《Frontiers in Neurology》：Should ApoE4 gene editing therapy be approached with caution when AD is accompanied by retinal neurodegenerative diseases?
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载脂蛋白E4（ApoE4）是阿尔茨海默病（AD）最强的遗传风险因子，靶向ApoE4的基因编辑与基因治疗已成为AD颇具前景的治疗策略，尽管这些策略仍处于研究阶段，尚未成为成熟的主流治疗方案。然而，值得注意的是，已有报道表明ApoE4与青光眼、年龄相关性黄斑变性（
载脂蛋白E4（ApoE4）是阿尔茨海默病（AD）最强的遗传风险因子，靶向ApoE4的基因编辑与基因治疗已成为AD颇具前景的治疗策略，尽管这些策略仍处于研究阶段，尚未成为成熟的主流治疗方案。然而，值得注意的是，已有报道表明ApoE4与青光眼、年龄相关性黄斑变性（AMD）及糖尿病视网膜病变（DR）等视网膜退行性疾病风险降低相关。因此，当AD与青光眼、AMD或DR同时发生时，是否应谨慎对待ApoE4基因编辑治疗？基于上述问题及现有文献，本研究详细阐述了ApoE4在AD、青光眼、AMD及DR中的不同作用，旨在为后续ApoE4基因编辑治疗提供有价值的见解。研究人员还总结了目前处于临床前及早期临床开发阶段的ApoE靶向治疗方案，阐述了剩余的转化挑战，并讨论了如何对合并视网膜神经退行性疾病的患者进行评估与监测。
1 引言
ApoE4是AD最强的遗传风险因子，同时与青光眼、AMD和DR等视网膜退行性疾病的风险降低相关。ApoE作为中枢神经系统（CNS）和视网膜的主要脂质载体，是少数与这些疾病均相关的分子之一。ApoE由ε4、ε3和ε2三个等位基因编码，ApoE4（Arg-112, Arg-158）、ApoE3（Cys-112, Arg-158）和ApoE2（Cys-112, Cys-158）仅在112和158位氨基酸上存在差异。ApoE4在AD中发挥致病作用，但在视网膜退行性疾病中可能具有保护作用，这种双重角色使得当AD与视网膜疾病共存时，ApoE4靶向治疗的安全性需要审慎评估。
2 ApoE4在AD中的作用
2.1 ApoE4促进Aβ的产生与毒性
ApoE4通过多种独立机制促进淀粉样蛋白-β（Aβ）的产生，并通过LRP1介导的APP内吞转运增强Aβ生成。ApoE4还可激活ERK1/2 MAP激酶通路和C/EBPβ/δ-分泌酶信号通路，增加APP转录和Aβ产生。此外，ApoE4与Aβ的相互作用更易形成原纤维沉积复合物，促进Aβ寡聚体的形成。
2.2 ApoE4促进tau蛋白过度磷酸化
ApoE4与AD中更严重的Tau病理负担相关，且呈基因剂量依赖性。星形胶质细胞分泌的GPC-4对ApoE4具有更强的结合亲和力，优先与ApoE4相互作用促进Tau过度磷酸化。同时，ApoE4对LRP1的更高亲和力使其与过度磷酸化Tau竞争清除途径，导致Tau降解受损。
2.3 ApoE4促进突触损伤
ApoE4通过损害神经元表面的脂蛋白转运，导致树突长度缩短和树突棘密度降低。ApoE4还可通过将Apoer2、NMDA和AMPA受体隔离在细胞内区室中，减少其在神经元表面的表达，从而引发突触损伤。此外，ApoE4可激活亲环蛋白A-基质金属蛋白酶9（CypA-MMP9）通路，加速血脑屏障（BBB）破坏。
2.4 ApoE4促进氧化应激
AD患者大脑处于高氧化应激状态，氧化应激程度与ApoE基因型相关，顺序为ApoE2 < ApoE3 < ApoE4。ApoE4诱导的氧化应激上调钙调磷酸酶调节因子1（RCAN1），RCAN1抑制钙调磷酸酶介导的Tau去磷酸化，同时增加糖原合成酶激酶3（GSK3）水平，进一步促进Tau磷酸化。
2.5 ApoE4导致线粒体功能障碍
ApoE4通过触发内质网（ER）应激、上调GRP75、增加线粒体相关内质网膜形成来损害神经元线粒体功能。ApoE4还可抑制FoxO3a，干扰PINK1/Parkin和BNIP3等关键线粒体自噬通路，并损害线粒体呼吸链复合物III和IV的活性。
2.6 ApoE4加剧神经炎症
携带ApoE4的小鼠小胶质细胞表现出异常的促炎分泌谱，炎症因子（NO、IL-1β、IL-6和TNF-α）产生增加，而抗炎细胞因子IL-4显著减少。ApoE4对TREM2具有最高的亲和力，可放大TREM2信号导致小胶质细胞过度激活，驱动其转化为疾病相关小胶质细胞神经退行性表型（MGnD）。
2.7 ApoE4在AD中的其他作用
ApoE4等位基因携带者通常表现出更长的睡眠持续时间，纯合子携带者表现出更明显的睡眠异常。在脑血管完整性方面，ApoE4可加剧Aβ在脑内的沉积，触发脑淀粉样血管病（CAA），并通过CypA-MMP9通路加速BBB代谢性破坏。
3 ApoE4等位基因在视网膜退行性疾病中的作用
3.1 ApoE4等位基因在青光眼中的作用
关于ApoE4与青光眼的关联，临床队列研究结果存在冲突。部分研究支持ApoE4在特定亚群中的有害作用，如围绝经期女性、正常眼压性青光眼（NTG）患者。然而，芬兰大规模关联分析（412,171例）证实ApoE4与总体青光眼、NTG和原发性开角型青光眼（POAG）呈负相关，提示保护作用。动物实验表明，ApoE4可抑制小胶质细胞激活为MGnD表型，减少半乳糖凝集素-3表达，促进视网膜神经节细胞（RGC）存活。
3.2 ApoE4等位基因在AMD中的作用
ApoE4可显著降低AMD风险，而ApoE2增加该风险，与AD中的效应相反。ApoE4通过抑制C反应蛋白（CRP）、CC基序趋化因子配体2（CCL2）和血管内皮生长因子（VEGF）的表达来减轻视网膜炎症和新生血管形成。ApoE4还可促进ATP结合盒转运体A1（ABCA1）介导的胆固醇转运，维持视网膜色素上皮（RPE）细胞中的胆固醇稳态，限制玻璃膜疣形成。ApoE2则激活MAPK信号通路，上调VEGF、PDGF-BB和b-FGF等生长因子及促炎细胞因子，促进视网膜炎症和脉络膜新生血管形成。
3.3 ApoE4等位基因在DR中的作用
关于ApoE4与DR风险的关联，研究结果同样存在冲突。部分研究显示ApoE4与DR无显著关联或降低风险，而另一些研究显示ApoE4携带者DR患者黄斑水肿和视网膜硬性渗出的发生频率和严重程度更高。实验数据一致表明，ApoE2和ApoE3可促进VEGF诱导的细胞增殖和迁移以促进新生血管形成，而ApoE4不具有此功能。
4 ApoE4靶向基因编辑与基因治疗：现状、挑战与眼科考量
目前开发的ApoE靶向策略分为三类：小分子结构校正剂（如PH002）、RNA-based抑制（反义寡核苷酸、小干扰RNA和人工microRNA）以及DNA水平干预（CRISPR/Cas9、碱基编辑、先导编辑和表观遗传编辑）。处于开发中的项目包括LX1001（Lexeo Therapeutics，AAV介导的ApoE2基因替代，处于1/2期临床试验）、Voyager Therapeutics的双功能AAV（人工microRNA敲低ApoE4并表达ApoE2，临床前阶段）以及学术界的AAV先导编辑（将APOE4转换为APOE3样序列，临床前阶段）。
4.1 ApoE靶向项目开发进展
LX1001是进展最快的项目，为AAV-based候选药物，旨在APOE4纯合子CNS中表达保护性ApoE2蛋白，已获得美国FDA快速通道认定。Voyager Therapeutics正在临床前阶段开发"减少并替换"策略。学术界已使用AAV递送先导编辑在人类化APOE4小鼠脑内将APOE4转换为APOE3。
4.2 剩余挑战
转化面临四组问题：递送（脑和视网膜是药理学特权区室，实现成人脑内广泛、细胞类型适当和剂量受限的转导仍未解决）；精确性和持久性（脱靶编辑、旁观者编辑、嵌合现象及不可逆编辑的长期基因组稳定性需严格评估）；生物学不确定性（ApoE是脂质转运体，完全缺失与III型高脂蛋白血症相关）；试验设计（缺乏关于最佳疾病阶段、治疗窗口和生物标志物的共识）。
4.3 对合并视网膜神经退行性疾病患者的影响
ApoE4在AD中是绝对风险因子，在AMD中具有明确保护作用，在青光眼和DR中的作用存在冲突。将ApoE4基因编辑为ApoE3可能增加DR风险，编辑为ApoE2可能增加AMD风险，完全敲除ApoE基因可能增加青光眼、AMD和DR的风险。在现有证据基础上，保留异构体的ApoE4向ApoE3转换对于合并视网膜疾病的患者似乎优于敲除或ApoE2过表达。给药途径同样重要，CNS定向途径应优先于玻璃体腔内或视网膜下给药，眼科评估应纳入试验设计。
4.4 未来研究方向
三个研究方向可快速减少当前不确定性：机制研究（在细胞水平定义ApoE4在视网膜中的保护作用，Galectin-3/MGnD轴及异构体特异性对RPE胆固醇处理和VEGF信号的影响）；模型和测量（使用人类化APOE小鼠、hiPSC来源的视网膜类器官和RPE/脉络膜共培养直接测试每种编辑策略的视网膜后果）；临床转化（APOE定向试验应按APOE基因型和视网膜状态分层，纳入眼科终点和长期随访）。
5 问题与展望
现有研究提供了充分而有力的证据支持ApoE4基因编辑治疗在AD合并视网膜退行性疾病时应谨慎且适当地选择。未来需要制定针对AD和视网膜退行性疾病重叠病理生理学的个体化治疗方案，包括基因型和视网膜引导的编辑策略选择、CNS限制性递送以及结构化眼科监测。
