王思懿 李現(xiàn)想 劉宜周 杜 爽 葛 超 劉斯斯
河北北方學(xué)院藥學(xué)系,河北省神經(jīng)藥理學(xué)重點實驗室,張家口,075000,中國
阿爾茨海默癥(Alzheimer’s disease,AD)是一種普遍的神經(jīng)退行性疾病,它最早是由德國一位叫愛羅斯·阿爾茲海默的精神科醫(yī)生描述后以自己的名字命名的[1]。據(jù)近期調(diào)查顯示,2016 年有4 000 萬人患病,其中中國占25%,平均每年增長30 萬例,預(yù)計到21 世紀(jì)中葉中國會突破3 000 萬人[2]。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,這種病的病例多發(fā)于老年或者老年前期,85 歲以上發(fā)病率最高,農(nóng)村多于城市,北方多于南方,女性多于男性[3]。如今伴隨著全球老齡化速度的加快,AD 已經(jīng)成為第四位導(dǎo)致人類死亡的主要疾病,位于心臟病、癌癥、腦卒中之后[4],引起全球研究者的關(guān)注。
導(dǎo)致AD 的因素有很多都可以在我們生活中找到。首先,最根本和最主要的因素是年齡,年齡越大患病率越高,隨著年齡的增長,發(fā)病率也在增長。其次有遺傳因素,通過對于AD 患者家族基因的研究,發(fā)現(xiàn)了三個致病基因,即早老素1 基因、早老素2 基因和β淀粉樣前體蛋白基因[5]。此外,腦部缺血缺氧、腦部創(chuàng)傷、內(nèi)分泌失調(diào)以及中毒,個人文化程度不高,面臨很大壓力以及缺乏運動,微生物與微量元素的缺乏等可以導(dǎo)致AD的發(fā)生[6]。
AD 的病理特征表現(xiàn)為細(xì)胞外淀粉樣蛋白斑塊和細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)原纖維纏結(jié),還有在患者體內(nèi)大量減少膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶和乙酰膽堿與大量損失神經(jīng)元細(xì)胞等[7]。該疾病的發(fā)病機(jī)制尚不明確,目前只存在許多假說β淀粉樣蛋白(amyloid beta,Aβ)沉積假說,tau 蛋白過度磷酸化假說,金屬離子代謝假說,膽堿能假說等[8]。但是單獨一個假說都無法周全的解釋AD 的病理特征,目前主要認(rèn)為是多種因素共同發(fā)揮作用才導(dǎo)致了這種疾病的發(fā)生。
經(jīng)美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration,F(xiàn)DA)批準(zhǔn),治療AD 應(yīng)用于臨床的藥物僅有五種,分別是膽堿酯酶抑制劑(cholinesterase inhibitors,ChEIs):加蘭他敏(galantamine)、利斯的明(rivastigmine)、他克林(tacrine)、多奈哌齊(donepezil)和N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受體拮抗劑美金剛(memantine)[9]。由于阿爾茨海默癥的發(fā)病機(jī)制很復(fù)雜,這些藥物只能改善患者的臨床癥狀,不能從根本上解決。除了這幾種藥物還有其他藥物如以tau 和Aβ為靶點的藥物大部分處于臨床研究階段。
大腦中的一種神經(jīng)遞質(zhì)叫做乙酰膽堿(acetylcholine,ACh),它可以傳遞神經(jīng)沖動,它的含量下降被認(rèn)為與AD 有關(guān),在體內(nèi)的降解主要通過膽堿酯酶。膽堿能假說認(rèn)為AD 患者的臨床表現(xiàn)與膽堿能活性下降有關(guān),AD 患者的認(rèn)知功能相關(guān)區(qū)域,如海馬、頂葉等都存在膽堿酯酶活性下降和乙酰膽堿合成、釋放、攝取等下降的現(xiàn)象[11]。據(jù)研究顯示也表明了AD 患者膽堿能存在缺陷,包括大腦投射膽堿能基底皮質(zhì)的減少、基底核膽堿能細(xì)胞體丟失和和大腦中膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶活性下降,其中海馬區(qū)和大腦皮質(zhì)最為明顯[10]。所以,通過一定手段補(bǔ)充膽堿能的缺失,就能夠改善其認(rèn)知障礙。相應(yīng)的藥物有M 受體激動劑,N 受體激動劑,乙酰膽堿的合成前體和膽堿酯酶抑制劑等。臨床上最常用膽堿酯酶抑制劑來維持大腦內(nèi)乙酰膽堿的含量,它可以阻止乙酰膽堿酯酶發(fā)揮作用,使乙酰膽堿的水解減少,最終使突觸間乙酰膽堿含量提升,促進(jìn)神經(jīng)傳導(dǎo)的同時促進(jìn)神經(jīng)元的再生和發(fā)育,進(jìn)而改善患者的癥狀。此外,膽堿酯酶活性部位分為三部分,分別是起催化作用的“谷底”底部、固定底物和乙酰膽堿作用的外周陰離子位點和與芳香基底物結(jié)合時起著重要作用的疏水性區(qū)域[12]。
加蘭他敏,1995 年由保加利亞議公司研發(fā)并在奧地利獲得批準(zhǔn)上市的乙酰膽堿酯酶抑制劑,也是第二代可逆性競爭性抗膽堿酯酶藥[13]。它也是一種生物堿,從石蒜科植物中提取,可用于早期AD 患者。它以高效低毒的優(yōu)勢而存在,其中,大腦中乙酰膽堿含量的升高是其主要作用。加蘭他敏通過與乙酰膽堿搶奪結(jié)合乙酰膽堿酯酶的位點,提高乙酰膽堿的含量。所以在腦中乙酰膽堿含量不多的部位也就是患處,它就可以發(fā)揮優(yōu)勢,更多結(jié)合乙酰膽堿酯酶,升高突觸內(nèi)乙酰膽堿含量,使突觸后神經(jīng)元功能得到改善,最終使患者認(rèn)知功能得到恢復(fù)[14]。它的優(yōu)勢在于只針對于膽堿能嚴(yán)重缺陷的腦區(qū),膽堿能正常的區(qū)域沒有影響[15]。值得注意的是加蘭他敏是處方藥,必須由醫(yī)生根據(jù)病情開處方拿藥。它還有心動過緩、心力衰竭、食管穿孔、胃腸道出血、血小板減少等嚴(yán)重的不良反應(yīng)。
目前,臨床上常見的藥物制劑有氫溴酸加蘭他敏片(galanthamine hydrobromide tablets),白色片劑或薄膜衣片,除去包衣后顯白色,規(guī)格為4 mg 或8 mg,在使用過程中需要遮光密閉保存。它對于AD 患者的記憶、聯(lián)想以及人像回憶等能力均有提高,可改善患者腦器質(zhì)性病變引起的記憶障礙[16]。值得注意的是,對于心腦血管系統(tǒng),胃腸道系統(tǒng),神經(jīng)系統(tǒng)存在病變的患者慎用。根據(jù)中國藥典,藥品鑒別為:在含量測定項下記錄的色譜圖中,供試品溶液主峰的保留時間與對照品主峰的保留時間一致[17]。
利斯的明又名重酒石酸卡巴拉汀,是一種氨基甲酸類的膽堿酯酶抑制劑,也是第二代抗膽堿酯酶藥。目前,患者可以接觸到的劑型主要包括口服液、透皮貼劑和口服膠囊等。利斯的明可以用于治療輕、中、重度患者,改善患者的日常生活能力和認(rèn)知功能。據(jù)臨床研究顯示,它可以抑制膽堿酯酶的活性,尤其是在海馬區(qū)和皮層作用更加顯著,此外,還可以降低Aβ的聚集[18],并且其對于膽堿酯酶的抑制作用可長達(dá)24 小時,屬于長效抑制劑。AD 患者越早使用利斯的明,治療效果越明顯,還有利斯的明可以增加腦血流量,防止缺血性損傷[19],這對于合并血管危險因素的患者有好處。肝毒性不會發(fā)生在患者身上,原因在于此藥物不通過肝細(xì)胞色素p450 酶系代謝,但是也會不可避免出現(xiàn)惡心嘔吐等不良反應(yīng)。
市面上可以看到利斯的明透皮貼劑(rivastigmine transdermal patch),本品為圓形貼劑,背襯層為米色,規(guī)格有4.6 mg 和9.5 mg。此藥物應(yīng)由對于AD 有經(jīng)驗的醫(yī)生治療和監(jiān)測。當(dāng)然它也會有惡心嘔吐等不良反應(yīng)。為提高生物利用度,要把它貼于上背或下背、上臂或胸部的清潔、干燥、無毛、無破損的皮膚處,且不會被貼身衣服摩擦掉落,不要應(yīng)用于發(fā)炎、發(fā)紅和有傷口的皮膚,對于肝功能損害的患者,要進(jìn)行密切監(jiān)測[20]。
他克林又名四氫氨基吖啶,是經(jīng)過FDA 批準(zhǔn)上市的第一個治療AD 的藥物,也是第一代可逆性抗膽堿酯酶藥[21]。它的特點是脂溶性強(qiáng),可以透過血腦屏障,它不僅可以抑制降解乙酰膽堿的膽堿酯酶,提高乙酰膽堿的含量,還可以激動M 受體和N 受體從而增加患者認(rèn)知功能相關(guān)區(qū)域乙酰膽堿的釋放,同時提高葡萄糖在大腦的利用率,最終提高患者的認(rèn)知功能[22]。他克林治療AD 是從多個方面采取措施,多管齊下。但是它口服個體差異大,常見的不良反應(yīng)為惡心、嘔吐、腹瀉和肝毒性等,且女性不良反應(yīng)高于男性。因其嚴(yán)重的肝毒性,應(yīng)用受到限制[23]。據(jù)調(diào)查顯示,他克林半衰期比較短,而且食物會影響藥效,所以在飯前服藥,且一天四次。目前,科研工作者在保證其療效的基礎(chǔ)上為降低它的肝毒性,主要進(jìn)行研究和改造其衍生物。
多奈哌齊又名1-芐基-4-[(5,6-二甲氧基茚滿酮-2-基)甲基]哌啶,是1996 年衛(wèi)才公司研發(fā)上市的第二個抗AD 的藥物,也是第二代可逆性抗膽堿酯酶藥,屬于芐基哌啶類化合物[24]。它被批準(zhǔn)用于治療輕度至重度的AD,對改善患者認(rèn)識外界事物的能力、精神上的障礙以及日常生活中自己照顧自己的能力有很好的療效,已成為一線用藥。因其安全有效性較好,在美國已獲得公認(rèn)。其結(jié)構(gòu)中氮原子相鄰的芐基可以與膽堿脂酶結(jié)合成復(fù)合物而發(fā)揮作用,它在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的海馬回和皮質(zhì)中選擇性很高,并且對神經(jīng)元的保護(hù)作用也很強(qiáng)。據(jù)研究,多奈哌齊沒有明顯的外周膽堿能作用,副作用較小,因為它可以高選擇性的作用于乙酰膽堿酯酶,甚至是丁酰膽堿酯酶的1 250 倍[25]。而且多奈哌齊口服后吸收效果較好,與食物一同服用不影響它的藥效,沒有明顯肝臟毒性,有較長的半衰期,可以一日一次給藥。研究者通過分別給予患者他克林和多奈哌齊的臨床試驗,并對對照組和實驗組進(jìn)行簡易智力狀態(tài)檢查表(mini-mental state examiniation,MMSE)認(rèn)知功能評價,此表包括注意力、語言、即刻記憶等多個項目測試。最終得出結(jié)論對改善患者認(rèn)識外界環(huán)境的能力和提高患者生活質(zhì)量的能力,多奈哌齊較他克林效果更好,值得推廣[26]。當(dāng)然其也有嚴(yán)重的不良反應(yīng)如房室傳導(dǎo)阻滯、尖端扭轉(zhuǎn)型室性心動過速、心房顫動、心絞痛等。與其用藥它一樣需要遵循醫(yī)囑,哮喘或者是阻塞性肺病患者慎用。
現(xiàn)在市面上可以見到鹽酸多奈哌齊,其原料藥為類白色結(jié)晶性粉末或白色粉末,易溶于三氯甲烷,溶于水,微溶于乙醇[27]。不同制劑不同規(guī)格其療效存在差異,以片劑為例,它的規(guī)格分別有5 mg 和10 mg。此藥既可用于治療AD,又可以治療血管性癡呆。主要不良反應(yīng)為惡心、嘔吐、共濟(jì)失調(diào)、耳鳴等。對于藥物鑒別,鹽酸多奈哌齊比較廣泛,光譜、色譜和化學(xué)鑒別都可以實現(xiàn)。對于藥品的鑒別,以紅外吸收光譜為例,本品吸收圖譜應(yīng)與對照品吸收圖譜一致[28]。
石杉堿甲(huperzine A)是中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的可逆性膽堿酯酶抑制劑[29],很有藥用前途。它生物活性高分子小有較高的脂溶性可以透過血腦屏障,可以選擇性的抑制乙酰膽堿酯酶,從而提高突觸間隙的乙酰膽堿含量,進(jìn)而興奮神經(jīng)元的傳導(dǎo)[30]。此外,它也可以有效地刺激患者的記憶和學(xué)習(xí)的能力,經(jīng)過長時間的作用,可以顯著提高患者的認(rèn)知能力。動物實驗表明,石杉堿甲生物利用度很高,主要通過尿液形式排出體外。
可以查到得藥物制劑有石杉堿甲片(huperzine A tablets),白色片狀制劑,每片含藥物5 μg。需要在沒有光照且密閉的環(huán)境下,于陰涼干燥處保存。本品對于患者的記憶聯(lián)想和圖像回憶有提高的作用,對正常人的記憶能力也有增強(qiáng)的效果[31]。對于劑量大的患者可出現(xiàn)頭部眩暈、嘔吐、全身軟弱無力等。一般都可自行消失。對于藥品鑒別,在含量測定項下記錄的色譜圖中,供試品溶液主峰的保留時間應(yīng)與對照品溶液主峰保留時間一致[32]。
NMDA 受體,谷氨酸受體中化學(xué)結(jié)構(gòu)為離子型受體的一個亞型,它不僅在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程起很大的作用,如神經(jīng)元的生存和神經(jīng)元樹突的調(diào)整,軸突結(jié)構(gòu)發(fā)育以及參與突觸可塑性的形成等,而且在形成神經(jīng)元回路中也扮演重要的角色[33]。已知由谷氨酸介導(dǎo)的興奮性毒性會引起鈣超載和線粒體功能障礙現(xiàn)象,最終一氧化碳的含量升高,可能對細(xì)胞不利,可能在細(xì)胞內(nèi)形成高濃度的氧化劑,導(dǎo)致神經(jīng)元的凋亡,同時提高正常背景噪音,導(dǎo)致學(xué)習(xí)記憶形成受阻,最終誘發(fā)AD[34]。NMDA 受體拮抗劑可以阻斷這種異常神經(jīng)傳導(dǎo)和減緩記憶損傷,從而有效地預(yù)防神經(jīng)損傷和學(xué)習(xí)能力的下降。
美金剛(memantine)是在目前市面上可以買到的唯一NMDA 受體拮抗劑,也是被FDA 批準(zhǔn)的治療中、重度AD 的第一種藥物。美金剛是神經(jīng)保護(hù)類藥物,以其良好的安全性和耐受性著名,主要用于中、重度的患者,尤其是對于功能損害更為嚴(yán)重的患者,治療效果較好[35]。其機(jī)制與阻斷由于病理原因致使谷氨酸濃度升高而導(dǎo)致的神經(jīng)元損傷有關(guān)[36],從而改善患者的病癥和提高其認(rèn)知功能。盡管美金剛為當(dāng)前治療中、重度阿爾茨海默癥的首選藥物[37],但其也無法扭轉(zhuǎn)疾病的進(jìn)程,同為對癥下藥,僅改善患者的生存質(zhì)量。美金剛也是處方藥,醫(yī)生根據(jù)患者的病情開處方后,患者方可拿藥,不良反應(yīng)主要包括癲癇、高血壓、心動過速、抑郁、失眠等[38]。對于中、重度的AD 患者,美金剛可以與膽堿酯酶抑制劑合用,比單用對于癡呆癥和認(rèn)知功能障礙的患者的整體療效好,其中,美金剛和多奈哌齊的復(fù)方制劑已用于治療AD[39]。
在市面上可以找到鹽酸美金剛片,它為薄膜衣片,去除包衣后呈白色或者類白色,規(guī)格為10 mg??煽崭故秤没蛘吲c食物同服,對于腎功能不全者要酌情考慮,癲癇患者或有警覺病史的患者慎用。其常見不良反應(yīng)有頭暈、頭痛、便秘和高血壓[40]。
綜上所述,AD 起病隱匿,發(fā)展進(jìn)程快,發(fā)病機(jī)制尚不明確?,F(xiàn)有治療藥物只能其改善其病癥或者延緩疾病進(jìn)程,不能從根本上扭轉(zhuǎn)病情或者治愈。所以采取新的治療方案成為治療AD 的研究熱點,該疾病領(lǐng)域藥物設(shè)計和藥效團(tuán)研究仍十分匱乏,新治療藥物的出現(xiàn),也將有助于闡明AD 發(fā)病機(jī)制。