Aβ 的形成:Aβ 由 淀粉样前体蛋白(APP)产生,APP 的加工有淀粉样生成和非淀粉样生成两条途径。在正常健康状态下,APP 主要通过非淀粉样生成途径进行加工,维持 Aβ 产生和清除的平衡 。但在病理状态下,淀粉样生成途径占主导,导致 Aβ 在大脑中积累。APP 先被 β- 分泌酶切割产生 C99 片段,C99 再被 γ- 分泌酶切割,生成不同长度的 Aβ 肽,其中 Aβ40 和 Aβ42 是在 AD 研究中最受关注的形式(图 1:APP 加工和 Aβ 肽形成的概述,展示两条加工途径的具体过程,让读者清晰了解 Aβ 的产生机制)。
tau 蛋白的过度磷酸化:tau 蛋白是神经元中主要的微管相关蛋白,其正常功能是维持微管的结构和组装 。在 AD 患者中,tau 蛋白发生过度磷酸化,形成 NFTs。过度磷酸化的 tau 蛋白不仅失去了维持微管稳定的功能,还会破坏微管结构,影响细胞内物质运输,并且与其他神经退行性疾病也有关联(图 2:tau 蛋白的过度磷酸化,展示正常和患病状态下 tau 蛋白的差异,帮助读者理解其在 AD 中的病理作用)。
相关基因:AD 可分为早发性阿尔茨海默病(EOAD)和晚发性阿尔茨海默病(LOAD) 。APP、PSEN1 和 PSEN2 基因与 EOAD 相关,而 APOE 基因与 LOAD 相关。APP 基因的突变会导致 Aβ 生成增加,如瑞典突变和伦敦突变等;PSEN1 和 PSEN2 基因的突变会影响 γ- 分泌酶的功能,进而改变 Aβ 的产生和代谢 。APOE 基因的 ε4 等位基因是 AD 的重要风险因素,它与 Aβ 沉积、tau 蛋白过度磷酸化以及更早的发病年龄相关;而 ε2 等位基因则具有一定的保护作用(表 1:AD 相关基因突变概述,列举各基因的突变类型及其影响,方便读者查阅和对比)。
易感基因:全基因组关联研究(GWAS)发现了多个与 AD 易感性相关的基因,如 CLU、CD33、BIN1 等 。这些基因在 AD 的发病过程中发挥着不同的作用,例如 CLU 基因编码的伴侣蛋白 CLU 参与神经退行性变和缺氧缺血性神经元死亡过程,其表达水平与 AD 的发生和发展有关(表 2:与 AD 风险相关的新型多态性,展示各易感基因的多态性及相关描述,帮助读者了解这些基因与 AD 风险的关联)。
脑脊液(CSF)生物标志物:CSF 中的生物标志物能反映大脑的病理变化,对 AD 的诊断和预后评估具有重要意义。Aβ42在 AD 患者的 CSF 中水平下降,因为它会沉积并积累形成大脑中的斑块;Aβ40水平通常无明显变化;Aβ42/Aβ40比值在 AD 患者中较低,可用于辅助诊断 。总 tau(t-tau)是神经元损伤的标志物,在 AD 患者的 CSF 中水平较高;磷酸化 tau(p-tau)181、p-tau 217 和 p-tau 231是 AD 的重要诊断生物标志物,在疾病的临床前期就会升高,且 p-tau 217 在检测临床前期 AD 时可能比 p-tau 181 更有效(表 3:CSF 生物标志物概述,汇总各种 CSF 生物标志物的变化趋势和作用,方便读者查看)。此外,β- 位点 APP 切割酶 1(BACE1)在 AD 患者的 CSF 中水平升高,与 Aβ 的产生相关;神经丝轻链(NF-L)、视锥蛋白样蛋白 1(VILIP-1)、神经颗粒素、突触小泡相关蛋白 25(SNAP-25)和突触结合蛋白等也可在 CSF 中检测到,它们分别与神经元损伤、突触功能障碍等有关,但这些标志物的特异性还需要进一步研究。
血液生物标志物:血液生物标志物具有取材方便的优势,近年来受到广泛研究 。血液中的Aβ42水平在 AD 患者中下降,Aβ40水平升高,Aβ42/Aβ40比值降低,这些指标可用于预测大脑中的淀粉样蛋白水平 。t-tau和p-tau 181、p-tau 217、p-tau 231在 AD 患者的血浆中水平升高,其中 p-tau 217 在区分临床前期 AD 和其他阶段时表现出较高的准确性(表 4:血清 / 血浆生物标志物概述,展示血液中各类生物标志物的变化情况和临床意义)。此外,脑源性神经营养因子(BDNF)在 AD 患者血清中的水平在疾病早期可能升高,随着病情进展而下降,其水平变化与神经元凋亡、Aβ 聚集等过程相关,具有作为早期诊断标志物和治疗靶点的潜力 。
尿液生物标志物:尿液中的生物标志物检测具有非侵入性的优点 。研究发现,AD 患者尿液中的甲醛和甲酸水平升高,甲醛可能参与 Aβ 单体的交联形成有毒的寡聚体,甲酸是甲醛的代谢产物,其水平变化与 AD 的认知功能障碍相关 。阿尔茨海默病相关神经元丝蛋白(AD7c-NTP)在 AD 患者的大脑中过度表达,尿液中其水平与 AD 的严重程度呈正相关,可作为早期诊断的标志物 。此外,尿液中的脂质过氧化化合物水平在 AD 患者中也较高,但还需要更多研究来确定其特异性(表 5:尿液生物标志物概述,呈现尿液生物标志物的特点和临床价值)。
唾液生物标志物:唾液与神经系统存在联系,可作为检测 AD 生物标志物的潜在来源 。目前研究发现,AD 患者唾液中的Aβ42水平较高,Aβ40水平无明显变化,但关于Aβ42/Aβ40比值的研究较少 。p-tau、t-tau和p-tau/t-tau比值在 AD 患者中可能升高,但由于 tau 蛋白会被唾液腺分泌,结果存在不一致性 。此外,唾液中的乙酰胆碱酯酶、乳铁蛋白等也与 AD 有关,乳铁蛋白可能具有作为早期 AD 检测标志物的潜力。
饮食的影响:饮食对 AD 的发生和发展有一定影响 。地中海饮食富含蔬菜、水果、坚果等,含有大量的 ω- 脂肪酸、多酚和抗氧化剂,具有神经保护作用,可降低 Aβ 斑块和神经原纤维缠结的水平,维持认知功能 。饮食干预停止高血压(DASH)饮食以及结合地中海和 DASH 饮食的 MIND 饮食,都与更好的认知功能、降低认知下降风险和减少 AD 发生风险相关(表 7:阿尔茨海默病的饮食概述,详细介绍各种饮食的特点和对 AD 的影响)。此外,一些营养素和补充剂也可能对 AD 有影响。例如,维生素 B1 缺乏会影响 Aβ 代谢,增加斑块形成;维生素 B3(烟酸)摄入与认知能力下降风险降低有关;维生素 D 缺乏与 AD 的发生相关,补充维生素 D 可能改善 AD 症状 。其他如维生素 K、磷脂酰丝氨酸、多不饱和脂肪酸等也在 AD 的预防和治疗中显示出一定的潜力(表 9:补充剂和生活方式因素在确定 AD 风险中的作用详细概述,列举各类补充剂对 AD 的具体影响)。
运动的作用:适度的身体活动对 AD 具有积极影响 。它可以增强免疫系统,减少炎症反应,改善脑血管功能和内皮功能,促进神经发生和细胞间通讯,有助于延缓细胞凋亡,还能改善突触可塑性和减少氧化应激 。例如,有氧运动可以提高老年人和临床前期 AD、轻度认知障碍(MCI)患者的脑血流量和逻辑记忆能力(表 8:身体活动影响阿尔茨海默病的病理生理途径,阐述运动对 AD 相关病理生理过程的具体作用机制)。
其他生活因素:除了饮食和运动,其他生活因素也与 AD 风险相关 。肥胖与 AD 的关系较为复杂,中年肥胖可能使 AD 风险增加 60% 。高血压可能导致血脑屏障完整性降低,引发蛋白质渗出和细胞损伤,增加 AD 风险,但也有研究认为高血压可能是对脑灌注不足的一种保护性反应 。吸烟与 AD 的关系存在争议,观察性研究表明当前吸烟习惯与 AD、认知能力下降和痴呆风险增加有关,但具体影响程度还需进一步研究。
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在药品生产企业的洁净区域,送风量(换气次数)旨在移除区域内的尘埃粒子以及湿、热负荷,而维持房间之间的必要压差则是为了预防污染的发生。因此,对于药品生产而言,送风量和压差的控制至关重要。本文将探讨其基本原理和控制策略,以便在开发和验证过程中,确保系统的可靠性,将风险降至最低。
作者:钱杨华
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