神奇的促智藥——石杉堿甲

本刊記者：楊　昆

▲ 治療早老性癡呆效果優(yōu)于國際同類藥物

▲ 小規(guī)模研究有增進青春期學(xué)生記憶力效果

▲ 作為第三代保健品在美國各大超市廣泛出售

▲中國科學(xué)院上海藥物研究所驚世力作

“你是誰呀？”明明是天天相見的親朋好友，卻無法相認；“回家該往哪里走呢？”剛剛出門不久，就忘記了回家的路。老年人在記憶上出現(xiàn)明顯的健忘，或者在行為上有一些明顯的錯亂，按傳統(tǒng)的習(xí)慣，人們一般都認為這是老人家“老糊涂”了，并不把這些變化看成是一種病，更不會將老人家送入醫(yī)院治療。過去，在我國是這種看法，在世界上任何國家和地區(qū)的人們也都有相似認識。

阿爾采末引出一個世紀頑癥

1906年，德國一位神經(jīng)病理學(xué)家阿洛依斯·阿爾采末(Alois Alzheimer)在一次醫(yī)學(xué)會議上第一次報告了這樣一位女病人：病人在51歲開始出現(xiàn)對丈夫的嫉妒妄想，并逐漸產(chǎn)生健忘癥狀。開始時，醫(yī)生給她看一樣?xùn)|西，她能講出正確名稱來，但后來，她慢慢地就忘掉了這樣?xùn)|西。閱讀一本書，她會無緣無故地跳過一些句子，或者會把一個德文單詞的字母逐個地拼讀出來；書寫時，她會反復(fù)地書寫一個音節(jié)而完全忽略其他音節(jié)；說話時，她常常語無倫次，內(nèi)容似是而非，或者把牛奶瓶說成是茶杯，等等?？傊?，女病人的智力明顯下降，有時說話間會突然停下，一言不發(fā)，不能理解人們向她提出的任何問題。

女病人最后因重度癡呆并發(fā)癱瘓，55歲時死亡。阿爾采末在解剖了她的大腦后發(fā)現(xiàn)，其大腦腦組織明顯萎縮，腦血管壁變厚變硬，血管管腔變小變窄。將腦組織切成薄片，在顯微鏡下觀察，可看到腦細胞周圍聚集有老年斑,細胞內(nèi)充滿一種細絲（醫(yī)學(xué)上叫做“神經(jīng)原纖維纏結(jié)”）的特殊病理變化：神經(jīng)原纖維增多并變粗，有許多已排列成束狀，或者相互纏結(jié)在一起。這種變化數(shù)量很多，有時甚至占據(jù)了整個細胞的空間，把細胞核和細胞漿都破壞了。在大腦皮質(zhì)的淺層細胞內(nèi)尤為明顯，有的細胞甚至完全消失。

多年后，隨著類似病例的出現(xiàn)，醫(yī)學(xué)上才逐漸認識到這是一種疾病，為紀念首例發(fā)現(xiàn)者,人們專門把它叫做“阿爾采末病”（過去曾叫“阿耳茨海默氏病”）。這也就是現(xiàn)在人們通常所說的“早老性癡呆”或“老年性癡呆”。

近年來的流行病調(diào)查統(tǒng)計表明，在65歲以上人群中，早老性癡呆的發(fā)病率達6.9%，85歲以上人群則高達40%～ 50%，從發(fā)病到死亡約為3～8年。早老性癡呆被認為是一種世紀頑癥。隨著世界范圍老齡化時代的到來，早老性癡呆還會構(gòu)成一個嚴重的社會問題。

那么，究竟是什么原因引起早老性癡呆的發(fā)生呢？它的根源在哪里呢？

禍起“乙酰膽堿”

早在50多年前，弗洛伊德就曾經(jīng)預(yù)言，記憶與大腦內(nèi)部的某些化學(xué)成份的變化有關(guān)，這個預(yù)言，今天已被科學(xué)家們所證實。

美國心理學(xué)家麥康爾做過這樣一個實驗：在開燈的同時對渦蟲進行電擊，多次重復(fù)后渦蟲一見燈光便蜷縮起來。然后他把這些渦蟲磨碎，給未曾訓(xùn)練的渦蟲做飼料，當這些本來有趨光性的渦蟲吃了這種飼料后，發(fā)生了變化，也產(chǎn)生了對光的逃避反應(yīng)。另有人從通過訓(xùn)練變得好動的兔子中提取一種物質(zhì)注射到不太好動的兔子腦內(nèi)，那不太好動的兔子竟變得異?；顫姾脛?。這些實驗表明：記憶肯定與某種物質(zhì)有關(guān)，而且在生物體內(nèi)，記憶還能夠轉(zhuǎn)移。

這個發(fā)現(xiàn)無疑具有重大意義，人類如果掌握了這種能使人增加記憶的物質(zhì)，世界將會發(fā)生更大變化。那么，這種神奇的物質(zhì)是什么呢？美國內(nèi)分泌專家烏德曼博士認為，有一種叫乙酰膽堿的神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)，它與調(diào)控記憶功能密切相關(guān)。

最近10多年來，科學(xué)家們已經(jīng)證實，早老性癡呆病人腦內(nèi)作為神經(jīng)信息傳遞物質(zhì)的乙酰膽堿運轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常。這些病人腦內(nèi)乙酰膽堿的水平明顯下降，調(diào)控學(xué)習(xí)、記憶功能腦區(qū)的膽堿能神經(jīng)細胞明顯退化、死亡。不過，乙酰膽堿在早老性癡呆發(fā)病中是引起疾病的起動原因，還是疾病發(fā)展的結(jié)果，或者是其他可能性則有待于深入研究。

如果能夠詳細研究出這些病理過程，找出這些化學(xué)物質(zhì)改變的特點，那么，我們就有可能通過某些措施調(diào)整和恢復(fù)這些腦細胞和化學(xué)物質(zhì)的正常運轉(zhuǎn)，從而，也許就有可能有效地治療早老性癡呆癥。

尋找現(xiàn)代“記事珠”

傳說唐朝開元年間，有一個名叫張說的宰相得到了一顆“記事珠”，要是有誰忘記了什么，只要摸一摸這顆珠子，一切就可以重新記起來了。為了這個美麗的傳說，科學(xué)家們正在努力尋找，希望有朝一日能夠找到現(xiàn)代“記事珠”。

20世紀70年代以來，從動物實驗和臨床研究中已積累的大量證據(jù)表明，中樞膽堿能系統(tǒng)在調(diào)控學(xué)習(xí)和記憶等高級心理功能的活動中起著極為重要的作用，膽堿能神經(jīng)細胞功能的衰退，可以導(dǎo)致學(xué)習(xí)、記憶功能下降。據(jù)此，可以從提高腦內(nèi)膽堿能神經(jīng)細胞功能策略著手篩選和研制認知藥物。然而，我們不能利用健康人也不能利用病人直接進行藥物試驗。因此，首先必須來建立一種學(xué)習(xí)和記憶障礙的動物“模型”。

用來建立學(xué)習(xí)和記憶障礙動物模型的方法很多，有給腦部通電產(chǎn)生休克，電毀損調(diào)控學(xué)習(xí)、記憶腦區(qū)的方法，有使腦缺血缺氧的方法，還有將神經(jīng)毒劑注入腦內(nèi)的方法，等等。不過，由于東莨菪堿具有阻斷膽堿能功能的作用，臨床也觀察到，病人應(yīng)用后出現(xiàn)記憶障礙，因此，國際上通常應(yīng)用東莨菪堿來制備學(xué)習(xí)和記憶障礙的動物模型，不僅方法簡單，而且重復(fù)性好。

早老性癡呆所引起的學(xué)習(xí)和記憶障礙問題，特別引人關(guān)注。臨床研究表明，早老性癡呆病人記憶功能失調(diào)的主要原因是由于腦內(nèi)膽堿能神經(jīng)元的丟失和退行性變化，以及在他們的大腦皮層等腦區(qū)的膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶的活性降低。所以，不少研究者常把東莨菪堿所引起的動物的學(xué)習(xí)和記憶障礙作為模擬早老性癡呆的動物模型。然而，近年來，有學(xué)者經(jīng)過仔細分析后認為，這種模型也存在著許多不足之處。有些研究已經(jīng)證實，東莨菪堿所引起的特殊的記憶缺失和早老性癡呆所表現(xiàn)的記憶障礙有所不同。

為了減輕早老性癡呆病人腦內(nèi)膽堿能功能的不足，歐美發(fā)達國家采用膽堿能補償策略，尋找治療早老性癡呆藥物。經(jīng)過近20年的努力，成功地開發(fā)出膽堿酯酶抑制劑，已取得了一些令人鼓舞的進展。其中具有代表性的藥物有毒扁豆堿和他克林等。然而，醫(yī)生們在臨床上應(yīng)用這些早期開發(fā)的膽堿酯酶抑制劑來治療早老性癡呆時，常被許多問題所困擾。比如，毒扁豆堿不僅有明顯副作用，且在體內(nèi)存留的作用時間較短以致影響藥效，而他克林在治療劑量時可對40%病人產(chǎn)生肝臟毒性。為此，開發(fā)新一代膽堿酯酶抑制劑已成為當前國際上各大制藥集團的研究熱點，投入大量人力與物力，正在開發(fā)的多達40個，但均為合成的化合物。

石杉堿甲浮出水面

近10多年來，國際上掀起了一股從天然植物內(nèi)尋找治病藥物的研究熱潮。我國有著十分豐富的中草藥資源，能不能利用這些自然資源優(yōu)勢，開發(fā)出抗早老性癡呆的促智新藥？

蛇足石杉是一種多年生草本植物，生于林蔭下濕地或溝谷石上，分布于我國東北、長江流域及華南、西南各地，這種人們稱為“千層塔“、“狗牙菜”、“鐵板草”、“打不死”的草藥，有清熱利濕和消淤止血等作用。在民間和臨床應(yīng)用時，醫(yī)生們觀察到病人伴隨有不同程度的膽堿能副作用，如腹痛、流涎、肌肉抽搐等。

這種人們習(xí)以為常很不起眼的治療副作用，卻引起了中國科學(xué)院上海藥物研究所藥理學(xué)家的注意。服用蛇足石杉引發(fā)病人的外周膽堿能副作用，提示該植物內(nèi)存在興奮膽堿能功能的有效成份。能不能從這種草藥內(nèi)研制出治療早老性癡呆的新藥呢？神經(jīng)藥理課題組組長唐希燦研究員、原上海藥物研究所所長白東魯研究員、中科院資深院士嵇汝運及植物化學(xué)課題組組長朱大元研究員等人著手開始對這種草藥進行研究。

分離、提純、化學(xué)結(jié)構(gòu)及藥理活性鑒定、合成......經(jīng)過無數(shù)次的實驗研究，專家小組終于從蛇足石杉分離到的60余個化學(xué)物質(zhì)中得到一種他們夢寐以求的活性物質(zhì)，這就是目前臨床上廣泛應(yīng)用于早老性癡呆及記憶、認知功能障礙病癥的石杉堿甲，它對腦內(nèi)乙酰膽堿酯酶的選擇性抑制作用遠優(yōu)于近年國外開發(fā)的同類治療早老性癡呆藥物。

研究成果震驚世界

科學(xué)家們利用成年和老年小鼠、大鼠及獼猴等動物研究了石杉堿甲的促智作用，結(jié)果表明，石杉堿甲對上述動物產(chǎn)生的多種實驗性記憶障礙均有明顯改善作用。如注射東莨菪堿誘發(fā)的短期記憶障礙，電刺激腦區(qū)產(chǎn)生的乙酰膽堿水平下降，腦內(nèi)注射神經(jīng)毒劑產(chǎn)生膽堿能功能損害誘發(fā)的模擬早老性癡呆的記憶功能缺損等。研究證明石杉堿甲的改善記憶障礙作用優(yōu)于毒扁豆堿、他克林以及近年美國FDA批準的安利申（Aricept）。研究還證明，石杉堿甲不但能改善膽堿能功能損害所致的認知功能障礙，而且還能改善腦缺血誘發(fā)的記憶障礙，并已在臨床研究中觀察到對血管性癡呆有治療作用。

石杉堿甲是一種具有高度選擇性的可逆性膽堿酯酶抑制劑，為改善早老性癡呆記憶障礙開辟了一條全新的治療途徑。目前臨床治療病例已超過百萬例。研究表明，該藥在進入體內(nèi)后極易透過血腦屏障，較多地分布于額葉、顳葉、海馬等與學(xué)習(xí)和記憶有密切聯(lián)系的腦區(qū)，通過抑制乙酰膽堿酯酶的活性，減弱它對乙酰膽堿的分解，使腦區(qū)內(nèi)的乙酰膽堿含量升高，達到提高調(diào)控記憶功能腦區(qū)的神經(jīng)傳導(dǎo)功能，增強記憶信息的傳遞，從而起到增強大腦學(xué)習(xí)和記憶功能的作用。近年來的研究還證明，石杉堿甲有抗氧化應(yīng)激以及β-淀粉樣蛋白（一種與早老性癡呆病理密切有關(guān)的有毒物質(zhì)）對神經(jīng)細胞產(chǎn)生的毒性作用，石杉堿甲的保護作用與通過調(diào)控細胞凋亡基因表達有關(guān)。這一研究結(jié)果提示長期服用石杉堿甲有可能對早老性癡呆達到標本兼治作用。

這些研究成果在世界權(quán)威醫(yī)藥雜志《美國藥理學(xué)雜志》、《歐洲藥理學(xué)雜志》、《中國藥理學(xué)報》《神經(jīng)科學(xué)研究雜志》、《神經(jīng)報道》及《神經(jīng)通訊》等處陸續(xù)發(fā)表了70多篇科學(xué)論文后，引起了人們的廣泛關(guān)注，受到國際醫(yī)藥界同行的高度重視。日本、以色列、法國、瑞士、加拿大和美國等國家的醫(yī)學(xué)機構(gòu)隨后都相繼在他們的研究工作基礎(chǔ)上也投入對石杉堿甲的研究。國內(nèi)外大量動物實驗和臨床應(yīng)用研究均已表明，石杉堿甲是一種極有前景的治療早、中期早老性癡呆以及由多種因素引起記憶障礙的較理想治療藥物。

不僅如此，近年來有些臨床研究顯示，小劑量石杉堿甲還可以提高健康人的記憶與學(xué)習(xí)能力。研究人員采用雙盲法對68例初中學(xué)生進行隨機對照研究，結(jié)果表明，服用石杉堿甲1～2片組的記憶商明顯高于對照組，語文成績也明顯提高。美國匹茲堡大學(xué)的一名從事石杉堿甲合成研究的著名教授考斯考夫斯基教授經(jīng)常每天服用一片石杉堿甲，他認為對提高自己的記憶力很有幫助。作為一種功能因子明確的提高記憶功能第三代保健品，石杉堿甲還在美國各大超市廣泛出售

ZT-1漸露曙光

石杉堿甲具有的獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)及對腦內(nèi)乙酰膽堿酯酶的高選擇抑制的獨特生物活性，引起歐美發(fā)達國家以及日本、以色列等22個國家醫(yī)藥學(xué)家的極大興趣，一些國家相繼開展以石杉堿甲的全合成及以它為先導(dǎo)化合物的構(gòu)-效關(guān)系研究，尋找開發(fā)新一代治療早老性癡呆的乙酰膽堿酯酶抑制劑。

我國在這一國際競爭中取得明顯突破，中國科學(xué)院上海藥物研究所的科學(xué)家們率先在實驗室成功地全合成石杉堿甲，并通過合成和半合成145個石杉堿甲類似物和衍生物，不僅闡明了石杉堿甲的構(gòu)-效關(guān)系，而且更發(fā)現(xiàn)了一個新的衍生物“ZT-1”，它比石杉堿甲對乙酰膽堿酯酶具有更強大的選擇性抑制作用，而且它的外周副作用也明顯降低。目前已獲得國內(nèi)和美國專利，正在申請歐洲和日本專利。

人類徹底攻克早老性癡呆這一世紀頑癥，已是指日可待了！