阿爾茨海默病的病理機(jī)制及中醫(yī)藥防治機(jī)制研究進(jìn)展

鄧敏貞，鐘曉琴，彭麗霖，，黃麗平

[1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院（廣東省中醫(yī)院），廣東省中醫(yī)藥科學(xué)院，廣東廣州 510120；2.廣州中醫(yī)藥大學(xué)，廣東廣州 510006；3.嶺南師范學(xué)院，廣東湛江 524048]

阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease，AD）是常見的中老年人高發(fā)的神經(jīng)功能退行性疾病之一，臨床主要表現(xiàn)為認(rèn)知能力下降和行為異常等[1-2]。中醫(yī)學(xué)中無(wú)AD的病名，根據(jù)AD的臨床表現(xiàn)，可將其歸為“呆病”“神呆”“善忘”等范疇，其主要的病機(jī)為腎中精氣不足引起腦髓失養(yǎng)，從而出現(xiàn)腦竅失靈、腦神失養(yǎng)的癥狀[3-4]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，AD的病理學(xué)特征主要有神經(jīng)炎斑集聚，即俗稱的“老年斑”（senile plaque，SP）增多，以及神經(jīng)元纖維纏結(jié)（neurofibrillary tangle，NFT）的異常出現(xiàn)及增加，即俗稱的Tau蛋白過度磷酸化?，F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)AD病理特征與細(xì)胞自噬變化密切相關(guān)，主要體現(xiàn)在β-淀粉樣蛋白（β-amyloid，Aβ）水平的變化或Tau蛋白的過度磷酸化[5-6]。以下通過分析AD的中醫(yī)病機(jī)，綜述近年來(lái)AD的病理機(jī)制及中醫(yī)藥防治AD機(jī)制的研究進(jìn)展，展望今后中醫(yī)藥防治AD的思路。

1 AD的中醫(yī)病機(jī)

中醫(yī)認(rèn)為，腦為髓之海；腎為先天之本，腎主藏精，主骨生髓。滋養(yǎng)腦髓需依賴腎之精氣，腎精充盛，則髓海得以充養(yǎng)，腦神得健[7]。可見腎中精氣的不足，最終可致使髓?？仗?，腦失所養(yǎng)，神機(jī)失用。AD的主要病位在腦，腎精虧虛，髓海不足，神機(jī)失用為其主要病機(jī)，中醫(yī)治療AD采用補(bǔ)腎益髓為主的治本之法，并采用開郁逐痰、活血通竅等的治標(biāo)之法，以最終達(dá)到標(biāo)本兼治的治療目的[8-11]。同時(shí)，中醫(yī)學(xué)認(rèn)為五臟相關(guān)，AD的發(fā)生和發(fā)展與腎、肝、脾等臟腑的機(jī)能亦緊密相關(guān)。

腎主藏精，肝主藏血，肝腎二臟之陰可相互滋養(yǎng)，肝腎同源。腎精需肝血的滋養(yǎng)，肝氣舒暢，疏泄有度，臟腑氣血生化有源，則腎之陰得以補(bǔ)益，腎之精得以充益。肝主升發(fā)調(diào)達(dá)，可助肺之宣發(fā)肅降；肺主氣，氣行則血行，氣機(jī)通暢則無(wú)瘀滯之虞。五臟的功能調(diào)和，氣血充盛而神氣乃具。AD患者的早期病機(jī)特點(diǎn)為肝郁氣滯，臨床多表現(xiàn)為孤僻寡言、表情淡漠，嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)健忘等。病情進(jìn)一步發(fā)展則可致風(fēng)陽(yáng)上擾或陰虛風(fēng)動(dòng)，出現(xiàn)失用、失語(yǔ)、失認(rèn)等較為明顯的癡呆癥狀。

脾主升清和運(yùn)化水谷精微，為氣血生化之源。清陽(yáng)上達(dá)巔頂可充養(yǎng)腦髓，氣血充足則可滋養(yǎng)腦髓。脾健亦可祛化痰濕，避免痰濕蒙蔽清竅，從而使腦竅清靈通利。脾胃功能虛弱，則氣血生化無(wú)源，致使腦腑空虛，不能自主行為，從而引起思維遲鈍[12]。因此，AD可從脾論治。痰飲與痰濁為脾虛患者常見的病理產(chǎn)物，其產(chǎn)生的原因是由于人體水液代謝障礙而致[13]。老年人多見脾胃虛弱，脾虛不健，氣機(jī)郁滯，體內(nèi)水濕停聚，則易致痰飲與痰濁的生成[14]。清代的陳士鐸在《辨證錄》中有指出：“治痰即是治呆，治呆并無(wú)奇法”?？梢娭委烝D，化痰開竅醒神亦為重要治法之一。瘀血也是常見的病理產(chǎn)物。氣滯則會(huì)導(dǎo)致血瘀形成，氣行則血行。老年人脾虛氣機(jī)不暢，或氣虛無(wú)力推動(dòng)血行，均可導(dǎo)致血行不暢，血液凝于脈中，則成瘀血；若血瘀阻滯血脈，則影響氣血不能上達(dá)巔頂而榮腦，就會(huì)導(dǎo)致神機(jī)失靈，神志失養(yǎng)。清代的唐容川在《血證論》提出：“凡心有瘀血，亦令健忘”；又指出：“血在上，則濁蔽而不明矣?！薄额愖C治裁》云：“若血瘀于內(nèi)，而善忘如狂”。由此可見，對(duì)于瘀血阻滯導(dǎo)致的氣血精微成分不能上達(dá)巔頂滋榮元神者，治療應(yīng)采用活血化瘀之法，以醒腦開竅。

綜上，腎精虧虛、腦髓失養(yǎng)、神機(jī)失用為AD的主要病機(jī)；同時(shí)，因五臟相關(guān)，AD的腦髓失養(yǎng)又與腎、肝、脾臟腑功能緊密相關(guān)。

2 AD疾病進(jìn)展的相關(guān)機(jī)制研究進(jìn)展

2.1 線粒體功能紊亂與AD病程發(fā)展的關(guān)系線粒體處于控制細(xì)胞凋亡的中心地位，是產(chǎn)生氧自由基的主要場(chǎng)所。氧自由基可在重要靶位誘發(fā)活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）。腦功能的正常發(fā)揮依賴于線粒體的能量供應(yīng)，且極易受到線粒體功能障礙的影響，因此失去調(diào)節(jié)的線粒體功能會(huì)誘導(dǎo)和促進(jìn)大部分的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病如AD、帕金森病等的發(fā)生和加劇[15]。線粒體內(nèi)可以消耗細(xì)胞內(nèi)90%以上的氧氣，故有氧呼吸是線粒體所獨(dú)有的特殊功能[16]。在非病理的情況下，絕大部分的氧在線粒體內(nèi)還原為水的過程是靠線粒體中電子傳遞鏈傳來(lái)的電子而完成的。線粒體亦是ROS的主要來(lái)源。ROS在體內(nèi)的存在形式多樣，主要以超氧陰離子（O2-）、羥自由基（OH-）或過氧化氫（H2O2）等形式存在。在正常的生理?xiàng)l件下，線粒體內(nèi)存在比較有效的抗氧化機(jī)制，自由基可被線粒體中的強(qiáng)大物質(zhì)如抗氧化酶（過氧化氫酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶等）和抗氧化物（維生素E、維生素C等）所清除[17-18]。研究[19-20]表明，導(dǎo)致線粒體能量合成障礙的原因之一是電子傳遞鏈酶復(fù)合體Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的活性水平變化而導(dǎo)致的自由基損傷，使得線粒體的功能失調(diào)。

線粒體功能失調(diào)可影響AD的病程進(jìn)展[21-22]。線粒體功能失調(diào)影響AD的機(jī)制主要表現(xiàn)為能量代謝障礙與ROS富集[23-24]。線粒體裂變/融合的動(dòng)態(tài)平衡在細(xì)胞增殖過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。線粒體動(dòng)態(tài)失衡在AD中極易發(fā)生，線粒體裂變?nèi)诤舷蛄炎冝D(zhuǎn)化，最終導(dǎo)致神經(jīng)元的線粒體異常，從而不能完成細(xì)胞能量的供給需求[25]。此外，線粒體功能失調(diào)也與線粒體蛋白及線粒體DNA（mtDNA）均出現(xiàn)氧化性損傷有關(guān)[26]。線粒體DNA組蛋白的缺乏及其DNA修復(fù)能力的下降是由于線粒體極易受到氧化壓力的損傷而導(dǎo)致的。

早期AD患者易見線粒體功能障礙，如在出現(xiàn)Aβ沉積和神經(jīng)纖維纏結(jié)的人類轉(zhuǎn)基因小鼠模型中，發(fā)現(xiàn)了大腦皮層的線粒體蛋白質(zhì)組變化異常[27-29]。線粒體功能障礙始于Aβ的生成，而Aβ可誘發(fā)線粒體功能障礙及氧化應(yīng)激，最終形成惡性循環(huán)，并隨著年齡的遞增而加重。有研究[30]報(bào)道，AD治療的潛在藥物靶標(biāo)主要是通過調(diào)節(jié)線粒體Ca2+平衡，其機(jī)制是由于線粒體吸收過量的Ca2+，導(dǎo)致各個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞膜的通透性增加，進(jìn)一步促進(jìn)細(xì)胞凋亡的發(fā)展與進(jìn)程。在腦老化與AD患者中，mtDNA突變水平與β-分泌酶活性正相關(guān)，而mtDNA拷貝數(shù)與不溶性Aβ40和Aβ42水平負(fù)相關(guān)，可見mtDNA的變化與AD神經(jīng)病理改變密切相關(guān)。

綜上，線粒體功能障礙為AD的主要發(fā)病機(jī)制。在線粒體中，可完成三磷酸腺苷（ATP）生成、Ca2+平衡、ROS生成、細(xì)胞凋亡等細(xì)胞的核心功能。雖然線粒體在AD病因中的作用仍存在爭(zhēng)議，但AD的起始與發(fā)展均與線粒體功能障礙、異常線粒體動(dòng)力學(xué)與線粒體降解密切相關(guān)[31-35]。線粒體功能紊亂發(fā)生于AD的早期，以線粒體為靶點(diǎn)的臨床治療結(jié)果卻令人失望，可能與藥物治療干預(yù)太遲有關(guān)[36]。AD的線粒體變化機(jī)制及二者的相關(guān)性仍有待深入研究，而以線粒體為靶點(diǎn)的有關(guān)AD發(fā)病與治療的研究更將任重而道遠(yuǎn)。

2.2 氧化應(yīng)激與AD病程發(fā)展的關(guān)系研究[37]發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)退行性疾病和腦缺血等腦部疾病與氧化應(yīng)激相關(guān)的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)。氧化應(yīng)激可以通過多種因素造成大腦損傷。研究[38-39]認(rèn)為，氧消耗量較高的大腦極易受到氧化自由基的損傷。腦部的富氧環(huán)境和鐵離子的存在會(huì)促進(jìn)活性氧如超氧陰離子（O2-）、過氧化氫（H2O2）、羥基自由基（OH-）等的生成，最終引發(fā)一連串的氧化事件。同時(shí)，氧化劑的產(chǎn)生或是抗氧化劑防御失衡都會(huì)觸發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致活性氧水平增加?；钚匝跛皆龈呖捎绊懙鞍踪|(zhì)、脂質(zhì)、碳水化合物和核酸反應(yīng)，導(dǎo)致這些生物分子產(chǎn)生氧化性損傷，繼而造成細(xì)胞功能障礙[40-41]。此外，因氧化應(yīng)激或其他毒性物質(zhì)而觸發(fā)的誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶（iNOS）過表達(dá)，以及活化的組成型神經(jīng)元一氧化氮合成酶，兩者都是催化精氨酸轉(zhuǎn)化成瓜氨酸及促進(jìn)一氧化氮（NO）生成增加的主要原因[42]。而在大腦，NO是一個(gè)關(guān)鍵信號(hào)和氧化還原因子，參與控制突觸活動(dòng)以及神經(jīng)退化過程[43]。NO與O2-反應(yīng)形成過氧硝酸鹽（ONOO-），生成其他活性氮物質(zhì)（RNS），如NO2-；或NO與蛋白質(zhì)的酪氨酸殘基反應(yīng)則形成3-硝基酪氨酸[44-45]。

在非病理情況下，體內(nèi)存在內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)機(jī)制，主要包括清除ROS/RNS、抑制ROS/RNS形成、結(jié)合參與ROS產(chǎn)生的金屬離子、分解活性ROS與蛋白或脂類形成的合成物等。這些內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)的機(jī)制可抵消ROS/RNS所導(dǎo)致的氧化應(yīng)激和硝酸化損傷。內(nèi)源性抗氧化酶包括過氧化氫酶、谷胱甘肽還原酶、谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶；內(nèi)源性非酶歧化反應(yīng)物有谷胱甘肽、輔酶（泛醇）或尿酸等[46]。

脂質(zhì)、蛋白質(zhì)或核酸的過氧化及糖基化終產(chǎn)物水平升高已被證實(shí)與AD相關(guān)，病變部位主要位于海馬區(qū)與內(nèi)嗅皮層[47]。對(duì)AD大腦進(jìn)行蛋白組學(xué)分析，可鑒別出大量氧化的功能失調(diào)的蛋白質(zhì)，它們?cè)谀芰看x通路等重要細(xì)胞通路上發(fā)揮了關(guān)鍵作用[48]。有關(guān)AD患者的臨床試驗(yàn)與AD動(dòng)物模型的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均顯示，氧化損傷在AD早期就已出現(xiàn)，在輕度認(rèn)知障礙（MCI）患者中可以檢測(cè)到明顯升高的氧化應(yīng)激標(biāo)志物[49]。外周血與腦組織的氧化應(yīng)激損傷與AD和MCI密切相關(guān)[50]。對(duì)正常對(duì)照、MCI和AD患者的血清超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）和丙二醛（MDA）的比較發(fā)現(xiàn)，在AD和MCI中都存在氧化應(yīng)激損傷，抗氧化酶（SOD、GSH-Px等）含量明顯降低，MDA等脂質(zhì)過氧化物含量明顯升高[51-52]。對(duì)MCI患者的外周血抗氧化系統(tǒng)的分析研究[53]顯示，氧化性損傷可能出現(xiàn)在AD癥狀前，MCI發(fā)展成為AD可能與抗氧化系統(tǒng)的損傷有關(guān)。

2.3 細(xì)胞自噬與AD病程發(fā)展的關(guān)系自噬（autophagy）是生物體吞噬自身細(xì)胞質(zhì)蛋白或細(xì)胞器并使其包被進(jìn)入囊泡，繼而與溶酶體融合形成自噬溶酶體，降解其所包裹的內(nèi)容物的過程，是生物體清除有害物質(zhì)（如功能異常的細(xì)胞器、被氧化的脂類、錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)等）的重要途徑。自噬過程中，植物或動(dòng)物的細(xì)胞通過單層膜包裹或雙層膜包裹胞漿中受損的細(xì)胞器成分，誘導(dǎo)形成自噬體（autophagosome），自噬體與溶酶體融合，之后進(jìn)行程序化消化降解[54]。

文獻(xiàn)研究[55-56]證實(shí)淀粉樣前體蛋白（amyloid precursor protein，APP）是自噬性降解的底物，也是Aβ的前體蛋白，APP的形態(tài)學(xué)和功能與AD密切相關(guān)。研究[57-58]發(fā)現(xiàn)，Beclin-1敲除的神經(jīng)元細(xì)胞中，自噬小體轉(zhuǎn)化的能力顯著降低，同時(shí)伴隨大量Aβ集聚以及APP的C位端點(diǎn)處的片段與全長(zhǎng)APP的出現(xiàn)。Aβ可抑制哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）活性；Aβ作為自噬的底物，又可以誘導(dǎo)自噬活化的誘發(fā)因素。細(xì)胞內(nèi)Aβ的大量堆積可干擾自噬小體成熟，其機(jī)制主要是通過破壞溶酶體系統(tǒng)，導(dǎo)致溶酶體異常并增加其通透性。通過自噬，可清除Tau聚集體和可溶性Tau蛋白，實(shí)現(xiàn)降低神經(jīng)毒性的作用。

綜上，自噬在各種疾?。ò[瘤、中風(fēng)和神經(jīng)退化等）的進(jìn)程中都發(fā)揮著重要的作用，尤其在各種因細(xì)胞增殖和細(xì)胞死亡平衡紊亂所引發(fā)的疾病中。自噬是Ⅱ型程序性細(xì)胞死亡的功能。非病理?xiàng)l件下，促進(jìn)自身降解方式之一是活化細(xì)胞內(nèi)的自噬程序，這是一個(gè)負(fù)反饋的生理性平衡調(diào)節(jié)機(jī)制。自噬功能異常時(shí)，神經(jīng)細(xì)胞消除有害物質(zhì)（如功能異常的細(xì)胞器、錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)、被氧化的脂類等）能力下降，神經(jīng)細(xì)胞清除Aβ及過度磷酸化Tau蛋白等的能力亦急速下降，最終加劇神經(jīng)元纖維纏結(jié)（NFT）和老年斑（SP）的形成。

3 中藥防治AD的機(jī)制研究進(jìn)展

體外實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，川芎嗪主要通過防止細(xì)胞內(nèi)鈣濃度超載，抑制自噬過度誘發(fā)的程序性死亡，從而發(fā)揮一定的神經(jīng)保護(hù)作用[59]。白藜蘆醇可通過激活自噬發(fā)揮抗氧化作用，改善AD動(dòng)物模型學(xué)習(xí)記憶能力，其神經(jīng)保護(hù)作用的分子機(jī)制主要與一種生物性很強(qiáng)的天然多元酚類物質(zhì)有關(guān)[60]。中藥復(fù)方保護(hù)神經(jīng)元的作用主要通過抑制過度自噬來(lái)實(shí)現(xiàn)。以人參皂苷和石菖蒲揮發(fā)油的成分為主組成的補(bǔ)氣開竅方可明顯改善癡呆模型小鼠的學(xué)習(xí)認(rèn)知能力，其機(jī)制主要與抑制自噬有關(guān)，可降低Aβ表達(dá)水平，抑制Beclin-1表達(dá)，從而增強(qiáng)p-mTOR表達(dá)[61]。從生姜中提取的姜黃素可改善模型動(dòng)物小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，其機(jī)制與減輕APP轉(zhuǎn)基因小鼠海馬組織的神經(jīng)元損傷有關(guān)[62]。絞股藍(lán)皂苷XⅦ可從三七及絞股藍(lán)里提取，是一種新型的植物雌激素，被證實(shí)可下調(diào)異常表達(dá)的APP，減輕Aβ毒性引發(fā)的自噬反應(yīng)，從而改善記憶能力[63]。芍藥苷可通過自噬-溶酶體通路來(lái)改善Aβ所致的神經(jīng)細(xì)胞損傷，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)保護(hù)作用[64]。燈盞花素可顯著提高AD大鼠的谷胱甘肽過氧化物酶（GSHPx）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性，降低丙二醛（MDA）含量，通過調(diào)節(jié)自噬通路清除自由基，從而發(fā)揮其抗氧化和抗凋亡的作用[65]。遠(yuǎn)志提取物可抑制體外培養(yǎng)的神經(jīng)細(xì)胞的mTOR活性和活化p70s6k，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)Aβ的清除，減少Aβ的分泌[66]。由上可知，中藥及其提取物對(duì)AD的神經(jīng)保護(hù)作用主要與減少Aβ聚集，增強(qiáng)自噬有關(guān)，由此亦證實(shí)了AD與自噬的關(guān)系。

綜上所述，AD的發(fā)病機(jī)制與線粒體功能失調(diào)、氧化應(yīng)激、細(xì)胞自噬密切相關(guān)；中醫(yī)藥對(duì)AD的神經(jīng)保護(hù)作用主要與減少Aβ聚集，增強(qiáng)細(xì)胞自噬有關(guān)。細(xì)胞自噬可成為治療AD和尋找新的臨床藥物的研究切入點(diǎn)。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為，AD的病位主要在腦；腎精虧虛，髓海不足，神機(jī)失用為其主要病機(jī)；因五臟相關(guān)，AD的腦髓失養(yǎng)又與腎、肝、脾臟腑功能緊密相關(guān)。中醫(yī)藥辨證論治AD可從正虛、瘀血、痰濁3個(gè)方面考慮，采用補(bǔ)腎益髓為主的治本之法，并采用開郁逐痰、活血通竅等治標(biāo)之法，最終達(dá)到標(biāo)本兼治的治療目的。中藥復(fù)方治療AD具有多成分、多靶點(diǎn)、多途徑、多系統(tǒng)、整體觀的特點(diǎn)。為挖掘、篩選和優(yōu)化更有效的中藥復(fù)方，今后的研究可以自噬通路為作用靶點(diǎn)，并可從細(xì)胞自噬角度深入探討中醫(yī)藥復(fù)方或驗(yàn)方治療AD的效果。