癫痫是最常见的神经系统疾病之一，由大脑局部异常放电所致，与遗传因素密切相关。KCNQ2是确证的癫痫致病基因，编码电压门控钾离子通道K_V7.2，是调控神经兴奋性的关键因子。KCNQ2突变可导致通道功能异常，引发严重的发育性癫痫性脑病，患者多于新生儿期频繁癫痫发作，预后极差，目前尚缺乏针对治疗的特效药物。

3月17日，中科中山药物创新研究院高召兵课题组在Acta Pharmacologica Sinica发表了最新研究成果“Functional characterization and in vitro pharmacological rescue of KCNQ2 pore mutations associated with epileptic encephalopathy”。该研究结合临床，对新诊断为发育性癫痫性脑病（DEE）的患者进行临床脑电描述，采用全细胞膜片钳技术和蛋白免疫印迹评价患者所携带KCNQ2突变的电生理功能和蛋白表达水平，并选用KCNQ激动剂药物进行针对性给药，包括初代KCNQ激动剂药物瑞替加滨（RTG），新一代KCNQ激动剂药物派恩加滨（HN37，临床I期完成）和XEN1101（临床III期）。结果显示，在模拟病人基因组成的共表达体系中，新一代KCNQ激动剂药物在回复KCNQ2突变导致的通道电流受损方面更有效。

KCNQ激动剂治疗遗传性癫痫脑病模式图

KCNQ2通道在神经兴奋性调节中发挥重要作用，临床报道的KCNQ2致病突变已有上百种，其中重症患者多为错义突变。目前报道的KCNQ2突变根据电生理特征可分为功能缺失型（Loss-of-function，LOF）和功能获得型（Gain-of-function，GOF），不同类型突变可导致不同的疾病表型，并对于药物治疗表现不同的敏感性，因此对癫痫相关突变的通道功能检测至关重要。在本研究报道的7位KCNQ2癫痫性脑病患儿中，鉴定出5个KCNQ2孔道区点突变，包括V250A、N258Y、H260P、A265T和G290S。构建以上KCNQ2点突变后，在异源表达体系中评价不同突变的电生理表型，表达模式包括：1）KCNQ2突变体单独表达；2）KCNQ2突变体与KCNQ3以1∶1比例共表达；3）KCNQ2突变体与KCNQ2野生型及KCNQ3以1∶1∶2比例共表达。结果表明5个孔道区突变均造成了KCNQ2电流受损，鉴定为功能缺失型突变；随后的免疫印迹实验表明，以上突变体造成的电流受损并非由通道蛋白表达下调所致。

KCNQ激动剂是治疗KCNQ2功能缺失型突变相关癫痫的潜在精准药物，研究据此使用KCNQ激动剂RTG、HN37和XEN1101对异源表达体系中的突变通道进行给药检测，结果显示3种KCNQ激动剂均能有效激动通道电流，部分恢复通道功能，且两个新型抗癫痫药物（HN37和XEN1101）相较于RTG具有更强的激动作用。抗癫痫新药派恩加滨由上海药物所自主研发，国内权益已转让，目前已完成临床Ⅰ期研究（CTR20201676），安全性、耐受性和代谢特征良好。

KCNQ2致病突变的分布、保守性及药物敏感性分析

中山药创院与遵义医科大学联培生杨贵梅、中山药创院田富云博士与解放军总医院第一医学中心沈雁文博士为本文的共同一作，中山药创院高召兵研究员、李平研究员和田富云博士为本文的共同通讯作者，共同作者还有中山药创院杨传艳、袁慧等。

该研究工作得到了广东省科技厅高水平创新研究院和高水平创新研究院、国家科技创新2030重大计划、上海市科技重大专项、中山市科技局、国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金等项目资助。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41401-023-01073-y

供稿部门：高召兵课题组