2024年，阿尔茨海默病（AD）药物研发依旧充满挑战。年初，罗氏因临床效果不佳将两款AD抗体药物归还给AC Immune ^[1]。渤健也停止了Aβ单抗Aduhelm的开发和商业化，计划聚焦Tau蛋白靶向的ASO和小分子疗法 ^[2]。近日，基因泰克放弃了优时比开发的Tau蛋白抗体药物Bepranemab，转向与Sangamo Therapeutics合作，探索针对Tau蛋白编码基因MAPT的基因疗法 ^[3]。同时，礼来的Aβ抗体药物Donanemab虽获批上市，但由于价格和疗效原因未进入英国国家医疗服务体系（NHS），难以广泛商业化 ^[4]。此外，艾伯维和强生等公司也相继停止了部分AD研发项目 ^[5-6]。可见，AD药物研发仍需要在疗法类型和靶点上进行新的探索，特别是与转铁蛋白受体（TFRC）抗体偶联以穿越血脑屏障、靶向Tau蛋白以及小核酸和基因编辑疗法等新方向。

 

 

图1. 2024年阿尔茨海默病（AD）药物研发的总体现状 ^[7]。

 

1. 阿尔茨海默病（AD）致病性假说

阿尔茨海默病（AD）是一种常见的神经退行性疾病，是导致痴呆的主要原因之一。全球已有超过5500万人受其影响，每年造成的总社会经济负担接近1万亿美元 ^[8]。AD症状包括记忆丧失、认知能力下降和行为变化，对患者及其护理人员的生活产生重大影响。随着人口老龄化，AD的发病率不断上升，预计到2050年，全球AD患者数量将接近1.4亿 ^[9]。现有获批的AD治疗手段有限，主要包括胆碱酯酶抑制剂和NMDA受体拮抗剂，这些疗法仅能在短期内改善认知症状，无法阻止疾病的进展 ^[10]。尽管AD的确切机制尚不完全清楚，但主要的假说已得到广泛认可，包括β-淀粉样蛋白（Aβ）级联假说、Tau蛋白假说、胆碱能假说以及金属离子紊乱、神经炎症和线粒体功能障碍等 ^[11]。

 

图2. 阿尔茨海默病（AD）的多种致病性假说

 

2. Tau蛋白在阿尔茨海默病（AD）进展中的作用

Tau蛋白假说认为微管相关蛋白Tau在阿尔茨海默病（AD）进展中起着关键作用。Tau蛋白过度磷酸化形成神经纤维缠结（NFTs），干扰细胞过程并加速神经退行性病变。正常情况下，Tau蛋白稳定神经元内的微管结构，但在AD患者体内，Tau蛋白过度磷酸化后形成不可溶的NFTs，破坏细胞结构的完整性。这些缠结逐步积累，阻碍细胞内运输和信号传导，最终导致神经元功能障碍和细胞死亡。Tau蛋白病理在AD中极为普遍，NFTs被视为AD的标志性特征之一 ^[12-13]。Tau蛋白还与Aβ蛋白相互作用，加剧神经退行性病变。除AD外，Tau蛋白异常还与其他神经退行性疾病相关，这些疾病统称为“Tau蛋白病”，包括额颞叶痴呆和进行性核上性麻痹等。针对Tau蛋白的治疗策略主要包括抑制Tau过度磷酸化、防止Tau蛋白聚集及促进Tau蛋白清除等 ^{[11, 14]}。目前多项Tau靶向疗法正进入临床开发阶段，这些疗法若成功，有望为AD患者延缓疾病进程，并造福其他Tau蛋白病患者。

 

 

图3. Tau蛋白与多种因素协同驱动阿尔茨海默病（AD）及Tau蛋白病发生和发展 。

 

3. 赛业生物自研Tau人源化模型

为促进阿尔茨海默病和Tau蛋白病的研究，赛业生物自研多款原位表达人类Tau蛋白编码基因MAPT及其3'UTR的人源化小鼠模型。产品涵盖表达野生型MAPT基因和Tau蛋白的B6-htau小鼠（产品编号：C001410），以及含致病突变P301L和P301S的B6-htau*P301L小鼠（产品编号：I001181）和B6-htau*P301S小鼠（产品编号：I001182）。此外，赛业生物还将转铁蛋白受体（TFRC）人源化的B6-hTFRC小鼠（产品编号：I001189）与Tau人源化模型结合，构建了B6-hTFRC/htau小鼠（产品编号：I001209），以助力突破血脑屏障（BBB）的Tau靶向药物开发。以下为这些模型的表型数据。

 

4. Tau人源化模型均成功表达人源MAPT基因

通过RT-qPCR检测小鼠体内人源MAPT基因的表达情况，结果显示在B6-htau小鼠、B6-htau*P301L小鼠和B6-htau*P301S小鼠体内均有显著人源MAPT基因表达，且不再表达小鼠内源性Mapt基因。

 

 

图4. B6-htau小鼠、B6-htau*P301L小鼠和B6-htau*P301S小鼠体内基因检测

 

5. Tau人源化小鼠表达人源Tau蛋白的多种异构体

通过Western blot，利用人源Tau蛋白特异性抗体检测小鼠脑部人源Tau蛋白的表达。检测结果显示，B6-htau小鼠成功表达人源Tau蛋白，并可检测到多种不同的人类Tau蛋白异构体。

 

图5. B6-htau小鼠和野生型小鼠（WT）脑部人源tau蛋白表达分析。

 

6. 人源MAPT靶向小干扰RNA（siRNA）药效评估

经两种靶向人类MAPT基因的siRNA（AD-1637701和Conjugate 31）处理后，B6-htau小鼠的海马和大脑皮层中人源MAPT mRNA的表达量显著下降。

 

图6. 靶向人类MAPT的siRNA成功降低B6-htau小鼠体内MAPT的表达

 

总结

B6-htau小鼠（产品编号：C001410）、B6-htau*P301L小鼠（产品编号：I001181）、B6-htau*P301S小鼠（产品编号：I001182）、B6-hTFRC小鼠（产品编号：I001189）和B6-hTFRC/htau小鼠（产品编号：I001209）均为赛业生物专为阿尔茨海默病（AD）研究开发的人源化小鼠模型。B6-htau小鼠成功表达人类MAPT基因而不表达小鼠内源性Mapt基因，且能产生多种人源Tau蛋白异构体，并成功用于靶向人类MAPT基因的小干扰RNA（siRNA）疗法的测试。B6-htau*P301L和B6-htau*P301S小鼠则分别携带MAPT基因的致病突变P301L和P301S，同样成功表达人源MAPT基因。这些模型在表达完整人源MAPT基因的基础上，保留了人类MAPT Pre-mRNA的全部剪接模式，产生多种Tau蛋白亚型。它们不仅适用于研究Tau蛋白在AD发病机制中的关键作用，还可用于评估靶向MAPT基因或Tau蛋白的小核酸、基因编辑、抗体及小分子疗法的药效。

此外，赛业生物还提供多种针对神经退行性疾病的诱导性或遗传性小鼠模型，以及靶点人源化和全基因组人源化模型，以满足科研人员在多种疾病研究和疗法开发中的需求。

 

参考文献

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[2] Biogen to Realign Resources for Alzheimer's Disease Franchise. (2024, November 1). Retrieved from https://investors.biogen.com/news-releases/news-release-details/biogen-realign-resources-alzheimers-disease-franchise

[3] Sangamo Therapeutics Announces Global Epigenetic Regulation and Capsid Delivery License Agreement with Genentech to Develop Novel Genomic Medicines for Neurodegenerative Diseases. (2024, November 1). Retrieved from https://investor.sangamo.com/news-releases/news-release-details/sangamo-therapeutics-announces-global-epigenetic-regulation-and

[4] Approval Alert: Eli Lilly’s Kisunla™ (Donanemab-azbt) UK Approved but Not Reimbursed. (2024, November 1). Retrieved from https://www.pearceip.law/2024/10/23/approval-alert-eli-lillys-kisunla-donanemab-azbt-uk-approved-but-not-reimbursed/

[5] AbbVie axes mid-stage Alzheimer’s program amid evolving landscape. (2024, November 1). Retrieved from https://www.fiercebiotech.com/biotech/abbvie-axes-mid-stage-alzheimers-program-amid-evolving-landscape

[6] J&J jettisons several programs, ending seltorexant work for Alzheimer's. (2024, November 1). Retrieved from https://www.fiercebiotech.com/biotech/jj-jettisons-several-programs-ending-seltorexant-work-alzheimers 

[7] Cummings J, Zhou Y, Lee G, Zhong K, Fonseca J, Cheng F. Alzheimer's disease drug development pipeline: 2024. Alzheimers Dement (N Y). 2024 Apr 24;10(2):e12465. Dutch.

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[9] 2023 Alzheimer's disease facts and figures. Alzheimers Dement. 2023 Apr;19(4):1598-1695.

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[11] Abuelezz NZ, Nasr FE, AbdulKader MA, Bassiouny AR, Zaky A. MicroRNAs as Potential Orchestrators of Alzheimer's Disease-Related Pathologies: Insights on Current Status and Future Possibilities. Front Aging Neurosci. 2021 Oct 12;13:743573.

[12] Chen Y, Yu Y. Tau and neuroinflammation in Alzheimer's disease: interplay mechanisms and clinical translation. J Neuroinflammation. 2023 Jul 14;20(1):165.

[13] Yang J, Zhi W, Wang L. Role of Tau Protein in Neurodegenerative Diseases and Development of Its Targeted Drugs: A Literature Review. Molecules. 2024 Jun 13;29(12):2812.

[14] Congdon EE, Ji C, Tetlow AM, Jiang Y, Sigurdsson EM. Tau-targeting therapies for Alzheimer disease: current status and future directions. Nat Rev Neurol. 2023 Dec;19(12):715-736.

[15] Frost B. Alzheimer's disease and related tauopathies: disorders of disrupted neuronal identity. Trends Neurosci. 2023 Oct;46(10):797-813.