1、NGF与认知功能障碍 颅脑损伤 脑卒中 从广义上讲，脑的损伤主要包括创伤性脑损伤（Traumatic brain injury，TBI）和卒中（Stroke）。脑损伤定义脑损伤定义 颅脑创伤的危害 功能残疾 认知障碍 TBI是由于颅脑的机械性创伤所致，在发达国家约2%的人终生饱受TBI所致神经功能残疾的影响，其中有1/4的患者因此而丧失工作能力1。TBI既可能直接导致伤者死亡，也可引起伤者运动功能缺陷、学习及记忆力减退、认知障碍等神经损害后遗症，这些症状一般发生在TBI一年之后2。TBI与多种神经退行性疾病有密切相关性，包括老年性痴呆 病（AD）、帕 金 森 病（PD）、脊髓侧索硬化等，其中创
2、伤与AD之间的联系最为密切2。颅脑创害与认知障碍联系密切颅脑创害与认知障碍联系密切 颅脑创伤与认知障碍联系密切颅脑创伤与认知障碍联系密切 A B C 除了中、重度TBI可以引起认知障碍外，轻微的TBI也可伴随着年龄的增长而最终影响认知功能。在消除年龄和教育水平方面的差异后，十年之前有过轻微TBI的人群，其在记忆方面的能力明显低于健康对照组，有TBI病史的患者双侧的海马区组织也明显小于健康对照组。当TBI伤及脑实质可直接影响患者的认知功能，如额叶区和海马区受损可导致较为严重的认知功能障碍6。脑卒中包括缺血性和出血性两大类，其中缺血性卒中约占80%，出血性（颅内自发性出血和蛛网膜下腔出血）约占20
3、%。01 脑卒中所导致的死亡占全部所有死亡人群的9%，已成为致死的第三位疾病。脑卒中所致的长期昏迷、偏瘫、认知障碍等已成为致残的第一位疾病。02 脑卒中的危害脑卒中的危害 3 2 1 国内学者研究报告，卒中后认知功能障碍的发病率约为51.4%72.5%。对453位卒中患者调查发现，三个月内发生痴呆的患者为119人，占26.3%。在这些病人中，57.1%为血管性痴呆，38.7%为AD，剩余的4.2%为其他原因导致的痴呆。脑卒中与认知障碍联系密切脑卒中与认知障碍联系密切 流行病学研究表明，脑卒中存活患者发展为认知障碍或痴呆的概率高于创伤2,4。在梗死灶和梗死灶远隔区域中均可发现弥漫性的神经递质紊乱
4、，其中以胆碱能递质缺失最为显著，尤其是在血管性痴呆和多梗死灶痴呆患者。由于胆碱能在调节脑血流和认知方面具有重要作用，中风患者神经递质紊乱确实存在，并且可以影响认知功能7,8。胆碱能学说胆碱能学说 认知障碍的发病机理认知障碍的发病机理 也有学者认为卒中所导致的认知障碍与胆碱能神经元丢失有关。认知障碍与神经元凋亡有密切关系。神经元作为一种最长寿的细胞之一，其死亡主要有凋亡和坏死两种形式，它们在创伤、缺血等多种大脑疾病中扮演着重要角色。神经元凋亡神经元凋亡 认知障碍的发病机理认知障碍的发病机理 卒中病灶部位由中心坏死区和缺血半暗带区组成 Ast rup J,Siesjo BK,Symon L.Thr
5、esholds in cerebral ischemia the ischemic penumbraJ .St roke,1977,12(6):723-725.Neurology 4th Edition 2004 Thieme 中心坏死区，中心坏死区，神经元以坏神经元以坏死为主，不死为主，不可逆可逆 缺血半暗带缺血半暗带区，神经元区，神经元以凋亡为主，以凋亡为主，可逆。可逆。脑缺血神经元凋亡级联瀑布死亡效应脑缺血神经元凋亡级联瀑布死亡效应 3 2 1 4 NGF与细胞表面TrkA受体结合后，TrkA细胞质的酪氨酸残基立即被磷酸化。由于NGF的含量有限，因此只有建立了正确突触连接的神经元才能生存
6、12,13。此假说解释了神经元存活依赖NGF的存在，NGF促进神经元存活。由Viktor首先描述未成熟神经元是否能存活与其所支配的靶器官有关，随后提出了NGF的假说。磷酸化的酪氨酸可以成为磷脂酶C、三磷酸肌酸激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）以及调节蛋白Shc（RAS通路）的活化靶点，这些信号传导通路可以介导神经元的存活。NGF是神经元存活的必要条件是神经元存活的必要条件 NGF与高亲和力TrkA受体结合，激活PI3K（磷脂酰肌醇3激酶）信号传导通路,进而激活AKT（丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶），最终引发神经元存活基因的表达。NGF也可与低亲和力P75 受体结合，
7、对TrkA受体起到调节作用 NGF直接激活神经元存活信号传导通路 Neuroscience,Fifth Edition Nature 407,802-809(12 October 2000)GM1 细胞膜稳定 依达拉奉 氧自由基 丁苯酞 花生四烯酸 NGF PI3K AKT 神经元存活基因的转录 01 对于成熟的神经元来说，NGF主要起到保护和修复作用。02 目前对成熟的神经系统研究发现，基底前脑神经元（BFCN）对内源性的NGF是高度依赖的，并且在BFCN表面TrkA是高度表达的。03 根据基底前脑神经元逆行转运NGF和AD发病关系的研究，认为NGF与AD发病关系密切9,10。04 在认知障
8、碍患者中，出现基底前脑处成熟NGF水平减少，胆碱能神经元丢失。05 NGFNGF对对ADAD基底前脑胆碱能神经元有基底前脑胆碱能神经元有 特异保护作用特异保护作用 基底前脑神经元作为NGF最主要的作用靶点，NGF可以协助该部位胆碱能神经元抵抗外界环境变化和年龄相关性萎缩。创伤后认知障碍的治疗创伤后认知障碍的治疗 认知障碍（包括AD）患者的脑皮质存在严重胆碱能缺失，包括胆碱乙酰转移酶（ChAT)和乙酰胆碱酯酶AChE）活性改变，同时还伴有皮质和皮质下核的胆碱能神经纤维丢失。胆碱能疗法仅对轻中度的AD患者有一定的效果。这也是目前唯一在临床上得到验证的认知障碍的治疗方法。胆碱胆碱能疗能疗法法 创伤后
9、认知障碍的治疗创伤后认知障碍的治疗 大量基础及临床试验已经证实，NGF在TBI和脑卒中治疗中发挥重要作用。体外和体内试验证实NGF是一种抗淀粉样蛋白因子，能够直接调控淀粉样蛋白的表达及其后续加工。此外，NGF还被证实在体外和体内均具有拮抗创伤诱导的超磷酸化。神经生长神经生长因子疗法因子疗法 NGF的治疗作用-抗淀粉样蛋白沉积 当NGF的精氨酸残基R100突变为色氨酸之后，发现NGF的疼痛过敏副作用消失，同时还可以起到神经保护和抗淀粉样蛋白沉积的作用15,16。NGF显著改善MMSE评分和 脑脊液A 142 通过胶囊包裹NGF直接基底前脑给药方式，连续12个月的治疗，对于MMSE有改善的AD病人
10、脑脊液中显示出A 142水平下降。在跟踪期发现这部分病人的脑萎缩要小于MMSE无改善的患者组，且临床评价指标和脑脊液生物标记物均有改善。Brain Changes in Alzheimers Disease Patients with Implanted Encapsulated Cells Releasing Nerve Growth Factor,Journal of Alzheimers Disease July 2014 NGF显著改善脑血流和神经心理学 评估 AAV2-NGF（基因治疗）立体定向Meynert基底核给药的1期人体临床试验中，AD患者的PET和神经心理学（MMSE，AD
11、AS-Cog,ADAS-ADL）评估有明显改善。NGF持续表达长达至少4年时间，并显示出持久的生物学活性，表现在对Meynert基底核神经元的保护作用。A phase1 study of stereotactic gene delivery of AAV2-NGF for Alzheimers disease,Alzheimer s&Dementia-(2013)111 NGFNGF进入中枢神经系统的转运机制进入中枢神经系统的转运机制 有研究发现，NGF与其他特殊类型的大分子蛋白一样，可以通过受体介导的内吞作用透过血脑屏障BBB17。研究还发现，在脑组织处于缺血或缺氧的状态时，BBB开放的时间
12、会延长，可达3-4周18，同时还发现甘露醇可以显著增加BBB的通透性。因此，在脑损伤急性期，因此，在脑损伤急性期，BBB开放的情况下开放的情况下 NGF可以通过可以通过BBB，发挥保护神经元，阻止，发挥保护神经元，阻止 细胞凋亡和促进神经重建的作用。细胞凋亡和促进神经重建的作用。1.Macromolecular permeability across the blood nerve and blood brain barriers，PNAS.USA Vol.91,pp.5705-5709,June 1994,Neurobiology 2.Peptides crossing the blood
13、barrier:some unusual observations，Brain Res 1999 Nov 27;848(1-2):96-100 3.Permeability of the blood brain barrier to neurotrophins,brain research 04/1998;788(1-2)：87-94 4.Changes in CSF blood-brain barrier parameters in ischaemic cerebral infarction,J Neurol.1983;299(1):11-6 5.甘露醇开放血脑屏障后应用神经生长因子对重型颅
14、脑损伤治疗的研究，中国医学创新第9 卷 第15 期（总第225 期）2012 年5 月 6.甘露醇暂时渗透性开放血脑屏障的研究，中风与神经疾病杂志，2003年04期 缺血性卒中后血脑屏障至少开放四周 注：对59例缺血性脑梗塞患者脑脊液检查显示，大部分患者血脑屏障开放至少四周，这为苏肽生的使用创造了最佳治疗时间窗。血脑屏障开放随时间推移而降低。及早及早用药，非常重要！用药，非常重要！Changes in CSF blood-brain barrier parameters in ischaemic cerebral infarction，J Neurol(1983)229:11-16 缺血性卒中
15、后血脑屏障缺血性卒中后血脑屏障开放的患者百分比开放的患者百分比 第1周 第二周 第三周 第四周 苏肽生治疗脑出血的多中心、随机、对照临床研究 研究单位:天津环湖医院 华中科技大学附属同济医院 天津泰达医院 天津第五中心医院 试验方案:采用随机数字法将患者分为苏肽生组56例和对照组63例 对照组：给予胞二磷胆碱0.5 mg，加入5%葡萄糖注射液250 ml，静脉滴注，1次/d，治疗2周；苏肽生组：发病后48小时内给予苏肽生，30ug/d，肌注，治疗2周；各组均不再给予任何其它脑保护剂，仅给予脱水降颅压、维持水电解质平衡、抗感染及对症支持治疗。中华老年心脑血管病杂志，Jan2013,Vol15,N
16、o.1,46-48 苏肽生治疗脑出血的多中心、随机、对照临床研究 中华老年心脑血管病杂志，Jan2013,Vol15,No.1,46-48 治疗治疗2周后，苏肽生组患者周后，苏肽生组患者NIHSS评分显著低于对照组（评分显著低于对照组（P0.01），），患者恢复情况明显好于对照组。患者恢复情况明显好于对照组。治疗治疗2周后，苏肽生组患者周后，苏肽生组患者Barthel指数显著高于对照组（指数显著高于对照组（P0.01），），患者生活质量明显好于对照组。患者生活质量明显好于对照组。2组治疗前后组治疗前后NIHSS评分比较评分比较 对照组 苏肽生组*P0.05*2组治疗前后组治疗前后Barthel指数比指数比较较 对照组 苏肽生组*P0.05 苏肽生治疗脑出血的多中心、随机、对照临床研究 安全性评价:部分患者出现注射部位疼痛，治疗结束后自行缓解。两组患者治疗前、后的血常规、尿常规及肝肾功能均未见异常，提示脑出血患者连续2周使用苏肽生治疗安全性良好。结论:脑出血早期应用苏肽生能够治疗神经损伤，改善其生活能力，安全性高。中华老年心脑血管病杂志，Jan2013,Vol15,No.1,46-48