可溶性VCAM-1作为非人灵长类BACE2活性的脑脊液药效学生物标志物的发现及其在阿尔茨海默病治疗中的意义

本研究针对阿尔茨海默病(AD)治疗中BACE1抑制剂因交叉抑制BACE2引发认知副作用的难题，通过比较BACE1选择性抗体ATV:BACE1与双靶点抑制剂verubecestat对非人灵长类(NHP)脑脊液(CSF)蛋白质组的影响，首次鉴定出血管细胞粘附蛋白1(VCAM-1)是特异性反映BACE2活性的CSF生物标志物。该发现为开发BACE2豁免型BACE1抑制剂提供了关键监测工具，对AD精准治疗具有重要意义。

　　

在对抗阿尔茨海默病(AD)的漫长战役中，β-位淀粉样前体蛋白裂解酶1(BACE1)曾被视为最有希望的靶点之一。然而临床试验中，尽管BACE1抑制剂能有效降低脑内Aβ水平，却意外引发了认知功能恶化的副作用。科学家们逐渐意识到，这可能源于现有抑制剂对BACE1的同源蛋白酶BACE2的交叉抑制——就像除草时误伤了花园里的珍稀花卉。更棘手的是，学界对BACE2的生理功能知之甚少，尤其缺乏监测其活性的生物标志物，这使得开发选择性BACE1抑制剂如同在黑暗中摸索。

为破解这一困局，德国慕尼黑工业大学等机构的研究团队开展了一项开创性研究。他们巧妙设计实验，比较BACE1选择性抗体ATV:BACE1与双靶点小分子抑制剂verubecestat对非人灵长类脑脊液蛋白质组的影响，就像设置了两组精密的分子探针来区分BACE1与BACE2的"分子指纹"。这项发表于《Molecular》的重要研究，不仅揭示了BACE2的特异性底物，更为AD精准治疗提供了关键工具。

研究团队运用了多项关键技术：通过液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)进行非标记定量蛋白质组学分析；采用数据非依赖采集(DIA)技术提高检测灵敏度；建立半特异性肽段定位方法TermineR鉴定BACE2切割位点；借助Western blot验证关键发现。实验使用4组食蟹猴(N=4/组)，分别给予IgG对照、非脑渗透性抗BACE1抗体、脑靶向ATV:BACE1抗体或verubecestat，通过脑脊液采样时间点的精心设计捕捉药物最大效应。

在"BACE1抑制降低CSF Aβ水平"部分，研究证实ATV:BACE1和verubecestat均能显著降低脑脊液Aβ₄₀
水平（分别降低75%和90%），同时增加α-分泌酶产物sAPPα，验证了药物的靶标结合效率。蛋白质组分析显示，两种处理均降低了已知BACE1底物（如SEZ6、gp130和CACHD1）的切割产物，但幅度存在差异——这就像发现了两把锁都能打开同一扇门，但力度不同。

"BACE2活性CSF标志物的鉴定"是研究的核心突破。通过对比两组处理，研究人员发现血管细胞粘附蛋白1(VCAM-1)呈现独特变化：verubecestat使其水平降低53%，而ATV:BACE1无影响。Western blot验证显示sVCAM-1在verubecestat组降低50%以上，且人类临床试验数据重现了这一现象——服用550mg verubecestat的志愿者CSF中sVCAM-1降低40%。这就像找到了专属BACE2的"分子签名"。

研究团队进一步通过GluC酶切结合TermineR分析，精确定位BACE2在VCAM-1第683-684位氨基酸（亮氨酸-天冬氨酸）处的切割位点。体外实验证实重组BACE2能在相同位点切割合成肽段，且verubecestat可完全阻断该过程。序列分析显示该位点符合BACE家族偏好——切割疏水氨基酸后接酸性残基的特征模式。

这项研究具有多重重要意义：首先，sVCAM-1作为首个被验证的BACE2活性CSF标志物，填补了药效学监测的技术空白，为开发BACE2豁免型抑制剂提供了"分子标尺"。其次，研究揭示了BACE2在VCAM-1调控中的关键作用，暗示其可能通过调节神经炎症影响AD进程——就像发现了免疫调控的新开关。最后，从非人灵长类到人类数据的可转化性，使sVCAM-1有望成为临床剂量优化的生物标志物。

值得注意的是，sVCAM-1仅部分（约50%）依赖BACE2，提示ADAM蛋白酶也参与其剪切。这种"分子冗余"现象在SEZ6等BACE1底物中同样存在，反映了生理系统的稳健性。研究者特别指出，现有BACE抑制剂临床试验可能因完全阻断BACE2而产生未被认知的影响，而sVCAM-1监测将助力精准剂量探索——正如作者强调的："10mg/kg verubecestat显著抑制BACE2，而1mg/kg可能实现选择性BACE1抑制"。这一发现为重启AD预防性治疗策略提供了科学依据，将推动新一代选择性BACE抑制剂的研发浪潮。