當(dāng)?shù)貢r間10月22日,美國百健公司(Biogen)宣布,世界首款可治療阿爾茨海默癥狀的藥物aducanumab已經(jīng)通過臨床測驗(yàn),正待FDA批準(zhǔn)。此舉堪稱人類在阿爾茨海默病領(lǐng)域的歷史性突破。
阿爾茨海默病是和年齡相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病,全球約0.5億人正受此折磨,中國的患者數(shù)量現(xiàn)已躍居世界第一。記憶、語言、行動能力……患上這種疾病的人們將逐漸迷失自我,并且無法逆轉(zhuǎn)。為了改變命運(yùn),人類同阿爾茨海默病戰(zhàn)斗已經(jīng)持續(xù)了上百年……

(Photo by Tony Detroit on Unsplash)
阿爾茨海默病從我們身上奪去了比肢體,視力或行動能力更為寶貴的東西。它剝奪了我們的自我——首先是我們的記憶和性格,然后是我們的尊嚴(yán)。Dr. Kenneth S. Kosik and Ellen Clegg
詛咒
馬爾克斯的傳世之作《百年孤獨(dú)》講述了布恩迪亞家族七代人的百年興衰。該家族建立并世世代代居住的小鎮(zhèn)馬孔多被公認(rèn)為是哥倫比亞國家的縮影。
在馬孔多剛建立不久,出現(xiàn)了一個突發(fā)事件,直接威脅到整個家族的命運(yùn)。一個接一個,人們開始整夜睡不著覺,并得上了失憶癥,連日常用的物品都叫不上名字。他們先是在桌子椅子上,甚至奶牛身上貼標(biāo)簽兒。但不久標(biāo)簽兒也不管用了,他們改貼手寫的說明書。再往后他們連自己寫的說明書都看不懂了,因?yàn)橐呀?jīng)忘了詞語的含義。失憶癥愈來愈嚴(yán)重。直到后來一位吉普賽老人用了一種“淡顏色的飲料”才將他們的失憶癥治好。
書中的這段插曲也許在現(xiàn)實(shí)生活中有它的生活原型。和馬孔多類似,哥倫比亞第二大城市麥德林(Medellin)也有著美麗的自然環(huán)境。它被郁郁蔥蔥的群山環(huán)繞著,一些村鎮(zhèn)、牛場散落在山林里。在歷史上,麥德林一直被貧窮和血腥所困擾,曾經(jīng)因?yàn)樨湺竞秃趲偷葐栴}而成為世界謀殺之都。在麥德林和附近的群山里分布著一個龐大的家族,枝葉繁茂,分成26多個小家族,共有約5000多人。這個家族流行著一種怪病。他們的發(fā)病過程象鐘表一樣準(zhǔn)確:有些成員45歲左右開始出現(xiàn)輕微失憶現(xiàn)象,男女都有。剛發(fā)病時典型的癥狀是重復(fù)問同樣的問題,在隨后的幾年里,失憶會越來越嚴(yán)重,性格發(fā)生變化,陷入一種“迷失”狀態(tài)。這些人從出現(xiàn)失憶癥開始,往往堅(jiān)持不了10年。生命最后幾年進(jìn)入植物人狀態(tài),在50多歲經(jīng)常死于染上的肺炎。這種疾病被當(dāng)?shù)厝朔Q為呆癡癥(La bobera)。呆癡癥象一個詛咒,籠罩在整個家族的上方,代代不散。父母雙方有一方得病,那么他們的兒女,不論性別,將來大約有一半的機(jī)會會得上呆癡癥。當(dāng)剛成年的兒女開始照顧患病的父親或母親時,除了忍受悲痛和勞累外,還往往被絕望和恐懼包圍——也許父母的現(xiàn)狀就是自己的宿命。當(dāng)自己步入中年時,是否還要重復(fù)同樣的命運(yùn)?
哥倫比亞和麥德林(紅圈標(biāo)記)的地理位置。
當(dāng)?shù)氐拇迕裾J(rèn)為呆癡癥有一個神秘的起因,或是由于巫婆的詛咒,或是由于觸摸到某種樹而染病上身。為了治療這種怪病,人們從魔法師那里購買草藥或施了魔法的藥水。但是從來沒有病人被治愈。
左圖:麥德林山坡上的棚戶區(qū)。右圖:在棚戶區(qū)的一間房子里,一名17歲的少女在照顧已進(jìn)入植物人狀態(tài)的母親。
解密
在麥德林一家醫(yī)院工作的洛佩拉(Francisco Lopera)醫(yī)生在80年代初開始接觸到呆癡癥的病人,從而開始了將近30年的艱辛解密歷程。他感覺這種病和阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s Disease或AD)癥狀很相似,但令他困惑的是典型的阿爾茨海默病或失智癥患者,一般在60歲以后才會出現(xiàn)臨床癥狀,而呆癡癥患者在45歲左右出現(xiàn)健忘現(xiàn)象。
當(dāng)他詢問并記錄病人家族史時,他意識到這是個遺傳病。他和護(hù)士馬德里加(Lucia Madrigal)開始走訪患者的家屬,整理患者家族病史,順藤摸瓜,花了將近10年的時間建立起這個大家族的數(shù)據(jù)庫。
1992年,來自哈佛大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家科西克(Kenneth S. Kosik)博士在麥德林做了一個關(guān)于阿爾茨海默病的學(xué)術(shù)報(bào)告。洛佩拉在報(bào)告后找到科西克,介紹自己,并向他描述了呆癡癥和這個大家族??莆骺肆⒖坍a(chǎn)生了濃厚的興趣。在隨后的20年中,科西克一次又一次地來到哥倫比亞。他、洛佩拉及其他團(tuán)隊(duì)成員開始著手破解呆癡癥的秘密。
破解“呆癡癥”秘密的三個關(guān)鍵人物:洛佩拉、馬德里加和科西克。
他們要回答的第一個問題是,呆癡癥是否是一種早發(fā)性的阿爾茨海默病?但要想確診,當(dāng)時唯一的辦法是獲得一個死者的腦組織進(jìn)行病理分析。這一點(diǎn)把他們難住了;很長一段時間沒有家庭愿意捐獻(xiàn)腦組織。在漫長的等待后,事情終于出現(xiàn)了一絲轉(zhuǎn)機(jī)。1995年的一天洛佩拉被告知,一位患呆癡癥的婦女剛剛逝去。他和另外一個醫(yī)生抱著一線希望,立刻開了5個小時的車趕到那個家庭居住的小鎮(zhèn)參加患者的葬禮。在葬禮上,她的大部分家屬同意捐獻(xiàn)她的腦組織。但只有她的一個兒子不同意。那個年輕人脖子上掛著一個金鏈子,滿臉怒氣,態(tài)度非常不友好。旁邊的人小聲告訴洛佩拉,他的真正身份可能是黑幫的殺手。年輕男人對他們的動機(jī)高度懷疑。他認(rèn)為他們是想把母親的腦組織高價(jià)賣給外國人。他一杯接一杯地喝酒,每喝一杯,現(xiàn)場氣氛就緊張一分。但最后終于峰回路轉(zhuǎn)。在鎮(zhèn)長和當(dāng)?shù)氐尼t(yī)生的勸說下,年輕人同意了!兩個醫(yī)生在送葬隊(duì)伍去教堂的途中的一個醫(yī)務(wù)室迅速做了手術(shù),取了一些已逝婦女的腦組織。洛佩拉的同事連夜飛往美國波士頓,將其帶到科西克的實(shí)驗(yàn)室??蒲腥藛T將腦組織切片放到顯微鏡下觀察,看到了淀粉樣蛋白斑塊。呆癡癥就是阿爾茨海默病!一個病人的兒女有50%的風(fēng)險(xiǎn)得這種早發(fā)性、侵略性的阿爾茨海默病。這是一種典型的常染色體顯性遺傳,也就是說致病的罪魁禍?zhǔn)资且粋€突變的基因,位于常染色體(區(qū)別于性染色體,所以遺傳方式跟性別無關(guān))上。一個人只要攜帶一份拷貝的突變基因就會導(dǎo)致患病。但要找到這個基因突變在90年代無異于大海撈針。當(dāng)時人類基因組項(xiàng)目還沒有開始,DNA測序還比較耗時耗力,成本不菲。1995年的年底,科西克和華盛頓大學(xué)(圣路易斯)的遺傳學(xué)家Alison Goate博士終于找到了這個基因突變。由于DNA中的一個堿基從A替換成C,蛋白早老素1(Presenilin-1,gamma-分泌酶的4 個核心蛋白之一)的一個谷氨酸被置換成丙氨酸(E280A)。 科西克團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,這個突變造成淀粉樣蛋白前體(APP)更傾向于被裂解成極易粘聯(lián)的Aβ42蛋白片斷,導(dǎo)致了在大腦中β淀粉樣蛋白的累積和斑塊形成,幾乎百分之百會引起早發(fā)性阿爾茨海默氏癥。(這個理論模型還有爭議。以哈佛大學(xué)的沈潔博士為代表的一些科學(xué)家認(rèn)為,早老素的突變雖然會引起AD,但致病機(jī)理和Aβ42的相對增加沒有必然聯(lián)系。)科西克團(tuán)隊(duì)的后來研究表明,這個基因突變來自一個16世紀(jì)的西班牙殖民者。經(jīng)過幾百年,這個基因突變在歐洲已經(jīng)找不到攜帶者,但在哥倫比亞卻落地生根。在確定呆癡癥實(shí)際上是由基因突變引起的阿爾茨海默病后,洛佩拉和科西克訪問了麥德林地區(qū)的很多村鎮(zhèn),并召集了這些家族的部分成員開會,普及遺傳性AD的一些基本知識。第一次會大約有一百人來參加,他們來參會時有的是趕著驢車,有的騎著馬,有的是坐巴士。在幾次會議上,參會者很容易接受一直籠罩自己命運(yùn)上方的詛咒是一個突變的基因。但有幾件小插曲讓醫(yī)生和科研人員永遠(yuǎn)不能忘懷。- 一個青年男子站起來,問道:“我們可以和我們的表妹結(jié)婚嗎?我知道近親結(jié)婚不好, 但沒有別的女孩兒愿意嫁給我們。”
- 雖然所有人都理解他們得的早發(fā)性AD是遺傳的,但對有父母一方患病的每個后代有50%的風(fēng)險(xiǎn)不能準(zhǔn)確把握。一個坐在第一排的男子站起來,面向所有人說,“醫(yī)生說我們患病的概率平均為50%。我們家有12個孩子,只有3個得病。所以我要感謝那些也有12個孩子但其中7、8個患病的家庭?!?/section>
- 即使知道了呆癡病的致病原因,但醫(yī)學(xué)界卻對拯救病人或預(yù)防疾病束手無策。一個23歲的小伙子迫切想知道自己是否是致病基因攜帶者。但問其原因時,他說如果他發(fā)現(xiàn)自己有那個突變,他就自殺。他邊說邊用手?jǐn)[了個手槍的造型,頂在自己的太陽穴上,并做了一個扣扳機(jī)的動作。
如果說《百年孤獨(dú)》的家族每個人的命運(yùn)是寫在一個羊皮卷上,而現(xiàn)實(shí)生活中這個哥倫比亞家族的命運(yùn)則是寫在他們的DNA里。運(yùn)用當(dāng)代醫(yī)學(xué)手段和技術(shù),我們能否找到“吉普賽人的藥水”,來改變他們的命運(yùn)?阿爾茨海默病
“我已經(jīng)迷失了自己?!?1歲的迪特(Auguste Deter)在1901年告訴醫(yī)生阿羅伊斯·阿爾茲海默(Alois Alzheimer)博士。她成為歷史上第一個被記載的阿爾茨海默病患者——其實(shí)她得的也是早發(fā)性AD。從此人類進(jìn)入了一個100多年的動蕩的求索之旅。在阿爾茨海默病領(lǐng)域,我們見證了不斷演變的理論,涌現(xiàn)的各種假說,從未停歇的爭論,不斷失敗的治療嘗試以及偶爾獲得的真知灼見。
阿爾茨海默病是和年齡相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病。美國被診斷出患AD的已超過500萬人,而全球約0.5億人正受AD折磨;中國AD患者人數(shù)現(xiàn)在已躍居世界第一,預(yù)計(jì)到2050年將超過2000萬。一個典型的阿爾茨海默病患者隨著病變區(qū)在腦部的擴(kuò)散,癥狀會逐漸越來越嚴(yán)重。最先受影響的往往是大腦的顳葉,包括海馬區(qū)域。海馬的一項(xiàng)主要功能就是決定是否儲存新的信息,也就是說,海馬是由“信息”通往“記憶”的橋梁。海馬受到損害,會影響短期記憶,但長期記憶還保留著。患者也許開車去經(jīng)常去的商場沒問題,但購物之后她可能記不起來她是開哪輛車來的,車停在哪里。AD影響的第二類認(rèn)知功能是語言。早期AD患者和其他人對話變得困難起來,很多時候在“找詞”,理解別人和表達(dá)自己都很費(fèi)力。當(dāng)病變?nèi)肭值侥X前葉時,病人的計(jì)劃、協(xié)調(diào)和執(zhí)行能力就受到了影響,日常生活的一些稍微復(fù)雜的活動如付賬、開車不能完成。他可能坐在辦公桌前一個多小時都茫然失措,無法決定先去做哪件事。隨著病情的進(jìn)一步惡化,AD患者失去了判斷力,性格和情緒也開始改變。到了后期,他的行動能力受到很大限制,飲食起居無法自理,時時刻刻需要人照顧。AD帶來的折磨,不僅局限于病人本身,還施加在他背后心力交瘁的家人身上。
AD的惡化過程。典型的AD最先影響顳葉,然后逐漸擴(kuò)散到額葉、枕葉等其它區(qū)域。大腦皮層萎縮,腦室空間增大。
從AD確診到病人死亡平均時間為8-12年。最后幾年困擾著他的最大問題還包括孤獨(dú)。在科西克博士的書中有這么一段話:阿爾茨海默病從我們身上奪去了比肢體,視力或行動能力更為寶貴的東西。它剝奪了我們的自我——首先是我們的記憶和性格,然后是我們的尊嚴(yán)。阿爾茨海默病一點(diǎn)一點(diǎn)地偷去了我們的能力。我們從來沒有真正知道AD患者眼中的世界和家人變成什么樣了。即使在最理想的條件下,理解他人的感受也是巨大的挑戰(zhàn)。理解AD患者的感受就更為艱難——我們必須捕捉他們臉上稍瞬即逝的表情和某個細(xì)微的眼神。在AD患者捉摸不透的表情下也許存在著一絲希望,甚至是一個請求:讓他們在尊嚴(yán)中結(jié)束美好的一生。
遺傳性的阿爾茨海默病大約只占所有AD病例的5%,而這些遺傳性AD都是早發(fā)性的。除了哥倫比亞家族中確認(rèn)的早老素1外,另外兩個基因——淀粉樣蛋白前體(APP)和早老素2的突變也被發(fā)現(xiàn)能引起遺傳性早發(fā)AD。另外還有一些基因,比如APOEe4亞型,雖不直接致病,但會增加得AD的風(fēng)險(xiǎn)。阿爾茨海默病的致病機(jī)理到現(xiàn)在還有太多未知。它的兩個病理表征是在大腦中細(xì)胞外形成的β淀粉樣蛋白的斑塊和細(xì)胞內(nèi)形成的Tau蛋白纏結(jié),并伴隨大量神經(jīng)細(xì)胞的死亡。但我們還無法定論它們是病因還是表征,是標(biāo)還是本。關(guān)于其致病機(jī)理,科學(xué)界以前的主流理論是β假說,即阿爾茨海默病是由于由神經(jīng)細(xì)胞(神經(jīng)元)產(chǎn)生不溶性淀粉樣蛋白纖維而形成細(xì)胞外β斑塊而發(fā)生的,β斑塊又進(jìn)一步影響了神經(jīng)元之間的信號傳導(dǎo),導(dǎo)致神經(jīng)元死亡。在β假說占主導(dǎo)地位的日子里,其它理論長期受到排斥,發(fā)表文章和拿到科研基金都非常困難。
阿爾茲海默病的兩個主要病理表征:細(xì)胞外的β淀粉樣蛋白的斑塊和細(xì)胞內(nèi)形成的Tau蛋白纏結(jié)。
近些年來各大制藥公司研發(fā)的新藥也幾乎都是瞄準(zhǔn)β淀粉樣蛋白的:包括疫苗和單克隆抗體,其作用機(jī)制為或阻止淀粉樣蛋白生成、或者加速它的清除。但這些藥在臨床實(shí)驗(yàn)上接二連三地失敗,學(xué)術(shù)界和醫(yī)療界對β假說的信心開始動搖。也許我們一開始就錯了?也許β淀粉樣蛋白不是致病原因,至少不是主要原因?最近十幾年,研究人員開始提出其它理論,包括Tau假說,即致病的主要原因是Tau蛋白纏結(jié)。還有早老素假說、微生物感染和炎癥假說、胰島素抵抗假說等。以這些理論為基礎(chǔ),一些新的治療策略正在被探索和研發(fā)。目前市場上只有4種針對阿爾茨海默病的藥:三種乙酰膽堿酯酶抑制劑(Donepezil, Galantamine和Rivastigmine)和一個谷氨酸NMDA受體拮抗劑(Memantine)。它們在減緩認(rèn)知功能下降方面有一些作用,但并不能減緩疾病惡化。醫(yī)生用來治療疾病的主要手段是手術(shù)刀和藥物。但這兩種方式對AD好像都不適合。AD是一個復(fù)雜的疾病,甚至和癌癥、自閉癥類似,是多種疾病的集合。也許單一治療手段、基于單一理論的治療策略都不會有太大的療效。有效的治療可能需要多角度、多靶點(diǎn)、多模式的整體方案。
大腦中淀粉樣蛋白和tau纏結(jié)的增加和腦萎縮要比任何臨床癥狀出現(xiàn)至少早15年。橫軸為時間。
也許預(yù)防是AD的唯一治愈方法。淀粉樣蛋白和Tau纏結(jié)的增加和腦萎縮要比任何臨床癥狀出現(xiàn)至少早15年,等癥狀出現(xiàn)了再去治療可能為時已晚:已經(jīng)確診的AD象一個剎車失靈、轟隆隆從山坡上往下沖的火車,已很難攔住,更別說逆轉(zhuǎn)。如果β假說是正確的話,那么我們在人們還沒有顯示癥狀之前就阻止β斑塊產(chǎn)生,是否能有效阻止或推遲阿爾茨海默病的困擾?但預(yù)防治療的臨床試驗(yàn)有很大的挑戰(zhàn)性。要想取得最高的效率,最合適的參與人群是還沒有出現(xiàn)任何癥狀,但在不采取任何手段的情況下將來會100%得阿爾茨海默病的人。到哪里去找這樣的合適人群呢?答案是哥倫比亞。臨床試驗(yàn)
2013年,由三個機(jī)構(gòu)——基因泰克(羅氏)、美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)、美國亞利桑那州的班諾AD研究所在哥倫比亞麥德林地區(qū)開展了一個二期臨床試驗(yàn)(識別號:NCT01998841)。總預(yù)算為一億美元。
被測試的藥物是基因泰克(羅氏)的Crenezumab。它是針對Aβ40和Aβ42的單抗, 在兩個已經(jīng)結(jié)束的二期臨床試驗(yàn)中測試的數(shù)據(jù)并不理想。但這次臨床試驗(yàn)和以前都不一樣。需要評估的問題不是它對阿爾茨海默病是否有療效,而是它是否能預(yù)防阿爾茨海默病。參加臨床試驗(yàn)的所有志愿者都來自洛佩拉的數(shù)據(jù)庫。一共300人。他們年齡在30歲到60歲之間,在試驗(yàn)開始時還沒有出現(xiàn)任何輕度認(rèn)知障礙(MCI)。所有人先被檢測是否有致病的基因突變。然后200名突變基因攜帶者再分成兩組,100人皮下或靜脈注射Crenezumab, 另100人注射安慰劑。還有100人是非攜帶者,只打安慰劑。為了保證結(jié)果公正,所有參與者和給藥的醫(yī)生都不知道哪個志愿者攜帶致病基因,或注射的是什么藥。完整的試驗(yàn)數(shù)據(jù)將在最后的一個參與者完成5年的實(shí)驗(yàn)后出來,大約在2022年。哥倫比亞臨床試驗(yàn)被廣泛認(rèn)為是一個具有里程碑意義的實(shí)驗(yàn),并且是一個近乎完美的驗(yàn)證或否定淀粉樣蛋白假說的實(shí)驗(yàn)。將來的數(shù)據(jù)對闡明AD機(jī)理會有很大的幫助,其結(jié)論也可以延伸到其他AD人群。該試驗(yàn)中測量的數(shù)據(jù)包括Tau蛋白在腦中和腦脊液中的變化等其它指標(biāo),因而對其它假說也會提供證據(jù)或反證。不論臨床試驗(yàn)的最終結(jié)果如何,它都會對AD研究領(lǐng)域有著深遠(yuǎn)的影響。即使這個試驗(yàn)失敗了,大量的遺傳、人口和醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)也會為在同一地區(qū)開展后續(xù)的臨床試驗(yàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
哥倫比亞臨床試驗(yàn)(NCT01998841)設(shè)計(jì)
但對哥倫比亞家族來說,這個臨床試驗(yàn)代表著希望,是黑暗中的一絲曙光。儒畢歐拉(Rubiola)是參與者之一,她的父親和爺爺都因?yàn)樵绨l(fā)性AD而早逝。她說:“我們希望它能幫助我們和我們的孩子們。還有孩子的孩子。我們希望它能幫助找到治愈的方法。”
參加哥倫比亞臨床試驗(yàn)的一名志愿者
路漫漫
從2000到2012年,針對AD的候選藥物在開發(fā)過程中紛紛落馬,失敗率為99.6%。
2014年4月17日,《百年孤獨(dú)》的作者加西亞·馬爾克斯在墨西哥城死于阿爾茨海默病和肺炎,享年87歲。諾貝爾文學(xué)獎得主(1982年)、一代世界文學(xué)巨星就此隕落。2018新年伊始,阿爾茨海默病新藥研發(fā)就遭遇了一連串的挫折。1月6日,輝瑞制藥宣布退出AD和帕金森癥領(lǐng)域。緊接著在1月8號,“神童”Vivek Ramaswamy創(chuàng)建的Axovant Sciences也結(jié)束了公司的阿爾茨海默病項(xiàng)目。2月24日,勃林格殷格翰宣布由于臨床二期試驗(yàn)的失敗公司將停止磷酸二酯酶E9A抑制劑/AD項(xiàng)目。但我們?nèi)詫ξ磥沓錆M了希望。一些大型國際醫(yī)藥企業(yè),比如羅氏,默沙東、禮來和百健等還在堅(jiān)持開發(fā)AD藥物。采用與哥倫比亞臨床試驗(yàn)一樣的策略,他們已調(diào)整思路,把重點(diǎn)向預(yù)防方向轉(zhuǎn)移。行業(yè)里也涌現(xiàn)出一批后起之秀,比如Denali Therapeutics、Verge Genomics和Alector。他們正嘗試用新的思路和新的技術(shù)開發(fā)AD藥物。美國聯(lián)邦提供給AD科研的基金在逐年增加,僅2017年就達(dá)到13.5億美元。去年11月,比爾蓋茨宣布將捐獻(xiàn)一億美元用于支持AD科研和治療。正如默沙東的研發(fā)總管珀?duì)柲绿兀≧oger Perlmutter)所說的,“我們認(rèn)識到這是最艱難的藥物開發(fā)領(lǐng)域之一。但只在場外觀望,我們是絕對不可以接受的。”也許多年以后,在一個陽光燦爛的下午,儒畢歐拉在小鎮(zhèn)教堂的廣場里和自己的孫子孫女嬉笑玩鬧時,“呆癡癥”曾經(jīng)帶來的恐懼和絕望已成為遙遠(yuǎn)的過去。但她仍會回憶起那個重新點(diǎn)燃他們心中的火焰的臨床試驗(yàn)。她是否會意識到那段歲月是百年來人類同阿爾茨海默病戰(zhàn)斗的一個重要篇章?
參考資料
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[18] https://en.wikipedia.org/wiki/Gabriel_Garcia_Marquez
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[20] Pioneering Alzheimer’s Study in Colombia Zeroes in on Enigmatic Protein Nature 555, 567-568 (2018)
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