《Heart Failure Reviews》：The long road to recognition: a historical review of amyloidosis from early pathology to disease-modifying therapy
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在过去的几十年中，心脏淀粉样变性的诊断和治疗均取得了巨大进展，然而该疾病本身几个世纪以来一直是严重未被充分认识的心力衰竭病因。在医学历史的大部分时间里，这些不溶性纤维沉积的积累是一种神秘的发现，主要在患有慢性炎症性疾病的患者的尸检中被观察到。本综述追溯了淀粉样
在过去的几十年中，心脏淀粉样变性的诊断和治疗均取得了巨大进展，然而该疾病本身几个世纪以来一直是严重未被充分认识的心力衰竭病因。在医学历史的大部分时间里，这些不溶性纤维沉积的积累是一种神秘的发现，主要在患有慢性炎症性疾病的患者的尸检中被观察到。本综述追溯了淀粉样变性引人入胜的演变过程：从其作为植物学术语被错误应用于人类病理学的起源，到刚果红等组织学染色的偶然发现，再到识别出驱动AL、AA和ATTR亚型的特定前体蛋白的分子胜利。通过了解历史上的障碍和突破，研究人员可以更好地欣赏现代诊断成像和靶向治疗，这些疗法最终使这种复杂疾病走出阴影。
引言
在出现现代诊断工具之前，早期科学家依靠大体病理学诊断淀粉样变性，注意到受累器官呈现异常的脂肪样外观。这些早期解剖学观察，从“西米脾”到“猪板油样”肝脏，通常在患有慢性感染（如结核病或梅毒）的患者中见到，代表了现在已知的继发性AA淀粉样变性。几个世纪以来的科学家对该病的病理生理学、病因学和治疗提出了各种假设。具有讽刺意味的是，尽管现代科学已证明这些早期研究者均未正确识别淀粉样的真实成分，但该病的许多根本原因至今仍属未知。本历史综述旨在追溯淀粉样变性研究的时间线，探索从早期解剖学争论到重要染色方法的偶然发现，再到对独特淀粉样蛋白结构的现代分子理解的转变。虽然近期综述主要关注描述淀粉样变性研究的进展，但较少关注这些发展的起源及后续进程。本综述强调理解淀粉样变性历史演变以指导未来创新的重要性，作为对现有文献的补充。
淀粉样变性的病理起源
淀粉样变性的首次疑似鉴定是在腹部器官中进行的，可能代表了慢性炎症疾病中见到的继发性AA淀粉样变性。1639年，Nicolaus Fontanus指出其患者的脾脏在尸检中发现苍白、僵硬和蜡样；虽未经证实，但这可能是目前已知的继发性或AA淀粉样变性中“西米脾”的最早描述。1654年，Thomas Bartholin在其著作《Historiarum Anatomicarum Rariorum》第一卷中也记录了这一情况，他描述白色沉积物使脾脏硬化，几乎无法解剖。大约一个世纪后，其他几位研究者在其患者的肝脏和肾脏中观察到类似的“陶土色粘液物质”，这些物质在受热时变硬，导致他们认为该物质本质上是白蛋白样的。然而，“淀粉样”一词直到又一个世纪后才出现，由Matthias Schleiden于1838年创造。除医学和人类解剖学外，Schleiden还研究植物学，并有兴趣应用J.J. Colin和H.F. Gaultier de Claubry创建的碘-硫酸试验来定位给定植物细胞内的淀粉。Schleiden认为染色反应显示了植物材料向淀粉的物理转化，因此他使用“淀粉样”一词来描述他的发现，该词源自拉丁语“amylum”，意为“淀粉”。Rudolf Virchow首次在医学背景下使用“淀粉样”一词来描述神经系统中发现的小圆形斑点，这些斑点在给予碘-硫酸染色时呈现与淀粉相同的蓝色。Virchow将这些小团块标记为“淀粉样小体”，该术语至今仍在使用。
1859年，Carl Friedreich和August Kekulé得出结论，淀粉样沉积物不是由淀粉或纤维素构成的，而是由于组织中高氮含量而由一种白蛋白化合物构成。Virchow与Friedreich和Kekulé的发现以及Schmidt和Budd先前的类似主张进行了辩论，认为化学分析受累患者整个肝脏的方法有缺陷，无法准确表征孤立的致病物质。Johann Meckel同意Friedreich和Kekulé的观点，认为淀粉样物质既不是淀粉也不是纤维素，但他错误地假设碘反应性沉积物是由胆固醇构成的，这让人回想起受累器官的“猪板油样”外观。尽管对其真实化学性质的争论不断，Virchow在该领域的巨大影响力确保了他的误称“淀粉样”成为医学词汇中的永久固定用语；现代科学已证明，这些早期研究者均未正确识别淀粉样的真实成分。
染色方法
Virchow对淀粉样物质使用碘-硫酸试验无疑开启了当前淀粉样识别方法的发展，尽管他讽刺性地反对这些新技术。碘-硫酸染色的偶然成功促使研究人员Victor Cornil、Richard Heschl和Rudolf Jurgens在1875年各自独立发现了甲基紫染色。作为一种苯胺染料，据报道该染色是“异染性”的，意味着染料与淀粉样物质结合时会从紫色变为粉红红色。正是这种染色使Isidor Soyka能够在1876年对首例心脏淀粉样变性进行分类，这是淀粉样变性研究的宝贵发现。他的分类将这种形式的淀粉样变性与继发性（AA）淀粉样变性区分开来，因为他未将其与慢性疾病或感染相关联。Soyka还创造了“老年性淀粉样变性”一词来描述他的发现，因为他的患者中的淀粉样堆积是由年老引起的；这个名称在随后的几十年中被沿用。
大约五十年后，刚果红染料在人体中的应用始于偶然。刚果红最初是作为纺织品的颜色创建的，其独特的名称可能是在柏林“刚果会议”上推出时的营销策略。又过了40年，在试图测量血容量和评估肝功能时，Hermann Bennhold有了一个关键发现：他发现刚果红在淀粉样变性患者体内离开血流的速度更快，从而可以在活体患者身上实时进行识别，而不是在尸检期间在组织切片上进行。在偏振光下淀粉样沉积物发出特征性“苹果绿”颜色的描述归功于Paul Ladewig（1945年），但刚果红染色后双折射的潜在现象早在1927年就由Paul Divry和Marcel Florkin指出。
淀粉样蛋白结构
作为免疫球蛋白的淀粉样蛋白
在19世纪中后期，Hermann Weber（1867年）和Carl Wild（1886年）报告的病例描述了可能患有AL淀粉样变性的患者。到20世纪初，Bence Jones蛋白已在多发性骨髓瘤等骨病患者中被发现，并被怀疑是白蛋白样的，但直到1931年，Adolf Magnus-Levy才提出Bence Jones蛋白可能是导致淀粉样变性的物质。他认为作用机制是Bence Jones蛋白的过度产生和分解减少的结合。在随后的几十年里，这种观点得到发展，研究者在多发性骨髓瘤患者的心脏、肺、皮肤、血管系统和舌头上发现了淀粉样物质，这有助于当前对原发性（AL）淀粉样变性中淀粉样位置的认识，并进一步将其与继发性（AA）淀粉样变性（肝脏、脾脏和肾脏）区分开来。Apitz还推测继发性淀粉样变性中的淀粉样物质与Bence Jones蛋白相关的淀粉样物质之间存在组成差异，这被证明是正确的。这导致了研究淀粉样蛋白物理结构的实验，使用X射线衍射鉴定其反平行β-折叠片模式，并使用序列分析比较淀粉样蛋白和Bence Jones蛋白的氨基酸；两者都是κ轻链。由此，1971年进一步证明淀粉样蛋白可由Bence Jones蛋白的λ轻链部分形成，从而巩固了淀粉样蛋白确实是免疫球蛋白轻链的观点。
血清淀粉样A蛋白
最初，人们假设导致各种淀粉样变性表现的所有版本的蛋白都与AL淀粉样变性的那种轻链结构相同。然而，不久之后，识别其他淀粉样蛋白的大门就打开了，最早的是1972年的血清淀粉样蛋白A。继发性（AA）淀粉样变性的识别最终解释了在患有慢性系统性感染或炎症的患者中淀粉样物质的最早病理学描述，正式将其与AL淀粉样变性区分开来。虽然AA淀粉样变性主要导致肾衰竭，但其识别为发现具有更高心脏穿透力的其他前体蛋白铺平了道路。
家族性淀粉样多发性神经病
家族性淀粉样多发性神经病（FAP）的临床诊断早于对该病的病理理解和病因。1929年，第一例疑似病例描述了一名患者，其四肢有长时间疼痛和麻木，由外周神经中未知物质引起；该患者有三个兄弟姐妹死于相同疾病。Mario Corino de Andrade是传统上被引用的FAP诊断科学家，他在1952年的报告中包含了来自葡萄牙的70多名患者，最早可追溯到1939年。最初，FAP被认为是一种地方病，因为其在世界某些热点地区集中（葡萄牙、瑞典和日本是最大的热点）。然而，在所有地区，淀粉样蛋白沉积引起的周围神经病是显而易见的诊断，仅在发病年龄上有所不同。
1978年，Pedro Costa着手揭示FAP的致病蛋白，他怀疑该蛋白不同于先前描述的免疫球蛋白或血清淀粉样A蛋白。分离和纯化后，Costa发现淀粉样纤维确实是新的且对FAP是独特的，尽管它与所有其他淀粉样蛋白具有相同的β-折叠结构。此外，发现该蛋白与prealbumin几乎相同，但存在微小的化学差异，推测其致病性源于基因突变。虽然早期的淀粉样变性模型依赖于前体蛋白的过度产生，但在20世纪80年代初对该prealbumin变体进行的后续测序揭示了一种不同的机制。正常prealbumin与致病性prealbumin之间一到三个氨基酸的差异表明它源于基因突变。由于该蛋白与甲状腺素和视黄醇的结合亲和力，该蛋白的名称进一步发展为目前已知的转甲状腺素蛋白（TTR，尽管prealbumin仍然是一个完全可接受且同义的术语）。
理解转甲状腺素蛋白
TTR作为FAP前体蛋白的发现引入了淀粉样变性研究的一个新阶段，科学家们热衷于鉴定该病的致病突变。1984年，Maria Saraiva将葡萄牙FAP中的突变鉴定为目前公认的Val30Met替换，Satoru Tawara于1983年在日本也类似地识别了这一突变，使这些成为遗传性淀粉样变性遗传原因的首次描述。聚合酶链反应的使用迅速加速了发现其他TTR突变的进程，如今已识别出数百种。
虽然Soyka因通过组织学和病理学识别心脏内的淀粉样物质而闻名，但当时该病的病因仍未知。在随后的几十年中，尸检继续在老年个体（男性多于女性）的心脏内定位淀粉样沉积物，大多数淀粉样物质位于心房、心脏瓣膜、血管和心室心肌；这一区别将该病名称改为“老年性心脏淀粉样变性”——比Soyka之前仅指定为“老年性淀粉样变性”更进一步。在注意到淀粉样物质可超出心脏组织后，该名称再次更新，成为“老年性系统性淀粉样变性”。
通过20世纪80年代的几篇出版物，Per Westermark将淀粉样蛋白表征为源自prealbumin，而不仅仅与之相关。他最初认为老年性系统性淀粉样变性（SSA）是第四种淀粉样变性，不同于AL、AA和FAP；然而，他对理解SSA的兴趣使他进一步发现，SSA中发现的TTR被认为是“正常”的prealbumin，不同于导致FAP的突变TTR。因此，正如现在所知，FAP和SSA的蛋白并非截然不同，而是彼此的不同版本。虽然这看似简单且略有冗余，但这些信息为当前对心脏淀粉样变性的理解以及基因检测在诊断过程中的重要性奠定了基础。
淀粉样变性的非侵入性诊断
在20世纪70年代，锝标记核放射性示踪剂如焦磷酸盐（PYP）被用于识别心肌组织坏死区域。这些亲骨剂被假设与梗死组织外周区域的钙化组织结合，并使用闪烁照相机成像。PYP的一些早期研究使用病理相关来识别这种坏死组织，尽管一些病例持续存在PYP扫描阳性，而组织病理学显示淀粉样沉积物。伴随着对心脏淀粉样变性日益增长的临床认识，1982年有三个病例系列注意到在活检证实的心脏外淀粉样变性患者的平面闪烁图上PYP的心肌摄取。当时，据推测这些亲骨剂与淀粉样纤维相邻和连接的钙依赖性血清淀粉样P成分结合；这一说法后来被推翻，现代理论认为这些示踪剂与嵌入淀粉样纤维周围的小微钙化（ATTR中比AL中更普遍）结合。Theodore Wizenberg提出将摄取分级为0（正常扫描）、1+（微弱活性，可能是血池）、2+（心肌内明确活性但弱于邻近正常骨）、3+（心肌活性等于骨）和4+（心肌活性大于骨）。这些亲骨示踪剂在淀粉样变性中的应用最初并未获得关注，因为在AL淀粉样变性患者中进行的一系列阴性研究。Enrica Perugini指出，锝-99m DPD（3,3-二膦酸-1,2-丙二羧酸）仅被ATTR患者而非AL淀粉样变性患者的心脏摄取。因此，Perugini本质上将1级和2级合并为一个类别，其中心脏轮廓的平面摄取看起来低于骨骼。于是，同名的Perugini 0至3分级系统诞生了，并沿用至今。
淀粉样亚型现代理解
转甲状腺素蛋白淀粉样变性
TTR蛋白在其天然状态是一种127个氨基酸的同源四聚体；淀粉样变性的不良症状是由这些亚基解离引起的，导致单体蛋白错误折叠并异常聚集为紧密、不溶的淀粉样纤维。在野生型淀粉样变性（ATTRwt）中，这种解离是自发的，最常归因于随着年龄增长蛋白质折叠机制的减弱。ATTRwt的partial或complete unfolding也可由生化或物理因素引起，例如酶切和/或机械应力。
ATTR明确地导致心肌病，包括野生型和遗传型，尽管ATTRwt只能导致心肌病，而变异ATTR表现出心肌病和多发性神经病。这种心肌病是通过淀粉样纤维在心肌细胞之间的沉积实现的，降低了收缩和舒张功能的泵血能力，导致射血分数保留的心力衰竭（HFpEF）。虽然目前认识更为普遍，但ATTR淀粉样变性仍可隐匿多年，因为它发展极慢，且几乎总是与老年人群中常见的其他疾病（即高血压和心律失常）同时出现。此外，心脏淀粉样变性常导致左心室肥厚，这可能扭曲检测结果并进一步延迟治疗。认为淀粉样变性干预对老年患者可能无效的假设也可能导致适当诊断病例的缺乏。
另一种ATTR淀粉样变性，称为遗传性或变异ATTR（ATTRv），由TTR基因中的错义突变引起，该突变导致TTR蛋白发生轻微构象变化。ATTRv是FAP发展的媒介，已识别出超过100种不同的突变。其中一些突变局限于世界特定地区，被视为“奠基者突变”，因为其原产国的患病率很高；例子包括爱尔兰西北部的p.Thr80Ala（T60A）变体、葡萄牙（以及瑞典和日本）的p.Val50Met（V30M）、非洲国家的p.Val142Ile（V122I）以及中国和台湾的p.Ala117Ser（A97S）。TTR突变通过常染色体显性模式遗传，通过破坏亚基间的相互作用迫使四聚体结构解离；例如，V30M突变在热力学上不稳定，而V122I突变在动力学上不稳定。
ATTRv中的每个基因突变可导致略有不同的表型，这在患者之间甚至家族内部差异更大。尽管具有常染色体显性遗传模式，但ATTRv已注意到存在一些不完全外显，进一步使给定人群中的众多突变、表型和外显率多样化。通常，变体存在于一个谱系上，更可能引起多发性神经病、自主神经病或心肌病。V122I变体是ATTRv中最常识别的突变（尽管在非洲裔美国人群体之外极为罕见），其心脏受累明显比ATTRwt更严重，发病更早且进展更快。V30M突变已知影响外周神经的时间远早于心脏，因此到做出心脏诊断时，患者已患有严重外周和/或自主神经病；V30M进一步分为早发和晚发变体。由于症状表现广泛，在诊断ATTR淀粉样变性期间进行基因检测以确保给予适当治疗至关重要。
由于TTR在肝脏中合成，肝移植曾经是通过去除疾病来源来治疗淀粉样变性的唯一有效方法，首例于1990年在瑞典进行。然而，在现代医学中，目前批准的ATTR淀粉样变性疗法旨在通过限制错误折叠TTR蛋白的数量来阻止额外淀粉样沉积物的增殖。基因沉默剂利用肝细胞内的RNA干扰机制来破坏信使RNA，从而显著降低TTR蛋白水平，而蛋白稳定剂与四聚体TTR蛋白结合以减少蛋白错误折叠。目前正在开发的药物包括使用CRISPR-Cas9系统的基因编辑（这也将减少进一步的淀粉样沉积物），以及旨在消耗/去除组织中沉积的淀粉样纤维的单克隆抗体。
轻链淀粉样变性
AL淀粉样变性以前称为原发性淀粉样变性，是一种单克隆浆细胞疾病，由免疫球蛋白轻链的过度产生和错误折叠引起，导致淀粉样纤维在多个器官（包括心脏、肾脏、肝脏、胃肠道和神经系统）中积累。如果CRAB标准存在或骨髓受累显著，该病有时伴有多发性骨髓瘤，因为它们都源于骨髓中浆细胞的异常增殖。免疫球蛋白轻链可以是κ或λ变体，测量游离轻链水平既用作诊断工具，也用作跟踪疾病进展和治疗反应的生物标志物。然而，AL淀粉样变性通常是多器官系统疾病，在淀粉样物质累及多个器官之前可能难以检测。目前AL淀粉样变性的首选治疗方案是基于ANDROMEDA研究的daratumumab、环磷酰胺、硼替佐米和地塞米松（dara-CyBorD）联合用药。对于骨髓中具有t(11;14)细胞遗传学特征的患者，venetoclax是二线治疗的首选。由于上述治疗的高效性和低毒性，骨髓移植目前使用频率较低。一些淀粉样消耗药物已在AL淀粉样变性中进行研究，但尚未显示出对患者预后有一致影响的结果。
其他类型的淀粉样变性
AA淀粉样变性源于血清淀粉样A（SAA）蛋白的系统性沉积，SAA是肝脏在慢性炎症刺激下产生的一种急性期反应物。这种情况通常是长期炎症性疾病（如类风湿关节炎、炎症性肠病）或慢性感染（如结核病和骨髓炎）的继发病变。肾脏是主要受累器官，通常表现为肾病范围蛋白尿并进展为终末期肾病；然而，肝脏和脾脏也是常见的沉积部位。AA淀粉样变性必须通过组织活检诊断，通常取自肾脏或腹部脂肪垫等替代部位。目前的治疗策略几乎完全侧重于积极控制潜在的炎症驱动因素，以使SAA水平降至10 mg/L以下。这包括使用生物制剂，如TNF-α抑制剂或IL-6受体拮抗剂（例如tocilizumab），已显示出稳定甚至逆转肾功能障碍的疗效。
几种较罕见的全身性淀粉样变性由于蛋白质组分型技术的改进而日益被认识。ALECT2淀粉样变性涉及白细胞趋化因子2，目前被认为是西班牙裔、美洲原住民和中东裔患者肾脏淀粉样变性的重要原因；与其他形式不同，它缺乏已知的遗传联系或有效的靶向治疗。其他罕见变体包括主要靶向肾脏的遗传性纤维蛋白原Aα链（AFib），以及载脂蛋白（AApoA-I、II和IV）淀粉样变性，可累及心脏和肝脏。β2-微球蛋白淀粉样变性（Aβ2）历史上与长期血液透析相关，由于现代高通量透析膜的使用，其患病率已下降。
未来方向
淀粉样变性的治疗选择仍在研究中，基因编辑和单克隆抗体成为领先的两大方法。利用CRISPR-Cas9系统，基因编辑使负责合成TTR蛋白的基因失活，达到与RNA沉默疗法相同的目标。该疗法的3期临床试验MAGNITUDE目前正在进行中，并显示出令人鼓舞的结果，TTR水平降低高达95%。单克隆抗体为淀粉样变性管理引入了一种新策略，使用免疫疗法去除已沉积在受累器官中的淀粉样纤维。
