争鸣：阿尔茨海默病临床前期研究的兴起、挑战及思考
前言
2016年《柳叶刀》杂志发布了关于世界195个国家和地区死亡分析的全球疾病负担研究报告[1]。文章指出2015年全球全因死亡人数为5 500万，非传染性疾病致死人数达3 900多万，占总死亡人数的71%。其中，痴呆为主要病因之一，并且是2005—2015年这10年间导致死亡人数增长速度最快的疾病，增幅达40%。世界阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease, AD)2015年报告保守估计全球现有痴呆患者4 680万，预计到2050年为1.3亿[2]。痴呆的经济负担也是惊人的。据统计2015年全球用于痴呆的费用高达8 000多亿美元，远远高于苹果、谷歌等巨头公司的市场价值。这些数据说明，痴呆对全球的公共卫生和社会保健已构成巨大威胁。因此解决痴呆疾病负担不是单纯的医学问题，更是社会问题。
AD是痴呆最主要的类型，因而成为被关注的首要对象。目前AD临床实践最大的窘境在于缺乏能有效延缓或逆转其特异的病理生理过程的药物[3]。所幸的是，研究证实脑内AD特异性病理改变先于认知损害出现，即在出现临床症状之前存在至少长达20年的AD临床前期[4]。AD临床前期神经元可能损伤轻微，推测该期可能为AD临床药物试验获得成功提供最佳的时间窗。近年来，得益于标志物的研究让识别AD临床前期阶段已成为可能，因而目前该期成为研究焦点[5]。
我国痴呆现状不容乐观。世界AD 2015年报告数据显示中国痴呆人数为950万，为痴呆第一大国，且与西方国家相比，发病率呈不降反升之势。为应对此挑战，我们必须积极转变观念，将痴呆防治的关口前移至AD临床前期，扭转重治疗轻预防的错误理念，为推进健康中国建设，实现"健康中国2030"这一宏伟目标贡献力量。
一、AD临床前期与诊断标准
AD临床前期的概念于20世纪90年代提出，被定义为认知功能正常但脑内有大量β淀粉样蛋白(amyloid－beta pepticle，Aβ)斑块[6]。显然，这是对"Aβ假说"的继承与发展[7]。该假说认为Aβ在AD的发生发展中发挥核心作用，是AD复杂病理事件链的始作俑者。
随着化学和影像技术的快速发展，活体的AD病理标志物研究不断兴起。2010年Jack等[8]在总结前人标志物研究的基础上提出经典的AD病理随着病程进展而改变的假设模型。该模型直观地刻画了从AD临床前期到AD痴呆期这一整个病程脑内AD病理改变的时间顺序。在该模型中，Aβ是最早出现的病理事件，并在出现临床症状时达到平台期，随之顺序出现tau相关神经元变性、脑结构异常，最后出现记忆障碍等临床症状。因而据此模型，AD临床前期先后出现Aβ、tau、脑结构的改变。该模型首次把AD病理与AD不同病程阶段建立了联系，"Aβ假说"再次得到发展。根据Jack模型，2011年美国国立老化研究所与阿尔茨海默病协会(National Institute on Aging－Alzheimer′s Association，NIA－AA)[9]人为地将AD临床前期分为3个阶段并提出相应阶段的研究诊断标准：第1阶段：仅有Aβ沉积；第2阶段：Aβ沉积＋神经元损伤；第3阶段：Aβ沉积＋神经元损伤＋轻微认知下降。随后有学者在认知正常的老年人中使用该标准，以知晓AD临床前期的比例及其转化结局。尽管研究间的设计和检测标志物的方法不同，但不同研究间AD临床前期的比例与尸检结果相似，均为31%；对应的各个阶段在人群中的比例也一致，并且阶段越晚，比例越小，但认知障碍转化率及死亡率越高[10,11]。这说明AD临床前期在老年人中非常普遍，同时该研究诊断标准在识别AD临床前期人群时展现出良好的应用前景。需要注意的是，在认知正常的老年人群中还出现不同于AD临床前期的另外2种主要类别，即第0阶段：无AD病理改变＋无认知损害；可疑非AD病理生理(suspected non－AD pathophysiology, SNAP)：无Aβ沉积＋有神经元损伤[10]。前者很有可能随着年龄的增加而进入AD临床前期的第1阶段抑或不进入，而在正常老年人群中占了近1/4的SNAP在生物学上与AD临床前期迥异，因而不考虑是AD临床前期的某个阶段。尸检也发现1/3的痴呆患者为非AD病理，如脑血管病或蛋白病，而几乎无AD病理，但可以有MRI或PET异常。因此推测SNAP在正常老年人群中代表非AD型临床前期，当然这需要进一步跟踪随访加以验证。
AD致病机制不甚清楚，较为公认的"Aβ假说"近来也备受质疑，如神经元损伤可先于Aβ沉积出现或根本不遵循Aβ级联反应的时序。因而研究发现"Aβ假说"主导下的NIA－AA关于AD临床前期的诊断标准并不能真正反映AD临床前期的发生发展规律，如能不考虑病理标志物异常的时序而只是单纯地依据标志物异常的数量确定AD临床前分期可能更加科学[12]。此外，NIA－AA只是定性地提出AD临床前期研究诊断标准，许多涉及操作性的问题没有解决，如标准化标志物检查、确定各个标志物的界值、定义轻微认知下降等。这些核心问题悬而未决，必然阻碍AD临床前期研究的发展，为将AD临床前期可操作化推向前进，以上关键性问题是今后研究的主要方向。
二、AD临床前期与Aβ
认知功能正常但脑内Aβ阳性者，即AD临床前期的人群如果活得足够长必定进展至AD吗？该问题本身折射出还原论思想仍在生物医学领域占据主导地位。近代西方医学以还原论为方法论，认为要达到对复杂事物的认识必须先逐一分解事物以了解其最基本的构成单元[13]。于是人们发展各种技术，试图从器官－细胞－分子－基因等层次获知全部生命现象的秘密。但真实世界的事物具有动态性、复杂性和不确定性，简单的线性关系、因果关系并不存在。因此，某基因－某蛋白－某疾病的还原论思路的时代应当终结。因而我们如果坚持Aβ阳性必然导致AD的论调将陷入思维的误区，甚至为此付出沉重的代价，如所有以清除Aβ为目的的大型药物试验的失败，就是还原论思想作祟的必然结果。
虽然AD病因不清，但可以明确的是AD是多因素、多条病理途径参与下的复杂脑疾病。研究发现Aβ可普遍存在于认知功能正常的老年人。一项纳入55项研究、8 694人的荟萃分析表明在认知功能正常的老年人群中，50岁的Aβ流行率为10%，且随着年龄增长而增加，90岁达44%[14]。另外，尸检也发现虽然脑内有大量且满足AD病理诊断标准的Aβ沉积，但直至死亡也没有出现认知损害[15]。这些证据说明AD临床症状的外显是多因素合力的结果，Aβ仅是AD发生的必要但不是充分条件，其他众多因素也发挥着不可忽视的作用。这些因素可能包括年龄、基因、认知储备、共病、生活方式和认知训练等诸多积极和消极因素[16]。AD病理与这些因素交织在一起构成错综复杂的相互作用网络加速或延缓AD临床症状的外显。因此，Aβ这根导火索会不会引燃取决于生物因素、遗传因素、环境因素、社会因素的综合作用。
现在需要明确影响AD临床前期进展最重要的因素。目前可以肯定年龄和风险基因APOE ε4是促进AD临床前期进展的两大不可控的重要风险因素[5]。同时有研究认为一些可控的风险因素可能加速AD临床症状的进展，如有研究认为约1/3的AD可以归因于7大可控因素，包括糖尿病、中年期高血压、中年期肥胖、躯体惰性、抑郁、抽烟、受教育水平低[17]。因而控制这些因素可能获益巨大。有研究显示近30年来，西方国家痴呆的流行及发生率在下降，可能与控制血管危险因素、提高教育水平有关[18]。更令人信服的证据来自芬兰老年健康、预防认知损伤研究(FINGER)[19]。FINGER是世界首个多中心、长期随访的用于评估多途径干预改善或维持有认知风险的老年人的认知功能的大型随机试验。该研究证实在有认知风险的人群中控制7大可控因素可以延缓认知的下降。以上研究表明血管性风险因素、共病、生活方式等可控的风险因素可能会影响AD临床症状的进展，但是否会加速AD临床前期的外显及其潜在的机制有待今后研究进一步阐明。
三、AD临床前期与主观认知下降(subjective cognitive decline，SCD)
近年来SCD成为AD领域的研究热点，对这部分群体的关注度在不断升温。SCD的核心特征是有认知功能下降的主诉，但客观的认知功能检查正常[20]。由于SCD可能增加了进展至AD的风险，因而被视为发展成AD的风向标。研究也发现SCD与AD的脑结构、脑功能及脑脊液具有类似的异常改变模式[21]。这说明SCD与AD具有一致的生物学基础。
SCD虽然被认为是AD的风险因素，但其异质性极大。引发SCD的原因众多，包括焦虑抑郁、睡眠障碍、注意力困难、其他神经变性病、药物或物质滥用等。因而SCD不具有AD临床前期特异性。一项纳入28个研究、29 723人的荟萃分析表明，有SCD的老年人的年痴呆进展率为2.33%，而无SCD的为2.07%，且有SCD的老年人群进展为痴呆的风险仅是无SCD的2倍[22]。低风险转化AD的结果表明SCD不属于AD临床前期的范畴。
SCD研究尚处于探索阶段，诸多方面需要完善。首先，由于传统的神经心理学检测无法识别SCD，因而目前其诊断更倾向于是个除外性诊断，即通过排除轻度认知障碍(mild cognitive impairment, MCI)后再结合记忆主诉和对此主诉存有担忧而做出SCD的诊断[23]。所以精确识别MCI可保证SCD诊断的可靠性。MCI传统的诊断方法由于缩减了认知测试且缺乏评估其他认知域的测验导致MCI诊断具有较高的假阳性率。Bondi等[24]于2014年提出了MCI神经心理诊断标准。该标准综合评估了受试者的记忆功能、语言功能、执行功能和日常生活能力，已证实可以降低MCI诊断的假阳性率，但其可靠性和有效性有待日后检验。其次，SCD特异性低，因而需要明确能增加SCD转化AD的因素，如APOE ε4或Aβ－PET阳性。因此需要对SCD人群进行长期纵向随访研究。另外，Jessen等[20]提出的SCD研究诊断框架在实际研究中并不具有可操作性。因此需要完善SCD评估中的一些核心问题，如提供纳入标准、排除标准和人口学等其他因素，以提高不同研究的可比性和研究结果推广的普适性，进而将SCD研究推向前进。
四、AD临床前期与二级预防
AD临床药物试验的研发可谓悲壮之极。20多年来各大制药公司前赴后继地走上了抗Aβ这条漫漫不归路，似乎始终无法摆脱失败的宿命。失败的原因不清，极有可能错过了最佳的治疗时机[25]。有研究表明在出现明显的神经元损伤后行抗Aβ治疗不能改变AD既定的病程[26]。因此人们的热情投向脑组织损害轻微的AD临床前期，推测该期可能是攻克AD的绝佳时机。由此开启了AD二级预防的征程。
正在进行或已完成的AD二级预防研究大致可分为4大类：一是以AD标志物阳性但无认知症状的人群为研究对象；二是以携带AD显性突变基因如APP、PS1、PS2，但无认知症状的人群为研究对象；三是以携带APOE ε4等位风险基因但无认知症状的人群为研究对象；四是以有或无AD各种可疑风险的人群为研究对象，如有AD家族史、SCD等[5]。目前在AD临床前期阶段所进行的有代表性的二级预防研究有A4(Anti－Amyloid Treatment in Asymptomatic Alzheimer′s Disease, NCT02008357)、DIAN(Dominantly Inherited Alzheimer Network Trial, NCT01760005)、API(Alzheimer′s Prevention Initiative, NCT01998841)、TOMORROW(NCT01931566)等队列研究。A4研究是关于AD临床前期的多中心、随机、双盲、对照Ⅲ期临床药物试验。该试验由礼来公司于2014年发起，将纳入1 150例Aβ－PET阳性、无认知损害的AD临床前期受试者，干预药物为solanezumab。该药为一种抗Aβ抗体，结合可溶性单体形式的Aβ，使其在聚集形成Aβ斑块之前从大脑中清除。该试验预计2020年结束。DIAN研究由华盛顿大学医学院于2012年发起，将纳入210例携带AD三大显性突变基因的受试者，干预药物为gantenerumab和solanezumab，均为抗Aβ抗体，预计2019年结束。类似地，API研究为美国基因泰克公司于2013年发起的Ⅱ期临床药物试验。该试验将纳入300例携带AD显性突变基因PSEN1的受试者，干预药物为crenezumab，同样为抗Aβ抗体，预计2020年结束。TOMORROW研究为日本武田制药公司于2013年发起的Ⅲ期临床药物试验。该试验将纳入3 500名携带APOE ε4等有AD高风险的正常受试者，干预药物为吡格列酮，该药通过激活过氧化物酶体增殖物激活受体以抑制神经炎症，从而增加Aβ的清除，预计2019年结束。
AD二级预防试验在如火如荼进行的同时也面临多方面的挑战。其一，AD临床前期由于临床损害轻微，如果其临床试验以进展至MCI或痴呆为终点事件则需要最长的随访期(4～6年)和最大的样本量，这无疑增加了研究的成本和困难，因而发生了特异的认知功能改变应是理想的结局指标，所以迫切需要具有高敏感度而能识别此认知改变的评估工具。其二，AD临床前期患者病情进展速度因人而异，如果对进展速度缓慢的患者进行干预必然增加试验时长，同时会引发明显而严重的不良反应，且出于伦理、资金等方面的考虑，识别和干预那些在短时期内就会进展的AD临床前期人群具有重大的现实意义，因而积极探索这类人群特异的标志物显得尤为重要。也要考虑到这部分进展快的AD临床前期人群可能处于疾病较晚期，神经元损害相对较严重，因而可能会降低药物的疗效。其三，由于AD的多病因性，且"Aβ学说"也只是众多致病假说之一，因而现在单一药物的AD临床前期Ⅲ期药物试验是一种有巨大风险的投资，依然难以躲避失败的命运[27]。出于目前对AD有限的认识，多靶点、长期控制危险因素应是AD一级和二级预防策略的重中之重。
五、结语
AD临床前期的提出为AD研究开辟了一片新的疆域，也应该明白AD临床前期处于初始的探索阶段，证据有限，其定义、诊断标准、病程结局、进展标志物、二级预防等各方面都存有争议，具有不确定性。但我们有理由坚信，以"前瞻性、多中心、多学科、大样本"为基本特征的现代临床协同医学研究必将推动AD临床前期研究阔步前进，为攻克AD带来希望的曙光。
利益冲突：无
参考文献：详见阅读原文
本文于2018年在线发表在我国神经精神科领域权威期刊《中华神经科杂志》2018年第01期；
本文作者为首都医科大学宣武医院神经内科硕士研究生陈观群，通讯作者为其导师韩璎教授。