综述：融合蛋白作为阿尔茨海默病生物标志物和治疗剂的作用：一篇叙述性综述

这篇综述系统探讨了融合蛋白在阿尔茨海默病（AD）诊断和治疗中的前沿进展。文章重点阐述了融合蛋白通过靶向血脑屏障（BBB）穿透技术、多重病理通路调控（如Aβ清除、tau蛋白去磷酸化）及神经保护机制（如EPO融合蛋白）展现的治疗潜力，同时分析了其作为分子影像标志物的应用前景。尽管动物模型成果显著，但作者强调需进一步临床验证以解决免疫原性、规模化生产等挑战。

　　

摘要

阿尔茨海默病（AD）作为最常见的神经退行性疾病，以脑内β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积和tau蛋白异常磷酸化为特征。尽管现有疗法多为对症治疗，融合蛋白技术的出现为AD管理提供了新思路。这类重组蛋白通过结合不同功能域，既能穿透血脑屏障（BBB），又能同时靶向Aβ清除、抗炎和神经再生等多重病理环节。动物研究表明，如转铁蛋白受体单抗-促红细胞生成素（cTfRMAb-EPO）融合蛋白可显著改善认知功能，而生长停滞特异性蛋白6（Gas6）融合体则能无炎性清除Aβ。此外，融合蛋白在分子影像诊断中展现出高特异性。然而，其临床应用仍需克服免疫原性、规模化生产等瓶颈。

1. 引言

全球AD患者已达3260万，预计205年病例数将突破1.5亿。传统病理假说聚焦Aβ斑块和神经纤维缠结，但新证据表明可溶性Aβ₄₂
的减少才是认知衰退的关键驱动因素。现有药物如乙酰胆碱酯酶抑制剂仅缓解症状，而BBB穿透障碍更制约了靶向治疗效率。融合蛋白凭借其模块化设计，可整合BBB穿透肽（如抗TfR抗体）、治疗蛋白（如EPO）和靶向域（如Aβ-scFv），为AD治疗提供了多功能解决方案。

2. 检索策略

通过PubMed和ScienceDirect数据库（2004-2024年），以"fusion protein" AND ("Alzheimer’s disease" OR "tau" OR "amyloid")为关键词筛选文献，涵盖动物实验、临床试验及生物信息学研究。

3. AD病理机制与当前治疗

AD病理涉及Aβ₄₂
聚集、tau蛋白过度磷酸化、线粒体功能障碍及慢性神经炎症。近期研究发现，Aβ突变会导致可溶性Aβ₄₂
早期下降，这可能比斑块沉积更早引发认知损伤。现有治疗包括：

• 药物疗法：如美金刚调节谷氨酸能系统
• 免疫疗法：如靶向Aβ的Aducanumab
• 基因编辑：CRISPR-Cas9靶向APP/PSEN突变
• 非药物干预：认知训练、地中海饮食

4. 融合蛋白在神经系统疾病中的作用机制

从1982年重组胰岛素获批开始，融合蛋白技术已发展出三大应用方向：

1. 纯化工具：如His标签蛋白
2. 生物治疗剂：如用于多发性硬化症的IFN-β-galectin-9融合蛋白
3. 诊断显影：如TfR靶向的免疫PET探针

典型案例包括：

• Hunter综合征：JR-141（I2S-抗TfR抗体）融合蛋白成功降解中枢神经系统糖胺聚糖
• 帕金森病：GM-CSF融合蛋白调节T_reg
  /T_eff
  平衡

5. 融合蛋白在AD中的研究进展

5.1 EPO融合蛋白的多靶点作用

cTfRMAb-EPO在APP/PS1小鼠中显示：

• 降低海马Aβ₄₀
  水平达50%
• 通过NF-κB通路抑制神经炎症
• 改善空间记忆（Morris水迷宫潜伏期缩短35%）

5.2 Gas6融合蛋白的无炎性Aβ清除

αAβ-Gas6通过TAM受体途径激活小胶质细胞吞噬，且不引发IL-6/TNF-α风暴，较传统抗体安全性更优。

5.3 生长抑素融合蛋白增强NEP活性

SST-scFv8D3的半衰期延长120倍，可特异性降解膜结合Aβ₄₂
，尤其在海马区效果显著。

5.4 KG207-H的BBB穿透特性

FC5单域抗体融合体在转基因大鼠中：

• 使CSF Aβ₄₂
  /Aβ₄₀
  比值正常化
• PET显示脑Aβ负荷降低40%

5.5 siRNA递送系统

TARBP-BTP融合蛋白介导BACE1 siRNA递送，使小鼠脑内BACE1表达降低30-50%。

5.6 口服疫苗开发

家蚕表达的CTB-Aβ₄₂
融合蛋白口服后，AD模型小鼠认知测试错误率减少60%。

5.7 AL04融合蛋白

含半胱氨酸蛋白酶抑制剂C（CysC）的AL04通过dTAT穿透BBB，使雌鼠Aβ沉积减少55%。

5.8 诊断生物标志物

OX26₅
-F(ab′)₂
-Bapi免疫PET探针在转基因大鼠中Aβ信号强度与病理评分呈正相关（r=0.82）。

5.9 AD研究模型

Aβ_1-42
-GFP融合蛋白可在活细胞中可视化寡聚体动态，为药物筛选提供工具。

6. 挑战与展望

优势：

• 模块化设计可实现"一药多靶"
• FC5等载体突破BBB递送限制

局限：

• 生产成本高达$500/毫克
• 41%的临床前分子因免疫原性失败

未来需优化人源化序列（如CDR移植）、开发冻干制剂，并通过类器官模型提升临床转化率。

7. 结论

融合蛋白在AD领域展现出诊断-治疗一体化的潜力，但需大规模临床试验验证其安全性。随着蛋白质工程技术进步，下一代融合蛋白或将实现按需调控的精准医疗。