶（合成Ach的关键酶）活性和Ach从突触体的释放。

　　2.纠正钙稳态失调和抗氧化的药物　　近年来这类药物的研究进展很快，其中，神经营养因子有关细胞因子受到青睐。

　　细菌性生物碱K-252a，k-252b和 staurosporine置大鼠海马神经元培养，低至pmol浓度即对缺氧、谷氨酸和Aβ引起脑细胞损伤有明显保护作用。给成年大鼠皮下或ipK-252a1-5μg，能保护海马神经元不受海人藻酸的损伤，采用Morris水迷宫试验，这一生物碱能减轻海人藻酸引起的学习记忆障碍。有报道称这种生物碱可引起多种蛋白质如神经营养因子受体、病灶的粘附激酶和MAP激酶的酪氨酸磷酸化。

　　神经酰胺（ceramide），一种天然存在的神经鞘脂对Aβ和AFeSO₄引起海马神经元毒性有保护作用，表明它能增加神经元对氧化性损伤的抗性。另一类影响肌张蛋白微丝和微管多聚化的化合物——松弛素D（cytochalasin D）能消除肌纤蛋白多聚化的化合物，也能减轻兴奋性毒性和Aβ所致的细胞毒性，体内试验能对抗惊厥引起的神经细胞损伤，推测其作用是通过ANMDA受体和电压依赖性钙通道而抑制钙内流。肌纤蛋白微丝与膜上钙通道交互作用，使通道处于开放状态，微管、多聚化也可能影响钙稳态和增加神经细胞对兴奋毒的反庆性，故能稳定微管的化合物则能减轻谷氨酸引起的胞内钙升高和神经毒性。

　　双氢吡啶类钙拮抗剂尼莫地平（nimodipine）对多种化学性记忆障碍模型均显示出良好的效果。给小鼠和大鼠尼甘地平0.05-0.1mg/kg po，即可显著改善动和被动回避性条件反射。尼莫地平所需剂量比脑复康（piracetam）、硝苯吡啶和长春胺（脑血管扩张剂）分别小60、10-200和1000-2000倍。我国和德国几乎同时将尼莫地平试用于早老性痴呆、血管性疾呆和其他类型痴呆。结果表明该药在认知障碍、操作、情感和社会行为等方面均有明显改善作用。我们在北医选择160名大学生作为志愿者，口服尼莫地平连续数周，未观察到尼莫地平对成年健康人有提高记忆功能的作用，从反面证明痴呆病人可能存在钙稳态失调，导致神经可塑性和认知功能减低。

　　松果体激素（melatonin， MT）：松果体激素又名褪黑激素，具有明显的切律性和昼低夜高的分泌特点。在人类生命周期中，于出生3个月后开始分泌，幼儿期达高峰，青春发育期后随年龄增长进行性下降，45岁时分泌量仅为幼儿期的1/2，80岁时降至极低水平。近20年的研究表明，松果体激素对有机体的影响非常广泛，尤其是作为一个强大的内源性自由基清除剂，具有显著的抗衰老及防治老年相关性痴呆病的作用。松果体激素作为一个内源性自由基清除剂具有哪些特点呢。

　　（1）它既可从食物中摄取，又可在身体内合成。

　　（2）它可清除·OH，H₂O₂，单线氧、氧化氮（NO）、过氧化亚硝酸阴离子(ONOO-)和过氧化硝酸(ONOOH)，一分子松果体激素可清除二分子羟基自由基及H₂O₂，还可通过基因调节，提高抗氧酶如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和谷胱甘肽还原酶。

　　（3）由于松果体激素属自杀性抗氧化剂，不参与氧化-还原循环，形成稳定的代谢产物即环状3-羟基-MT，仍有抗氧化活性，甚至强于母体化合物。

　　（4）松果体激素能够有效地抵御大多数自由基生成剂（氰化钾、铬、脂多糖、阿司匹林、消炎痛、百草枯、蛙皮缩胆囊素、α蔡异氰酰酸盐、乙醇、四氧嘧啶）和自由基生成过程（缺血-再灌、，过度运动等）以及大剂量化学致癌物黄樟醚和电离辐射造成大鼠DNA破坏及基因损伤等，松果体激素清除羟基自由基的能力谷胱甘肽的4倍，甘露醇的10倍，VitE的2倍。

　　（5）松果体激素具有脂溶性和水溶性，透过性强，易透过血脑屏障和分布在细胞、细胞浆和细胞核，其他自由基清除剂如VitE及VitC则不能分布在细胞所有部位，使其作用受到限制。

　　松果体激素（MT）已在临床用于治疗AD，例数几例或几十例，例数尚少。临床研究发现，AD病人脑脊液中有明显的MT缺失，MT补充治疗可改善AD病人的睡眠，延缓认知功能恶化，提高病人生命质量。

　　Halliwell和Aruoma等详述了抗氧化剂应用于中枢神经系统疾病的指导性意见，特别对以下几个问题应予认真考虑和回答：（1）明确抗氧剂的作用部位，它究竟系作用于脂质抑或DNA和/或蛋白质以及亚细胞结构；（2）抗氧剂可否通过血脑屏障；（3）药物使用浓度可否在体内到达作用靶点并起到保护作用；（4）如果药物是通过清除自由基发挥作用，那么其最后的抗氧物-自由基产物不会损害机体或者在疾病过程是否可能把抗愧疚剂转变前氧化剂；（5）抗氧剂对正常神经元及神经系统以外器官有无作用。

　　3.干扰Aβ形成和沉积的药物　　AD老年斑的核心成分是Aβ，它是由APP在加工修饰过程中经不同的剪切方式形成的39-43个氨基酸残基所组成，它被认为是AD发病的主要原因之一，根据有以下几点：（1）Aβ沉积也见于21号染色体为三倍体的Down’s综合征患者，且其表达量是正常水平的5倍。（2）迟发型AD的一个主要基因APOE4的等位体ε4与脑内Aβ沉积的增加相一致。（3）在早发型AD病人中最常见S182基因的缺乏，AD病人缺乏这种基因的细胞含有异常高的Aβ。（4）至少已发现APP基因有六种点突变。突变型的APP可出现新的切点，易为β分泌酶降解，并在γ分泌酶的配合下产生完整的Aβ，其Aβ分泌量可高于正常4-6倍。（5）Aβ不仅是老年斑的主要成分，也出现于神经纤维缠结晨，图1是根据Aβ的病理机制提出的治疗策略。

　　Aβ的前体APP含量减少，Aβ的生成也随之减少，为减少APP的生成，可用抗体封闭或反义技术——反义DNA、反义RNA、反义寡核苷酸来抑制与其互补的特异基因或其mRNA。

　　分泌酶中α-分泌酶酶切位点位于Aβ第16位赖氨酸和17位亮氨酸之间，该位点的肽键发生水解能阻止Aβ的形成，而β、γ-分泌酶酶解位点分别Met671-Asp672和39-43区段某一肽键上，故可产生Aβ。选择性地升高α-分泌酶或抑制β、γ-分泌酶的活性都能阻止Aβ的生成。

　　由于APP的裂解主要发生在内吞小体-溶酶体系经内进行，找到合适的溶酶体抑制剂将有助于防止Aβ的生成。

　　由于APP的裂解主要发生在内吞小体-溶酶体系统内进行，找到合适的溶酶体抑制剂将有助于防止Aβ的生成。

　　Aβ由可溶性变成可溶性直至聚集、沉积大致可分为三个过程：（1）核化阶段。（2）扩布聚集阶段。（3）老年斑。自由基和过氧化损伤参与了Aβ的核化和聚集过程、糖基化可使蛋白发生交联，增加对蛋白酶的抗性，降低其可溶性，因此，抗氧化、清除自由基、抗糖化可以减少Aβ的聚集、沉积。研究还证明，补体和激活的小胶质细胞也是老年斑的恒定成分，提示老年斑过程炎症参与，故抗炎药的应用也是治疗AD的种策略。

　　Aβ免疫接种；

　　Aβ在AD的神经病理改变中起中心作用，它是AD的特征病变之一—老年斑的主要成分，产生多方面神经毒性。

　　用人工合成的Aβ1-42免疫接种，观察对青年的，尚无明显AD样病变PDAPP鼠（转基因鼠）以及对老年已有明显AD样病变改变的PDAPP鼠的作用。结果表明，用Aβ1-42免疫接种大大减轻了PDAPP鼠的AD样病理改变，在青年鼠淀粉样斑块产生前接种基本上阻断了斑块的生成，老年鼠斑块已产生后的接种则可明显延迟已有病变的发展，并促进其消失。

　　结论：Aβ1-42免疫接种可产生抗Aβ1-42抗体，引起单核/小胶质细胞激活，从而清除了Aβ1-42。因此，免疫疗法可望成为AD的一种新的治疗方法。

　　Aβ免疫接种在美国已进入临床试用。

　　4.神经营养因子　　神经营养因子是在存在于哺乳动物体内的一种天然物质，具有促进神经元生长、分化、存活和修复损伤的作用；是突触可塑性的介导剂、修饰剂；已如前述，它还是纠正钙稳态失调、增强中枢胆碱系统功能的药物，已成为当前治疗神经退行性疾病包括老年痴呆的重要途径。已知，神经营养因子包括：成纤维细胞生长因子（bEGF）、神经生长因子（NGF）、脑源性神经营养因子（BDNF）、胰岛素生长因子-1（IGF-1）、转化生长因子-β（TGFβ）和NT-3、NT-4/5、NT-6等。值得指出的是，即使来自同一家族的神经营养因子如NGF，BDNF和NT-3等，各有其特异的作用靶点（神经元），因不同类型的神经元存在不同类型的trk受体，其信号传导途径也有所不同。

　　神经营养因子是一类亲水性的大分子，不能透过血脑屏障，这是影响神经营养因子发挥疗效的一个主要问题，但似可采取以下一些治疗策略来克服这一困难。

　　策略之一：通过与载体结合的前药和改进给药途径如采用程序性泵、微囊包裹的多聚体药物埋植导入中枢神经系统或把神经营养因子基因转移到中枢神经元。

　　策略这二：利用小分子药物促进体内神经营养因子的合成、释放和表达。研究证明，存在于神经元内的神经营养因子的表达是由这类特异性神经元的活动改变引起的。如类固醇和β-肾上腺素受体激动剂能调节神经营养因子的合成与释放。它对NGF的向上调节足以激动trk信号传导通路，因而对基底前脑胆碱神经元发挥神经营养作用。

　　策略之三：利用小分子介导经营养因子信号传导或模拟营养因子作用，特别是合成神经营养因子受体激动剂，使之兼有两种或多种神经营养因子的作用。此即所谓“下游”策略。

　　作者实验室研究证明，慢性应激、切除卵巢或注射Aβ（25-35）均可引起脑内神经营养因子表达下降，人参总皂甙或GRb1、GRg1等能使BDNF、NT-3的表达上调。

　　5.抗神经细胞凋亡剂　　神经退行性疾病如老年痴呆之所以出现大量神经元丢失，主要是由于接受内外环境的凋亡信号后，通过凋亡相关基因的表达而诱发细胞凋亡。故凡能除去凋亡激活信号或调节相关基因（抑制促凋亡基因或增加抗凋亡基因表达或二者兼而有之）的物质，都可能具有抗细胞凋亡作用。上述纠正钙稳态失调，抑制兴奋性氨基酸过度释放、清除自由基、保护线粒体功能免予损伤、改善能量代谢、抑制Aβ、PS-1的生以及神经营养因子、ICE抑制剂、CDK抑制剂等均有抗神经细胞凋亡的作用。其作用机制或是移去细胞凋亡信号或是阻止细胞凋亡的启动功在细胞凋亡的启动后能抑制其级联反应。鉴于老年痴呆病程长、病因多、发病机制复杂，神经细胞凋亡只是其中重要的病理改变之一。显然，一个药物既有抗神经细胞凋亡作用，又对其他病理改变或神经精神症状有改善作用，则更具有潜在的治疗价值。

　　研究表明，天然产物是天然抗神经细胞凋亡剂的重要来源。它们具有与化学合成药不同的一些特点，如作用机制的多靶点和低毒性。作者实验室发现，黄皮酰胺对撤血清、低钾条件的脑细胞凋亡有明显抑制作用，其主要的作用机制是加强胆碱系统功能对凋亡相关基因的调控。前者表现在乙酰胆碱合成的增加和对胆碱神经元的营养作用；后者表现在促进Bcl-2基因的表达和抑制c-myc及P₅₃基因的表达。研究表明，Bax导致的线粒体膜通透性改变是凋亡的启动因素，我们在Bax高表达的PC12细胞株已观察到，黄皮酰胺能提高线粒体膜电位和抑制6-OHDA引起的细胞凋亡。人参皂甙Rg1通过抑制胸内钙超载和谷氨酸的释放以及通过抑制NOS而减少NO的产生等机制，可逆转撤血清引起的脑皮层细胞的凋亡。人参皂甙Rb1对低糖、谷氨酸、糖皮层激素以及糖皮质激素与低糖或与谷氨酸合用所致的皮层细胞凋亡有显著抑制作用。来自中草药的一些天然抗氧剂如丹酚等也有较强的抗神经细胞凋亡作用。黄皮酰胺、人参皂甙Rg1、Rb1和丹酚酸还分别具有改善学习、记忆和增加脑血流量及改善能量代谢的作用。

　　6.干细胞治疗　　干细胞是一种未分化细胞，具有自我复制和分化成多种功能细胞的能力。根据分化潜能的大小，可分为三种：一是全能干细胞（totipotent stem cell），即受精卵。精子比一颗头针还要小我，卵子比米粒小得多（直径长为0.1mm），里边根本没有人体的踪影。二者结合成受精卵后，置于母亲的子宫里，经十月怀胎即可诞生一个新的生命。二是胚胎干细胞（pluripotent stem cell， embryonic stem cell），它可生成除胚盘外的所有机体组织细胞。三是多能干细胞（multipotent cell），它局限于器官的某些特定部位，如神经干细胞，血液干细胞等，它们能分化为所在组织的细胞。

　　神经干细胞不仅存在于胚胎神经系统，也存在于成年脑的某些部位，如海马、纹状体、视下核等处。现在，无论是胚胎神经干细胞或成体神经干细胞，都已成功分离，可在体外培养传代，再接种到脑内仍可存活和扩增。神经干细胞具有分化成神经细胞、星形胶细胞和少突胶质细胞的潜能，现已能利用某些生长因子或细胞因子使其定向分化成所需的功能细胞，如产生多巴胺或乙酰胆碱的神经细胞。神经干细胞虽能在体外培养、传代，但有一定限数，有些研究者将外源性癌基因导入神经干细胞中，建立了永生性的神经干细胞系，它的细胞周期不断循环往复，限止干细胞的分化，Woodbury等证实，大鼠及人的骨髓间质干细胞经体外培养传代后，在特定条件下可分化为神经元，这种特殊的现象称为多能干细胞的横向分化（transdifferentiation）。

　　采用神经干细胞治疗老年痴呆有以下几种途径或思路：

　　（1）从流产的人脑胚分离神经干细胞，经体外扩增后，接种到脑内使之继续复制、扩增。

　　（2）将来自人脑的神经干细胞进行培养，加入生长因子、细胞因子、维甲酸类化合物或促生长的天然成分定向分化为所需功能细胞以治疗神经退行性疾病。

　　（3）癌基因或长寿基因转染形成的永生性神经干细胞可为老年痴呆的基因治疗提供一个性能优越的载体。

　　（4）成体脑内不少部位存在神经干细胞，但处于静止状态，不进行扩增。可通过载体把某些生长因子带入中枢，诱发和促进内源性神经干细胞的增殖和分化。

好医生

2003.9.26