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阿尔茨海默病（Alzheimer's disease，AD）近几年已进入疾病修饰治疗（disease-modifying therapy，DMT）快速发展的阶段。随着抗淀粉样蛋白β（Aβ）抗体等新型治疗策略进入临床阶段，如何在有效清除脑内Aβ的同时降低治疗相关安全风险，逐渐成为AD药物研发的重要挑战之一。[1]
淀粉样蛋白相关影像异常（Amyloid-Related Imaging Abnormalities，ARIA）已经成为抗Aβ治疗最受关注的安全性问题之一（图1）。[2, 3]抗Aβ治疗清除脑内Aβ的同时，也可能作用于血管Aβ，引发Aβ重新分布及补体/炎症反应，进一步损害血管壁和血脑屏障，从而增加ARIA发生风险。ARIA主要包括 ARIA-E（edema，水肿/渗出） 和 ARIA-H（hemosiderin deposition，含铁血黄素沉积）。目前美国FDA已批准的两款AD治疗药物，lecanemab和donanemab在处方信息中都写明了ARIA 的风险警告。[4, 5]
图1 ARIA（淀粉样蛋白相关影像异常）的分类和毒理机制 [1]
ARIA分为ARIA-E（水肿/渗出型）和ARIA-H（出血型）两大类，两者可独立或同时发生。Oedema（水肿）的病变机制为血管内液体/蛋白质渗漏进入脑实质间质间隙，属于水流出机制失败所致的积液，主要累及脑实质；Effusion（渗出）则为含蛋白液体渗出进入软脑膜间隙，主要累及软脑膜（Leptomeninges）。Microhaemorrhage（微出血）表现为红细胞从血管渗出至脑实质，形成含铁血黄素沉积的小病灶；Superficial siderosis（浅表铁质沉积）则是血液从血管漏出至邻近蛛网膜下腔，导致含铁血黄素沉积。
根据临床统计，脑淀粉样血管病（CAA）患者和APOE4纯合子患者发生ARIA的风险概率更高。[6]CAA导致脑血管壁Aβ沉积和血管脆弱性增加，可能在Aβ清除后引发血管炎症、血脑屏障功能异常及微出血，从而增加ARIA风险。APOE4会增加血管Aβ/CAA负荷并降低脑血管对Aβ清除扰动的耐受性，使Aβ清除治疗更易诱发血管炎症、BBB损伤及微出血，从而增加ARIA风险 (图2)。因此临床上AD治疗前后需要用MRI进行脑部监测。此外，对于未来新型AD药物，尤其是直接促进Aβ清除、影响CAA或采用抗体介导机制的药物，仅评价药效和Aβ斑块清除不足以支持全面的药物安全性评估。
图2 APOE4增加ARIA风险的三种机制 [6]
1）神经血管单元（NVU）破坏；2）神经炎症加剧；3）Aβ沉积和CAA增加。
因此，在临床前阶段建立兼具AD疾病病理特征和遗传风险背景的ARIA动物评价体系，有望成为AD药物毒理与安全性评价的重要组成部分。Tg(5XFAD)小鼠是经典的AD转基因模型，可快速形成大量Aβ斑块，并伴随胶质细胞活化及认知行为异常。然而，对于ARIA研究而言，单纯Tg(5XFAD)模型仍存在一定局限。2026年Alzheimer’s Association ARIA Workgroup及相关研究指出，尽管Tg(5XFAD)小鼠具有明显的Aβ淀粉样蛋白病理，但其自发性CAA程度相对有限。[7]在接受抗Aβ抗体（如鼠源化靶向Aβ的3D6抗体）刺激后，通常需要持续给药约6周，才能在大多数动物中观察到较为明显的ARIA样病变。[8]因此，仅依赖经典Tg(5XFAD)模型可能难以充分模拟临床ARIA相关的遗传风险背景。
APOE4是公认的ARIA重要遗传风险因素之一。在经典Tg(5XFAD)模型基础上进一步引入人源APOE4，有望构建兼具Aβ病理和人源遗传风险背景的AD疾病模型，从而更贴近临床高风险人群的病理特征及ARIA发生背景。百奥赛图B-hAPOE4小鼠通过精准基因工程将小鼠Apoe相应序列替换为人源APOE4序列，并保留内源性调控元件，可用于研究APOE4相关AD病理机制，以及AD候选药物的药效和安全性（图3）。进一步将Tg(5XFAD)与B-hAPOE4模型结合，可在Aβ淀粉样蛋白病理基础上引入人源APOE4遗传风险背景，为评价抗Aβ药物相关ARIA及其他潜在神经安全性风险提供更具临床相关性的动物模型体系。
B-hAPOE4人源化小鼠中B-hAPOE4的mRNA表达分析
B-hAPOE4人源化小鼠中B-hAPOE4在血清的蛋白水平表达
B-hAPOE4人源化小鼠中B-hAPOE4在脑组织的蛋白水平表达
Aβ在3月龄Tg(5XFAD)/B-hAPOE4小鼠的表达情况
图3 Tg(5XFAD)/B-hAPOE4人源化小鼠表达分析及Aβ在Tg(5XFAD)/B-hAPOE4小鼠中的组织病理学分析
为了验证AD小鼠模型能否模拟临床上AD药物诱导的ARIA这一问题，我们使用鼠源3D6在8月龄的Tg(5XFAD) 和Tg(5XFAD)/B-hAPOE4小鼠中进行了ARIA样病变的诱导与评估。 实验设计如下：选用Tg(5XFAD)和Tg(5XFAD)/B-hAPOE4小鼠，随机分为PBS对照组（G1）、mIgG2a同型对照组（G2）和3D6 mIgG2a治疗组（G3，10 mg/kg），腹腔注射每周给药一次，连续给药3周或者6周后进行MRI扫描（T2和SWI序列）及相关组织病理学分析。3D6给药组在Tg(5XFAD) 和Tg(5XFAD)/B-hAPOE4小鼠大脑的MRI结果中显示，在T2加权MRI中出现局灶性高信号病变高信号（ARIA-E），在SWI序列上出现局灶性高信号病变低信号（ARIA-H）（图4A），其中Tg(5XFAD)/B-hAPOE4小鼠大脑中的ARIA损伤明显比Tg(5XFAD)要严重并且病变比例要高 （图4B）。 这些病变主要分布于海马和丘脑等脑区，而PBS和同型对照组未观察到相应异常。此外，值得注意的是，在这一阶段，3D6治疗并未引起明显体重变化，说明ARIA相关脑部影像学异常可以在尚未出现明显一般毒性的情况下被MRI识别（图4C）。
Tg(5XFAD)和Tg(5XFAD)/B-hAPOE4人源化小鼠MRI的T2和SWI检测结果
ARIA病变概率
Tg(5XFAD)和Tg(5XFAD)/B-hAPOE4人源化小鼠给药6周后的体重变化
图4 Tg(5XFAD)和Tg(5XFAD)/B-hAPOE4人源化小鼠的MRI图例及一般毒理分析
除了MRI结果，病理分析结果显示，H&E染色可见3D6给药组在Tg(5XFAD) 和Tg(5XFAD)/B-hAPOE4小鼠都能引起炎症细胞浸润，但只有Tg(5XFAD)/B-hAPOE4小鼠出现玻璃样变性 （图5A）；同时，普鲁士蓝染色结果显示只有Tg(5XFAD)/B-hAPOE4小鼠在三周出现铁沉积（图5B）。此外，IHC显示只有Tg(5XFAD)/B-hAPOE4小鼠给药三周后能诱导明显炎症介导的星状胶质细胞和小胶质细胞的活化 （图5C和D），而短期给药并不能引起Aβ在大脑负荷的总量（图5C和5D）。以上数据一致证明，鼠源3D6在Tg(5XFAD)为基础的疾病小鼠模型中可成功诱导ARIA样病变，且病变程度会随着APOE4人源基因的引入而加重病变，为该模型用于抗Aβ抗体安全性评价提供了更多维的依据。
图5 Tg(5XFAD)和Tg(5XFAD)/B-hAPOE4人源化小鼠的病理学分析
三周给药后的H&E染色（A），普鲁士蓝染色（B） IHC染色中星状胶质细胞和小胶质细胞的活化以及Aβ在大脑负荷的总量（C-F）。
因此，百奥赛图的Tg(5XFAD)/B-hAPOE4模型针对下一代AD药物，特别是具有强Aβ清除能力、改变CAA负荷或增强脑内药物暴露的新型抗体和双特异性抗体提供了一个具有疾病背景和遗传风险分层能力的研究框架，并进行了GLP前的机制性风险筛查和候选药物分层。现有的实验数据已经证明，从单一AD模型转向“普通AD背景 + APOE4高风险背景”可以进一步研究临床重要遗传风险因素对ARIA表型的影响，这与临床实践的发展方向高度一致。未来，随着AD药物从“能否清除Aβ”进一步走向“如何实现更精准、更安全的Aβ清除”，建立兼顾药效、暴露、CAA、MRI和病理的综合安全评价体系，将有助于提高候选药物在临床前阶段的风险识别和方案优化能力。
参考文献
[1] Hampel et al. Amyloid-related imaging abnormalities (ARIA): radiological, biological and clinical characteristics. Brain 2023;146(11):4414–4424.
[2] Barakos et al. Detection and Management of Amyloid-Related Imaging Abnormalities in Patients with Alzheimer's Disease Treated with Anti-Amyloid Beta Therapy. J Prev Alzheimers Dis 2022;9:211-240.
[3] Hardy J, et al. Identifying Genetic Risk for Amyloid-Related Imaging Abnormalities. Neurology 2024;102(3):e208096.
[4] Leqembi (lecanemab-irmb) Prescribing Information. FDA. Boxed Warning: Amyloid Related Imaging Abnormalities .
[5] Kisunla (donanemab-azbt) Prescribing Information. FDA. Boxed Warning: Amyloid Related Imaging Abnormalities
[6] Foley et al. Three major effects of APOEε4 on Aβ immunotherapy induced ARIA. Front Aging Neurosci 2024;16:1412006.
[7] Etten et al. Amyloid-related imaging abnormalities (ARIA) in anti-amyloid therapies for Alzheimer's disease: An update from the Alzheimer's Association ARIA workgroup. Alzheimers Demt;2026:22(4):e71361.
[8] Plowey et al. An in vivo model of Amyloid-Related Imaging Abnormalities (ARIA) predicts ARIA incidence of anti-Aβ antibodies seen in clinical trials. bioRxiv 2026;702402.
