알츠하이머병의 발병원인은 아직 명확하지 않으나 베타아밀로이드(beta-amyloid, Aβ)의 비정상적인 대사로 인해 Aβ판(plaque)이 형성되어 축적되는 것과 타우(tau)의 과인산화로 인한 신경세포손상이 가장 유력하다[11]. 그 외에도 아포E단백질유전자, 알파시누클레인 침착, 산화스트레스, 뇌세포의 염증변화 등이 뇌세포 손상을 일으켜 알츠하이머병의 발생에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다[11]. 알츠하이머병의 생물표지자(biomarker)는 체내에서 진행되는 알츠하이머병의 병리적 변화를 나타내는 생리적, 생화학적, 해부적인 지표들로 병의 단계를 나누거나 병의 조기 진단에 이용될 수 있다. 가장 잘 알려진 알츠하이머병의 생물표지자는 뇌척수액 Aβ₄₂의 감소, 뇌척수액 타우의 증가, 불소탈산소포도당-양전자방출단층촬영(fluorodeoxyglucose-positron emission tomography, FDG-PET)에서 특정 뇌부위의 당대사의 감소, 아밀로이드-PET에서 아밀로이드의 축적, 뇌MRI에서 관찰되는 뇌위축 등이다[12]. 지난 30년간의 연구에서 알츠하이머병 생물표지자의 변화는 인지기능이 정상일 때부터 시작되고 이런 일련의 변화들이 십 여 년 이상 지속된 후에 비로소 임상적으로 치매가 발현된다는 것을 알게 되었다[12]. 이런 결과를 바탕으로 2011년 NIA-AA (National Institute on Aging-Alzheimer’s Association)에서는 알츠하이머병의 병리는 있으나 임상적으로 증상이 발현되기 전 상태를 전임상단계(preclinical) 알츠하이머병이라고 새로 제안하였다[8]. 이 진단기준에 의하면 전임상단계 알츠하이머병은 아밀로이드침착만 있는 1단계, 아밀로이드침착과 신경세포퇴행이 있는 2단계, 2단계에서 경한 인지장애를 동반한 3단계로 나눌 수 있다(Fig.1) [7,8]. 전임상단계를 지나 인지장애가 나타나기 시작하는 단계를 경도인지장애단계라 하고 인지장애가 진행하여 기능적 저하를 동반한 단계를 치매단계라 정의하였다(Fig.1) [9,10]. 이와 같이 알츠하이머병은 무증상의 시기부터 증상이 나타나 진행하는 시기까지 일련의 스펙트럼을 가진다[7]. 생물표지자는 임상증상이 나타나기 전에 진행되고 있는 알츠하이머병리를 확인할 수 있는 방법이며 알츠하이머병의 일차예방이나 이차예방을 위한 연구에서 유용하게 사용될 것으로 보인다[7,12].

알츠하이머병의 치료제는 증상을 완화시키는 약물과 질병변경효과를 가진 약물로 나눌 수 있다. 질병변경효과란 알츠하이머병의 근본적인 병리에 영향을 미쳐 신경을 보호하고 병의 진행을 차단하는 것을 의미하여 환자의 관점에서는 병리기전과 상관 없이 어떤 치료적 개입을 했을 때 병의 진행을 지연시키고 그 효과가 지속적인 것을 말한다[13,14]. 1990년대 중반에 아세틸콜린에스테라아제억제제가 도입되었고 2003년 NMDA수용체대항제가 승인되었다[6]. 그러나 이 약물들은 알츠하이머병의 일부 증상을 완화시키지만 병의 진행을 억제하는 질병변경효과는 밝혀지지 않았다[5]. 질병변경효과를 가진 약물을 개발하기 위해 최근까지 약 80개의 후보 물질과 200개의 임상연구가 시행되었으나 대부분 연구가 실패하였다[4,15-20]. 또한 최근에 관심을 모았던 Aβ의 N-terminal을 인식하는 항체인 bapineuzumab과 중간부위(mid-portion)를 표적으로 하는 항체인 solanezumab 및 면역글로불린 기반(immunoglobulin-based) 약물인 gammagard에 대한 3상 임상약물시험도 모두 실패 또는 부분 실패로 돌아감으로써 알츠하이머병 치료제 개발의 험난함을 시사하였다[16-18]. 현재에도 질병변경효과를 입증하기 위한 다양한 기전의 약물이 개발 중이며 그 중 Aβ를 표적으로 하는 약물이 가장 많고[21-26], 타우의 과인산화와 응집을 억제하는 약물[27,28], 신경전달물질 조절을 기전으로 하는 약물[29-32], 그 외 면역기전이나 신경염증 등과 관련된 약물 등이 개발되고 있다(Table 1) [33-35].