研究人员证实,单次注射即可重编程大脑支持细胞,使其在小鼠体内主动清除与阿尔茨海默病相关的斑块。这一发现将治疗模式从反复给药转变为一次性的细胞改造,使治疗效果在脑内持续发挥作用。
小鼠脑内实验结果
在已存在斑块沉积的小鼠脑组织中,治疗区域在随后数月内显示出有害蛋白沉积的显著减少。圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员通过直接追踪这些变化,证实重编程后的细胞并非减缓斑块形成,而是主动清除现有沉积物。即使在已形成疾病的年老小鼠中,这种减少效应仍然存在,尽管早期干预在斑块广泛扩散前能产生更强的预防效果。这些结果确立了小鼠体内持久的清除效应,但该反应能否在人脑中安全重现仍有待验证。
新靶点开发
阿尔茨海默病斑块由脑内产生的粘性蛋白片段β-淀粉样蛋白聚集形成,这些团块会阻塞脑细胞间隙并破坏邻近组织。正常情况下,星形胶质细胞负责为神经元提供营养并平衡化学物质,但研究团队赋予了它们更强的斑块抓取能力。科洛纳的研究声明指出,这是首次成功改造星形胶质细胞,使其特异性靶向并清除阿尔茨海默病小鼠脑内的β-淀粉样蛋白斑块。
重编程机制
研究人员采用病毒载体(一种携带遗传指令的改良病毒)而非输注抗体来改造细胞。导入的基因使经处理的每个星形胶质细胞表面产生嵌合抗原受体(CAR)——一种引导清除过程的工程化对接蛋白。一旦装备该受体,细胞便能抓取附近的β-淀粉样蛋白碎片并将其吞噬分解。CAR设计至关重要,因为受体的微小变化可能改变随时间增强的脑内清除信号。
治疗时机影响
早期干预使工程化细胞的工作更高效,因为此时斑块尚未在小鼠脑内大范围聚集。年老小鼠初始斑块负荷更重,因此相同单次剂量需应对更广泛的沉积。三个月后,经治疗的年老动物脑内斑块量约为未治疗对照组的一半。这种时间模式表明:在此小鼠模型中,预防效果目前强于修复效果。
小胶质细胞协同作用
斑块清除并非仅由星形胶质细胞完成,因为负责清理脑内碎屑的免疫细胞——小胶质细胞——在治疗过程中也发生变化。单细胞基因测序显示,治疗后小鼠脑内小胶质细胞摆脱了与疾病相关的耗竭状态。某种CAR版本主要改变星形胶质细胞行为,而另一种则同时增强小胶质细胞的清除信号。这种协同作用或许解释了为何斑块清除还能减少治疗小鼠脑内斑块附近的神经突营养不良(受损神经末梢)。
与现有药物差异
当前抗β-淀粉样蛋白药物采用单克隆抗体——实验室制造的靶向单一分子的免疫蛋白——标记脑内斑块以便清除。乐卡孟单抗(Leqembi)作为靶向脑内斑块的抗体药物,因在早期阿尔茨海默病患者中验证临床获益,于2023年获美国食品药品监督管理局(FDA)正式批准。另一抗体药物Kisunla于2024年获批,需每四周静脉注射一次,适用于经确诊存在斑块的早期患者。而CAR-星形胶质细胞疗法通过单次脑组织递送,要求驻留脑细胞持续工作,旨在解决不同的治疗负担。
安全性核心问题
未来人体试验必须证明:重编程的星形胶质细胞在长期清除斑块的同时,不会干扰健康脑功能。现有抗体药物已附带淀粉样蛋白相关影像学异常(脑部扫描显示的脑肿胀或出血)警告。乐卡孟单抗的安全更新现要求更早进行脑部核磁共振检查,因为肿胀可能在早期治疗期间提前出现。基因递送增加了额外安全风险,因为一旦启动,这种持久的细胞改造无法像停止输液那样进行调整。
小鼠模型局限性
小鼠脑为研究提供可控环境,但无法证明该疗法能否帮助人类改善记忆或维持独立生活能力。本实验中递送病毒有效,但人类脑组织注射后的覆盖范围可能更难实现。斑块减少也不保证能缓解随后数月内出现的炎症、记忆衰退或神经元损失。这些局限性虽不否定成果价值,但明确了临床应用前必须通过的严苛测试。
潜在应用扩展
由于CAR理论上可重新设计,研究人员看到该技术在β-淀粉样蛋白斑块和阿尔茨海默病之外的应用前景。不同受体可引导星形胶质细胞靶向脑肿瘤内的其他有害蛋白或病变组织标记物。但这种可能性取决于精确靶向能力,若未来设计中清除信号过于宽泛,可能损伤健康组织。后续版本必须在覆盖范围、持久性和可控性之间取得平衡,才能推进至临床应用。
后续研究方向
单剂量CAR-星形胶质细胞治疗在小鼠脑内实现三重获益:斑块识别、细胞驱动清除和神经损伤减少。其前景现依赖于精细工程设计——在确保清除精准聚焦的同时,验证其超越小鼠疾病症状的人体获益。该研究已发表于《科学》期刊。
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