睿智医药：Zorevunersen（STK-001）——Dravet综合征的曙光——小核酸药物为中枢神经系统药物研发带来突破
【报道概述】
反义寡核苷酸药物治疗Dravet综合征：
Dravet综合征（DS）是一种由SCN1A基因突变引发的难治性癫痫性脑病，因SCN1A基因的单倍剂量不足（haploinsufficiency）导致钠通道Nav1.1蛋白功能性表达降低，引发抑制性中间神经元功能障碍，使得患儿罹患严重癫痫发作和发育及认知障碍。传统抗癫痫药物疗效有限，存在猝死风险（sudden unexpected death in epilepsy，SUDEP) ，因此临床亟需新的有效且安全的抗癫痫药物。增强 Nav1.1 的表达功能被认为是重要的治疗策略之一。但基于此策略进行的Nav1.1功能增强的药物研发周期中尚未有管线达到有意义的临床验证终点。
基因组学的发展，推动了“精准医疗”概念，小核酸药物、生物大分子、ADC等新模态药物的发展，带来了越来越多样的药物发现和临床诊疗策略，使得传统药物研发思维的突破在各个领域内不断实现。
约80%-90%的DS患者携带 SCN1A 突变，这使其成为基因疗法的潜在靶点。在众多研发管线中，Stoke Therapeutics (www.stoketherapeutics.com)在研的Zorevunersen (STK-001) 属于一种反义寡核苷酸（ASO）药物，目前的临床试验表现尤为亮眼。已取得的I/IIa期试验结果显示出显著且持续的癫痫发作减少、行为和认知改善以及良好的安全性。2024年12月，美国食品药品监督管理局 (FDA) 授予Zorevunersen突破性疗法认定（是一种加速药物开发和审评的程序，旨在推动治疗严重疾病和解决重大未满足医疗需求的潜在新药开发），用于治疗已确诊SCN1A基因突变的Dravet综合征。III期临床试验目前已在进行中。若III期试验达到预期终点，STK-001有望成为首个获批的Dravet综合征疾病修饰疗法 (first disease-modifying medicine for Dravet syndrome) 。
图片来源：Zorevunersen Regulatory Alignment & Phase 3 Plans - Stoke Therapeutics
《研发纵横》团队从STK-001创新机制， 近几年临床前试验相关文献，临床I/IIa期试验结果等，对反义寡核苷酸药物治疗Dravet综合征提供综合解读介绍。
背景
Stoke Therapeutics STK-001
创新机制及临床前试验：
2020年8月，密歇根大学Lori L. Isom团队和合作方Stoke Therapeutics在《Science Translational Medicine》杂志上发表研究文章：Antisense oligonucleotides increase SCN1A expression and reduce seizures and SUDEP incidence in a mouse model of Dravet syndrome。文章筛选出一种名为ASO-22的ASO，通过靶向SCN1A基因的 “非生产性外显子20N” ，促进正常剪接，减少异常外显子包含，抑制其异常剪接，减少NMD（Nonsense Mediated mRNA Decay）介导的mRNA降解，增加功能性SCN1A mRNA的比例，从而提升Nav1.1蛋白表达。ASO-22（即STK-001）是一种基于Stoke Therapeutics 所拥有的知识产权的TANGO（靶向增强核基因输出）技术开发的反义寡核苷酸ASO。在Dravet综合征小鼠模型中，ASO-22（STK-001）显著降低了癫痫发作频率和SUDEP风险，提高了存活率。Stoke Therapeutics在其官方网站上发布了该研究成果。这项突破性研究为Dravet综合征的基因靶向治疗提供了新的治疗思路和潜在的临床转化方案，具有重要的科学意义和临床应用价值。
图片来源：https://www.stoketherapeutics.com/scientific-platform/publications/
图片来源：https://investor.stoketherapeutics.com/static-files/a7e102e3-9c84-4278-a2ed-05227cde3f64
密歇根大学Lori Isom团队和Stoke Therapeutics继续研究验证ASO在Dravet综合征中的可行性，研究了另一种靶向SCN1A exon 20N的ASO，ASO-84，并探讨了它在Dravet综合征小鼠大脑中的作用机制。
2024年6月在《Brain》期刊上发表了研究结果：Antisense oligonucleotides restore excitability, GABA signaling and sodium current density in a Dravet syndrome model。证明ASO-84可有效调控SCN1A基因表达并改善中间神经元兴奋性。通过在小鼠出生后第2天（P2）单次侧脑室注射ASO-84，并在P21–25天对SCN1A+/-（Dravet模型）和SCN1A+/+（野生型）小鼠的皮层锥体神经元及parvalbumin-positive (PV+) 中间神经元进行电生理分析，证实ASO-84能够增加SCN1A mRNA，并抑制20N外显子的剪接，增加了不含20N外显子的功能性SCN1A mRNA 的比例，从而提高了Nav1.1蛋白的表达水平。单次脑室内注射即可恢复小鼠Dravet模型PV+中间神经元动作电位发放频率，GABA能突触传递，和钠电流密度。此外还能降低Dravet小鼠癫痫发作频率和SUDEP发生率达50%以上。
这项新的研究结果表明，ASO-84在Dravet综合征小鼠模型中展现出了与ASO-22（STK-001）相似的疗效，进一步证实了通过ASO介导的Nav1.1上调作为一种有效治疗Dravet综合征策略的巨大潜力。该研究从神经元机制层面，揭示了ASO-84能够精准地恢复Dravet综合征小鼠皮层PV+神经元在不同去极化刺激下的兴奋性差异，且对野生型神经元无显著影响。这一发现不仅阐明了ASO-84对特定神经元类型的电生理特性、神经元网络功能平衡以及神经信号通路修复的具体机制，还为精准治疗提供了更有力的科学依据。此外，该研究也为ASO技术在其他神经性疾病治疗中的应用开辟了新的思路，为未来相关疾病的治疗提供了更多可能性。
单次脑室内注射ASO-84即可恢复小鼠模型parvalbumin-positive (PV+) 中间神经元动作电位发放频率。
SCN1A+/−小鼠模型皮质锥体神经元上记录到sIPSC频率降低在ASO-84处理后被逆转，提示ASO-84恢复SCN1A+/− PV中间神经元GABA能突触传递。
ASO-84恢复SCN1A+/−小鼠模型PV中间神经元钠电流密度。
STK-001临床I/IIa期试验
2020年发表于《Science Translational Medicine》的突破性临床前研究数据证实了STK-001在Dravet综合征动物模型中展现出显著的治疗潜力，显著降低了癫痫发作频率，提高了存活率，同时展现出良好的安全性。基于这些令人鼓舞的结果，Stoke Therapeutics公司迅速推进开展了临床转化研发，已于2024年公布I/IIa期开放标签试验（MONARCH 和ADMIRAL研究）评估STK-001的安全性、药代动力学和初步疗效。
国际多中心研究数据：在美、英开展包括初始研究（MONARCH、ADMIRAL）及开放标签扩展研究（SWALLOWTAIL），共涉及81名患者（初始研究），积累较丰富的临床数据支持其安全性和初步疗效。
癫痫发作频率降低：
结果显示STK-001初始高剂量（70mg） 可以显著降低Dravet综合征患者的癫痫发作频率。基于平衡长期安全性与疗效，在扩展研究中进行剂量调整，继续接受45mg多次给药的患者在长期治疗中维持了疗效，仍需III期试验进一步验证。
行为和认知改善：
接受≥30mg剂量治疗的患者在行为和认知方面有所改善。
安全性良好：
主要不良事件为脑脊液蛋白升高，无严重临床后果，总体耐受性良好。
STK-001临床III期进展和商业化进展
基于I/IIa期试验的积极结果，2025年伊始，STK-001已获得美国、欧盟和日本的监管支持，批准其开展III期临床试验，这使其成为首个潜在的疾病修饰性治疗药物。
2025年2月18日，全球知名生物技术公司Biogen与Stoke Therapeutics宣布达成战略合作协议，共同推进新型疗法Zorevunersen的全球开发与商业化进程。根据协议内容，Stoke将收到来自Biogen的1.65亿美元预付款，以及最高可达3.85亿美元的开发和商业里程碑付款。双方还将共同承担Zorevunersen的外部临床开发成本，其中Biogen承担30%，Stoke负责70%。
图片来源：https://investors.biogen.com/news-releases/news-release-details/biogen-and-stoke-therapeutics-enter-collaboration-develop-and
ASO疗法的未来潜力展望
研究表明，约15%的人类基因转录本因异常剪接被NMD降解，而ASO技术可通过调控剪接位点选择性提升靶蛋白表达。FDA于2016年批准Nusinerse（商品名Spinraza）用于治疗脊髓性肌萎缩症（SMA）。Nusinersen是由Biogen公司开发的一种ASO疗法，通过靶向SMN2基因的mRNA，改变其剪接模式，从而增加功能性SMN蛋白的表达。SMN蛋白对于维持运动神经元的存活至关重要，而SMA患者由于SMN1基因的突变导致SMN蛋白水平降低，进而引发疾病。
如今STK-001的突破标志着基因剪接调控从理论迈向临床，为神经系统药物研发开辟新路径。随着多款药物进入关键试验阶段，难治性癫痫及神经系统疾病治疗或将迎来“精准时代”。尤其对于Dravet综合征这类的罕见病，从基因缺陷到基因修复，从无药可医到希望曙光，ASO提供了过去难以想象的解决方案。这一机制不仅适用于Dravet综合征，其潜在价值或可拓展至其他单基因突变疾病。ASO疗法为单基因遗传病治疗打开全新思路，未来有望延展至更多疾病。
睿智医药核苷（酸）化学团队：
睿智医药核苷（酸）化学团队已运营15年以上，由80多名敬业的化学家组成，每位化学家平均拥有8年以上的核苷（酸）化学经验。与全球合作伙伴建立了合作关系，已成功支持多个基于核苷（酸）的候选药物推进到临床试验阶段。可以提供包含250多种修饰核苷（酸）的抗病毒药物库。
睿智医药在合成核苷（酸）化学方面拥有丰富的专业知识，如下所述：
糖基和碱基修饰核苷（酸）的合成；
碳/硫/氮/硒环核苷（酸）的合成；
修饰核苷单磷酸酯、双磷酸酯、三磷酸酯和多磷酸酯的合成；
修饰核苷（酸）前药及偶联物的合成；
复杂环状二核苷酸 (CDN) 的合成；
用于寡核苷酸合成的修饰核苷亚磷酰胺和 H-膦酸酯的合成；
常规寡核苷酸药物(ASO、siRNA、aptamer、sgRNA、saRNA)及其偶联物(POC、AOC)的合成。
睿智神经药理药效团队：
睿智神经药理药效团队已经建立了全面的神经系统药物研发平台。该平台涵盖了从体内到体外的多靶点筛选、多模型验证、多平台测试的全链条研发体系，不仅为神经系统疾病的病理机制研究提供坚实基础，也可以有力支持药物发现和新疗法的开发。
以Dravet综合征为例，睿智建立了 Dravet小鼠热诱导性癫痫发作模型，为典型的Dravet综合征转基因动物模型，既可用于疾病的机制研究，也可用于潜在疗法和新药物开发的筛选验证。
在药物体外早期发现层面，我们已构建了基于Nav1.1稳转细胞系的筛选平台；基于脑片膜片钳技术的神经元和神经网络的功能性检测平台；基于高通量细胞群微电极阵列（MEA）平台拥有对神经元群落进行长期且无创的场电位活动的持续性监测能力。这些技术平台可以系统性、一站式地支持神经系统药物研发，也可以帮助深入探究疾病靶点的机制与功能，以及神经元网络的动态变化。
01
Dravet小鼠模型
Dravet小鼠热诱导性癫痫发作模型
热诱导性癫痫发作（Hyperthermia Induced Seizure）是指由于体温显著升高（即高热）引起的大脑异常放电，从而导致癫痫发作的现象，在儿童中较为常见。 展示数据显示将Dravet小鼠（P14–15）置于高温环境中以诱导癫痫发作。与正常对照组和丙戊酸钠（VPA）治疗组相比，Dravet小鼠的癫痫发作潜伏期明显缩短，且发作动物的数量显著增加。
02
体外靶点筛选平台
超过 80% 的 Dravet 综合征病例与 SCN1A 基因突变有关，这些突变大多为错义突变、无义突变、剪接位点突变和微缺失等，导致 Nav1.1 通道蛋白结构和功能异常，最常见的后果是通道功能丧失（LoF），使神经元的钠电流和兴奋性降低。睿智医药基于Nav1.1稳转细胞系，通过手动、自动膜片钳平台可高通量、高精度地筛选出对Nav1.1通道电流及其动力学有影响的潜在化合物。
Nav1.1 稳转细胞系钠电流以及化合物效应评价
手动膜片钳记录展示数据显示化合物处理后，Nav1.1通道半数激活电压（V1/2 of activation）曲线左移，说明钠通道更容易被激活。半数失活电压（V1/2 of activation）曲线电压右移，表明钠通道更不容易失活。该实验检测出Nav1.1通道活性的增强，且发现恢复时间（recovery period）延长，通道的可利用性得到调控，避免过度兴奋。
03
神经元兴奋性和神经环路检测平台
Nav1.1在中枢神经系统皮质和海马的抑制性GABA能中间神经元fast spiking interneurons (FS INs) 中占主导地位，包括尤其是在表达 parvalbumin（PV）的中间神经元（PV-INs）中高度表达。这类神经元在调节神经网络的同步化活动中起关键作用。Nav1.1在其轴突中定位，对于其产生快速动作电位和维持正常功能至关重要。在Dravet综合征小鼠模型和患者中，PV-INs的Nav1.1功能受损，导致其兴奋性降低，放电能力减弱，抑制性突触传递功能障碍，无法有效抑制周围神经元的兴奋性。
调节快速放电中间神经元的药物效应评价
A small molecule activator of Nav 1.1 channels increases fast-spiking interneuron excitability and GABAergic transmission in vitro and has anti-convulsive effects in vivo. doi: 10.1111/ejn.13626. Epub 2017 Jul 20.
（睿智医药神经药理药效团队联合发表）
展示数据记录了大鼠海马CA1区PV中间神经元的兴奋性变化及锥体神经元自发放抑制性突触后电流（sIPSCs），以此评估选择性Nav1.1通道激活剂对中间神经元功能的调节作用。AA43279增强了PV中间神经元动作电位活性，增加了从锥体神经元记录到的sIPSCs频率。这些发现表明AA43279可能有助于控制癫痫发作和增强认知功能。
睿智医药神经药理学脑片电生理学平台在神经药物研究领域拥有丰富的经验，能够精确地针对特定的脑区和神经元类型进行记录。记录参数多样化，能够满足各种实验需求以及药效评估的要求。
04
高通量MEA平台
运用高通量细胞MEA平台记录比较picrotoxin诱导WT/DS小鼠原代神经元爆发式放电特征区别
基于高通量MEA平台，可以实现针对WT和DS小鼠的原代神经元的长期，无创的持续性监测，观察比对神经元在成长过程中基础场电位活动发展变化，自发或者诱发痫性样电活动变化程度，用于评估筛选抗癫痫药物。
该实例显示了DS小鼠的原代神经元在化学致痫剂picrotoxin（10µM）诱导记录下，其爆发性放电（burst firing）的特征与WT组存在显著差异。每个爆发的尖峰数量（spike number per burst）是指一个爆发性放电（burst firing）中记录的高频动作电位尖峰（spike）总数，反映了动作电位的密集程度, 通常与神经网络的兴奋性和时间上的放电强度相关。与WT组相比，PTX诱导的DS组中spike number per burst显著增加。进一步实验中，对两组分别进行不同浓度梯度的丙戊酸钠（VPA）处理， VPA减弱PTX诱发的spike number per burst增加在DS组中效果显著，有效抑制其爆发性放电模式。
参考来源：
[1] www.stoketherapeutics.com
[2] Z. Han et al., Antisense oligonucleotides increase SCN1A expression and reduce seizures and SUDEP incidence in a mouse model of Dravet syndrome. Sci. Transl. Med. (2020).
[3] Y. Yuan et al., Antisense oligonucleotides restore excitability, GABA signalling and sodium current density in a Dravet syndrome model. Brain (2024).
[4] C. D. Scherf et al., Impaired excitability of somatostatin- and parvalbumin-expressing cortical interneurons in a mouse model of Dravet syndrome. Proc Natl Acad Sci U S A. (2014).
[5] A. D. Mazar et al., A small molecule activator of Nav 1.1 channels increases fast-spiking interneuron excitability and GABAergic transmission in vitro and has anti-convulsive effects in vivo. Eur. J. Neurosci. (2017).
[6] Sophie F. Hill, Miriam H. Meisler, Antisense Oligonucleotide Therapy for Neurodevelopmental Disorders, Developmental Neuroscience (2021).
[7] B. Fair et al., Global impact of unproductive splicing on human gene expression. Nature Genetics (2024).
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