黃蒙，王欽文，陳慧敏

膽堿酯酶抑制劑在阿爾茨海默病中的治療研究

黃蒙，王欽文，陳慧敏

阿爾茨海默?。ˋ lzheimer's disease，AD)是臨床上最常見(jiàn)的癡呆類型，已經(jīng)影響到6%年齡超過(guò)65的老人，給家庭及社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成重大負(fù)擔(dān)。膽堿酯酶抑制劑（ChEIs）自臨床應(yīng)用以來(lái)，明顯改善AD患者的認(rèn)知功能障礙，但均只能延緩AD的進(jìn)展，無(wú)法阻止病程的進(jìn)展，因此合成具有多靶點(diǎn)作用的新型ChEIs成為開(kāi)發(fā)治療AD的熱點(diǎn)。本文主要針對(duì)ChEIs在AD臨床中的應(yīng)用及基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 中樞膽堿能系統(tǒng)在AD中的變化

中樞膽堿能系統(tǒng)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的重要組成部分，乙酰膽堿（ACh）是中樞膽堿能神經(jīng)元合成和分泌的重要神經(jīng)遞質(zhì)，特異性地作用于各類膽堿能受體，對(duì)調(diào)節(jié)突觸可塑性、學(xué)習(xí)記憶功能等具有重要作用。因此，當(dāng)神經(jīng)遞質(zhì)合成、釋放及攝取等代謝功能發(fā)生障礙或膽堿能受體及受體后信號(hào)傳導(dǎo)遭到破壞時(shí)，可引起學(xué)習(xí)記憶功能減退。在AD患者的基底前腦可見(jiàn)廣泛的膽堿能神經(jīng)元缺失。乙酰膽堿酯酶（AChE）活性是影響ACh代謝的關(guān)鍵因素，但AChE含量與AD患者癡呆程度并非呈正比例相關(guān)。AD患者腦脊液中的AChE活性及尸檢發(fā)現(xiàn)的AChE水平較正常人低[1]，但AD患者腦中老年斑內(nèi)及其周圍的AChE活性明顯升高，AChE能與老年斑的核心成分-淀粉樣蛋白（A）結(jié)合形成復(fù)合物[2]，進(jìn)而對(duì)神經(jīng)元產(chǎn)生更大的毒性。丁酰膽堿酯酶（BuChE)是一種絲氨酸水解酶，與AChE有55%的序列同源性，能催化包括ACh在內(nèi)的膽堿的水解。盡管BuChE主要分布在外周系統(tǒng)，但隨著AD病程進(jìn)展，腦內(nèi)的AChE含量降至正常濃度的10%～15%時(shí)，腦內(nèi)（尤其是海馬和顳葉皮層）的BuChE含量卻保持不變甚至升高[3]，提示BuChE在AD患者中對(duì)ACh的水解具有代償作用。另外，AD疾病早期可見(jiàn)煙堿型膽堿能受體（nAChRs)缺失，在AD中最易發(fā)生變性壞死的神經(jīng)元常有nAChRs高表達(dá)，這些受體能夠促進(jìn)A聚集，形成老年斑。

2 ChEIs治療AD的其他機(jī)制

根據(jù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及臨床使用的ChEIs的研究表明，ChEIs除能抑制膽堿酯酶以外，還通過(guò)其他各種機(jī)制發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用，進(jìn)而表現(xiàn)出多靶點(diǎn)作用。

2.1 同時(shí)抑制BuChE和AChE Perry等[3]發(fā)現(xiàn)隨著AD的進(jìn)展，患者腦中BuChE的表達(dá)量會(huì)代償性增高，促進(jìn)ACh的水解作用，且研究發(fā)現(xiàn)他克林還能抑制BuChE，對(duì)神經(jīng)元表現(xiàn)出保護(hù)作用。另外，在電生理實(shí)驗(yàn)中抑制BuChE能改善大鼠海馬長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)作用[4]。此

后，研究人員發(fā)現(xiàn)抑制AChE和BuChE的藥物能提高AD治療效果，且減少BuChE的外周不良反應(yīng)。

2.2 抑制A AD的典型病理特點(diǎn)包括A沉積為核心的老年斑，現(xiàn)普遍認(rèn)為A的神經(jīng)毒性在AD病程中至關(guān)重要。AChE的結(jié)構(gòu)包括膽堿酯酶催化位點(diǎn)（CAS)和外周陰離子結(jié)合位點(diǎn)（PAS)，CAS是AChE發(fā)揮膽堿水解作用的位點(diǎn)，而PAS通常是毒性物質(zhì)結(jié)合靶點(diǎn)，并因此成為潛在的藥物治療靶點(diǎn)。AChE可能以“分子伴侶”的形式參與A沉積，通過(guò)PAS與A結(jié)合形成穩(wěn)定的AChEA復(fù)合物，促進(jìn)A沉積和纖維化[2]，使海馬神經(jīng)元內(nèi)Ca2+內(nèi)流增加、線粒體功能紊亂[5]，進(jìn)而導(dǎo)致膽堿能神經(jīng)元損害。因此，同時(shí)抑制AChE雙結(jié)合位點(diǎn)的ChEIs可通過(guò)潛在地抑制A聚集對(duì)AD的治療發(fā)揮更大潛能。

2.3 抑制炎癥反應(yīng)炎癥發(fā)應(yīng)是AD病程中引起細(xì)胞死亡的關(guān)鍵因素之一。流行病學(xué)研究顯示非甾體抗炎藥對(duì)AD有保護(hù)作用，但隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其并不足以對(duì)AD發(fā)揮治療作用。因此，AD病程中的炎癥反應(yīng)可能與A聚集和膽堿能功能紊亂相關(guān)。在小膠質(zhì)細(xì)胞培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)ACh可延緩促炎性細(xì)胞因子的釋放[6]。研究發(fā)現(xiàn)他克林能延緩過(guò)氧化氫所致的凋亡作用、減少活性氧簇（ROS)的產(chǎn)生及直接抑制A所誘導(dǎo)的氧化損傷。以上研究提示，ChEIs通過(guò)阻斷毒性自由基的產(chǎn)生、抑制A的毒性及延緩促炎性細(xì)胞因子的釋放等對(duì)炎癥反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用。

2.4 調(diào)節(jié)nAChRs在大鼠皮質(zhì)神經(jīng)元培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)，加入ChEIs后能上調(diào)nAChRs表達(dá)，進(jìn)而更好地保護(hù)神經(jīng)元，提示ChEIs的某些配體可能對(duì)nAChRs具有調(diào)節(jié)作用[7]。ChEIs還能保護(hù)培養(yǎng)的神經(jīng)母瘤細(xì)胞免遭A毒性作用[8]。ChEIs可能通過(guò)調(diào)節(jié)nAChRs或PI3K-AKT信號(hào)通路抑制A或興奮性谷氨酸所致的神經(jīng)元毒性作用[9]。

3 ChEIs治療的研究

目前臨床上治療AD的一線藥物主要是AChEIs，已通過(guò)美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市用于治療AD的主要有他克林、多奈哌齊、利斯的明和加蘭他敏。另外，一些新型合成的多靶點(diǎn)作用的ChEIs在基礎(chǔ)研究中對(duì)AD治療取得一定效果。

3.1 他克林是一種非選擇性可逆性ChEI，能夠作用于AChE和BuChE，是FDA最早批準(zhǔn)用于臨床治療輕、中度AD的藥物，它的療效已經(jīng)獲得肯定。但由于其嚴(yán)重的肝臟毒性和其他胃腸道不良反應(yīng)，國(guó)內(nèi)目前已停止使用。

3.2 多奈哌齊主要以六氫吡啶為基本結(jié)構(gòu)，是一種高度選擇性的、可逆的、非競(jìng)爭(zhēng)性的ChEI。該藥口服吸收良好，半衰期約70h，不良反應(yīng)較少，與劑量相關(guān)，減藥或停藥后可消失。臨床實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)5mg/d和10mg/d的多奈哌齊療效均佳，藥效通常在第12周隨訪時(shí)開(kāi)始明顯發(fā)揮，并維持到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，但10mg/d的多奈哌齊療效更強(qiáng)，常被用來(lái)治療輕、中度AD[10]。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，多奈哌齊能改善中、重度AD患者癥狀，相比較于10mg/d的多奈哌齊，23mg/d的多奈哌齊緩釋片能避免藥物濃度突然達(dá)到高峰，且具有更好的療效[11]。2010年7月，F(xiàn)DA已批準(zhǔn)23mg/片的緩釋片用于治療中、重度AD。

3.3 利斯的明是毒扁豆堿的氨基甲酸衍生物，能可逆性地抑制BuChE和AChE，是一種“假不可逆性”的ChEI。本藥吸收迅速，基本能全部被吸收，1 h內(nèi)達(dá)到峰濃度值。與食物同服會(huì)延緩藥物的吸收，但吸收相對(duì)數(shù)量增多，表現(xiàn)為峰濃度值(Cmax)下降30%，時(shí)間曲線下面積(AUC)增加30%。該藥半衰期較短，1～2 h，經(jīng)酶水解后能使中樞AChE和BuChE失活時(shí)間達(dá)到8.5和3.5 h，從而維持藥物持續(xù)時(shí)間。本藥主要經(jīng)腎代謝，有較好的安全性，較少發(fā)生嚴(yán)重的不良反應(yīng)，無(wú)心、肝、腎等毒性，可長(zhǎng)期服用。但該藥加量需緩慢，可增加患者耐藥性，同時(shí)減少不良反應(yīng)。透皮貼劑也已用于治療輕、中度AD患者，具有更好的耐藥性及依從性。相比較膠囊制劑，同等劑量的透皮貼劑的Cmax下降30%，達(dá)峰時(shí)間(tmax)持續(xù)8 h，能降低血藥物濃度波峰與波谷之間的差距，還對(duì)AD患者語(yǔ)言表達(dá)能力具有較好改善作用。

3.4 加蘭他敏屬于叔胺基生物堿，是一種特異性、競(jìng)爭(zhēng)性、快速可逆性的ChEI，能選擇性抑制腦內(nèi)AChE，還能變構(gòu)調(diào)節(jié)突觸前膽堿受體潛在地促進(jìn)膽堿遞質(zhì)傳遞。該藥吸收迅速、完全，皮下注射與口服吸收的生物利用度基本相似，接近100%。該藥半衰期為6～8 h，單次10mg的加蘭他敏與食物同服后，藥物吸收總量不變，但tmax會(huì)延長(zhǎng)1.5h，Cmax會(huì)減少25%。每天口服24 mg速釋或緩釋制劑的加蘭他敏后，兩者的AUC和最小血漿濃度基本相似，說(shuō)明兩者制劑具有生物等效性，不過(guò)緩釋制劑的吸收速度相對(duì)延緩，Cmax下降25%。本藥主要經(jīng)肝、腎代謝，但目前尚未發(fā)現(xiàn)肝、腎毒性。輕度肝功能損害的AD患者服用本藥物后對(duì)藥物清除率無(wú)明顯影響，但中度肝功能損害的AD患者藥物清除率下降23%，因此中度肝功能損害的AD患者應(yīng)謹(jǐn)慎加藥，而重度肝功能損害的患者不推薦用此藥。該藥不良反應(yīng)發(fā)生率低，程度輕，減藥可適應(yīng)，停藥可消失。研究發(fā)現(xiàn)輕、中度AD患者服用本藥6個(gè)月后，其認(rèn)知功能和日常生活能力有所獲益[12]；服用2年后，患者致死率減少，且其認(rèn)知功能和日常生活能力下降速度有所延緩[13]；服用7年后，認(rèn)知功能下降速度明顯延緩，但中途放棄本藥治療的患者，其認(rèn)知功能進(jìn)行性下降的速度與未接受藥物治療患者的差不多。因此，本藥對(duì)AD的長(zhǎng)期治療有一定意義[14]。

3.5 新型合成的多靶點(diǎn)作用的ChEI

目前新合成的ChEI來(lái)源很廣。他克林在臨床上療效顯著，得到肯定，因此，主要介紹由他克林通過(guò)化學(xué)基團(tuán)合成的二聚型ChEIs：B7C和B3C。它們能迅速通過(guò)血腦屏障，具有較少不良反應(yīng)，且能同時(shí)作用于AChE、NMDA受體及GABAA受體[15]。在APP轉(zhuǎn)基因小鼠神經(jīng)元培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)，B7C能減少A的數(shù)量，并能抑制AChE誘導(dǎo)的A聚集[16]。研究發(fā)現(xiàn)B3C能夠改善東莨菪堿誘導(dǎo)的AD動(dòng)物的認(rèn)知功能[17]。臨床上用于治療中、重度AD的美金剛是一種非競(jìng)爭(zhēng)性NMDA受體拮抗劑，而B(niǎo)7C和B3C都能夠通過(guò)阻斷NMDA受體抑制谷氨酸興奮所致的神經(jīng)毒性，但B3C比B7C

表現(xiàn)出與NMDA受體更具有適當(dāng)?shù)挠H和力且快速解離的特點(diǎn)[18]。以上提示B7C和B3C的多靶點(diǎn)作用使其可能成為潛在的治療AD的藥物。

ChEI目前仍是治療AD的主要藥物，在臨床上發(fā)現(xiàn)，某種ChEI治療效果不明顯時(shí)換用另一種ChEI能表現(xiàn)出一定的效果。由于AD發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，多種因素參與其中，多靶點(diǎn)作用的ChEI也許會(huì)為AD的預(yù)防、治療提供可能。

[1]Johansson P,A lmqvistEG,Johansson JO, etal.Cerebrospinal fluid(CSF)25-hydroxyvitamin D concentration and CSFacetylcholinesteraseactivityarereduced inpatients with Alzheimer's disease[J].PLoS One,2013,8(11):e81989.

[2]InestrosaNC,DinamarcaMC,Alvarez A. Amyloid-cholinesterase interactions.Implications forA lzheimer'sdisease[J].FEBS J,2008,275(4):625-632.

[3]Perry EK,Perry RH,B lessed G,et al. Changesin brain cholinesterases in senile dementiaof A lzheimer type[J].Neuropathol ApplNeurobiol,1978,4(4):273-277.

[4]GreigNH,UtsukiT,Ingram DK,etal.Selectivebutyrylcholinesteraseinhibitionelevatesbrainacety lcholine,augments learning and lowers A lzheimer beta-amy loid peptide in rodent[J].Proc NatlA cad SciU S A,2005,102(47):17213-17218.

[5]DinamarcaMC,Sagal JP,QuintanillaRA, et al.Amyloid-beta-Acetylcholinesterase complexes potentiate neurodegenerative changesinduced by the Abeta peptide.Im plications for the pathogenesis of Alzheimer'sdisease[J].MolNeurodegener,2010,5:4.

[6]Shytle RD,M ori T,Townsend K,et al. Cholinergicmodulation ofm icroglialacti vation by alpha 7 nicotinic receptors[J].J Neurochem,2004,89(2):337-343.

[7]Kume T,Sugimoto M,Takada Y,etal. Up-regulation of nicotinic acetylcholine receptorsby central-type acetylcholinesterase inhibitorsin ratcorticalneurons[J]. Eur JPharmacol,2005,527(1/3):77-85.

[8]Coyle JT,GeertsH,SorraK,etal.Beyond in vitro data:a review of in vivo evidence regarding the allosteric potentiating effect of galantam ine on nicotinic acetylcholine receptorsin Alzheimer'sneuropathology[J]. JA lzheimers Dis,2007,11(4):491-507.

[9]Takada-TakatoriY,KumeT,SugimotoM, et al.Acetylcholinesterase inhibitors used in treatment of Alzheimer's disease prevent glutamate neurotoxicity via nicotinic acetylcholinereceptorsandphosphatidylinositol 3-kinase cascade[J].Neuropharmacology,2006,51(3):474-486.

[10]Rogers SL,Farlow MR,Doody RS,etal. A 24-week,double-blind,placebo-controlled trial of donepezil in patientswith A lzheim er's disease.Donepezil Study Group[J].Neurology,1998,50(1):136-145.

[11]Farlow MR,Salloway S,Tariot PN,etal. Effectivenessand tolerability ofhigh-dose (23mg/d)versus standard-dose(10mg/d) donepezil inmoderate to severe Alzheimer's disease:A 24-week,randomized, double-blind study[J].Clin Ther,2010, 32(7):1234-1251.

[12]Raskind MA,Peskind ER,Wessel T,etal. Galantam ine in AD:A 6-m onth random ized,placebo-controlled trialwith a6-month extension.The Galantam ine USA-1 Study Group[J].Neurology,2000,54(12):2261-2268.

[13]Hager K,Basem an AS,Nye JS,et al.Effects ofgalantam ine in a2-year,randomized,placebo-controlled study in Alzheimer's disease[J].Neuropsychiatr Dis Treat,2014,10:391-401.

[14]Kavanagh S,Van Baelen B,Schauble B. Long-term effectsof galantam ineon cognitive function in A lzheimer's disease:a large-scale international retrospectivestudy[J].JAlzheimersDis,2011,27(3):521-530.

[15]LiW,PiR,Chan HH,etal.Novel dimeric acetyl cholines terase in hibitor bis7-tacrine,butnotd onepezil,preven tsglutama teinduced neuronal apoptosis by blocking N-methyl-D-aspartate receptors[J].JBiol Chem,2005,280(18):18179-18188.

[16]Fu H,LiW,Luo J,etal.Prom ising anti-A lzheimer's dimer bis(7)-tacrine reduces beta-amy loid generationby directly inhibiting BACE-1 activity[J].Biochem BiophysResCommun,2008,366(3):631-636.

[17]Han RW,Zhang RS,Chang M,etal.Reversalof scopolamine-induced spatialand recognition memory deficits in mice by novelmultifunctional dimers bis-cognitins[J].Brain Res,2012,1470():59-68.

[18]Luo J,LiW,Zhao Y,etal.Pathologically activated neuroprotection via uncompetitiveblockadeofN-methyl-D-aspartate receptors with fastoff-rate by novelmulti functional dimer bis(propyl)-cognitin[J]. JBiolChem,2010,285(26):19947-19958.

10.3969/j.issn.1671-0800.2014.06.081

R743

C

1671-0800(2014)06-0779-03

315211 寧波，寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院（黃蒙、王欽文）；寧波市第二醫(yī)院（陳慧敏）

陳慧敏，Email:chenzhang1022@163.com