综述:重新利用肿瘤药物治疗阿尔茨海默病:靶向细胞周期、蛋白质稳态、免疫代谢和衰老的多组学融合

【字体: 时间:2025年11月02日 来源:Medicine in Drug Discovery CS10.8

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  这篇综述系统阐述了将肿瘤药物重新用于阿尔茨海默病(AD)治疗的前沿进展,揭示了两种疾病在细胞周期失调、蛋白质稳态失衡、mTOR信号异常、IDO1介导的免疫代谢紊乱、PARP1过度激活及细胞衰老等关键生物学过程的惊人交集。文章批判性地评估了酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)、mTOR抑制剂、IDO1拮抗剂、PARP抑制剂及Senolytics等肿瘤药物的临床前和临床证据,并提出了结合计算提名、精准分层和适应性临床试验平台的转化路线图,为攻克AD这一复杂疾病提供了创新的多靶点治疗策略。

  
引言:阿尔茨海默病的挑战与肿瘤药物重定位的机遇
阿尔茨海默病(AD)是全球最主要的痴呆病因,其社会经济负担日益沉重,而针对淀粉样蛋白(Aβ)和Tau蛋白的单靶点疗法却屡遭失败。面对这一困境,将已获批的肿瘤药物重新用于AD治疗,凭借其已知的药理学特性、多靶点作用以及癌症与AD之间存在的“反向流行病学”和生物学通路的交集,成为一个极具吸引力的策略。
交叉学科生物学:癌症与阿尔茨海默病的交汇点
尽管癌症表现为细胞不受控制的增殖,而AD则以神经元丢失为特征,但两者在多个分子通路上存在深刻的交集。
细胞周期在神经元中的失调
在癌症中,细胞周期检查点失控导致持续增殖。而在AD中,本应处于静息状态的神经元却异常地重新进入细胞周期,这一“流产的”过程最终导致神经元死亡。Aβ寡聚体等压力因素可诱导细胞周期蛋白重新表达。因此,用于癌症的细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)抑制剂或酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)可能被用于抑制AD中的异常神经元周期信号。
蛋白质稳态与聚集
癌症细胞和AD大脑都面临蛋白质稳态的巨大压力。热休克蛋白90(HSP90)在癌症中稳定致癌蛋白,在AD中则稳定易于聚集的Tau蛋白。因此,肿瘤领域的HSP90抑制剂可能通过 destabilizing tau 而发挥治疗作用,但需注意避免过度抑制蛋白酶体功能对神经元造成额外压力。
自噬与mTOR信号
mTORC1在多种癌症中过度激活,促进合成代谢并抑制自噬。在AD中,持续的mTORC1激活同样会抑制自噬,损害Aβ和Tau的清除。雷帕霉素(rapamycin)及其类似物(rapalogs)在AD模型中显示出恢复自噬、减少病理蛋白聚集和改善认知的作用,但其免疫抑制和代谢副作用是临床转化中需要克服的障碍。
代谢重编程与犬尿氨酸途径
肿瘤的瓦博格效应(Warburg effect)与AD大脑中的神经元葡萄糖代谢减退有相似之处。吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)在肿瘤微环境和AD大脑的胶质细胞中均被诱导表达,导致色氨酸代谢向犬尿氨酸途径偏移,影响星形胶质细胞对神经元的乳酸支持。临床前研究表明,IDO1抑制剂可以恢复海马的葡萄糖代谢并挽救记忆,其人体药代动力学和安全性数据为AD临床试验提供了便利。
DNA损伤应答与PARP
在癌症治疗中,PARP抑制剂(PARPi)利用DNA修复缺陷来杀死肿瘤细胞。在AD中,PARP1的过度激活会消耗烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+),导致神经元能量衰竭并触发parthanatos死亡。因此,适度的PARP抑制可能通过稳定神经元能量代谢而起到神经保护作用,但需平衡其对生理性DNA修复的影响。
神经炎症与肿瘤免疫学
AD中的小胶质细胞与肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)类似,表现为慢性激活和吞噬功能失调。免疫检查点(如PD-1/PD-L1)在两者中均有表达。临床前研究尝试通过调节这些检查点来“重启”小胶质细胞的吞噬功能,但结果存在争议,且免疫相关不良事件(irAEs)是临床转化的主要担忧。
细胞衰老与SASP
细胞衰老及其相关的分泌表型(SASP)是连接衰老、癌症和AD的关键环节。在AD大脑中,衰老的胶质细胞和神经元积聚,分泌促炎因子,放大神经毒性。源自肿瘤研究的senolytic组合(如达沙替尼dasatinib+槲皮素quercetin)在AD模型中能够清除衰老胶质细胞,减轻病理并改善行为。
有潜力的肿瘤药物类别及其在AD中的转化前景
  • 酪氨酸激酶抑制剂(TKIs):如尼罗替尼(nilotinib)、马赛替尼(masitinib)。尼罗替尼抑制c-Abl/Src,增强自噬清除Aβ/Tau,其II期临床试验显示了生物标志物的积极变化。马赛替尼通过调节肥大细胞/小胶质细胞减轻神经炎症,在IIB/III期试验中显示出延缓认知和日常生活能力下降的效果。
  • mTOR抑制剂:如雷帕霉素。尽管临床前证据充分,但早期人体试验中口服雷帕霉素在脑脊液中检测不到,且出现矛盾的生物标志物变化,提示中枢神经系统(CNS)暴露不足是主要障碍。
  • IDO1抑制剂:如epacadostat。临床前数据表明其能逆转AD模型的代谢缺陷和记忆损伤,是极具潜力的候选药物。
  • PARP抑制剂:如尼拉帕利(niraparib)。计算网络药理学多次将PARP1定位为AD相关枢纽,理论上具有神经保护潜力,但尚未进入AD临床试验。
  • Senolytics:达沙替尼+槲皮素(D+Q)的早期人体研究证实了药物可进入脑脊液,并显示出清除淀粉样蛋白和减轻炎症的信号,但长期疗效有待证实。
  • 表观遗传调节剂:如组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)伏立诺他(vorinostat)。虽能改变脑脊液乙酰化标志物,但未能改善认知,且毒性较大。选择性更高的HDAC6抑制剂或更具前景。
  • 一个警示性的案例——RXR激动剂(bexarotene):其最初报道的快速清除斑块效应未能被多个独立实验室重复,后续临床试验也因毒性和缺乏疗效而失败,凸显了严格临床前验证的重要性。
提名候选药物的方法与途径
现代提名流程依赖于多学科方法的整合:
  1. 1.
    计算提名:利用转录组学特征反转(如CMap/LINCS数据库)、网络药理学(分析药物靶点与AD疾病模块在网络中的邻近度)以及人工智能模型,系统性地识别能“逆转”AD基因表达谱的肿瘤药物。来曲唑(letrozole)+伊立替康(irinotecan)的组合即通过此方法发现。
  2. 2.
    实验验证:在人多能干细胞(iPSC)分化的神经元、胶质细胞、3D类器官模型中进行高通量表型筛选,验证候选药物减少蛋白聚集、改善突触功能等效应。
  3. 3.
    药代动力学(PK)与血脑屏障(BBB)筛选:通过计算模型和体外实验早期评估药物的脑渗透性,这是CNS药物成功的关键门槛。
  4. 4.
    转化生物标志物:在临床前和临床研究中,使用靶点参与标志物(如IDO1抑制后的犬尿氨酸/色氨酸比率)、疾病病理标志物(Aβ/Tau PET,脑脊液Aβ42/p-Tau)和神经元损伤标志物(神经丝轻链NfL)来指导剂量选择和疗效评估。
临床证据、挑战与未来方向
目前,尚无重新利用的肿瘤药物在大型确证性AD试验中显示出明确的认知益处。挑战包括:
  • 剂量重整:需要将肿瘤的高剂量、短疗程方案调整为AD所需的长期、低剂量方案。
  • 老年人群风险:需特别关注多药合用、药物相互作用以及肿瘤药物特有的血液学、心脏和代谢毒性。
  • 血脑屏障:确保足够的脑部暴露是普遍难题。
未来方向应聚焦于:
  • 精准重定位:根据APOE ε4基因型、神经炎症或代谢特征等对患者进行分层,实现个性化治疗。
  • 联合疗法:借鉴肿瘤学经验,设计机制正交的联合方案(如自噬增强剂+抗Aβ抗体)。
  • 适应性平台试验:采用多臂、多阶段试验设计,同时测试多种候选药物,根据预设的生物标志物标准早期淘汰无效方案。
  • 新型递送策略:开发改善脑部递送的技术,如鼻内给药、聚焦超声等。
结论
将肿瘤药物重新用于AD治疗,是基于坚实生物学基础的理性策略,为应对这一复杂疾病提供了多靶点干预的新途径。通过整合计算提名、精准医学、创新临床试验设计和严格的转化科学,这一领域有望为改变AD疾病进程带来突破。
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