《自然》发表的一项研究指出,补充大脑中天然储备的锂能预防甚至能逆转阿尔茨海默症。
这篇论文指出,对人脑组织的分析以及一系列小鼠实验发现了一种共性模式:当大脑的锂浓度下降时,记忆力就会下降,还会出现阿尔茨海默病的神经学特征——淀粉样蛋白斑块和tau缠结。该研究还用小鼠证据表明,一类特殊的锂补充剂能扭转这些神经学改变,恢复记忆力,让大脑重回年轻健康的状态。

正常人类大脑切片(左,人工上色)对比阿尔茨海默病患者的大脑切片。来源:Jessica Wilson/Science Photo Library
“这项研究是重大突破,”未参与该研究的澳大利亚墨尔本大学的神经科学家Ashley Bush说,“我们最近才有了阿尔茨海默病的首个疾病修饰药物。但这些药物只有一个靶标:淀粉样蛋白斑块。而这种方法能靶向该疾病中我们关注的所有主要病症。”
一旦得到临床试验的证实,其意义不可估量。痴呆症影响着全球逾5500万人,其中大部分都有阿尔茨海默病。市面上的抗淀粉样蛋白疗法能减缓认知衰退的速度,但“不能阻止认知衰退。这些疗法无法恢复功能”,共同作者、美国哈佛医学院的遗传学家Bruce Yankner说。
“我们还没找到阿尔茨海默病的青霉素。“他说。
一、老补药,新用途
在19世纪和20世纪初,锂被奉为改善心情的补品,还曾在七喜的早期配方中作为兴奋剂。锂后来在1970年代“重出江湖”,成了双相情感障碍的金标准疗法。科学家很快注意到在有双相情感障碍的人中,服用锂的人的脑衰老速度比那些不服用锂的人更慢。与此同时,流行病学研究发现,水源中含有微量锂的地区,其痴呆病发病率也较低。但测试锂对认知衰退影响的临床试验却结果不一。
在为了搞清楚锂具体作用的研究中,Yankner和他的团队首次证明,大脑中天然存在这种金属元素,且它有着重要的生理作用。
所有线索都互相印证。作者发现,在一个人受到阿尔茨海默病影响的脑区,锂的水平比未受影响的脑区更低。该团队还发现,在有轻度认知障碍的人中——轻度认知障碍为阿尔茨海默病的前兆——大脑中的锂会被淀粉样蛋白斑块占据,留给关键脑功能的锂就减少了。这种锂撤退现象会随疾病进程而加重,Yankner说。锂在阿尔茨海默病小鼠模型的大脑中也遵循相同的命运。

大脑锂含量正常的小鼠比锂缺乏小鼠(右上和右下)有更少的淀粉样蛋白斑块(左上)和tau缠结(左下)。来源:Yankner Lab
在使用小鼠的进一步实验中,大脑锂缺乏的小鼠比锂水平正常的小鼠出现了更多斑块。这会陷入一个恶性循环,这个循环可能代表了阿尔茨海默病的毁灭性进程:大脑中锂减少导致斑块增多,更多的斑块又导致锂越来越少。
Yankner和团队将锂丢失与阿尔茨海默病的其他特征联系了起来,这些特征包括tau蛋白缠结的堆积,以及阿尔茨海默病相关基因的活性改变。他们甚至提出了一种有望打破这一恶性循环的方法。
大部分关于锂的临床试验测试了碳酸锂的形式。该团队证明了这种形式很容易被淀粉样蛋白斑块“抓住”,但其他形式能避免这种命运,如乳清酸锂。当作者给小鼠低剂量的乳清酸锂时,它能逆转疾病相关脑损伤并恢复小鼠的记忆力。碳酸锂没有这种功效,这或许解释了为何之前的临床结果总是不一致。
小鼠研究结果并不都能转化用于人类。但基于多条证据链,作者持谨慎乐观态度。
二、锂的试验
还有更多问题需要回答,比如锂损耗的过程是如何开始的。“据我推断,大脑锂摄入受损还有其他的环境或遗传原因。”Yankner说。
研究人员认为,该研究中未发现锂相关毒性——即使在近整个成年期都接受治疗的小鼠中——有助于简化临床试验,在今后几年里,或许能回答阿尔茨海默患者能否用锂进行治疗的问题。但那是在有充足的政府或商业支持的前提下。锂是一种元素,所以无法申请专利。“没有哪个医药公司能在锂上赚钱。”加拿大戴尔豪斯大学的精神科专家Tomas Hajek说。
今后的潜在获益可能不止是痴呆症。在该研究没有认知功能障碍的对照组中,团队发现锂含量最高的人在特定记忆力测试中的得分更高。双相情感障碍患者,尤其是老年人,用乳清酸锂的效果可能好于标准疗法使用的碳酸锂,Bush说道。
“我不认为哪种在研药物能有这种力度的证据而且是安全的,”Hajek说,“锂非常廉价。它可能给人类带来巨大的希望。”
