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研究背景：KCNT1变异为何引发重度癫痫性脑病？
婴儿癫痫伴游走性局灶性发作（EIMFS）是最严重的发育性癫痫性脑病之一。约一半患者的KCNT1基因中存在新发致病性变异，该基因编码一种钠离子激活的钾离子通道（Slack通道）。致病变异会导致Slack通道过度活跃，造成钾离子电流激增，从而引发神经元过度兴奋，并带来严重的临床后果：患者出现难治性癫痫，发作非常频繁，有时几乎持续不断，同时伴有全面发育迟缓和重度智力障碍。目前尚无有效的治疗方法。
反义寡核苷酸（ASO）是一类经过化学修饰的短链核酸分子，可通过调节mRNA剪接或诱导RNA降解来改变基因表达。目前已有一些ASO药物获批，用于治疗脊髓性肌萎缩症和肌萎缩侧索硬化症。针对罕见神经遗传性疾病的试验性ASO疗法也已用于小规模研究，以治疗生命垂危的重症患者。
美国波士顿儿童医院领导的研究团队近日开发出靶向KCNT1的ASO药物，并在细胞、动物模型以及2例EIMFS患者中开展临床探索。研究证实，这种ASO药物可下调KCNT1表达，改善癫痫相关表型，但同时出现剂量相关的脑积水等严重不良反应，为KCNT1相关脑病的治疗提供了重要的临床前和临床证据。这项研究成果发表在《Nature Medicine》杂志上。
图片来源：《Nature Medicine》
（https://doi.org/10.1038/s41591-026-04314-9）
研究材料与方法：ASO筛选、动物模型与临床探索
研究人员通过ASO分子迭代筛选，得到先导化合物KT777及其全硫代修饰版本KT777ps。他们利用BE(2)-M17细胞和患者来源的神经元开展体外实验，利用全细胞膜片钳记录评估神经元钾外向电流及放电特征。他们还利用野生型小鼠、表达人类KCNT1的转基因小鼠（由赛业生物提供）及EIMFS疾病模型Kcnt1 P905L(L/L)小鼠开展体内实验。通过脑室内注射（ICV）和鞘内注射（IT）给药，记录小鼠生存时间，并评估神经认知功能。
临床研究在2名确诊携带KCNT1突变的EIMFS患儿身上开展。给药途径为腰椎穿刺注射valeriasen，采用剂量爬坡方案：起始10 mg，每两周递增，最高40 mg，在完成爬坡后转为每8周维持给药。
技术路线：从KCNT1敲降筛选到患者观察
研究结果：KCNT1靶向ASO的疗效与安全性
1. 体外筛选出敲降KCNT1的ASO
入组的两名2岁女童患有新生儿期起病的难治性癫痫及全面发育迟缓，经检测均携带KCNT1基因的新发突变（c.1421G>A），导致蛋白第474位的精氨酸被组氨酸取代。患者1在出生后第4天出现癫痫发作，每日多达20次；患者2在出生5小时后开始出现呼吸暂停发作，每日10-15次。经过传统的抗癫痫药物以及靶向药物奎尼丁治疗，这两名女童的症状未见改善。
为此，研究人员设计了一系列靶向人类KCNT1的ASO并开展多轮迭代筛选（图1）。这些候选ASO序列采用5-10-5 gapmer设计，以触发RNase H介导的RNA转录本降解。经过生物信息学预测，他们首批合成了263条序列。之后经过多轮筛选，先导化合物KT777及其全硫代修饰版本KT777ps脱颖而出。在BE(2)-M17细胞和患者来源的神经元中，KT777和KT777ps表现出很好的效果，可使KCNT1 mRNA和蛋白质水平在两周内持续降低。在患者来源的神经元中，KT777分子的IC50低至0.64 nM（图1）。
图1 ASO降低患者来源神经元中的KCNT1转录本[1]
研究人员还发现，患者iPSC来源的神经元表现出总外向钾离子电流的升高，且动作电位发放频率增加、振幅增大，且动作电位半宽相对变窄。不过，这些效应在KT777 ASO处理后得到逆转，支持了KCNT1敲降可逆转神经元过度兴奋性的观点。在携带与人类同源的Kcnt1 p.R455H突变的小鼠模型中，KT777处理能够将外向电流恢复至对照水平。这些结果表明，KT777或KT777ps处理可改善与KCNT1 p.R474H相关的病理性神经元电生理异常。
2. 在啮齿类动物身上开展体内研究
研究人员首先向野生型小鼠的脑室内注射了KT777ps，发现皮层、海马体和脊髓中的Kcnt1 mRNA水平呈剂量依赖性下降。在共表达人类KCNT1的转基因小鼠（由赛业生物提供）中，脑室内注射KT777ps和KT777同样导致KCNT1 mRNA水平呈剂量依赖性下降（图2）。向大鼠鞘内注射800 µg KT777后，大鼠脑组织中的Kcnt1 mRNA水平最高下降70%，证实了其在体内与靶点结合（图2）。
之后，他们在Kcnt1 P905L(L/L) 小鼠模型上测试了KT777ps，这是一个经典的KCNT1相关癫痫模型，存在严重的神经认知缺陷和自发性癫痫发作，中位生存期仅为44天。在接受KT777ps脑室内给药后，Kcnt1 P905L(L/L) 小鼠的生存期显著延长：单次给药后中位生存期延长至133天，两次给药后进一步延长至233.5天（图2）。此外，单剂KT777ps注射也挽救了小鼠的神经认知缺陷，其筑巢评分从治疗前的1.1上升到治疗后的4.4（野生型小鼠为4-5）（图2）。
图2 ASO KT777治疗可改善Kcnt1 P905L(L/L) 小鼠的预期寿命及神经认知缺陷[1]
于是，研究人员启动了支持新药临床试验申请（IND）的研究。他们发现，单次脑室内注射极高剂量（2 mg）的KT777ps诱导了频繁的癫痫发作和行为异常，因此被排除在后续开发之外。相比之下，脑室内注射1 mg或2 mg KT777的动物仅在3小时后出现短暂且轻微的后肢活动受限和活动减退，且这些症状在24小时后消失。在根据GLP指南进行的重复给药试验中，高达0.8 mg的单次剂量在15周内均具有良好的耐受性。
3. 在两名患者身上开展临床试验
这项临床研究于2020年7月获批开展（IND 147092），通过腰椎穿刺将递增剂量的KT777（更名为valeriasen）直接注入脑脊液。第0、2、4和6周分别注射10 mg、20 mg、30 mg和40 mg的valeriasen，随后从第10周开始，每8周进行一次40 mg的维持给药（图3）。
患者1（3岁）按上述方案接受治疗，并在第26周将维持剂量提高到80 mg。与治疗前基线相比，患者的癫痫发作频率和严重程度均有所改善（图3）。患者2（3岁）的癫痫发作频率在20 mg剂量后开始下降，并在30 mg剂量后显著下降。在第四次给药后，她的癫痫发作频率在近50天内从每天10-22次降至每天0-3次（图3）。在此期间，其家属还观察到多种积极的神经认知变化，包括头部控制能力和吞咽功能的改善以及通过咀嚼手指来安抚自己。
图3 两名EIMFS患者接受valeriasen治疗的临床试验[1]
然而，两名患者均出现严重不良事件，先后出现肌张力障碍，后续进展为脑积水。患者1在接受第9次鞘内注射8周后出现呕吐和明显不适，后续诊断出严重的交通性脑积水。随后其接受内镜第三脑室造瘘和脉络丛电凝手术，但脑积水未见改善。考虑到患者在接受治疗前病情已十分严重，家属决定退出研究方案，转而接受姑息治疗，在末次给药3个月后在安宁疗护环境中去世。
患者2在接受40 mg剂量治疗后出现肌张力障碍，脑脊液白细胞和蛋白质水平轻度升高。MRI显示脑室轻度增大，于是患者2被转入儿科重症监护室，并放置了脑室外引流管。后续经过脑室腹腔分流术，患者病情稳定并出院。在停止给药后，患者2的癫痫发作频率恢复至治疗前基线水平。研究人员判断脑积水是一种与剂量相关的临床副作用，于是考虑降低剂量。目前经过两次鞘内给药（10 mg和15 mg，间隔2个月）和五次脑室内给药（3 mg、3 mg、6 mg、6 mg和9 mg，间隔2个月），患者的癫痫发作次数减少了约66%（图3）。
研究结论：valeriasen的潜力与证据边界
这项研究表明，靶向KCNT1的反义寡核苷酸KT777（valeriasen）能够下调KCNT1 mRNA，抑制升高的钾电流，并延长EIMFS动物模型的生存时间，改善神经行为缺陷，证实KCNT1敲降是极具前景的治疗策略。两名EIMFS患者在接受valeriasen治疗后癫痫发作情况均有所改善，但出现了脑室扩张和脑积水，因此需要进一步研究来阐明不良事件的机制。这些结果也凸显了仔细筛查、风险评估以及主动临床监测和管理的重要性。
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KCNT1与ASO研究相关平台及资料
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| 转基因模型构建 | 提供转基因小鼠模型构建服务，支持目标基因功能及疾病机制研究 |
| 小核酸人源化模型资料 | 了解小核酸药物研发相关的人源化模型与研究资料 |
| 技术指南中心 | 查阅动物模型、实验技术及研究应用相关资料 |
参考资料
[1]Nakayama, T., El Achkar, C.M., Burbano, L.E. et al. Antisense oligonucleotide-mediated knockdown therapy in two infants with severe KCNT1 epileptic encephalopathy. Nat Med 32, 1411–1420 (2026). https://doi.org/10.1038/s41591-026-04314-9
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iCyagen可作为科研信息检索和研究问题梳理的辅助入口，帮助整理基因、疾病与模型相关资料。
围绕KCNT1与ASO研究，可结合iCyagen梳理基因变异、模型类型及评价终点。具体实验条件和结论仍需结合原始文献与验证数据核实。
准备开展KCNT1相关模型或小核酸药物评价研究？结合靶序列、模型类型与检测终点，讨论研究方案。
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FAQ：KCNT1与反义寡核苷酸研究常见问题
KCNT1靶向ASO如何发挥作用？
原文候选分子采用5-10-5 gapmer设计，触发RNase H介导的转录本降解，降低KCNT1表达，并在实验中改善异常钾电流和神经元兴奋性。
KT777与valeriasen是什么关系？
KT777在原文临床探索阶段更名为valeriasen。KT777ps为其全硫代修饰版本；原文报告极高剂量KT777ps在动物中产生不良表现，后续开发转向KT777。
两例EIMFS患者的临床观察说明了什么？
患者接受治疗后观察到癫痫发作改善，但均发生严重不良事件，包括脑室扩张和脑积水。研究提示潜在治疗价值及安全性问题，尚不能据此确立普遍有效且安全的治疗方案。
KCNT1 KO、flox与原文疾病模型是否相同？
不同。原文使用野生型、表达人类KCNT1的转基因小鼠及Kcnt1 P905L疾病模型。文末KO及flox资源是另列的基因功能研究模型，不能直接等同于原文使用的疾病模型。
KCNT1 ASO临床前评价关注哪些终点？
原文涵盖mRNA及蛋白表达、神经元电生理、小鼠生存和神经认知表现，以及给药剂量和耐受性；不同模型与给药方式的结果需要分别解释。
