PSD95

▎药明康德内容团队编辑 急性缺血性卒中约占全部卒中的80%，其治疗关键在于尽早开通阻塞血管，挽救半暗带（梗死灶周围因缺血性损伤而发生功能异常，但尚未死亡的神经细胞）。Nerinetide是一种用于急性缺血性卒中的神经保护药物，其可干扰突触后密度蛋白95（PSD-95），目前认为PSD-95蛋白-蛋白相互作用促发了脑缺血时的兴奋毒性细胞死亡。 近日，权威医学期刊《柳叶刀》（The Lancet）及其子刊《柳叶刀-神经学》（The Lancet Neurology）连发3篇nerinetide相关研究，从三篇研究的结果来看，症状发作后3小时内接受静脉溶栓和/或血管内血栓切除术的急性缺血性卒中患者或可从nerinetide治疗中获益，且未增加不良事件发生率。需要说明的是，由于nerinetide获益的结论来源于随机对照研究的亚组结果，以及荟萃分析结果，因此，这一结论仍有待在未来进一步明确。 随机对照试验：症状发作后3小时内接受再灌注治疗的急性缺血性卒中患者或可从nerinetide中获益 发表于The Lancet的FRONTIER试验探索了在3小时的窗口期内，由医务人员在现场给予急性缺血性卒中患者nerinetide治疗的疗效和安全性，结果显示，院前给予nerinetide并未改善所有疑似缺血性卒中患者的神经功能结局，但nerinetide可能有益于症状发作后3小时内接受再灌注治疗的急性缺血性卒中患者，有待在未来的相关试验中进一步证实。 截图来源：The Lancet FRONTIER试验是一项多中心、随机、双盲、安慰剂对照研究，纳入了年龄40~95岁、疑似严重卒中发作3小时以内的患者507例（63%为急性缺血性卒中、18%为颅内出血、9%为短暂性脑缺血发作、10%为卒中样疾病）。 研究人员将患者以1：1的比例随机分配接受静脉输注nerinetide（2.6 mg/kg，254例）或安慰剂（253例），相较而言，nerinetide组患者卒中病情更为严重。所有患者自症状发作到开始治疗的中位时间为64分钟，研究结果显示： 第90天时，nerinetide组和安慰剂组分别有57%（145/254）和58%（147/253）达到了预先设定的良好功能结局（90天改良Rankin量表评分改善）（aOR=1.05，95%CI：0.73~1.51；aRR=1.04，95%CI：0.85~1.25）； 症状发作后3小时内接受再灌注治疗（静脉溶栓和/或血管内血栓切除）的患者中，使用nerinetide（在静脉溶栓之前用药）与患者功能结局改善相关（aOR=1.84，95%CI：1.03~3.28；aRR=1.29，95%CI：1.01~1.65）； 在出血性卒中或未接受再灌注治疗的急性缺血性卒中患者中，使用nerinetide并未给患者带来明显获益。 研究未发现相关安全性问题。 随机对照试验：Nerinetide未改善症状发作后12小时内接受再灌注的急性缺血性卒中患者预后，但也未增加不良事件的发生率 此前的ESCAPE-NA 1试验结果表明，在大血管闭塞的急性缺血性卒中、接受血管内血栓切除术患者中，nerinetide与未接受静脉溶栓药物治疗的亚组患者功能结局改善（90天改良Rankin量表评分0~2分）相关，但接受静脉溶栓药物治疗的患者功能结局并未改善，可能原因在于超过半数患者是在静脉溶栓后给予nerinetide，产生的纤溶酶可能会切割nerinetide肽，导致疗效降低等问题。 因此，相关研究人员开展了进一步研究，以明确在无静脉溶栓药物治疗前提下，nerinetide可带来的临床获益情况。该研究结果发表于The Lancet，结果表明，nerinetide并未改善症状发作后12小时急性缺血性卒中患者的预后，但其与过多的不良事件发生无关，未来仍需进一步明确nerinetide用药的最理想时机，以及在当前再灌注治疗条件下可能受益于nerinetide的亚组患者。 截图来源：The Lancet 这是一项在全球多个国家的77家医学中心开展的多中心、随机、双盲、安慰剂对照试验，纳入症状发作后12小时内的前循环大血管闭塞的急性缺血性卒中患者850例，所有入组患者均符合：1）年龄≥18岁；2）属于致残性缺血性卒中[基线时美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评分＞5分]；3）卒中发作前独自在社区内生活（Barthel指数评分＞90分）；4）Alberta卒中早期CT（ASPECTS）评分＞4分；5）未接受纤溶酶原激活剂治疗。 研究人员将患者以1：1的比例分配静脉输注nerinetide（单次剂量2.6 mg/kg，最大剂量270 mg，454例）或安慰剂（生理盐水，396例）。所有患者均接受了血管内血栓切除术。近半数患者在发作后4.5小时内接受nerinetide治疗。 研究结果显示，治疗第90天时，nerinetide组和安慰剂组达到90天改良Rankin量表评分0~2分的患者比例分别为45%（206/454）和46%（181/396），两组相比无显著统计学意义（OR=0.97，95%CI：0.72~1.30，P=0.82）。两组不良反应发生率相似。 荟萃分析：Nerinetide可使更多症状发作后3小时内接受静脉溶栓和/或血管内血栓切除术治疗的急性缺血性卒中患者获益 动物研究试验发现，在缺血发作3小时内和缺血再灌注时给予nerinetide疗效最佳，但多数研究招募的患者时间窗为12小时，并非试验最初计划的3小时时间窗。因此，发表于The Lancet Neurology的荟萃分析关注在3小时治疗窗口内入组并选择再灌注的急性缺血性卒中患者（与动物研究的情况相符），纳入了ESCAPE-NA 1、ESCAPENEXT和FRONTIER试验中符合条件的对应患者数据。该荟萃分析发现，nerinetide可使更多症状发作后3小时内接受静脉溶栓和/或血管内血栓切除术治疗的急性缺血性卒中患者获益，且未增加不良事件发生率。 截图来源：The Lancet Neurology 该荟萃分析纳入了急性缺血性卒中发作后3小时入组，接受nerinetide（389例）或安慰剂（301例）治疗并接受静脉溶栓和/或血管内血栓切除术的患者690例。690例患者中，53%为男性、47%为女性，中位年龄76岁，中位NIHSSP评分17分。 研究主要终点为第90天缓解患者数量，定义为各试验预设的主要终点中达到有利结局的患者数量。研究结果显示，第90天时，nerinetide组和安慰剂组分别有56%（216/389）和48%（144/301）的患者达到缓解（aOR=1.48，95%CI：1.07~2.06，P=0.017）；nerinetide组和安慰剂组分别有16%（62/389）和18%（55/301）患者死亡（aOR=0.81，95%CI：0.53~1.24，P=0.34）。两组均未发现安全性问题。 小结 综上所述，上述相关研究关于nerinetide获益的结论来源于随机对照研究的亚组结果，以及荟萃分析结果。因此，未来需开展进一步研究来证实，nerinetide是否可使症状发作后3小时内接受静脉溶栓和/或血管内血栓切除术的急性缺血性卒中患者获益。《柳叶刀》发表的同期社论指出，在急性缺血性卒中治疗领域，将极早期神经保护治疗与静脉溶栓和/血管内血栓切除术相结合，或将成为下一个获得突破性进展的前沿方向。 推荐阅读 欢迎投稿：学术成果、前沿进展、临床干货等主题均可，点此了解投稿详情。 参考资料 [1] Tymianski M, Hill MD, Goyal M, et al. Safety and efficacy of nerinetide in patients with acute ischaemic stroke enrolled in the early window: a post-hoc meta-analysis of individual patient data from three randomised trials. Lancet Neurol. 2025 Feb 4:S1474-4422(24)00515-5. doi: 10.1016/S1474-4422(24)00515-5. Epub ahead of print. PMID: 39956129. [2] Christenson J, Hill MD, Swartz RH, et al. Efficacy and safety of intravenous nerinetide initiated by paramedics in the field for acute cerebral ischaemia within 3 h of symptom onset (FRONTIER): a phase 2, multicentre, randomised, double-blind, placebo-controlled study. Lancet. 2025 Feb 15;405(10478):571-582. doi: 10.1016/S0140-6736(25)00193-X.  [3] Hill MD, Goyal M, Demchuk AM, et al. Efficacy and safety of nerinetide in acute ischaemic stroke in patients undergoing endovascular thrombectomy without previous thrombolysis (ESCAPE-NEXT): a multicentre, double-blind, randomised controlled trial. Lancet. 2025 Feb 15;405(10478):560-570. doi: 10.1016/S0140-6736(25)00194-1.  免责声明：药明康德内容团队专注介绍全球生物医药健康研究进展。本文仅作信息交流之目的，文中观点不代表药明康德立场，亦不代表药明康德支持或反对文中观点。本文也不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。 版权说明：本文来自药明康德内容团队，欢迎个人转发至朋友圈，谢绝媒体或机构未经授权以任何形式转载至其他平台。转载授权请在「医学新视点」微信公众号留言联系。 如有其他合作需求，请联系wuxi_media@wuxiapptec.com 分享，点赞，在看，传递医学新知

石药与丽珠，互相挑战对方核心大单品的背后，释放出本土创新药也将遭遇仿制药围剿的信号。 撰文| Erin 经过多年发展，国产1类新药也成了仿制药的狙击对象。 2月11日，国家药监局官网公示的《药品批准文件送达信息》显示，石药中诺的艾普拉唑肠溶片已于2月8日获得批准，国药准字H20253336。这意味着本土消化道领域龙头丽珠的核心独家单品艾普拉唑肠溶片即将地位不保，迎来石药这位劲敌的挑战。 无独有偶，前不久来自头部创新药企微芯生物的西达本胺也遭遇了头部仿制药企南京正大天晴的专利挑战。 两则消息暗示出，国产1类新药似乎正在步入被国产仿制药围剿的时代。 其实早在2022年，第五十七批仿制药参比制剂目录发布之时，就已经有10余款本土1类新药被纳入其中，其中不仅包括上述艾普拉唑肠溶片、西达本胺，还有贝达埃克替尼、恒瑞阿帕替尼、正大天晴安罗替尼等知名创新药大品种。 部分国产新药主要专利情况 图源丨根据公开信息整理 未来，或许更让人焦虑的是，在终于挺过一年一度药价谈判的首批国产新药们，好不容易享受纳入医保后带来的市场放量周期，却难逃仿制药挑战，又将在不久的将来无奈步入集采泥潭。 丽珠VS石药：核心品种“拉锯战” 石药和丽珠的挑战与被挑战其实不仅仅有艾普拉唑肠溶片这一个产品，丽珠也在虎视眈眈盯着石药的恩必普，力争首仿。不过，似乎石药这次的出刃更加锋利。 艾普拉唑是丽珠的消化道产品组合中的“利润牛”，主要有两个剂型产品艾普拉唑肠溶片及注射用艾普拉唑钠。公开资料显示，两个剂型都是年销售额10亿级大品种，2023年总计接近30亿元。同时，作为我国首个消化道领域新药，艾普拉唑的市场表现也让丽珠成为国内消化道疾病市场份额最大的企业之一。 不仅如此，作为丽珠的重磅单品，其销售额浮动的影响力也不容小觑。今年1月初，丽珠集团在投资者关系活动中表示，由于消化重点品种注射用艾普拉唑钠在2023年医保谈判中降价11%，以及质子泵抑制剂领域的激烈竞争，2024年前三季度，公司营收90.82亿元，同比下滑5.94%。 另一方面，艾普拉唑遭遇首仿也代表着国内质子泵抑制剂(PPI)竞争进入下半场。 质子泵抑制剂早在上世纪末就已经成为治疗酸相关性溃疡的首选药物，常见的奥美拉唑、雷贝拉唑等都是第一代质子泵抑制剂，并且这些大品种都掌握在跨国巨头手中。一直到2007年，由丽珠推出的第二代质子泵抑制剂艾普拉唑的成功上市，才打破巨头垄断，成为我国消化道领域第一款1类新药。 艾普拉唑最早并非由丽珠研制，而是来自韩国一洋。世纪交接时，韩国一洋由于资金链紧张，将正在临床开发阶段的新药艾普拉唑的中国生产、销售权和进一步研发权转让给了丽珠，双方还签署了专利受让合同。 2007年，丽珠取得了艾普拉唑原料药、艾普拉唑肠溶片的生产批准文号，并于2017年再度推出注射剂型，还将适应证从消化性溃疡、胃食管反流病(GERD)等酸相关性疾病，拓展到了消化性溃疡出血、预防重症患者应激性溃疡出血等更广阔的范围。在丽珠的培育下，艾普拉唑两个剂型销售总额在2021年达到了30多亿元的历史最高峰。 丽珠集团曾在投资者互动平台的回复显示，艾普拉唑化合物专利以及肠溶片专利已经到期，艾普拉唑针剂专利到期时间则为2036年。也就是说，脱离侵权风险的石药首仿药短期内或许就能够登陆市场。 可以想象，石药推出的艾普拉唑肠溶片首仿药并非结局，而是开始。公开资料显示，还有三家仿制药企已经报产，以及10余家企业正在进行BE实验。 此外，或许更让丽珠焦虑的是，作为与奥美拉唑、雷贝拉唑“三分天下”的质子泵抑制剂，艾普拉唑肠溶片不仅市场规模庞大，还是少数未列入《第二批国家重点监控合理用药药品目录》的拉唑类品种之一，未来或将吸引越来越多仿制药涌入，甚至触发集采。 图丨丽珠制药在艾普拉唑的专利布局 来源：河南科技《艾普拉唑知识产权的引进再创新》（2021） 不过，丽珠似乎也准备好了反击措施。据悉，丽珠所研发的临床价值更优、技术含量更高的艾普拉唑微丸剂型已经于2022年进入临床，并且微丸专利已授权到2040年。此外，丽珠在艾普拉唑原料的生产工艺、质量控制方法、杂质等方面，也进行了相应的专利布局。 事实上，丽珠与石药的纠葛其实也不只艾普拉唑一个品种。石药的核心大单品丁苯酞（恩必普）也在丽珠的“狩猎”范围内。在2016年，丽珠曾直接申报丁苯酞注射液仿制上市。彼时，石药也立刻通过专利侵权和行政诉讼两大手段进行防守。最终，两家公司经过7年的“拉扯”，并且伴随药品注册管理办法推行，难以绕过参比制剂的限制，丽珠的新产品还是未能成功上市。 不过，如今在恩必普也有部分专利到期的情况下，丽珠仍然是丁苯酞仿制药最有力的竞争者。  推荐阅读  * 超12亿买2.2类药，和先声、扬子江等“抢地盘”，华东医药打的什么“算盘”？ * 比集采更猛的政策来了！未过评仿制药批文彻底出清近在眼前，CDE征求意见：第一家过评后，三年后不再受理同品种申请 当国产新药遇到国产仿制药 事实上，不出意外，自艾普拉唑起将有越来越多国产1类新药遭遇仿制药围剿，未来的集采触手或也将延伸至1类新药之中。 E药经理人根据国家药监局公布的仿制药参比制剂目录统计（第一至八十七批），自2022年第五十七批目录首次纳入国产新药以来，至少有30个国产新药品种被纳入其中，包括恒瑞阿帕替尼、正大天晴安罗替尼、微芯生物西达本胺、和黄医药呋喹替尼等多款知名新药。（后台回复：“参比制剂”获取详细产品表格） 不过，真正预示着本土创新药即将遭遇仿制药围剿的信号，还是专利到期的临界点。已经被纳入参比制剂目录中的贝达埃克替尼和微芯生物西达本胺都曾在投资者互动平台回复称，化合物专利到期时间在2023年。 面对或早或晚到来的专利悬崖，类似于跨国药企通过构建“基础专利+次级专利”组合的方式，本土创新药企业们也在通过沿技术分支和产品开发时序进行布局，以累叠专利有效期，延长产品保护，拖延仿制药竞争对手进入的时间。 严密的专利围墙成为他们狙击战的有力武器。在前不久微芯生物接连两次遭遇正大天晴的专利挑战后，其在公告中就表示，“公司围绕西达本胺布局了多项发明专利，最长专利保护期延长至2042年。即使上述涉及到的专利最终被无效，西达本胺仍然有其他专利进行保护。” 另外，推出新产品或是改良产品来抵消损失，或是延续在强势领域的布局，也是跨国巨头们惯用的手段。毕竟，新药专利保护受到时间限制，最终遭遇仿制药围剿，企业销售额下滑其实在所难免。 最为著名的就是修美乐专利到期后，虽然销售额每年以两位数高速下滑，但艾伯维凭借两大新品利奇生珠单抗和乌帕替尼，每年超50%的增长抵消了修美乐业绩下滑带来的负面影响。 而国内药企虽然尚未普遍面临新药专利到期的狙击战，但其实从过往经验来看，他们也几乎不缺可复制的经验，例如先声在脑卒中领域的守位战。 先声作为国内最早上市依达拉奉注射液的企业，曾靠着这一大单品在脑卒中市场占据头部地位，但后续由于这一品种被纳入重点监控目录，以及竞争对手同品种的围剿，市场急剧萎缩。但很快，在2020年先声再度推出1类新药先必新（依达拉奉右莰醇注射用浓溶液），一经上市便迅速成为10亿级大单品，不仅保住了公司在脑卒中领域的龙头地位，还让公司创新转型更进一步。 而当先必新在2024年也被纳入到了仿制药参比制剂目录中之时，先声也在同一年推出能够迅速起效的依达拉奉右莰醇舌下片，并且通过外部引进的方式取得了临床阶段全球首个AQP4抑制剂和靶向PSD-95的脑卒中创新药。 然而，无论是构建严密专利围墙，还是及时推出新产品，都在考验制药企业的战略眼光。毕竟连构建了100多项专利的修美乐都难逃到期后销售额迅速下滑的命运，最终还是依靠艾伯维的抢先布局才为公司保住了业绩增长，辉瑞在立普妥专利到期后，也经历多年苦心经营才重回第一宝座。不出意外，在本土创新药进入专利断崖守位期后，新一轮行业洗牌又将降临。 一审| 黄佳 二审| 李芳晨 三审| 李静芝 精彩推荐 CM10 | 集采 | 国谈 | 医保动态 | 药审 | 人才 | 薪资 | 榜单 | CAR-T | PD-1 | mRNA | 单抗 | 商业化 | 国际化 ｜ 猎药人系列专题 | 出海 启思会 | 声音·责任 | 创百汇 | E药经理人理事会 | 微解药直播 | 大国新药 | 营销硬观点 | 投资人去哪儿 | 分析师看赛道 | 药事每周谈 | 医药界·E药经理人 | 中国医药手册 创新100强榜单 | 恒瑞 | 中国生物制药 | 百济 | 石药 | 信达 | 君实 | 复宏汉霖 ｜翰森 | 康方生物 | 上海医药 | 和黄医药 | 东阳光药 |  荣昌 | 亚盛医药 | 齐鲁制药 | 康宁杰瑞 | 贝达药业 | 微芯生物 | 复星医药 ｜再鼎医药｜亚虹医药 跨国药企50强榜单 | 辉瑞 | 艾伯维 | 诺华 | 强生 | 罗氏 | BMS | 默克 | 赛诺菲 | AZ | GSK | 武田 | 吉利德科学 | 礼来 | 安进 | 诺和诺德 | 拜耳 | 莫德纳 | BI | 晖致 | 再生元

引言 阿尔茨海默病（Alzheimer's Disease, AD）是当今最具挑战性的神经退行性疾病之一，严重影响全球数千万人的生活质量。随着世界各地人口逐渐老龄化，AD的发病率也在不断上升，带来了巨大的社会和经济负担。在此背景下，研究阿尔茨海默病的发病机制显得尤为重要。近年来，研究人员逐渐意识到，唐氏综合征（Down Syndrome, DS）患者具有极高的阿尔茨海默病发病风险，这种特殊关联为我们理解AD的病理学提供了独特的视角。唐氏综合征患者由于21号染色体的三体性，往往在较年轻时就开始出现与AD相似的病理变化，这为研究AD的早期发病机制和潜在的干预手段提供了宝贵的机会。11月22日Nature Genetics的研究报道“Spatial and single-nucleus transcriptomic analysis of genetic and sporadic forms of Alzheimer’s disease”，通过空间转录组学（Spatial Transcriptomics, ST）和单核转录组学（Single-nucleus RNA-seq, snRNA-seq）等技术，深入探讨了DS与AD之间的分子联系，揭示了两者在基因表达和病理特征方面的异同，希望为AD的早期诊断和治疗提供新的思路。 阿尔茨海默病的病理机制主要涉及β-淀粉样蛋白（Amyloid-β, Aβ）沉积和神经纤维缠结（Neurofibrillary Tangles, NFT）的形成，这些病理变化会导致神经元功能的衰退和死亡。对于唐氏综合征（DS）患者，阿尔茨海默病的发病风险显著增加，约80%的65岁以上DS患者会发展为阿尔茨海默病样痴呆。这一显著的风险增加与21号染色体的三体性密切相关，因为编码淀粉样前体蛋白（Amyloid Precursor Protein, APP）的基因位于21号染色体上，APP的过表达会加速Aβ的形成和沉积。 尽管散发型阿尔茨海默病（sporadic AD, sAD）与唐氏综合征相关阿尔茨海默病（DSAD）在分子和病理特征上存在诸多相似之处，但两者之间的异同点目前研究较少。因此，该研究通过ST和snRNA-seq方法对DSAD和sAD的分子特征进行系统比较，以期更深入了解这两种病理机制的异同。空间转录组学与单核转录组学的结合 为了揭示阿尔茨海默病的病理过程，研究团队采用了空间转录组学（Spatial Transcriptomics, ST）和单核转录组学（Single-nucleus RNA-seq, snRNA-seq）这两种技术。ST技术可以显示大脑组织内特定空间位置的基因表达情况，而snRNA-seq则能够提供单细胞分辨率的基因表达信息，从而实现对特定细胞类型基因表达的深入分析。 研究团队采集了来自不同群体的前额叶皮层（Frontal Cortex, FCX）样本，包括正常对照组（n=10）、早期AD患者（n=9）、晚期AD患者（n=10）和DSAD患者（n=10）。此外，研究人员还利用了5xFAD转基因小鼠（模拟人类AD中Aβ沉积的模型）以及野生型小鼠，分别在4、6、8和12个月龄进行采样分析，从而进行跨物种比较。 对阿尔茨海默病（AD）的遗传型和散发型进行的空间转录组学（ST）和单核转录组学（snRNA-seq）分析（Credit: Nature Genetics） 实验设计和样本情况：在人类额叶皮层（Frontal Cortex）和小鼠大脑中进行了ST实验，使用10x Genomics Visium技术。人类样本包括10名认知正常对照、9名早期AD患者、10名晚期AD患者和10名唐氏综合征相关阿尔茨海默病（DSAD）患者，共115,251个ST点，每个点平均检测到1,316个基因。小鼠样本包括4、6、8、12个月龄的5xFAD模型和野生型（WT）小鼠，共212,249个ST点，每个点平均检测到2,438个基因。 空间转录组学结果：图b中展示了各疾病条件下的人类ST样本，采用BayesSpace聚类分析对大脑皮层进行注释。图c中展示了不同时间点的5xFAD小鼠样本，每个点根据大脑区域注释，以显示疾病进程中的空间基因表达变化。 单核转录组学结果：在人类前额叶皮层（FCX）和后扣带皮层（PCC）进行了snRNA-seq实验，样本包括27名认知正常对照和21名DSAD捐赠者。此外，还纳入了前期三项AD皮层的snRNA-seq数据（27名对照、23名早期AD和48名晚期AD），总共585,042个单核数据。图e展示了单核转录组数据的UMAP降维图，其中每个点代表一个细胞，根据Leiden聚类分析分配的细胞类型进行颜色标注，包括兴奋性神经元（EX）、抑制性神经元（INH）、小胶质细胞（MG）、星形胶质细胞（ASC）、少突胶质细胞（ODC）等主要脑细胞类型。 跨物种转录组特征比较 通过对人类和小鼠大脑样本的分析，研究人员发现了显著的跨物种特征。在DSAD患者中，21号染色体上的基因表现出显著的过表达，这与APP基因的三体性密切相关。然而，特定大脑皮层区域（如L3/L4层）的APP表达水平并未显著高于正常对照组，提示局部调控机制的存在。 对空间差异表达基因（Differentially Expressed Genes, DEG）的分析表明，许多显著上调的基因主要来源于神经胶质细胞（glial cells）和血管相关细胞，提示这些细胞在AD病理进展中的关键作用，尤其是在炎症反应和血脑屏障功能障碍方面。在人类样本中，共有585,042个单核通过质量控制，识别出了所有主要的大脑细胞类型，包括稀有的血管细胞群。 为了进一步支持这些发现，研究团队进行了基因共表达分析，发现多个与免疫反应相关的基因模块在DSAD样本中显著上调。这些基因包括IL1B和TNF等炎症标志物，它们在小胶质细胞和星形胶质细胞中高度表达，表明炎症反应在DSAD患者的病理进展中起着重要作用。 值得注意的是，小鼠模型研究也得到了类似的发现。在5xFAD小鼠中，小胶质细胞和星形胶质细胞随着年龄增长表现出显著的活化状态，尤其是在12个月龄时，多个与炎症和免疫反应相关的基因模块显著上调。这一现象与人类DSAD患者中观察到的炎症反应高度一致，提示小胶质细胞和星形胶质细胞的异常活化在AD的病理进展中起到重要作用。 阿尔茨海默病（AD）不同亚型的基因表达特征变化（Credit: Nature Genetics） 基因表达差异分析：图a中使用热图展示了DSAD（唐氏综合征相关阿尔茨海默病）相对于对照组的差异基因表达（DEGs），并按染色体和空间区域对基因进行分类。统计显著的基因（FDR < 0.05），且在至少一个区域的平均log2(FC)绝对值≥0.25的基因被展示。图b通过堆叠条形图展示了各空间区域中DSAD与对照组之间的差异表达基因（DEGs）数量，并按染色体进行分类。 与晚期AD共享的空间DEGs：图c显示了在snRNA-seq数据集中，DSAD与晚期AD共享的空间差异表达基因的基因表达值的热图。 空间DEGs的分析：图d中通过snRNA-seq集群标记基因对空间DEGs进行了分析。顶部和底部的柱状图显示了每个空间集群中上调或下调的DEGs数量，中间的比例柱状图显示了空间DEGs中也为snRNA-seq集群标记基因的比例，灰色部分表示不在snRNA-seq标记基因中的空间DEGs。 早期AD与DSAD之间的差异效应大小比较：图e比较了早期AD相对于对照组和DSAD相对于对照组的基因表达差异效应大小，蓝色表示方向一致的基因，黄色表示方向不一致的基因，灰色表示效应大小小于0.05的基因。 晚期AD与DSAD之间的差异效应大小比较：图f比较了晚期AD相对于对照组和DSAD相对于对照组的基因表达差异效应大小，布局与图e相同。 通路富集分析结果：图g和图h展示了在晚期AD和DSAD中上调或下调的基因的选定通路富集结果，这些基因在晚期AD和DSAD中相对于对照组具有相似的变化趋势。图i和图j展示了仅在晚期AD中上调或下调的基因的选定通路富集结果。图k和图l展示了仅在DSAD中上调或下调的基因的选定通路富集结果。 阿尔茨海默病不同阶段的基因表达变化 通过对早期和晚期AD患者样本的差异表达分析，研究人员发现，早期AD主要表现为皮层L3/L4层基因的下调，而这些基因与认知功能相关的突触连接密切相关。这一结果表明，AD在早期可能通过影响皮层突触连接引起认知障碍。在ST分析中，特定的基因模块在不同病理阶段表现出显著的调控差异，例如L3/L4层的基因下调与认知功能衰退密切相关。 进一步的分析显示，与突触可塑性相关的基因（如SYT1和SYP）在早期AD患者中显著下调，表明突触功能障碍是早期AD的重要特征之一。这与认知功能的下降密切相关，进一步证明突触连接的损伤在疾病早期具有核心作用。 同时，研究还观察到，在晚期AD患者中，与突触功能相关的基因进一步下调，表明突触丧失的加剧是疾病进展的一个重要特征。此外，与突触结构维持相关的基因（如PSD95）也在晚期患者中显著减少，进一步支持了神经元功能的显著退化。这些数据表明，从早期到晚期，AD的病理变化表现为突触连接的逐步丧失，最终导致严重的认知功能障碍。系统水平的基因共表达网络分析 为了深入了解AD中的基因表达网络，研究团队进行了高维加权基因共表达网络分析（high-dimensional Weighted Gene Co-expression Network Analysis, hdWGCNA）。在每一皮层层次中共识别出七个基因模块，并基于表达模式的相似性将其归类为15个“元模块”。这些模块的层次聚类揭示了不同皮层层次在AD各个阶段的系统变化。例如，L3/L4层的基因模块与神经递质传递和Aβ生成密切相关，提示该区域可能在AD早期病理变化中扮演重要角色。 特别值得注意的是，L3/L4层中与神经递质传递相关的基因模块在早期AD中显著下调，包括GRIA1和GRIN2B等谷氨酸能受体基因。其下调可能导致神经元间通信效率下降，从而引发认知能力的衰退。这为靶向神经递质系统的早期干预策略提供了可能性。 此外，在后续分析中，研究人员还发现了一些新的基因模块，这些模块主要涉及到神经炎症和氧化应激的调控。这些基因模块在AD的早期和晚期均表现出动态变化，尤其在晚期阶段，氧化应激相关基因（如GPX1和SOD2）显著上调，表明神经元可能受到氧化损伤。这些数据进一步支持了AD的多因素病理机制，包括炎症、突触功能障碍和氧化应激。唐氏综合征与阿尔茨海默病的关联：基因与炎症反应 在比较DSAD与sAD时，研究团队发现，尽管两者在某些基因表达特征上存在差异，但它们也共享了许多重要的病理特征。例如，在DS患者中，与AD风险相关的基因在L1层、L3/L4层和白质（White Matter, WM）中显著富集，这些基因与炎症反应、神经元死亡和Aβ纤维的形成密切相关。 在5xFAD小鼠模型中，随着年龄增长，AD风险基因的表达逐渐增加，尤其在皮层深层和白质中显著上调，这支持了唐氏综合征与AD之间的相似性。进一步分析显示，IL-6、C3和C1QA等炎症相关基因在小胶质细胞中显著上调，与小胶质细胞的持续激活密切相关。小胶质细胞的过度激活会导致神经元损伤，加速AD的病理进程。这些数据支持了炎症反应在AD发病机制中的关键作用，尤其是在DSAD患者中更为显著。 进一步的证据来自于跨物种的比较研究。人类DSAD患者和小鼠模型中均观察到了小胶质细胞的异常活化状态，这一现象表明炎症反应可能在AD的进展中具有高度保守的作用。此外，研究还发现，特定的炎症相关基因（如TLR4和NLRP3）在DSAD患者中显著上调，这些基因与炎症信号通路的激活密切相关，进一步提示了免疫系统在AD进展中的核心作用。阿尔茨海默病的性别差异 AD的发病机制中存在显著的性别差异。在该研究中，研究团队发现DSAD在不同性别中表现出不同的转录组特征。在女性患者中，与炎症、氧化应激和葡萄糖代谢相关的基因显著上调，而在男性患者中，更多与染色质组织和细胞骨架相关的基因上调。 例如，女性患者的微胶质细胞（microglia）在皮层L6b层和白质中表现出更强的激活状态，而在男性患者中，Aβ相关过程则集中在皮层L3–L5层。这些性别特异性的差异可能与AD在不同性别中的发病机制有关。此外，基因共表达网络分析显示，在女性患者中，L1层中的一个基因模块（M11）显著上调，包含与免疫反应和神经元死亡相关的基因，如C1QB和C3。 成像质谱细胞术（Imaging Mass Cytometry, IMC）分析进一步证实，与炎症反应相关的蛋白（如C3和GFAP）在女性患者中的表达水平显著高于男性，这表明女性患者在AD过程中表现出更强的炎症反应。这种性别特异性的差异可能对AD的个性化治疗策略具有重要意义。 此外，进一步的分析揭示，女性患者中的氧化应激标志物（如HMOX1和NOS2）显著上调，这表明女性可能在疾病过程中经历更强的氧化压力。这一发现提示，在制定治疗策略时，需要考虑到性别差异以实现更精确的治疗。基于质谱成像的蛋白表达分析 为了验证转录组学的结果，研究团队还使用成像质谱细胞术（IMC）分析大脑样本中的蛋白表达。结果显示，AD患者神经元中的Aβ和磷酸化tau蛋白显著增加，而神经元特异性蛋白（如Map2）则减少，表明神经退行性改变的存在。此外，DSAD患者神经元中磷酸化tau蛋白的负担更高，提示tau病理在该人群中更为严重。 IMC进一步揭示，DSAD和晚期AD患者大脑样本中，小胶质细胞和星形胶质细胞中的Cystatin C（CST3）显著过表达。CST3的过度表达与Aβ共定位，表明其在病理进程中可能起着重要作用，尤其在神经炎症恶化和神经元损伤方面。特别是，在晚期AD患者中，CST3与磷酸化tau的共表达增加，提示CST3可能与tau病理的加剧有关，为未来开发针对CST3的靶向治疗提供了新方向。 该研究通过结合ST和snRNA-seq技术，深入探讨了遗传型与散发型AD的分子特征及其差异。尽管DSAD和sAD在基因表达特征上存在某些差异，但它们也共享许多关键的病理特征，特别是在炎症反应和Aβ积累方面。此外，性别差异在AD发病机制中的重要性也得到了强调。 这些发现加深了我们对AD分子机制的理解，为未来开发更具针对性的治疗策略提供了新方向。未来研究可以利用更多的组学技术，结合大规模临床样本，更全面地揭示AD的病理机制，探索如何通过干预这些机制来延缓或逆转疾病的进展。 特别地，未来研究可以进一步关注炎症反应在AD中的作用，特别是在DS患者中。DS患者表现出的独特基因和蛋白表达模式提示炎症是其发病过程中重要的环节。此外，考虑到性别差异在AD进展中的影响，制定个性化的性别特异性干预措施可能是有效的治疗方向。 未来还可以重点研究氧化应激在AD中的作用，尤其是其在不同性别中的表现差异。这些信息将有助于开发更加精确和个性化的干预措施，从而提高治疗效果。此外，靶向小胶质细胞和星形胶质细胞的抗炎治疗策略在未来也应得到更多关注，因为这些细胞在AD的进展中扮演了重要角色。 参考文献 Miyoshi, E., Morabito, S., Henningfield, C.M. et al. Spatial and single-nucleus transcriptomic analysis of genetic and sporadic forms of Alzheimer’s disease. Nat Genet (2024). https://doi.org/10.1038/s41588-024-01961-x 责编|探索君 排版|探索君 转载请注明来源于【生物探索】 声明：本文仅用于分享，不代表平台立场，如涉及版权等问题，请尽快联系我们，我们第一时间更正，谢谢！ End 往期精选 围观 一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版） 热文 Cell | 是什么决定了细胞的大小？ 热文 Cell | AI取代科研人员还有多远？ 热文 新英格兰 | 司美格鲁肽（semaglutide）又有新发现：助力关节炎治疗 热文 CRISPR技术进化史 | 24年Cell 综述