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StarrySky
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翊竑
多种严重的早发性癫痫合并发育迟缓(DD)、智力障碍(ID)、共济失调、舞蹈病、痉挛、肌张力减退或自闭症等状况，上述病症构成了发育性和癫痫性脑病(DEE)。尽管基因技术的进步已经为严重神经系统疾病带来了精准医疗的曙光，但目前仍迫切需要采取更强有力的行动来实现基于潜在疾病机制的癫痫成功治疗。
近日，来自德国图宾根大学赫蒂临床大脑研究所神经学和癫痫学系的HolgerLerche教授团队在ScienceTranslationalMedicine期刊上发表了题为“4-Aminopyridineisapromisingtreatmentoptionforpatientswithgain-of-functionKCNA2-encephalopathy”的研究文章，作者在文章中遵循精准医疗的方法，在KCNA2基因突变型脑病中证实了钾离子（K+）通道阻滞剂4-氨基密啶（4-AP）可以通过降低电流幅度和稳态激活的负向转移、并且增加转染神经元的放电率，在体外可以对抗由KV1.2亚基变异引起的功能获得型缺陷。本文的共同第一作者是来自德国图宾根大学赫蒂临床大脑研究所神经学和癫痫学系的UlrikeB.S.Hedrich和StephanLauxmann。
之前的研究描述了一类临床上可区分的KCNA2-脑病组：患者的临床表现与KV1.2(KCNA2)通道亚基变异引起的电生理功能障碍有关。功能缺失型(LOF)的突变主要导致较轻的表型：包括局灶性癫痫发作、局灶性癫痫样放电、正常的磁共振成像(MRI)和更好的结果。与之形成鲜明对比的是，携带功能获得型（GOF）突变的患者表现为全身性癫痫发作和癫痫样放电、严重的认知缺陷和小脑共济失调。同时携带GOF和LOF突变的患者可能与GOF患者更相似，包括最严重的表型。
KV1.2通道亚基属于与Shaker相关的缓慢失活型电压门控K+通道组，其对动作电位(AP)发射和神经元兴奋性起重要作用。KV1家族成员可以组装成具有不同特征的异聚通道。4-AP是已知的KV1和一些其他KV通道的阻断剂。4-AP已在小型但设计良好的临床对照试验中证明对弱性眼球震颤、2型发作性共济失调患者和其他一些共济失调患者有效。此外，它是一种获准治疗成人多发性硬化症步态障碍的药物，具有完善的安全性。作者试图在体外使用4-AP来拮抗GOF和GOF+LOF突变导致的功能影响，并在单病例随机对照（n-of-1）试验中探索4-AP在临床上作为可重新利用的药物。
作者首先使用自动双微电极电压钳位研究了4-AP对重组KV1.2通道的影响。作者发现4-AP抑制野生型(WT)和突变通道[p.(GluLys)、p.(ArgGln)、p.(LeuPhe)、p.(LeuArg)和p.(LeuHis)]，其作用机制是降低电流幅度并以剂量依赖性方式将通道激活的电压依赖性转移到去极化方向，中值抑制浓度值范围为0.39至1.21mM。相比之下，4-AP不能抑制p.(LeuVal)(P10)和p.(ThrAla)(P11)突变通道，这两种突变可以激活曲线相对较小的超极化位移引起GOF和降低电流幅度引起LOF。然而，当这些突变体与野生型KV1.1或KV1.2通道共表达时，4-AP可以表现出明显的阻断作用。
为了更好地了解KCNA2突变的病理生理学效应，作者使用腺相关病毒（AAV8-hSyn-KCNA2-WT-T2A-EGFP或AAV8-hSyn-KCNA2-RQ-T2A-EGFP）向原代海马体培养物中转导WT或者p.(ArgGln)突变通道。与过表达WT通道的神经元相比，突变p.(ArgGln)通道的表达导致海马锥体神经元的放电频率显著降低。此外，与表达WT的神经元相比，表达突变通道的神经元静息膜电位降低，需要更高的电流注射才能引发单个AP。0.1mM的4-AP可以逆转表达突变通道神经元的放电缺陷。在具有表达WT通道的神经元培养物中，4-AP的处理会造成AP变宽，导致放电频率降低。4-AP处理后的WT过表达神经元表现出自发节律性活动，这在没有4-AP的条件下是看不到的，而过表达p.(ArgGln)突变通道的培养物在4-AP处理后很少表现出自发节律性活动。
为了在临床上进一步验证4-AP的临床应用潜力，在4年的时间里，作者对11名患者进行了9个不同中心的治疗试验。作者描述了11名携带致病性GOF（7名患者）和GOF+LOF（4名患者）KCNA2突变患者对4-AP的个体治疗反应（5名女性，6名男性；治疗开始时的年龄从7个月到38岁不等）。患者接受0.15至2.6毫克/公斤体重的最大日剂量（平均每天1.31毫克/公斤；绝对剂量范围，6.5至毫克/天）治疗3至75个月。根据标准化的临床评估评分，11名患者中有9名在接受4-AP治疗后出现至少“最低限度”的改善。9名受访者中有8名“好”或“非常好”，学龄前儿童的平均评分（平均值为1.5；即介于“好”和“非常好”之间）略好于学龄儿童（平均为1.7）并且优于成人组（平均为2.5；这介于大幅改善和最低改善之间）。
在接受4-AP治疗后，所有患者除GTCS外的所有癫痫发作类型在3到75个月期间均达到无癫痫发作，包括先前抗药性的每日失神、肌阵挛或张力性（包括下降）癫痫发作（总结为非GTCS）。通过基于计算机标准化的脑电图组织报告(SCORE)和癫痫放电计数，对4-AP治疗后脑电图的变化进行量化分析，作者发现响应患者（P1-P6和P8-P10）的癫痫活动表现有显着降低（P9-仅从第一次检查估计，未量化-和P10）或轻度（P2、P3、P5、P6和P8）降低或不变（P1和P4）。作者在利用标准化评分WeeFIM对整体运动功能的影响进行评估基础上，为了获得更多症状特异性的严重程度，对所有有反应的学龄儿童和成人进行了SARA评分（最早有效，≥7岁）以量化共济失调的严重程度。根据这些分数，所有九名响应者都表现出运动功能的临床改善，学龄前和学龄组的WeeFIM整体运动功能子评分显着提高（P0.05）。在整体临床评估中，6名患者被认为已实现步态的显着改善，其中四名是学龄前儿童（P2、P3、P6和P9）和两名学龄儿童（P1、P8），另外两名成人（P4和P5）和一名男生（P10）轻度改善。对4-AP治疗无响应的患者中，P11[p.(ThrAla)]出生7个月后发育几乎无进展，表现出严重的发育障碍，接受4-AP治疗后，脑电图显示上癫痫放电频率增加，但癫痫发作没有再次发生，该患者接受治疗7个月后停药；另一个患者P7(38岁)接受低剂量4-AP治疗后，GTCS发作的频率由每周1次增加到3次，因此3个月后停药不再接受试验。
在作者进行的临床试验中，患者对4-AP的耐受性非常好，没有任何可区分的副作用（除了上述的P7），患者临床表现中没有观察到任何心脏副作用（例如QTc间期延长）或之前报道过的过量服用症状，例如头晕、失眠、谵妄或癫痫发作。
最后，作者开发了一个在线工具网站（