綜述:抗 Aβ 免疫療法的小鼠模型

《Molecular Neurodegeneration》:Mouse models of Anti-Aβ immunotherapies

【字體: 時間:2025年05月14日 來源:Molecular Neurodegeneration 15.1

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  本文聚焦抗淀粉樣蛋白 -β(Aβ)免疫療法,闡述其作為阿爾茨海默。ˋD)治療手段的研究進展。借助轉基因小鼠模型,深入探究 Aβ 免疫療法的作用機制、療效及副作用,為優化療法、降低風險提供重要依據。

  

背景


抗淀粉樣蛋白 -β(Aβ)被動免疫療法獲 FDA 批準,是阿爾茨海默。ˋD)研究的重大進展。像 lecanemab 和 donanemab 等單克隆抗體,能有效清除 AD 患者大腦中的淀粉樣蛋白,減緩認知能力下降,支持了淀粉樣蛋白級聯假說。不過,Aβ 免疫療法存在淀粉樣蛋白相關影像學異常(ARIA)的副作用,這促使人們利用小鼠模型開展逆向轉化研究,以深入了解該療法的機制。

轉基因小鼠模型


在 Aβ 免疫療法的研發和分析中,多種轉基因小鼠模型發揮了重要作用。例如,PDAPP 小鼠過表達含印第安納突變(V717F)的人 β- 淀粉樣前體蛋白(APP),6 - 9 個月開始出現淀粉樣斑塊,22 個月有廣泛的腦淀粉樣血管。–AA);5XFAD 小鼠攜帶 5 個家族性 AD 突變,1.5 個月就開始積累斑塊,與 APOE 基因敲入小鼠雜交可研究 APOE 基因型對淀粉樣變的影響 。不同小鼠模型在 Aβ 沉積年齡、CAA 程度等方面各有特點,為研究提供了多樣化的視角。

抗 Aβ 單克隆抗體


針對 Aβ 的單克隆抗體眾多,部分已進入臨床試驗或臨床應用。許多成功的抗體靶向 Aβ 的 N 端表位,如 10D5、3D6 等,能有效清除斑塊;也有針對 C 端的抗體,但效果相對較弱。FDA 批準的 Aducanumab、Lecanemab 和 Donanemab 等,作用機制和靶點各有差異。此外,研究還探索了去除 Fc 段的抗體片段、單鏈可變片段(scFv)等,以優化抗體治療效果。

Aβ 斑塊的清除


研究抗 Aβ 免疫療法的主要病理終點是減少實質 Aβ 斑塊水平。早期主動免疫療法研究顯示,對 11 個月大的 PDAPP 小鼠用 Aβ42 免疫,可顯著降低大腦 Aβ 水平;被動免疫療法研究發現,外周注射抗體能快速進入大腦并持續發揮作用。不同抗體在清除 Aβ 斑塊的效果上存在差異,N 端靶向抗體通常更有效,且抗體直接注入大腦或使用 scFv 形式,都展現出一定的斑塊清除能力 。

年齡、性別和治療時機的影響


小鼠年齡會影響抗 Aβ 免疫療法的療效,老年小鼠接受治療后,微出血增加,提示年輕小鼠模型可能無法完全反映療法在老年 AD 患者中的效果。性別方面,部分研究顯示雄性和雌性小鼠對免疫療法的反應存在差異,影響 Aβ 清除和轉移。治療時機上,Lecanemab 和 Donanemab 等在斑塊形成前給藥可預防斑塊形成,治療后能持續降低 Aβ 水平,但停藥一段時間后 Aβ 水平可能回升。

ARIA 的風險


為降低 ARIA 風險,研發了新型抗體。如 SAR228810 可有效預防斑塊形成,且不引起微血管改變和炎癥浸潤;5C8H5 能清除斑塊,同時不顯著增加小膠質細胞激活和微出血頻率。改變抗體給藥方式,如腦室內注射,也可降低 ARIA 風險,但仍存在清除機制和臨床應用的問題。

血管功能障礙


抗淀粉樣蛋白免疫療法的 ARIA 副作用引發了對腦血管滲漏和破裂機制的關注。小鼠模型研究發現,被動免疫療法可能導致血管破裂,如 β1 小鼠單克隆抗體治療 21 個月大的 APP23 小鼠,會使出血增加,這可能與血管淀粉樣損傷有關。

腦淀粉樣血管。–AA)


CAA 是人類 ARIA 的主要風險因素,常見于 AD 患者大腦,其淀粉樣蛋白主要沉積在腦血管中,與白質損傷、腦出血等相關。小鼠模型研究發現,抗體治療可清除 CAA,但也可能增加 CAA 和微出血。不同抗體對血管淀粉樣蛋白的結合和清除能力不同,這對預測臨床 ARIA 發生具有重要意義。

血腦屏障(BBB)完整性


抗 Aβ 免疫療法會導致小鼠顱內出血,表現為鐵蛋白染色升高。BBB 破壞可通過血管周圍纖維蛋白原積累來證明,治療還會引起細胞外基質降解酶活性上調、BBB 在 MRI 上顯示破壞等。BBB 破壞會導致外周免疫細胞浸潤,引發神經炎癥,影響血管完整性。

神經炎癥


Aβ 免疫療法會引起神經炎癥,主要表現為小膠質細胞的變化。早期研究發現,接受主動 Aβ42 免疫的個體,小膠質細胞數量和分支增加。在小鼠模型中,抗 Aβ 抗體治療會使小膠質細胞快速激活,其清除斑塊可能由 Fc 受體介導,但長期影響尚不明確,且細胞因子在其中的作用也有待進一步研究。

神經元功能障礙


小鼠模型顯示,Aβ 免疫療法具有神經保護功能,但需要更多研究來明確神經元功能恢復情況。在 tau 相關變化方面,部分研究表明抗體治療可減少磷酸化 tau 積累,但也有研究未發現 tau 變化。在突觸標記方面,不同抗體和治療方式對突觸數量的影響各異。此外,免疫療法在神經元完整性和功能、小鼠行為等方面也有不同表現,且早期保護作用可能與中和可溶性毒性 Aβ 有關。

APOE 基因型的作用


APOE 基因型對晚發性 AD 影響重大,APOE4 會增加 AD 發病風險和 ARIA 發生率,APOE2 則有相反作用。在小鼠模型研究中,APOE4 小鼠在接受 Aβ 免疫療法后,小膠質細胞 / 巨噬細胞水平更高,提示 APOE4 基因型影響小膠質細胞表型,進一步研究其對免疫療法的影響至關重要。

結論


抗 Aβ 免疫療法在 AD 治療上取得了一定進展,但仍存在諸多問題。未來需進一步研究抗體進入中樞神經系統的途徑、Aβ 清除機制、APOE 基因型的影響等。小鼠模型在研究這些問題上具有重要價值,有助于優化治療方案,降低 ARIA 等副作用,推動 AD 治療的發展。

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