Nature Medicine | 从“n=1”到“n-of-many”：个体化核酸药物的新路径

来源：生物探索

一种药，只为一个患者设计；它不修改DNA，而是识别来自父亲或母亲的特定染色体，选择性清除携带致病变异的RNA，同时尽可能保留正常基因的表达。

这不是概念验证，而是两项已经进入人体的单病例临床研究。研究人员为两名患有SCN2A相关发育性癫痫性脑病的儿童，分别开发了个体化等位基因选择性反义寡核苷酸（allele-selective antisense oligonucleotide，ASO）。

7月21日，《Nature Medicine》的研究报道“Individualized antisense oligonucleotides for SCN2A-related developmental epileptic encephalopathy”，这项研究最值得关注的，并不只是“两个患者的癫痫发作减少了”，而是它提出了一个更具挑战性的问题：当疾病由极少见、甚至患者特有的变异引起时，药物是否也可以从标准化产品，转变为针对个人基因组设计的干预工具？

同一个基因，治疗方向可能完全相反

SCN2A编码神经元电压门控钠通道NaV1.2的α亚基。钠通道控制神经元动作电位的产生和传播，因此，SCN2A功能稍有偏移，就可能改变整个神经网络的兴奋性。

问题在于，SCN2A相关疾病并不是简单的“基因坏了”。

部分变异属于功能获得型变异（gain-of-function，GOF），会增加通道开放概率或钠离子电流，使神经元过度兴奋，常表现为婴儿早期起病的严重癫痫。另一些功能缺失型变异（loss-of-function，LOF）则降低通道功能，更常与孤独症谱系障碍（autism spectrum disorder，ASD）和智力障碍相关。还有一些变异同时影响多个通道特性，表现为混合功能异常。

这意味着，治疗不能只看“哪个基因发生了变异”，还必须判断变异究竟让蛋白功能增强、减弱，还是以更复杂的方式失衡。对于GOF变异，减少异常SCN2A表达可能有益；但如果同时压低正常拷贝，理论上又可能把患者推向SCN2A功能不足。

这正是研究人员没有采用“同时沉默两个等位基因”的原因。他们的目标不是简单降低SCN2A，而是尽量只降低致病染色体产生的RNA。

致病变异不是唯一靶点，旁边的普通SNP反而成了“识别码”

传统直觉会认为，药物应当直接识别致病变异。但在这项研究中，两名患者的致病变异并不是ASO进行等位基因区分的直接依据。

研究人员首先通过全基因组测序（whole-genome sequencing，WGS）和长读长测序（long-read sequencing）完成单倍型定相（haplotype phasing），判断致病变异与周围杂合单核苷酸多态性（single-nucleotide polymorphism，SNP）分别位于哪条染色体上。

随后，他们选择了位于正常等位基因上的良性SNP作为参照，使ASO能够识别与致病单倍型相匹配的序列，并通过招募RNase H1，降解目标RNA—ASO复合物中的RNA。

换句话说，研究人员并不是只盯着“造成疾病的那个碱基”，而是在患者基因组中寻找一个可用于区分两条染色体的分子标记。常见SNP本身不致病，却可以成为药物识别致病单倍型的“身份信息”。

为找到合适分子，研究团队最初设计了超过500条2′-甲氧基乙基gapmer ASO，并在患者诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cell，iPSC）来源的神经元中筛选效力和选择性。最终，两名患者分别获得一条候选ASO；按半数抑制浓度（IC₅₀）计算，它们对致病转录本和正常转录本的选择性分别达到42倍和53倍。

这种设计带来一个值得思考的变化：未来判断某位患者能否接受一种核酸药物，可能不仅取决于致病变异，还取决于整个局部单倍型是否提供了合适的药物靶点。

两名患者，不是两个简单的“用药前后对比”

第一名患者9岁，携带SCN2A的GOF新发变异p.Arg1882Gln。其癫痫从出生时开始，基线期每月约发作30次，曾尝试超过10种抗癫痫发作药物（antiseizure medication，ASM），仍需要频繁使用急救药物，并反复发生癫痫持续状态。

第二名患者14岁，携带混合GOF/LOF变异p.Arg853Gln，8个月时出现婴儿痉挛，之后出现肌阵挛、局灶性和强直性发作，同样尝试过10种以上药物。他不能独立行走，伴有明显舞蹈手足徐动样运动和严重胃肠道功能障碍。

两项研究均为开放标签（open-label）、单中心、单患者的n=1临床研究，ASO通过腰椎穿刺进行鞘内注射（intrathecal injection）。两名患者接受的并不是同一条药物，而是分别开发、分别进行毒理学评估、分别获得监管授权的个体化ASO。

患者1在治疗前连续记录癫痫发作90天，治疗后记录744天；患者2治疗前记录42天，治疗后记录480天。研究人员还根据发作反弹、药物维持时间以及运动和胃肠道表现，动态调整给药剂量与60—90天的给药间隔。

这不是标准随机对照试验（randomized controlled trial，RCT），但也不是随意描述个案。研究预先设定终点，连续记录每日发作次数，并对每位患者分别建立负二项广义线性模型，处理发作数据的过度离散和时间自相关问题。

26%与90%：看似醒目的数字，含义并不相同

患者1治疗后的无发作天数比例由57.8%上升至66.5%，模型估算癫痫发作次数下降26%。但这一治疗效应未达到统计学显著性，95%置信区间从下降幅度较大一直跨越到可能轻度增加，P值为0.286。

如果只读摘要中的“下降26%”，容易高估结果的确定性。不过，另一个临床变化同样重要：患者1自出生以来长期依赖苯妥英进行钠通道阻断，治疗约310天后成功停用苯妥英，此后没有重新依赖这一药物。患者在24个月中接受12次ASO给药，并出现持续数周至数月的无发作阶段。

患者2的结果更明显。治疗后预期每日癫痫发作下降约90%，95%置信区间和P值均支持较强的统计学信号；无发作天数比例从治疗前的0%上升到46%。治疗14个月时，其日均可计数运动性发作由2.0次下降至0次。

但结果中还有一个不应忽略的细节：对患者2而言，较高ASO剂量反而与略多的发作相关。这不等于ASO整体无效，却提示疗效可能不是“剂量越高越好”。SCN2A本身具有剂量敏感性，过度抑制钠通道功能，也可能破坏神经网络已经形成的功能平衡。

比“少发作几次”更重要的，是大脑还有没有继续改变的空间

发育性癫痫性脑病（developmental and epileptic encephalopathy，DEE）的临床负担并不只来自癫痫。长期异常放电、基因本身的神经发育效应以及既有神经网络损伤相互叠加，可造成语言、运动、行为和适应能力障碍。

因此，这项研究设置了大量个体化结局指标，而不是只计算癫痫次数。

患者1在Bayley婴幼儿发育量表第四版（Bayley Scales of Infant and Toddler Development, Fourth Edition，BSID-4）的多个领域中出现成长量表值（Growth Scale Value，GSV）提高，语言、精细运动和粗大运动的年化发展速率有所改善。观察者报告沟通能力量表（Observer-Reported Communication Ability，ORCA）也显示具有临床意义的变化，其易激惹、刻板行为、自伤行为、感觉加工异常和过度活动均有所减轻。

患者2的变化更引人关注。他在沟通、运动和行为领域出现改善，运动障碍功能影响量表总分由43分降至6个月时的29分、12个月时的26分。15岁时，他获得了独立行走这一此前未达到的发育里程碑。

这组结果提出了一个重要问题：在严重遗传性神经发育疾病中，错过婴幼儿早期是否就意味着神经功能完全不可改变？

两名患者分别已达9岁和14岁，显然早已超过许多经典发育里程碑出现的年龄窗口。研究不能证明既有神经损伤被逆转，也无法排除癫痫减少后产生的间接发育获益，但至少说明：部分神经网络可能仍保留可塑性，针对病因的干预不一定只在生命最早期才有意义。

当排便也发生变化，提示治疗可能触及的不只是癫痫环路

患者2在治疗前存在严重胃肠道问题，需要频繁使用栓剂才能排便。治疗后，栓剂使用明显减少，排便状态逐渐趋于稳定。

研究人员推测，这种变化可能与自主神经功能改善有关。由于SCN2A主要被视为神经元钠通道基因，这一现象提醒我们，单基因神经系统疾病的表型并不局限于某一种神经症状。运动、胃肠道功能、行为和睡眠可能共同反映更广泛的神经网络异常。

但这部分结果必须谨慎理解。胃肠道指标受到饮食、护理、合并用药和感染等多种因素影响；单个患者的改善不足以确认ASO直接调节了自主神经系统。它更适合作为一个需要在后续研究中验证的信号，而不是已经建立的作用机制。

“没有药物相关严重不良事件”不等于风险已经被排除

随访期间，两名患者均未报告与ASO相关的严重不良事件，也未出现明显的血液学、生化、心电图或脑电图异常。研究前的动物毒理学实验中，两条ASO在设定剂量下总体耐受良好。

这是积极的安全性信号，但样本量只有2人。低频不良反应、长期神经毒性、反复鞘内给药风险，以及持续降低SCN2A表达可能带来的晚期影响，都无法通过当前研究充分评估。

安全性判断还面临另一层复杂性：个体化药物意味着每名患者获得的分子可能不同。即使化学骨架、制造流程和毒理学平台可以复用，每条新序列仍可能具有不同的脱靶效应（off-target effect）、免疫激活风险和组织分布特征。

因此，从n=1走向临床常规，并不只是提高ASO设计速度，还需要建立模块化的监管框架：哪些数据可以由同类药物共享，哪些证据必须针对每条序列重新生成？

从n=1到“n-of-many”，关键可能不是让所有人使用同一条药

个体化ASO常被质疑缺乏规模效应：为一个患者开发一种药，如何覆盖更多人？

这项研究提供了另一种思路。研究人员分析了19名经快速WGS确诊的SCN2A相关疾病患者，其中3人，也就是16%，具有与患者2相兼容的SNP和单倍型构型，理论上可能使用同一条ASO。

16%并不是一个适用于所有人群的固定比例。该队列规模较小，SNP频率还会随祖源背景而变化。但它说明，“个体化”与“可扩展”并非完全对立。一条最初为单个患者设计的药物，可能在完成单倍型筛查后，覆盖一组携带不同致病变异、但共享同一参考SNP构型的患者。

未来的治疗分类方式，可能不再只是“同一种疾病使用同一种药”，而是进一步细分为：相同功能机制、相同致病单倍型方向、相同可靶向SNP构型的人群。

这项研究没有证明什么，同样重要

它没有证明个体化ASO已经可以普遍治疗SCN2A相关疾病。两名患者缺乏随机对照，疾病自然波动、合并用药调整、护理变化和观察者预期都可能影响结果。

它也没有证明神经发育改善完全来自直接修复疾病机制。癫痫减少、镇静性药物降低、睡眠改善和康复机会增加，本身都可能促进学习和运动表现。

患者1的癫痫下降未达到统计学显著性；患者2虽然疗效信号较强，但高剂量与更多发作相关，提示治疗窗口仍需探索。两人的长期疗效能否持续，反复给药数年后是否仍安全，目前都没有答案。

但这项研究仍然保留了一个难以忽视的价值：它把快速基因诊断、单倍型定相、患者来源神经元、ASO筛选、个体化毒理学、监管审批和临床结局评估串联成了一条完整路径。研究人员不只是展示了一个分子有效，而是展示了如何把一个患者的基因组转化为一项可实施的治疗方案。

当诊断开始决定药物结构，基因检测的角色也改变了

过去，基因检测常被理解为给疾病命名、判断复发风险或结束漫长的诊断过程。

在个体化核酸药物时代，基因组数据可能直接参与药物设计。致病变异决定是否需要降低基因功能；功能实验决定变异属于GOF、LOF还是混合机制；单倍型决定哪条染色体应被抑制；周围SNP决定药物能否区分正常与致病转录本。

这也意味着，快速WGS的临床价值可能不再止于“更快确诊”。研究人员指出，若能在首次癫痫发作后的数天内明确分子诊断，就有机会更早启动功能评估和治疗设计。对于神经发育疾病而言，开发速度本身可能成为疗效的一部分。

两名患者的故事尚不能回答个体化ASO最终能走多远，却已经改变了问题的边界。我们不再只问：“这种罕见病有没有药？”

更值得关注的是：当疾病由患者特有的基因组结构决定时，医学是否能够建立一套足够快、足够可靠，也足够公平的系统，为每一种罕见机制找到可执行的治疗路径？

参考文献

Kim-McManus, O., Mignon, L., Douville, J. et al. Individualized antisense oligonucleotides for SCN2A-related developmental epileptic encephalopathy. Nat Med (2026). https://doi.org/10.1038/s41591-026-04527-y

声明：本文仅用于分享，不代表平台立场，如涉及版权等问题，请尽快联系我们，我们第一时间更正，谢谢！