介绍
阿尔茨海默病的主要病理特征是神经元丢失、淀粉样老年斑和大脑皮层内的神经原纤维缠结(Braak和Braak,1991). 老年斑块是淀粉样蛋白-β(Aβ)肽的细胞外沉积,是淀粉样前体蛋白经β和γ分泌酶顺序裂解后代谢的副产物。神经纤维缠结是由微管稳定蛋白tau组成的神经元内体细胞聚集物,该蛋白异常磷酸化。其他病理结果包括皮质区的突触丢失,以及老年斑块周围的星形胶质细胞增生和微胶质细胞增生;脑淀粉样血管病(即Aβ沉积在皮层和软脑膜血管壁)是一种常见的伴随性病理过程。临床病理学研究表明,神经原纤维缠结、突触丧失和神经元丧失与痴呆进展和严重程度的相关性优于淀粉样沉积(DeKosky和Scheff,1990; 特里等。,1991; 戈麦斯岛等。,1996,1997). 然而,大量的生化和遗传证据表明Aβ是该病的重要诱因(Hardy和Selkoe,2002). Aβ可能直接触发一系列致病性事件,导致突触和树突状细胞异常、神经原纤维缠结和神经元死亡,但这些疾病途径的发展过程可能仍然依赖于Aβ,或者一旦启动可能会变得独立于Aβ。后一项建议提出了一种可能性,即针对降低大脑Aβ水平的治疗可能无法阻止痴呆症的进展。
针对Aβ的免疫治疗,无论是通过Aβ聚集体的主动免疫还是通过抗Aβ抗体的被动转移,已证明在许多阿尔茨海默病转基因小鼠模型(Schenk等。,1999; 吟游诗人等。,2000; 巴克斯凯等。/外部参照>.,2001,2002; 德马托斯等。,2001; 勒梅尔等。,2003; 威尔科克等。,2004). 此外,主动和被动免疫方法都预防、改善甚至逆转了这些小鼠模型中描述的记忆缺陷(Janus等。,2000; 摩根等。,2000; 多达尔等。,2002; 科蒂利内克等。,2002). 此外,在几个同时具有淀粉样斑块和神经元tau聚集体(Oddo等。,2004, 2008; 威尔科克等。,2009).
阿尔茨海默病患者的第一项免疫治疗临床试验是一项主动免疫试验,使用预先聚合的合成人类aβ42(AN1792)制剂。由于治疗组的一些患者出现亚急性脑膜脑炎,该试验的2a期暂停,因此患者只接受了最初计划的四个剂量中的一到三次注射(Orgogozo等。,2003). 尽管试验中断,但免疫接种对一些认知和功能结果测量的积极影响不大(霍克等。,2003; 吉尔曼等。,2005). 最近,两项长期随访研究得出了相互矛盾的结果,早期一期试验(Holmes等。,2008)2a期试验(Vellas等。,2009).
迄今为止,AN1792免疫对阿尔茨海默病神经病理学的影响已在五份单一病例报告中报告(Nicoll等。,2003; 费雷尔等。,2004; 马萨利亚等。,2005; 邦布瓦等。,2007; 乌罗·科斯特等。,2010)和一个病例系列(Boche等。,2008; 福尔摩斯等。,2008). 这些神经病理学发现可概括为:(i)淀粉样蛋白负荷显著减少,剩余斑块中塌陷或“蛀蚀”形态相对丰富;(ii)脑淀粉样血管病的范围和严重程度增加,脑淀粉样动脉病相关微出血的频率增加;(iii)营养不良的神经突起簇密度降低;(iv)反应性星形胶质细胞簇密度降低;(v) 活化的小胶质细胞簇密度降低,一些小胶质细胞吞噬淀粉样β纤维;(vi)晚期神经纤维病理学(即Braak V-vi期)。有趣的是,剩余淀粉样蛋白负荷量似乎与血清中抗Aβ抗体滴度呈负相关(Holmes等。,2008).
虽然有证据表明,主动和被动抗淀粉样蛋白免疫对阿尔茨海默病小鼠模型(Lombardo等。,2003; 布蒂尼等。,2005; 布伦扎等。,2005; 尖塔-琼斯等。,2009)关于AN1792对人类阿尔茨海默病大脑中的神经突起和神经元的影响,人们知之甚少。虽然有关于塌陷的“蛾斑”外观的描述,但免疫后残留的淀粉样斑块的特征尚未得到很好的描述。此外,在AN1792治疗的患者中,Aβ清除率与神经纤维缠结、τ磷酸化和聚集状态之间的关系尚未完全记录。
本研究旨在(i)探讨AN1792对Aβ相关神经突起异常的影响;(ii)描述免疫后残留淀粉样斑块的特性;和(iii)表征AN1792免疫后神经元tau的磷酸化和聚集状态。
材料和方法
大脑标本
对参与AN1792(Elan-Wyeth Pharmaceuticals,Inc.)2a期主动免疫试验的五名患者海马的福尔马林固定石蜡包埋切片与非痴呆对照组海马切片进行比较(n个=8)和阿尔茨海默病患者(n个=13)来自马萨诸塞州阿尔茨海默病研究中心脑库。所有受试者或其近亲均书面同意在各自机构进行脑部捐赠,马萨诸塞州总医院机构审查委员会批准了该研究方案。四名阿尔茨海默病免疫患者之前被描述为单一报告(费雷尔等。,2004; 马萨利亚等。,2005; 邦布瓦等。,2007; 乌罗·科斯特等。,2010). 三组按年龄和性别配对。免疫患者和非免疫阿尔茨海默病患者的Braak分期也相匹配(和补充表1).
表1
| 非强化控制(n个= 8) | 非免疫患者(n个= 13) | AN1792名接受治疗的患者(n个= 5) | P(P)价值 |
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年龄,年(平均值±标准偏差) | 82.7 ± 10.7 | 77.4 ± 7.3 | 78.6 ± 5.9 | NS公司 |
性别,n个(女性百分比) | 4 (50) | 8 (61.5) | 2 (40) | NS公司 |
病程,年(平均值±标准偏差) | 不适用 | 10.0 ± 4.5 | 8.4 ± 3.5 | NS公司 |
尸检间隔,h(平均值±SD) | 21.6 ± 13.8 | 12.7 ± 5.3 | 21.2 ± 29.9 | NS公司 |
载脂蛋白E基因型:载脂蛋白E4载体,n个(%)载脂蛋白E4等位基因,n个(%) | 2 (25) 2 (12.5) | 10 (76.9) 13 (50) | 3 (60) 3 (30) | 0.0318一0.0203一 |
定量免疫组织化学研究
用标准方法对八微米厚的切片进行脱蜡免疫组化。初级和次级抗体、抗原检索的预处理和开发策略列于补充表3为了最大限度地减少变异性,所有切片均以单个批次进行染色。所有实验均平行进行缺乏一级抗体的阴性对照。用3,3′-二氨基联苯胺(加利福尼亚州伯林盖姆Vector Lab)进行免疫组织化学染色,用苏木精复染,用越来越高浓度的乙醇脱水,用二甲苯清除,并用Permount®安装介质盖玻片(新泽西州费尔劳恩Fisher Scientific)。当使用荧光标记的第二抗体时,切片用0.05%的硫黄素S(Sigma,St.Louis,MO)在50%乙醇中复染8分钟,并用含有4′,6-二脒基-2-苯基吲哚的Vectashield®安装介质(DAPI;Vector Lab.,Burlingame,CA)覆盖。
淀粉样蛋白负荷和淀粉样蛋白斑块大小分布
淀粉样负荷是用苏木精和周期性酸-希夫碱法(用于血管基底膜)复染切片中10D5抗体(Elan Pharmaceuticals,Inc.)对Aβ进行总表面染色的百分比。切片在配有机动舞台和CCD相机(型号DC330,DAGE-MTI,Inc.Michigan City,IN)的直立徕卡DMRB显微镜上进行成像,并结合BIOQUANT NOVA PRIME软件(6.90.10版,MBSR,Nashville,TN)。在三个解剖区域测量淀粉样蛋白负荷:齿状回的分子层、CA1和丘脑前下部。分别测定斑块和血管淀粉样蛋白负荷,以检测淀粉样蛋白从斑块向血管壁的潜在转移。还测量了淀粉样斑块的大小分布。
基于体视学的研究
使用配备机动舞台和奥林巴斯DP70相机的奥林巴斯BX51立式显微镜(日本东京奥林巴斯),并结合CAST软件(版本2.3.1.5)进行体视学研究。如前所述,用光学剥离器技术定量淀粉样斑块和神经纤维缠结的密度(Hyman等。,1998)用硫黄素-S染色的切片,用3D6抗Aβ抗体(Elan Pharmaceuticals,Inc)或抗金抗体配对螺旋丝(PHF)-1或Alz50(均为Peter Davies博士赠送的礼物)进行免疫染色。在初步研究中计算了系数误差,以获得适当的采样分数。海马区(齿状回颗粒层、齿状回分子层、CA1和丘脑前下部)在4倍物镜下勾勒出轮廓,并在20倍物镜中随机取样,通常取样分数为10%。PHF1、Alz50和硫黄素-S阳性神经元以5%(7130µm)的计数框架在齿状回、CA1和丘脑前下部的颗粒层中计数2). 以10%(14261µm)的计数框,在齿状回、CA1和丘脑前下部的分子层中计数淀粉样斑块(3D6-免疫反应阳性和硫黄素-S阳性)2). 线粒体标记物电压依赖性阴离子选择性通道蛋白1(VDAC1)(porin,Abcam,ab15895)的致密核斑块在这些相同的区域进行了计数,采样分数为20%,计数框为10%(14261µm2).
曲率比分析
通过针对神经丝重链(Abcam,ab40796)的免疫组织化学鉴定神经节,并在按照上述方式成像之前用硫黄素S和DAPI对切片进行体视学测量。用CAST软件在显微镜4倍物镜下勾勒出海马区轮廓,并在20倍物镜上随机取样,取样分数为:齿状回分子层25%,CA1 15%,丘下15%。在使用ImageJ进行分析之前,以盲法对图片进行编码和存储(http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html). 通过神经丝重链的存在识别出的神经节段进行编号,并由一名对受试者的状况或研究领域中致密核斑块的存在不知情的观察者测量其长度。每个轴突节段的曲率比计算为测量长度与同一轴突端到端长度的比值;因此,轴突曲率增加会导致曲率比率升高(诺尔斯等。,1999). 分析中只包括测量长度超过20µm的管段。所分析的20×海马区的数量在各组之间没有显著差异【8名非痴呆对照组中的214个海马区(平均值±SEM;26.7±2.6),13名非免疫性阿尔茨海默病患者中的388个(29.7±2.1),以及4名免疫性阿尔茨海默病病人中的122个(30.5±3.9)】。其中一例免疫病例的神经丝重链免疫组化不可行。
为了解决轴突曲率与其邻近致密核斑块之间的关系,曲率比分析侧重于CA1亚区。对100%的CA1进行采样,并对包含致密核心斑块的区域的图片进行编码,并将其存储在神经丝重链和硫黄素-S图像的单独文件夹中。使用ImageJ勾勒出硫黄素-S图像中的致密核斑块,并将其转移到相应的神经丝重链图像中。将距致密核斑块边缘50µm范围内的轴突节段的曲率比与位于该边界以外的轴突段的曲率率进行比较(即,在之前包含致密核斑块的图片中或在缺少致密核斑块图片中)。将神经突段到致密核斑块边缘的距离计算为三个距离的平均值:从最近的斑块边缘到神经突段每一端的距离,以及从斑块边缘到轴突段中点的距离。
每个斑块的营养不良神经突数量
为了确定致密核斑块周围的营养不良神经突,用SMI312抗体(Covance,SMI-312R)进行免疫组化,然后进行硫黄素-S和DAPI复染。如前所述,用CAST软件在4×目标下勾勒出海马区域。在20倍物镜下对齿状回、CA1和丘脑前底的分子层进行了100%的采样。对含有致密核斑块的视野图像进行编码,以盲法存储,并使用ImageJ软件进行分析。概述了硫黄素-S图片中的致密斑块,并将其转移到相应的SMI312图片中。人工计数嵌入或接触硫黄素-S阳性区域的营养不良神经炎和静脉曲张/肿胀。
每个斑块的反应性星形胶质细胞数量
为了观察致密核斑块周围的反应性星形胶质细胞,使用胶质纤维酸蛋白抗体(Sigma,G9269)进行免疫组化,然后进行硫黄素-S和DAPI复染。遵循与SMI312阳性营养不良神经突相同的协议,但相同区域的胶质纤维酸蛋白和硫黄素-S图片与ImageJ软件中的适当工具合并。通过DAPI染色,在距斑块边缘50µm处的致密斑块周围可见细胞核的反应性星形胶质细胞被手动计数。位于两个或两个以上致密核心斑块附近(即50µm以内)的反应性星形胶质细胞在这些斑块之间“分裂”(即,接近两个斑块的星形胶质细胞为0.5,接近三个斑块的星形胶质细胞为0.33,接近四个斑块的星形胶质细胞为0.25)。采用这种保守方法是为了避免在致密核斑块密度高的区域对每个斑块的星形胶质细胞进行重复计数,这种情况可能在非免疫性阿尔茨海默病患者中更常见,否则可能会导致结果偏差。
统计分析
所有统计分析均使用Mac(5.0版)的统计软件包PRISM Graph Pad进行。采用Kolmogorov–Smirnov和Schapiro–Wilk检验评估数据集的正态性。非正常测量包括总淀粉样斑块和致密核斑块的大小、轴突曲率比、每个斑块的营养不良轴突数量和每个斑块的星形胶质细胞数量。对于这些数据,结果表示为中位数(四分位范围)。采用非参数单向方差分析(Kruskal–Wallis)和Dunn多重比较后验进行全组比较,并采用非参数双尾分析t吨-测试(Mann–Whitney,U型)进行两两比较。正常数据包括淀粉样蛋白负荷、总淀粉样蛋白斑块和致密核斑块的密度,以及PHF1、Alz50和硫黄素-S阳性神经元的密度。对于这些,结果表示为平均值±SEM。所有组的比较都是使用带Bonferroni校正的参数单向方差分析进行的,两两比较是使用参数双尾进行的t吨-当组间差异显著时,用韦尔奇校正进行检验。比例之间的成对比较采用χ2费舍尔精确测试。如果两个数据集均呈正态分布,则使用皮尔逊统计进行相关分析;如果一个或两个数据集中均不正常,则使用斯皮尔曼秩检验进行相关分析。重要性级别设置为P(P)< 0.05.
结果
基线特征
三组的基线特征列于和补充表1。阿尔茨海默病免疫患者的其他特征可以在和补充表2非强化对照组和非免疫组和免疫组阿尔茨海默病患者的年龄和性别相匹配。后两组在神经纤维缠结的Braak期也相匹配,并且在疾病持续时间或载脂蛋白E基因型。各组的死后间隔无显著差异。主要定量分析的每个案例的详细结果如所示补充表4.
表2
主题 | 剂量数量 | 抗体滴度 | 第一次给药后的存活率(月) | 参考 |
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22 | 2 | 免疫球蛋白G+ | 15 | 费雷尔等。2004 |
23 | 三 | 1:2771 | 12 | 马萨利亚等。2005 |
24 | 2 | 无法检测到 | 40 | 乌罗·科斯特等。2010 |
25 | 2 | 锥度1/4 | 46 | 未发布 |
26 | 2 | IgM>1:3500 IgG>10 000 | 34 | 邦布瓦等。2007 |
淀粉样负荷和淀粉样斑块密度
用苏木精和周期性酸雪夫复染海马切片的神经膜和血管中10D5抗Aβ抗体染色的总表面百分比来测量斑块和血管淀粉样蛋白负荷。三组海马中的斑块淀粉样蛋白负荷显著不同(ANOVA,F类= 15.11,P(P)< 0.0001) (A、,补充图1). 正如预期的那样,非免疫性阿尔茨海默病患者的海马斑块淀粉样蛋白负荷显著高于非痴呆对照组(0.700±0.098%对0.080±0.050%,t吨= 5.588,数据流= 17,P(P)< 0.0001). 免疫阿尔茨海默病患者的斑块淀粉样蛋白负荷显著低于非免疫患者(0.146±0.069%对0.700±0.098%,t吨= 3.315,数据流= 16,P(P)= 0.0044); 事实上,这些接受治疗的受试者的负荷与年龄匹配的非痴呆对照组没有差异(0.146±0.069%对0.080±0.050%,t吨= 0.7781,数据流= 11,P(P)= 0.4529). 在非痴呆对照组中未检测到血管淀粉样蛋白。免疫患者的海马血管淀粉样蛋白负荷与非免疫患者无显著差异(0.013±0.005%与0.026±0.008%,t吨= 0.8895,数据流= 16,P(P)= 0.3869) (B) 。
抗Aβ免疫后海马淀粉样蛋白沉积减少。AN1792治疗的阿尔茨海默病患者的斑块淀粉样蛋白负荷降低至非痴呆对照(NC)水平(一),血管淀粉样蛋白负荷没有显著增加(B类). 总淀粉样斑块密度(C类)和致密核斑块(D类)在免疫组中显著降低。散点图中的条形图A–D表示平均值±SEM。双尾未配对t吨-对这些成对比较进行了测试(n.s.=无显著性**P(P)< 0.01; ***P(P)< 0.001;#P(P)< 0.0001). (E类,F类)免疫后致密核斑块的比例显著增加。在E类条形图显示,3D6抗Aβ抗体免疫染色切片上计数的总淀粉样斑块归一化为100%。填充条代表与硫黄素S(致密核斑块)共同染色的淀粉样斑块的百分比。原始部分显示在填充条内的括号中,分母中计算总淀粉样斑块的数量,分子中计算致密核心斑块的数量。在F类显示了两组阿尔茨海默病患者总淀粉样斑块和致密核斑块之间的相关性。中的成对比较E类已完成χ2费希尔精确测试(#P(P)<0.0001),而相关性F类采用皮尔逊试验。(G公司,H(H))免疫患者的剩余总淀粉样斑块和致密核斑块明显小于非免疫患者的斑块,而非免疫患者和非痴呆对照组的斑块大小没有差异。中的单符号图G公司和H(H)表示中值,而条形表示四分位范围。这些成对比较是通过Mann-Whitney检验进行的(**P(P)< 0.01,#P(P)< 0.0001). 淀粉样蛋白斑块总大小的自动测量包括225个来自非痴呆对照组(NC)的斑块,626个来自免疫组患者(AD+TX)的斑块和3973个来自非免疫组患者的斑块(ADw/o TX)。手工测量55个非痴呆对照组斑块、285个免疫组患者斑块和1035个非免疫组患者的致密核斑块大小。
在3D6抗Aβ抗体和硫黄素-S双重染色的海马切片中,采用无偏体视学方法定量总斑块和致密核斑块的密度(C–D)。各组间3D6(总)和硫黄素-S阳性(致密核)斑块密度存在显著差异(ANOVA,F类分别=34.68和27.06,P(P)<0.0001)。正如预期的那样,非免疫性阿尔茨海默病患者的总淀粉样斑块和致密核淀粉样斑块密度均显著高于非痴呆对照组(3D6:22.07±1.956斑块/mm)2与1.738±0.970斑块/mm相比2,t吨= 9.311,数据流= 16,P(P)< 0.0001; 硫黄素-S:16.17±1.570斑块/mm2与1.408±0.788斑块/mm相比2,t吨= 8.399,数据流= 16,P(P)< 0.0001). 相比之下,AN1792治疗的患者总淀粉样斑块和致密核淀粉样斑块密度显著低于非免疫患者(3D6:4.566±2.799斑块/mm2与22.07±1.956斑块/mm相比2,t吨= 4.846,数据流= 16,P(P)= 0.0002; 硫黄素-S:4.102±2.349斑块/mm2与16.17±1.570斑块/mm相比2,t吨= 4.122,数据流= 16,P(P)=0.0008),并且与非痴呆对照组没有显著差异(3D6:4.566±2.799斑块/mm2与1.738±0.970斑块/mm相比2,t吨= 1.137,数据流= 11,P(P)= 0.2796; 硫黄素-S:4.102±2.349斑块/mm2与1.408±0.788斑块/mm相比2,t吨= 1.087,数据流= 4,P(P)= 0.3381). 亚区域分析显示,两组阿尔茨海默病患者在所分析的所有海马区域中存在显著差异(数据未显示)。
我们还使用3D6和硫黄素-S双重染色的相同切片以及通过上述量化获得的原始数据,计算了各组淀粉样蛋白总斑块中致密核斑块的比例(E) ●●●●。这一比例在各组之间存在显著差异(χ2= 22.30,数据流= 2,P(P)< 0.0001;χ2趋势=8.499,数据流= 1,P(P)= 0.0036). 两两比较显示,免疫组的致密核斑块比例明显高于非免疫阿尔茨海默病患者(Fisher精确检验,89.09%对72.89%),P(P)< 0.0001). 非强化对照组在非免疫组和免疫组患者中有一定比例的致密斑块居中,但与之无显著差异(82.26%对72.89%,Fisher精确检验,P(P)=0.1082和82.26%对89.09%,Fisher精确检验,P(P)分别为0.1840)。对两个阿尔茨海默病组的总淀粉样斑块密度和致密核淀粉样斑块的相关性进行比较,也揭示了免疫组中致密核型淀粉样斑块占绝对优势(第页= 0.9990,P(P)免疫组<0.0001第页= 0.6624,P(P)非免疫组=0.0136;皮尔逊相关检验)(F) 。
在10D5免疫染色切片中测量总淀粉样斑块的大小,在硫黄素-S染色切片中测定致密核斑块的大小。与非免疫患者相比,免疫患者的总淀粉样斑块和致密核淀粉样斑块明显更小(G–H,补充图2A–B)[淀粉样斑块总量:197.1(98.88–404.7)µm2与261.1(126.6–638.3)µm相比2,U型= 1039 000,P(P)< 0.0001; 致密核心斑块:930.7(555.2–1565)µm2与1181(753.4–1974)µm相比2,U型= 119 700,P(P)< 0.0001]. 在非免疫性阿尔茨海默病组和非痴呆组之间,总淀粉样斑块和致密核淀粉样斑块的大小均未发现显著差异[总淀粉样斑:261.1(126.6–638.3)µm2与224.5(107–734.3)µm相比2,U型= 437 100,P(P)= 0.5765; 致密核斑块:1181(753.4–1974)µm2与1089(503.9–2117)µm相比2,U型= 27 460,P(P)= 0.6599]. 最后,与非痴呆对照组相比,免疫组的总淀粉样斑块也显著较小,但对于致密核斑块,这种差异没有达到统计学意义[总淀粉样斑:197.1(98.88–404.7)µm2与224.5(107–734.3)µm相比2,U型= 61 760,P(P)= 0.0062; 致密核斑块:930.7(555.2–1565)µm2与1089(503.9–2117)µm相比2,U型= 6894,P(P)= 0.1575].
神经突曲率比分析
用抗神经丝重链抗体免疫染色切片,并用硫黄素-S和DAPI复染切片,测量神经细胞曲率比率。
当考虑到神经炎曲率与到致密核斑块的距离无关时,在非免疫性阿尔茨海默病组(总淀粉样斑块:第页= 0.7692,P(P)= 0.0021; 对于致密核斑块:第页= 0.5714,P(P)=0.0413,斯皮尔曼等级测试)(A–B)。三组受试者的曲率比在统计学上存在显著差异(Kruskal–Wallis ANOVA=84.73,P(P)< 0.0001). 正如预期的那样,与非痴呆对照组相比,非免疫性阿尔茨海默病患者的曲率比异常高[1.027(1.014–1.047)vs.1.020(1.010–1.037),U型= 1129 000,P(P)< 0.0001]. 重要的是,与非免疫患者相比,免疫患者的曲率比明显更低[1.021(1.010–1.041)vs.1.027(1.014–1.047),U型= 567 400,P(P)<0.0001],达到与非痴呆对照组无差异的值[1.021(1.010–1.041)vs.1.020(1.010-1.037),U型= 339 700,P(P)= 0.0960] (C、,补充图2C) ●●●●。
阿尔茨海默病免疫患者神经突起轨迹的改善。(一,B类)阿尔茨海默病非免疫患者的神经细胞曲率比率与总淀粉样斑块和致密核淀粉样斑块密度显著相关。采用Spearman秩检验进行相关分析。虚线表示95%置信区间。(C类)与非免疫患者相比,免疫患者的海马神经细胞轨迹明显更直,与非痴呆对照组相似。对8名正常对照组的1231个轴突、4名免疫患者的580个轴突和13名非免疫患者的2243个轴突进行曲率比分析。在其中一个免疫病例中,合适的神经丝重链免疫染色不可行,可能是因为固定方案的不同。(D类)免疫患者曲率比的改善不仅归因于较低的斑块负荷,还发生在剩余致密斑块附近(<50µm)。免疫组中321个靠近斑块的神经突和260个远离斑块的神经突中测定了曲率比,非免疫组中1256个靠近斑块和972个远离斑块神经突中测定了弯曲比。中的成对比较C类和D类进行了Mann–Whitney试验(#P(P)< 0.0001). (E类)靠近斑块的轴突曲率比不仅仅是由于斑块引起的“质量效应”,因为斑块大小不会影响周围轴突的曲率比(组内比较不显著,但为了清晰起见,没有图示)。此外,免疫受试者接近斑块的曲率比的改善并不是因为他们的斑块较小,因为在不同的斑块大小间隔中,组间的显著差异保持不变。该分析包括143、281、202、171和276个神经突,这些神经突靠近非免疫性阿尔茨海默病受试者大小不等的斑块,112、59、41、18和50个神经突靠近AN1792治疗的阿尔茨海默氏病受试人大小相同的斑块。运行Kruskal–Wallis ANOVA和Dunn的多重比较后测试(***P(P)< 0.001,#P(P)<0.0001,n.s.=不重要)。(F、 G公司)非免疫性阿尔茨海默病患者CA1区致密核斑块附近的神经突节段的代表性图片(F类,病例1),以及一名接受AN1792治疗的阿尔茨海默病患者(G公司,案例22)。用神经丝重链抗体对神经节进行免疫染色(红色),用硫黄素-S对斑块进行染色(绿色)。Neurite曲率比计算为测量长度(白线)与端到端长度(粉线)的比值。比较F类神经突轨迹更直G公司.比例尺=20µm。NC=非痴呆控制;AD+TX=免疫患者的斑块;AD w/o TX=非免疫患者。
然后,我们检查了接近致密核心斑块对曲率比的影响,以斑块为基础而不是随机的方式进行分析,重点是CA1子域(D) ●●●●。正如预期的那样,在非免疫性阿尔茨海默病组中,斑块附近(<50µm)的曲率比明显高于远离斑块(≥50µm)的曲率比率[1.043(1.023–1.075)接近1.028(1.015–1.049)远,U型= 453 600,P(P)< 0.0001]. 相反,在免疫组中,靠近和远离致密核斑块的曲率比值几乎相同[1.022(1.009–1.038)接近与1.020(1.010–1.036)远,U型= 40 570,P(P)= 0.5641]. 此外,免疫组的两个曲率比值均显著低于非免疫组的相应曲率比值(接近:U型= 117 200,P(P)< 0.0001; 远:U型= 100 800,P(P)< 0.0001). 重要的是,在这两个阿尔茨海默病组中,靠近斑块的神经突曲率比率均不受斑块大小的影响(Kruskal–Wallis ANOVA和Dunn的多重比较后测试:P(P)>0.05),而在两个阿尔茨海默病组之间观察到的斑块附近曲率比率的显著差异在不同的斑块大小区间内保持不变(Kruskal–Wallis ANOVA和Dunn的多重比较后测试:P(P)≤0.001,但斑块尺寸间隔1500–2000µm除外2这可能是因为在免疫组中,在接近此大小斑块的位置测得的神经突起数量很少,n个= 18) (E) ●●●●。
每个致密核斑块的营养不良神经突/静脉曲张
在SMI312抗体染色和硫黄素S复染的切片中,在硫黄素S阳性区域内计数营养不良轴突和轴突肿胀或每个致密核斑块的球体。与非痴呆对照组的斑块相比,非免疫性阿尔茨海默病患者的致密核斑块具有更多的营养不良神经突[2(1-4)个营养不良/斑块vs 1(0-3)个营养失调/斑块,U型= 20 790,P(P)= 0.0007]. 出乎意料的是,与非免疫患者相比,免疫患者每致密核斑块中营养不良轴突的数量显著增加[4(2-6)个营养不良/斑块与2(1-4)个营养障碍/斑块,U型= 116 800,P(P)< 0.0001] (A、,补充图2D).
免疫后留下的致密核心斑块保留了一些毒性特性。(一)非痴呆对照组(病例19)、非免疫组(病例2)和AN1792治疗组(病例23)的致密核斑块(绿色)的代表性图像,神经丝抗体SMI312描绘了相关的营养不良性轴突和轴突静脉曲张或肿胀(红色)。与非免疫患者相比,量化每个斑块中营养不良轴突和静脉曲张的数量,免疫患者剩余斑块中的神经炎营养不良数量显著增加。采用Mann-Whitney检验进行两两比较[***P(P)< 0.001,#P(P)< 0.0001;n个=正常对照组(NC)、免疫患者(AD+TX)和非免疫患者(AD w/o TX)中的斑块分别为55、285和1035个]。(B类)线粒体标记VDAC1(红色)显示,非痴呆对照组(病例19)、非免疫组(病例3)和AN1792治疗组(病例22)的致密核斑块相关增生性神经突中线粒体聚集的典型图像。对三个研究组中VDAC1的致密核斑块免疫反应的量化显示,与非免疫组相比,免疫组中斑块VDAC1阳性的比例增加。致密核斑块归一化为100%,填充条代表VDAC1免疫反应致密核斑块的比例。原始分数显示在填充条内的括号中,致密斑块的数量计入分母,VDAC1阳性斑块的数量记入分子。使用进行了成对比较χ2费希尔精确测试(*P(P)< 0.05, ***P(P)< 0.001). (C类)非痴呆对照组(病例18)、非免疫组化患者(病例5)和接受AN1792治疗的患者(病例23)致密核斑块周围反应性星形细胞增多症的典型图像(绿色),如胶质纤维酸性蛋白免疫染色(红色)所示。与非免疫患者相比,量化每个斑块的星形胶质细胞数量导致免疫组斑块相关星形胶质细胞增多症无显著减少。然而,免疫患者的斑块仍比非痴呆对照组的斑块有更严重的星形细胞增多。使用Mann-Whitney检验进行配对比较(***P(P)< 0.001,#P(P)< 0.0001;n个=非痴呆组、免疫组和非免疫组分别为66、151和994个致密核斑块)。比例尺A–C=20µm。
VDAC1免疫反应性致密核斑块的比例
采用线粒体外膜标记物VDAC1的免疫组织化学和硫黄素-S反染法检测致密核斑块营养不良轴突中线粒体的积聚。非免疫性阿尔茨海默病患者中VDAC1的致密核斑块免疫反应比例高于非痴呆对照组,尽管这一差异没有达到统计学意义(Fisher精确检验分别为38.96%和31.43%,P(P)= 0.4771). 值得注意的是,在接受AN1792治疗的患者中,超过一半(56.25%)的致密斑块为VDAC1阳性,与其他两组相比,该比例显著升高(P(P)=0.0009与非免疫组相比;P(P)=0.0121与非痴呆组,Fisher精确检验)(B) ●●●●。
每个致密核斑块的反应性星形胶质细胞
我们计算了硫黄素-S复染切片中每个致密核板(距斑块边缘50µm)中胶质纤维酸蛋白阳性反应性星形胶质细胞的数量。与非痴呆对照组相比,非免疫性阿尔茨海默病患者致密核板的星形胶质细胞增多更严重[1.5(0.4575-3)星形胶质细胞/斑块与0.33(0–1.040)星形胶质细胞-斑块,U型= 22 070,P(P)< 0.0001]. 与阿尔茨海默病非免疫患者的斑块相比,免疫后残留的致密核斑块周围的星形胶质细胞增多程度略有降低,但没有显著降低[1(0-3)个星形胶质细胞/斑块vs 1.5(0.4575-3)个星状胶质细胞/斑,U型= 73 110,P(P)=0.6060],但仍比非痴呆对照组致密核斑块周围严重(U型= 3548,P(P)= 0.0006) (C、,补充图2E).
神经元tau的变化
为了定量分析异常神经元tau的数量,我们用两种不同的抗tau抗体进行免疫组化研究:磷酸化依赖性抗体PHF1评估tau的磷酸化状态,构象依赖性抗体Alz50评估tau错误折叠状态(A–B)。硫黄素-S阳性神经纤维缠结(即具有β-片状构象的τ纤维聚集物)的密度也以体视学的方式进行了定量(C) ●●●●。
抗Aβ免疫后神经纤维缠结中tau磷酸化降低。(一)与非免疫性阿尔茨海默病患者相比,免疫性阿尔茨海默氏病患者PHF1阳性神经元的海马密度显著降低,尽管两组患者的Braak分期相匹配。(B类,C类)Alz50-阳性神经元和硫黄素-S阳性神经纤维缠结(NFT)的密度在两个阿尔茨海默病组之间没有显著差异。中的成对比较A–C都是用双尾的t吨-试验和棒材代表平均值±SEM(*P(P)< 0.05, **P(P)< 0.01,#P(P)< 0.0001). (D类)两组阿尔茨海默病患者中PHF1阳性神经元和Alz50阳性神经元密度之间的相关性表明,在非免疫组中,晚期磷酸化τ物种(PHF1)比早期错误折叠τ种族(Alz50)占优势。相比之下,两种tau表位在Braak匹配的免疫阿尔茨海默病组中都不占主导地位。黑色圆圈代表每个非免疫患者,灰色方块代表免疫患者。用皮尔逊检验进行相关分析,虚线表示95%的置信区间。为了清楚起见,未表示非痴呆控件。(E–L公司)图片显示了上述分析中使用的一些PHF1免疫增强海马切片。两名代表性的非免疫性阿尔茨海默病患者的CA1区向脑室下(每张图片中从左到右)的过渡(E类Braak VI案例4;和F类,案例12,Braak IV),一个代表性非痴呆控制(G公司(案例18,Braak II)和5名AN1792治疗的阿尔茨海默病患者(高-低,案例22-26)。比例尺=200µm。
正如预期的那样,非免疫性阿尔茨海默病患者(Braak IV–VI期)中Alz50-阳性和PHF1阳性神经元和硫黄素-S阳性神经原纤维缠结的密度显著高于非痴呆对照组(Brak I–III期)(Alz50:16.08±2.534个神经元/mm2与6.948±2.915个神经元/mm相比2,t吨= 2.305,数据流= 19,P(P)= 0.0326; PHF1:47.44±6.138个神经元/mm2与5.464±2.042个神经元/mm相比2,t吨= 6.489,数据流= 14,P(P)< 0.0001; 硫黄素-S:34.12±6.990神经原纤维缠结/mm2与4.468±1.885神经纤维缠结/mm相比2,t吨= 4.096,数据流= 13,P(P)= 0.0013). 值得注意的是,与非免疫患者相比,免疫患者PHF1阳性神经元的密度显著降低,尽管与Braak期相匹配(18.53±10.49个神经元/mm2与47.44±6.138个神经元/mm相比2,t吨= 2.445,数据流= 16,P(P)= 0.0264) (A和E–L)。阿尔茨海默病组之间Alz50-阳性神经元和硫黄素-S阳性神经纤维缠结的密度无差异(Alz50:17.42±9.152个神经元/mm2AN1792治疗组与16.08±2.534个神经元/mm2在未处理的情况下,t吨= 0.1407,数据流= 4,P(P)= 0.8949; 硫黄素-S:18.56±7.690神经纤维缠结/mm2AN1792治疗与34.12±6.990神经纤维缠结/mm2未经处理,t吨= 1.261,数据流= 16,P(P)= 0.2255). 两组阿尔茨海默病患者PHF1阳性和Alz50阳性神经元密度之间的相关性表明,在非免疫性阿尔茨海默氏病患者中,PHF1阳性神经元比Alz50阴性神经元占优势,而免疫组中这两种密度相似(第页= 0.3899,P(P)=0.1878,非免疫组与第页= 0.9755,P(P)=0.0046,免疫组采用皮尔逊相关检验)(D) ●●●●。
讨论
成功去除海马淀粉样蛋白
在几种阿尔茨海默病小鼠模型中,针对Aβ肽的主动和被动免疫治疗都已被证明可以清除淀粉样斑块或防止Aβ沉积(Schenk等。,1999; 吟游诗人等。,2000; 摩根等。,2000; 贾纳斯等。,2000; 巴克斯凯等。,2001,2002; 德马托斯等。,2001; 勒梅尔等。,2003; 威尔科克等。,2004). 对2a期主动免疫试验参与者大脑样本的尸检研究也显示,淀粉样蛋白病理学显著降低,这是通过淀粉样蛋白负荷或每场淀粉样蛋白斑块密度来测量的(Nicoll等。,2003; 费雷尔等。,2004; 马萨利亚等。,2005; 邦布瓦等。,2007; 福尔摩斯等。,2008).
我们的结果与之前的尸检报告一致。与来自我们大脑库的非免疫患者的海马体相比,免疫阿尔茨海默病患者的这一亚群的海马体淀粉样蛋白沉积量明显较低,如10D5抗体染色切片所测,10D5是一种识别aβ肽N末端的抗体。事实上,主动免疫将治疗组的海马斑块淀粉样蛋白负荷降低至年龄匹配的非痴呆对照组的水平。在用3D6抗体染色的切片中对淀粉样斑块密度进行体视学定量后,也得到了相同的结果,该抗体也与Aβ肽的N末端结合。由于AN1792免疫后产生的抗Aβ抗体主要针对Aβ肽的N末端(Lee等。,2005),本文的结果可以用10D5和3D6抗体之间的竞争和从头开始结合淀粉样斑块的内源性抗Aβ抗体。然而,硫黄素-S染色切片中斑块的立体定量也在免疫患者中产生了同样较低密度的致密核心斑块,排除了这种可能性。
有趣的是,我们的定量分析显示,与非免疫性阿尔茨海默病患者相比,免疫病例中剩余淀粉样斑块中致密核斑块的比例明显较高。亚区域分析表明,这种差异主要是由丘脑前下部的体视学定量决定的(数据未显示)。事实上,五分之四的免疫性阿尔茨海默病患者的海马部分几乎没有融合的、弥散的、“云状”淀粉样沉积物,这种淀粉样沉积物通常出现在丘脑前体的锥体旁层(参见补充图1)(卡卢斯等。,1989; 秋山等。,1990; 维斯涅夫斯基等。,1998). 因此,这些数据表明,AN1792免疫在清除弥漫性淀粉样沉积方面比致密核斑块更有效。
我们比较了三组受试者海马切片中淀粉样斑块的大小分布,发现与非免疫患者和非痴呆对照组相比,免疫患者的总淀粉样斑块和致密核斑块均显著较小。尽管任何事后研究都是静态的,但这一结果与体内在阿尔茨海默病小鼠模型(Bacskai等。,2002). 这一观察结果,加上之前尸检报告中已经提到的AN1792免疫接种后残留的相对丰富的塌陷“蛾斑”(Nicoll等。,2003; 费雷尔等。,2004)他还指出了淀粉样蛋白去除的顺序模式:含有更多可溶性淀粉样蛋白的斑块晕更容易去除,而斑块核心内紧密堆积的不溶性淀粉样蛋白纤维则更难溶解。
根据以前的报告,淀粉样蛋白的去除似乎与AN1792的免疫反应成正比,用血浆或脑脊液中的抗体滴度进行测量(Holmes等。,2008). 值得注意的是,在我们的研究中,在免疫患者中,发生亚急性脑膜炎的抗体应答患者和通过酶联免疫吸附试验检测不到抗体滴度的患者的淀粉样蛋白负荷和致密核斑块密度最高。
最近对其他八名AN1792免疫患者的尸检研究表明,脑淀粉样血管病的范围和严重程度总体上增加,表明淀粉样肽通过血管壁清除并流出循环(Boche等。,2008). 与本研究不同的是,免疫组患者海马中淀粉样蛋白斑块的清除并没有转化为血管淀粉样蛋白负荷的增加,这与非免疫组患者没有显著差异。然而,由于大脑淀粉样血管病通常在新皮质区更为突出,并且我们的分析仅限于海马,因此我们不能排除免疫组中大脑淀粉状血管病的总体增加。
去除淀粉样斑块可恢复神经突异常轨迹
我们之前的研究表明,与斑块外的轴突相比,人类阿尔茨海默病大脑致密核淀粉样斑块内的轴突具有更异常的轨迹,也与非痴呆对照组(Knowles等。,1999). 我们还发现,在阿尔茨海默病转基因小鼠模型中,距致密核斑块边缘50µm范围内的轴突曲率比异常高于远离该边界的曲率比(D'Amore等。,2003; 伦巴多等。,2003; 尖塔-琼斯等。,2009). 此外,体内其中一个模型的大脑成像显示,随着新斑块的出现,轴突轨迹发生变化,认为这种形态学变化是Aβ沉积的继发性变化(Meyer-Luehmann等。,2008). 最后,在这些阿尔茨海默病小鼠模型中进行被动免疫治疗,能够在去除淀粉样斑块后使轴突的曲率比率正常化(伦巴多等。,2003; 尖塔-琼斯等。,2009).
基于之前在Aβ沉积转基因模型方面的工作,我们分析了三组受试者海马中神经突(树突和轴突)的曲率比率,并研究了它们与致密核斑块的接近程度的影响。与非痴呆对照组相比,非免疫性阿尔茨海默病患者的曲率比明显更高,这证实了神经突形态异常测量的重复性和有效性。在非免疫性阿尔茨海默病患者中,随后采用基于斑块的方法对CA1亚区进行的分析显示,与远离致密核斑块(≥50µm)的神经突相比,位于致密核斑块附近(<50µ米)的神经突曲率明显更高。这种靠近斑块的较高曲率比不受斑块大小的影响,这支持密集核心斑块对周围神经突轨迹的局部毒性作用,而不是“质量效应”,并进一步加强了这种形态学测量的有用性。对双标记海马切片的检查表明,硫黄素-S阳性区域边缘周围50µm的边界距离更弥漫的3D6-阳性但硫黄素-S-阴性淀粉样蛋白的薄晕很远,也反对这种“质量效应”(结果未显示)。
重要的是,在两项分析的第一项中,AN1792免疫患者的轴突曲率比明显低于非免疫患者。事实上,我们观察到神经退行性变参数明显正常化,因为免疫患者和非痴呆对照组之间没有显著差异。这一结果不仅是由于免疫性阿尔茨海默病组中存在较少的斑块,因为在随后进行的基于斑块的分析中,AN1792治疗患者中靠近和远离致密核斑块的两个轴突的曲率比率也显著低于非免疫性患者。事实上,与非免疫组的结果不同,免疫组患者的曲率比率几乎相同。此外,两个阿尔茨海默病组之间靠近斑块的曲率比率存在显著差异,这不仅是因为免疫组的斑块较小,对周围神经突的“质量效应”较小;首先,如上所述,斑块大小不影响周围神经突的曲率比率,其次,不同斑块大小间隔之间的差异保持不变。因此,AN1792组剩余斑块附近曲率比率显著降低,明确表明致密核斑块周围存在的异常轴突形态减少。
综上所述,这些结果表明AN1792免疫对临床前研究(Lombardo等。,2003; Spires Jones公司等。,2009)并进一步扩展了抗Aβ免疫诱导人类阿尔茨海默病大脑神经元变性标记物改善的先前证据(尼科尔等。,2003; 费雷尔等。,2004; 马萨利亚等。,2005). 虽然我们之前已经证明,斑诱导的神经炎弯曲可能通过破坏皮层突触整合(Knowles等。,1999; 斯特恩等。,2004),在该亚群免疫患者的海马中观察到的神经突起轨迹的恢复可能不足以减缓他们的认知能力下降(补充表2)(费雷尔等。,2004; 马萨利亚等。,2005; 邦布瓦等。,2007; 乌罗·科斯特等。,2010).
免疫后残留淀粉样斑块的潜在毒性
被动抗Aβ免疫治疗可促进阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,Brendza)小鼠模型中淀粉样蛋白相关神经炎性营养不良的快速恢复等。,2005)以及之前关于AN1792治疗患者的尸检报告也描述了淀粉样蛋白去除后营养不良神经突簇密度降低(尼科尔等。,2003; 费雷尔等。,2004; 马萨利亚等。,2005). 我们试图比较三组受试者海马区斑块相关神经炎性营养不良的数量和特征。首先,我们统计了SMI312阳性营养不良神经突和致密核斑块边界内轴突肿胀或球体的数量,并观察到与AN1792治疗患者的剩余斑块相关的营养不良神经突起的意外增加,与未免疫患者相比。接下来,我们想知道营养不良神经突对抗Aβ免疫治疗的抵抗是否是由于其终末期特性。电子显微镜研究描述了致密核淀粉样斑块营养不良过程中退化线粒体的积累(Kidd,1964; 菲亚拉等。,2007). 事实上,有人提出了线粒体退化的分期,首先是较小但外观正常的线粒体的积累,然后是线粒体嵴的肿胀和板层体的形成,最后聚集成多泡体,可能是自噬体(Fiala等。,2007). 我们试图用VDAC1(孔蛋白,电压依赖性阴离子通道1型)的免疫染色来描述这种病理特征,VDAC1是一种存在于线粒体外膜的通道蛋白。正如上述超微结构描述所预期的那样,VDAC1修饰了一些致密核斑块的营养不良过程,并与淀粉样纤维混合。令人惊讶的是,我们发现免疫组中VDAC1免疫反应性致密核斑块的比例显著增加。因此,斑块相关神经炎营养不良的这一特征的结果表明,抗Aβ主动免疫可能对改善淀粉样蛋白嵌入的终末期营养不良性神经炎无效,除非完全去除致密淀粉样蛋白。相反,我们假设一旦斑块清除过程开始,周围神经突的轨迹就会恢复。或者,由于淀粉样纤维持续溶解,可能由于有毒的aβ低聚物(Cruz等。,1997; 卡鲁利亚等。,2005; 巴顿等。,2006; 马丁斯等。,2008).
此前对AN1792治疗患者的尸检研究报告,淀粉样蛋白清除后反应性星形胶质细胞簇密度较低,但尚未评估剩余斑块周围的星形胶质细胞增多(Nicoll等。,2003; 马萨利亚等。,2005). 我们测量了三个研究组中距斑块边缘50µm以下的每个致密核心斑块中反应性星形胶质细胞的数量,发现免疫后残留的斑块与非免疫患者的斑块之间没有显著差异,进一步表明前者仍然具有毒性。
值得注意的是,尽管密度核心斑块的大小相似,但根据神经炎性营养不良和星形细胞病的这些指标判断,非痴呆对照组的毒性明显低于未治疗的阿尔茨海默病患者。
主动免疫还能改善海马tau病理学
在相继形成淀粉样斑块和神经元tau聚集体的三重转基因小鼠(3×Tg)中,抗Aβ免疫不仅去除了淀粉样蛋白,而且以同样的顺序改善了早期tau病理。然而,由于后期过度磷酸化的tau聚集体在治疗后仍保持完整,因此未能成功(Oddo等。,2004). 然而,同一作者已经表明,在早期启动时,在小鼠形成斑块和τ聚集物之前,抗Aβ免疫能够阻止该小鼠模型中淀粉样蛋白和τ病理的发展(Oddo等。,2008). 最近,抗Aβ主动免疫已被证明可以减少其他两种小鼠模型中tau的过度磷酸化,从而产生淀粉样斑块和过度磷酸化的本地小鼠tau的神经元聚集物,从而为其对tau病理学的潜在有益作用增加了进一步的证据(Wilcock等。,2009). 相比之下,之前对AN1792治疗患者的尸检研究报告,神经原纤维缠结和神经丝的密度与未治疗的阿尔茨海默病患者相似,神经纤维缠结的分布模式与Braak V-VI分期一致。然而,与10名安慰剂受试者(吉尔曼)相比,在11名基线和随访CSF样本抗体应答者中,τ水平显著降低等。,2005).
为了分析tau神经元的病理学,我们使用了两种不同的特征良好的抗体,PHF1和Alz50。而PHF1结合在丝氨酸残基396和404磷酸化的tau蛋白(Otvos Jr。等。,1994),Alz50是一种磷酸化非依赖性但构象依赖性的抗tau抗体,其表位由tau分子的N末端和一个微管结合结构域组成(Carmel等。,1996). 尽管这两种抗体对阿尔茨海默病大脑中的τ物种具有高度特异性,但Alz50已被证明能标记早期错误折叠的τ(Carmel等。,1996)而PHF1与晚期超磷酸化τ结合(Augustinack等。,2002).
令人惊讶的是,与非免疫患者相比,免疫患者PHF1阳性神经元密度的体视学量化结果显著降低。然而,两组阿尔茨海默病患者的Alz50阳性细胞数量没有差异。此外,两组之间晚期硫黄素-S阳性神经原纤维缠结的密度没有显著差异。
综上所述,这些结果表明,抗Aβ主动免疫能够减少tau过度磷酸化,但在改善tau分子的错误折叠和聚集方面效果较差。此外,它们与先前对其中一名免疫患者进行的尸检研究一致,该研究描述了塌陷斑块周围营养不良神经突内磷酸-金和应激激酶应激活化蛋白激酶/c-Jun N末端激酶和p38的免疫反应性降低(费雷尔等。,2004). 值得注意的是,在免疫患者中,发生自身免疫性脑膜炎的受试者和未产生酶联免疫吸附测定可检测到的抗AN1792抗体反应的受试对象的Alz50、PHF1和硫黄素-S阳性神经元密度最高。因此,在疾病的早期阶段(即轻度认知障碍患者)进行免疫可能会在更大程度上恢复甚至阻止神经原纤维缠结的发展。这些发现表明了aβ和tau之间的联系,并为淀粉样级联假说提供了有力支持,该假说假设aβ的积累触发阿尔茨海默病的发病,tau过度磷酸化,随后形成的神经纤维缠结和神经元死亡是Aβ聚集的下游后果(Hardy和Selkoe,2002). 据我们所知,这是阿尔茨海默病患者抗Aβ免疫后神经元缠结病理学改善的首次证据。与以往报告的差异可能是由于免疫组化研究中描述的不同tau表位以及不同的量化方法(基于立体学与非立体学)。
总之,我们表明,通过海马内的抗Aβ主动免疫清除淀粉样斑块可促进神经突起的潜在有益结构变化,并降低tau的过度磷酸化。然而,免疫后残留的致密核斑块至少保留了部分毒性。形态学上的改善相对来说是细微的,可能不足以改变这些患者的临床病程。尽管如此,他们扩展了先前的证据,即Aβ定向治疗可以改变人类疾病的神经病理学,而不仅仅是对淀粉样斑块的影响,并支持Aβ毒性直接介导至少一些与阿尔茨海默病神经系统崩溃相关的神经退行性现象的观点。在疾病早期对患者进行免疫接种可能会增强这些积极变化,并使认知功能得到更有力的改善。需要对正在进行的主动和被动免疫临床试验中登记的患者进行更大规模的临床病理学研究,以确认这些结果。此外,通过免疫去除斑块是否会导致突触密度增加或防止进一步的突触丢失,这是有待研究的阿尔茨海默病患者认知功能的主要病理相关性。