30歲的凱西·羅斯面臨著一個可怕的前景：如果基因擲硬幣失敗，她可能會在一二十年內失去理智。一種導致阿爾茨海默病的突變在她家，北達科他州的德莫伊家族中遺傳。任何德莫伊家族成員攜帶這種突變的機率都是50%，如果存在這種突變，患上早發性阿爾茨海默病——即65歲之前侵蝕記憶的那種——的機率是100%。
德莫伊家的六個兄弟姐妹——羅斯的父親和她的姑姑和叔叔——中有五個攜帶這種突變。一個人50多歲就住進了療養院；第二個，更年輕的，也正在步其後塵。一位40多歲的姐妹已經開始注意到她的最初症狀。下一代人正在痛苦地決定是否要接受檢測。羅斯目前選擇不瞭解。畢竟，她不太可能從這些資訊中獲益太多：阿爾茨海默病仍然是無法治癒的，而且在很大程度上也是無法預防的。
但是，預測這種破壞性疾病的能力——這種疾病奪走了美國約五百萬人的記憶、身份和功能能力——對科學以及尋找治療這種疾病的方法非常有益。例如，長期疾病預測為科學家提供了機會，讓他們觀察疾病從最早階段的發展過程，並將大腦的變化（使用影像技術）與認知問題聯絡起來，以此來追蹤阿爾茨海默病最重要的生物學基礎。
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只有1%的病例是由遺傳突變引起的，例如德莫伊家族樹中普遍存在的突變。但在地平線上，出現了針對更常見的晚發性阿爾茨海默病的新型檢測方法，這種疾病被認為是由多種相互作用的遺傳和環境因素引起的，其中許多因素尚不清楚。除了釋出簡單的“是-否”預測外，新的檢測方法還有助於描繪出通常只能在屍檢中看到的病理狀況，從而產生大量的生物學資訊，可用於開發和測試抗痴呆藥物。
儘管新技術仍處於實驗階段，但研究人員希望他們能夠明確診斷出活著的阿爾茨海默病患者，甚至可以預測混亂和記憶喪失何時開始，以便患者及其家人可以為與阿爾茨海默病共處的痛苦做好準備。此外，當——或如果——有效療法可用時，神經科醫生可以在症狀出現之前開始治療，或許可以阻止疾病的發展，使其受害者能夠過上長壽、正常的生活，並將這種疾病變成一種輕微的慢性疾病。醫生們也可能針對大腦中出現的特定病理狀況來使用藥物。事實上，大量的潛在療法正在研發中，研究人員認為其中一些很可能在10年內上市。
大腦中的疤痕
20世紀初，在德國，一位名叫奧古斯特·迪特爾的家庭主婦在51歲時出現了嚴重痴呆的症狀，這遠遠早於老年痴呆症通常發生的年齡。當她去世後，神經病理學家阿洛伊斯·阿爾茨海默和他的同事，精神病學家埃米爾·克雷佩林發現，她的大腦中充滿了神經元外部的塊狀、橢圓形團塊——β-澱粉樣蛋白斑塊——以及細胞內部由科學家現在稱為tau蛋白組成的纏結。1906年，阿爾茨海默和克雷佩林一致同意將這種記憶喪失和神經元疤痕的結合命名為阿爾茨海默病。
這個里程碑式的病例是一種家族性疾病，類似於折磨德莫伊家族的疾病。在這些病例中，澱粉樣前體蛋白、早老素蛋白1或早老素蛋白2這三種不同蛋白質中任何一種的基因突變都會產生異常大量的這些蛋白質。（德莫伊家族攜帶14號染色體上早老素蛋白1基因的突變。）這些突變如何導致β-澱粉樣蛋白的積累尚不清楚。人們認為這種蛋白質的豐富會產生斑塊，而斑塊會產生纏結，但其途徑尚不清楚。
這些基因改變既產生斑塊又產生纏結，並不可避免地導致疾病，這一事實為廣泛接受的假設提供了可信度，即這些病理學標誌是導致痴呆的原因，儘管仍然存在一些不確定性。例如，科學家們感到困惑的是，高達40%的接受屍檢的老年人，他們的大腦中有斑塊和纏結，但在他們活著的時候沒有表現出痴呆的跡象。因此，一些其他病理狀況，仍然未知，可能是阿爾茨海默病的原因，而斑塊可能是巧合或副作用。
無論這些病變是否起因果作用，它們在死後的存在仍然是該疾病最明確的診斷。在活體中，醫生通常根據症狀以及排除其他原因的體檢來發現阿爾茨海默病。到目前為止，在沒有症狀的個體中預測該疾病主要限於有該疾病遺傳形式家族史的人。在這些情況下，血液測試可以揭示患者是否攜帶三種罪魁禍首基因中的任何不幸變異。如果是這樣，他或她將患上早發性阿爾茨海默病。
現代腦部掃描已經揭示了其他異常現象——例如大腦某些部位的萎縮——與阿爾茨海默病的發展有關。但是，在普通人群中，特別是在症狀輕微或沒有症狀的早期階段，診斷該疾病的兩種最有希望的方法是檢測導致纏結和斑塊的蛋白質。這兩種方法現在都在一些學術醫療診所和大型醫院中使用。
斑塊的影像
早期檢測最有希望的實驗技術之一是澱粉樣蛋白成像，這是五年前由匹茲堡大學醫學中心的精神病學家威廉·克倫克和放射化學家切斯特·馬蒂斯開發的。這項技術相對無創。醫生將一種放射性示蹤劑——一種名為匹茲堡化合物B (PiB) 的物質——注入患者手臂的靜脈中。如果存在澱粉樣蛋白，示蹤劑會在化學上與患者大腦中的澱粉樣蛋白結合。然後，這個人被滑入正電子發射斷層掃描 (PET) 掃描器。與斑塊結合的示蹤劑在掃描器影像中亮起。結果是一張頭部內部的圖片，顯示存在多少斑塊；少量是可以的，但太多就意味著麻煩。當這個過程在2004年斯德哥爾摩國際阿爾茨海默病會議上首次亮相時，聽眾驚呆了。患有阿爾茨海默病的大腦和正常、健康的大腦之間的區別是顯而易見的：正常老年人的大腦中散佈著一些散落的斑塊，而阿爾茨海默病的大腦則被病變堵塞。
克倫克說：“當PET掃描呈陽性時，我們非常確定大腦中存在澱粉樣蛋白。”他根據他在大腦中看到的斑塊數量做出判斷，儘管不同的科學家設定的標準不同。2007年3月，馬薩諸塞州總醫院的科學家報告說，對一位痴呆症患者進行了屍檢，這位患者在生前接受了澱粉樣蛋白成像，顯示他的大腦中有大量的斑塊。屍檢發現斑塊的位置與影像顯示的位置完全一致。在2008年發表的一項研究中，克倫克與匹茲堡神經學家米洛斯·D·伊科諾莫維奇及其同事複製了這一發現，在另一位死前接受過掃描的患者的屍檢中顯示了斑塊的位置和數量的相同匹配。
PiB很昂貴，一次測試花費數千美元，並且需要大多數醫院沒有的裝置，這增加了潛在的費用。放射源的改變將降低成本——並且新的放射源，半衰期更長的物質，正在研發中，這應該可以擴大使用範圍。
化學線索
研究人員還在測試一種競爭技術，即使用脊髓穿刺。這種方法更具侵入性，需要將針頭插入下背部以收集腦脊液 (CSF)，即沐浴大腦和脊髓的液體，然後分析其中的β-澱粉樣蛋白和tau蛋白的量。腦脊液中的澱粉樣蛋白越少，大腦中的澱粉樣蛋白就可能越多，患阿爾茨海默病的可能性就越大。相反，腦脊液中tau蛋白越多，一個人的風險就越高。科學家根據這些蛋白質的某些閾值水平做出判斷，儘管診斷阿爾茨海默病的準確濃度臨界值在不同的醫療中心有所不同。
該方法對於預測認知能力下降跡象不明確的人的痴呆症尤其有希望。在今年發表的一項針對750名患有輕度痴呆症狀的患者的研究中，瑞典薩爾格倫斯卡大學醫院的神經科學家尼克拉斯·馬特森及其同事表明，該技術足夠靈敏，至少在80%的情況下準確預測哪些患者會在一兩年內發展為完全爆發的阿爾茨海默病。在今年發表的另一項研究中，德國杜伊斯堡-埃森大學的精神病學家沃爾克·韋爾格及其同事檢查了156名個體的腦脊液中兩種形式的β-澱粉樣蛋白和tau蛋白。在94%的病例中，對這些蛋白質的觀察使研究人員能夠區分阿爾茨海默病和其他形式的痴呆症，例如由其他疾病引起的痴呆症，這是透過症狀或死後病理學評估的。事實證明，該測試優於目前的體檢和病史方法。
儘管脊髓穿刺可能很痛苦且有風險，但華盛頓大學聖路易斯分校的神經學家蘭迪·貝特曼說，研究表明，腦脊液測試在預測阿爾茨海默病方面可能比示蹤劑技術更準確，他正在積極研究該技術。脊髓穿刺技術也比PET掃描便宜。
確定哪種方法是最佳方法是正在進行的阿爾茨海默病神經影像學倡議的目標之一，該倡議始於2004年。該倡議代表了迄今為止最全面的努力，旨在確定最佳診斷技術，並識別與輕度認知障礙和阿爾茨海默病相關的行為變化的生物學標誌。在美國的59個研究中心，醫生使用示蹤劑技術和腦脊液方法檢查認知功能受損的患者和健康志願者——總共819人。
這些研究的結果流入位於加州大學洛杉磯分校神經影像實驗室的中央計算機，世界各地的科學家都可以透過網際網路訪問這些結果。研究資料庫非常龐大：加州大學洛杉磯分校的計算機擁有超過32,000張磁共振和PET掃描影像。到目前為止，該研究已證實，新技術確實優於目前的阿爾茨海默病診斷方法，但尚未就其在其他方面的功效做出裁決。
未來，科學家們希望這些資料能夠將腦部影像或腦脊液測試的變化與認知能力的惡化聯絡起來。如果這種聯絡明確，則可能設計出針對疾病進展過程中特定病理狀況的藥物。（現在大多數藥物都試圖瞄準斑塊；似乎沒有一種藥物能對抗纏結。）更重要的是，如果可以使用PET掃描或脊髓穿刺早期評估藥物的療效，那麼這種技術可以大幅降低藥物試驗的成本和時長。醫生們還可以使用這種方法來更快地評估特定藥物是否對個體患者有效。
思考的藥物
雖然阿爾茨海默病無法治癒，但一些藥物似乎可以減緩某些患者的病情進展。所謂的膽鹼酯酶抑制劑，如安理申，可以減緩乙醯膽鹼（一種參與神經細胞通訊的化學物質）的代謝分解。阿爾茨海默病患者通常乙醯膽鹼水平較低。減緩化學物質的分解可以增強神經細胞之間的通訊，並且在某些患者中，可以延緩認知能力下降。
另一種藥物，奈門託，被批准用於治療中度至重度阿爾茨海默病，它可以保護健康的神經細胞免受興奮性神經遞質穀氨酸的侵害。受阿爾茨海默病影響的受損神經元會大量釋放穀氨酸，基本上刺激其他細胞死亡。
然而，許多神經科醫生表示，目前藥物對患者症狀的影響充其量是有限的。巴爾的摩神經科醫生內查馬·伯恩哈特說：“如果你讓一個病人服用一種藥物，並在一個沒有藥物的平行宇宙中取出同一個病人，你可能會看到一些差異，但不會很大。”
幾種針對阿爾茨海默病斑塊和纏結的治療性疫苗目前正在臨床
試驗中。與預防疾病的傳統疫苗不同，這些物質旨在透過刺激免疫系統破壞致病蛋白質來對抗疾病。2002年，惠氏與Elan Pharmaceuticals合作，不得不停止對一種由β-澱粉樣蛋白本身組成的疫苗的測試，因為一些受試者出現了腦部炎症。儘管如此，該疫苗確實減緩了斑塊的積聚並延緩了疾病的進展。惠氏重新設計了疫苗，測試已經恢復。
目前處於後期臨床試驗階段的一種有爭議的藥物是Dimebon（二甲脒林），它可以改善線粒體功能，似乎可以抑制腦細胞死亡。這種藥物是一種抗組胺藥，在俄羅斯開發，並非所有西方研究人員都認為有關該藥物的有希望的初步資料符合西方標準。輝瑞和一家小型舊金山公司Medivation正在贊助這項試驗。還有更多的候選藥物正在醞釀中：網站clinicaltrials.gov列出了675項各種阿爾茨海默病治療和診斷輔助手段的臨床試驗。
儘管科學家們希望早期發現阿爾茨海默病將幫助他們針對正確的人採取預防措施，但尚未證明任何生活方式療法可以減緩表徵該疾病的認知能力下降。一些廣為宣傳的研究暗示了“用進廢退”理論，該理論認為，使用大腦的個體——透過做從解決縱橫字謎到撰寫小說等各種事情——可以減緩疾病的進展。在其早期階段，阿爾茨海默病並沒有阻止有創造力的人工作。諾曼·洛克威爾繼續繪畫，艾麗絲·默多克繼續寫作，英國奇幻作家特里·普拉切特仍在寫作併為阿爾茨海默病研究籌集資金。但是，從事智力任務可以顯著阻止痴呆症的想法仍然沒有得到證實。
連線心臟和大腦
然而，保持心血管健康——從而保持大腦的良好血液流動——可能會改善剩餘健康神經元的機能。心血管疾病和阿爾茨海默病也具有共同的風險因素，包括高膽固醇。因此，身體健康可能普遍有益於保持健全的頭腦。克倫克說：“如果你能保持心臟健康，它會有所幫助。” “它不會阻止澱粉樣蛋白，但你可能會與之共存更長時間。”[參見克里斯托弗·赫爾佐格、亞瑟·F·克萊默、羅伯特·S·威爾遜和烏爾曼·林登伯格的“健壯的身體，健全的頭腦？”；大眾科學·心理，2009年7月/8月。]
芬蘭和瑞典研究人員在2005年進行的一項人口研究指出，中年肥胖、高血壓和高膽固醇是二十年內患痴呆症的關鍵風險因素——另一項資料表明，心臟健康和大腦健康是相關的。此外，至少有一個基因怪癖將大腦健康與心臟健康聯絡起來：攜帶脂蛋白E基因的變體ApoE4的人，這種蛋白質參與脂質代謝，似乎更容易患動脈粥樣硬化和阿爾茨海默病。
如果像一些人認為的那樣，阿爾茨海默病與糖尿病有關，那麼心血管調節可能會在另一個方面有所幫助。在糖尿病中，身體無法制造胰島素，或對胰島素產生抵抗力，胰島素將糖、澱粉和其他食物轉化為能量。神經生物學家威廉·L·克萊因及其在西北大學的同事在2008年表明，β-澱粉樣蛋白嚴重破壞了神經元細胞培養物中的胰島素訊號傳導，這對記憶功能很重要，這表明大腦特異性糖尿病可能在阿爾茨海默病中發揮作用。與此觀點一致的是，糖尿病患者患該疾病的機率高於平均水平。因此，諸如鍛鍊和健康飲食等可以降低一個人患糖尿病風險的習慣也可能降低他或她患阿爾茨海默病的機率。
對於德莫伊家族來說，經過驗證的預防措施來得再快也不為過。羅斯的姑姑，49歲的洛瑞·麥金太爾已經遇到了令人擔憂的困難。“這令人沮喪，”麥金太爾說。“有一天你知道一些事情，第二天，噗，你就不知道了。有時它會讓你崩潰。”與許多阿爾茨海默病患者一樣，她正在服用抗抑鬱藥。她補充說，性格也發生了變化：“你會對某些事情失去興趣，比如打高爾夫球或做精細的工作。你不如以前擅長某些事情，並且傾向於避開它們。你經常重複事情。會有困惑。你需要花費雙倍的時間才能把一天安排好。”
家族中那些在記憶力衰退之前檢測呈陽性的不幸者只能等待和擔憂。我忘記鑰匙是因為正常衰老，還是我的失誤是滑入羅納德·里根（他自己也是受害者）所描述的“夕陽”的第一個跡象？為什麼她的名字從我的腦海中溜走了？我為什麼錯過了那個轉彎？最近結婚的羅斯知道，如果她的檢測呈陽性，她就不會允許自己成為母親。“我想要正常的生活，”她說。在這種不確定性中，她生下了一個孩子，現在是一個蹣跚學步的孩子，名叫布里安娜。
注：本文最初以“解碼痴呆症”為標題印刷