前言
癫痫是发病率最高的神经系统疾病之一，全世界有超过5000万人患有癫痫。发达国家的发病率约为每年400-700/10万人。目前，大约2/3的癫痫患者没有发作，但对于另外1/3的癫痫患者，虽然有几种抗癫痫药物(aed)可用，但仍未得到很好的控制。因此，我们一直期待癫痫治疗领域出现更有效的新药。
左乙拉西坦(LEV)是继卡马西平、苯妥英钠、丙戊酸钠等传统抗癫痫药物之后，由比利时UCB公司研发的第二代新型抗癫痫药物(商品名Keppra)。1999年12月，它被正式批准用于16岁以上成人部分性癫痫发作的辅助治疗。2005年6月，该适应症扩大到4岁以上的儿童。由于其独特的作用机制，左乙拉西坦对成人部分性癫痫发作具有积极的治疗作用，且耐受性良好。
2016年1月14日和2016年2月18日，欧洲药品管理局(EMA)和美国美国食品药品监督管理局(FDA)批准了UCB比利时公司研发的第三代抗癫痫药物——布瓦西坦(BRV)，商品名为Briviact。它可用于治疗16岁及以上的部分性癫痫发作患者，伴有或不伴有继发性全身性癫痫发作。
BRV和LEV在结构上非常相似，都属于吡咯烷酮衍生物。与LEV的化学结构相比，BRV只有一个正丙基连接在吡咯烷的4位上。这两种药物就像双子星一样，以至于我第一次看到BRV的时候，误以为这是一个伪创新产品，或者是UCB公司为了延续LEV产品带来的市场辉煌而做的持续性产品。无论判断对错还是研发动机，BRV的发现背后还是有深入的药理机制研究。本文还试图通过BRV的非暂时性发展过程及其与LEV的比较优势，透视这种新型抗癫痫药物的独特发现。
SV2A蛋白靶点的发现和认知对于新型抗癫痫药物开发的意义
LEV已经上市几十年了，但事实上它对筛选新化合物的经典动物模型没有作用，这与它的临床有效性相矛盾。因此，列夫的发现引起了对当时发展的研究方法的一些质疑，并增加了这一研究领域的争论。
在开发BRV之前，SV2A蛋白作为LEV和BRV的靶标的作用远未被完全了解。而BRV的研发证明了SV2A蛋白的结合亲和力与抗癫痫作用之间的相关性，提高了此类抗癫痫药物研发成功的可能性。SV2A蛋白的鉴定以及随后的临床前癫痫研究方法是影响该领域进展的里程碑，意义重大。BRV的有效性进一步加强了对这种观点和新方法的需求。
SV2A蛋白的发现和随后BRV的开发进一步证实了这样一个印象，即在过去的20年中，没有一种新的aed可以增加癫痫治愈患者的比例，因为当前药物开发中使用的几乎所有相同的动物模型都是基于相同的假设和理论基础。因此，为了探索新的靶向药物，迫切需要一种新的、创新的癫痫临床前开发模式。
1.SV2A蛋白的发现打开了开发新型癫痫药物的大门。
SV2蛋白是存在于神经元和内分泌细胞的突触小泡中的原型蛋白。具有12个跨膜结构，由三个亚型SV2A、SV2B和SV2C组成。在SV2亚型中，SV2A在包括大脑皮层、海马和小脑在内的所有脑区都有高表达，但也在神经内分泌细胞和神经肌肉接头处有表达。以前的研究表明，SV2A可以调节突触囊泡的胞吐和突触前神经递质的释放。
BRV的发现和非临床开发与SV2A蛋白的发现密切相关，也与第一个显示与SV2A蛋白结合的AED药物LEV的发现密切相关。在非临床研究中，已证明LEV对听觉和点燃癫痫发作、6-Hz电惊厥和癫痫发作模型中的棘波放电具有保护作用。然而，用于AED发现的标准动物模型3354最大电惊厥(MES)和戊四氮(PTZ)是无效的。尽管LEV的非临床特性与临床研究显示的广谱有效性有关，但其非典型的抗癫痫特性表明LEV具有不同于传统AED的作用机制。相关研究随后发现，LEV与SV2A蛋白的可逆、饱和和立体选择性结合导致兴奋性突触在癫痫活动期间突触囊泡的胞吐作用减少，诱导率下降增加。从那以后，研究集中于寻找针对SV2A蛋白的新药，最终导致了BRV的开发。
2.SV2A蛋白是抗癫痫药物的潜在靶点。
一些动物研究表明，SV2A蛋白是控制癫痫发作的潜在靶点。
SV2A基因敲除小鼠不能生长和产生自发性癫痫发作，出生后2-3周内死亡。然而，杂合SV2A基因敲除小鼠没有表现出自发性癫痫发作，但表现出癫痫前特征，如增强对毛果芸香碱和红藻氨酸的惊厥前效应的敏感性，降低6-Hz癫痫发作的阈值，增加角膜点燃率。对SV2A基因敲除小鼠培养的神经元的研究表明，由于初始囊泡释放概率降低和刺激过程中神经递质释放减少，突触后反应下降。
在癫痫发作动物模型和癫痫患者脑组织中发现了SV2A蛋白表达和功能的改变，这表明SV2A蛋白表达/功能的降低参与了癫痫的进展。
SV2A蛋白的结合与不同癫痫发作的非临床模型(如听觉性癫痫小鼠)的抗癫痫作用密切相关，SV2A蛋白水平的下降似乎也涉及耐药性癫痫的机制。
所有这些证据共同表明SV2A蛋白明确参与癫痫的发病机制，因此它可以在癫痫的治疗中发挥作用。然而，SV2A的详细功能和机制(如神经递质特异性)仍不清楚。
BRV的发现历程
正如已经提到的，SV2A蛋白作为LEV的主要分子靶点的发现以及随后的其在癫痫治疗中的潜在作用的证据导致了具有SV2A机制的新药的发现和优化。
新的目标是确定一个高选择性和更有效的SV2A配体，它可以完全抑制癫痫发作。在体外筛选了约12，000种化合物的SV2A结合亲和力，并进一步筛选了其中1，200种化合物对体内癫痫发作易感小鼠的癫痫发作的保护作用。最后，在不同的癫痫动物模型中选择并表征了约30种化合物。这些研究发现在LEV吡咯烷环的4-位上的取代可以增强结合亲和力。在对该位点基团取代的系统研究中，发现各种小疏水基团对SV2A的亲和力比LEV强。并增强听觉发作试验中的活性。在结合亲和力增强的类似物中，最终选择了分子量为212、结构与LEV相似的2-吡咯烷酮衍生物BRV作为药物开发候选物。
BRV的非临床特点
1.BRV对SV2A蛋白具有较高的选择性和结合能力。
BRV是SV2A的高度选择性和可逆配体，其抑制突触传递和囊泡释放的亲和力优于LEV。此外，对SV2A基因敲除小鼠的研究结果表明，[3H]BRV在高达600nM的浓度(测试的最高浓度)下具有仅标记SV2A蛋白的高选择性。在大鼠脑中与[3H]BRV的体外结合表明，BRV对大鼠和人SV2A表现出与LEV相似的亲和力(Kd为62 nm)。然而，对应于癫痫动物模型和人脑切片中的突触前SV2A，BRV对突触后SV2A的亲和力比LEV高约15-30倍。在治疗相关剂量下，BRV占大脑中SV2A的80%至90%。小鼠脑中的体外结合实验表明，BRV在给药后5-15分钟内达到最大SV2A占用率，并且它还在该时间范围内显示出对癫痫发作的最大保护作用。
2.BRV的人才外流速度更快。
BRV具有比LEV (LogD 0.64)更高的亲脂性(LogD 1.04)，这导致更快的脑渗出速度，这对应于在癫痫小鼠模型中的快速保护作用。列夫预测的药物进入体内的半衰期是23分钟，而BRV只有3分钟。观察到药物渗透入大脑的速度有大约7倍的差异。类似地，在相同听觉小鼠模型中的体外结合研究显示，在腹膜内施用BRV后5-15分钟内观察到SV2A的最大占用率和活性，而LEV为30-60分钟。因此，能更快进入大脑的BRV潜伏期短，对于癫痫持续状态(SE)或丛集性癫痫发作等临床急救具有重要意义。
3.BRV的有效剂量较低
使用高频神经元刺激比较BRV和LEV的大鼠海马切片研究表明，BRV在比LEV低100倍的浓度下，可以增强突触抑制，减少突触传递。此外，BRV在减少突触小泡动员方面比LEV更有效。
4.BRV的治疗指数更高。
尽管BRV显示出较低的治疗指数(在完全点燃癫痫发作动物的旋转棒试验中，同一动物的运动损伤的TD50与全身性运动癫痫发作保护的ED50之比)，但它仍然高于LEV (148比46)。在杏仁核点燃大鼠的旋转试验中，BRV的治疗指数高于列夫(4比2)。但是，它明显高于经典和其他新的抗癫痫药物(治疗指数从2到21)。
5.BRV具有更强的抗癫痫潜力和有效性。
体外研究表明，在两种不同的大鼠海马脑片体外癫痫模型中，BRV具有比LEV更强的抗癫痫潜能和疗效，其剂量范围与其临床疗效相关。与LEV相比，BRV对SV2A的亲和力增加与在体内不同癫痫模型中观察到的显著的癫痫保护效果有关。已经在部分和完全癫痫发作模型中研究了BRV的有效性，所述癫痫发作模型包括听觉小鼠、患有遗传性失神癫痫的GAERS大鼠、杏仁核和角膜点燃模型以及缺氧后具有肌细胞的大鼠模型。在这些模型中，BRV始终表现出比LEV更有效和全面的癫痫发作抑制。特别是，在杏仁核小鼠中，BRV(6.8-210毫克/千克)剂量依赖性地降低了癫痫发作的严重程度，并且在最高测试剂量下几乎完全抑制了癫痫发作。相比之下，LEV(17-540毫克/千克)即使在高剂量下也只能提供有限的保护。在杏仁核完全点燃的大鼠中，BRV还能更全面地抑制运动发作的严重程度和放电后的持续时间。特别是BRV对剧烈运动发作的抑制剂量为21.2mg/kg，而LEV只有在剂量达到170mg/kg时才能产生类似的效果。在最高试验剂量(212.3mg/kg)下，BRV也显著缩短了随后的放电持续时间，而LEV即使超过1700mg/kg，对这一指标也没有影响。
6.SV2A蛋白相互作用的个体差异
在几个癫痫动物模型中，BRV比LEV更有效也可能是由于与SV2A蛋白相互作用的个体差异。事实上，使用SV2A变构调节剂的研究表明，BRV与SV2A之间的相互作用不同于LEV，BRV可能诱导或稳定SV2A的不同蛋白质构象，这可能提供了BRV与LEV相比不同药效学性质的分子原理。实际上，LEV和BRV作用于不同的结合位点或以不同的构象状态与SV2A蛋白相互作用。这可以解释大鼠海马切片的电生理学研究结果，该结果显示BRV具有更强的抑制突触传递和囊泡释放的能力。
小结
BRV在多种癫痫实验模型中表现出优异的抗癫痫活性，作为疾病的改善有一定的前景。临床前研究表明，与LEV相比，BRV更有效，因为它具有不同于SV2A的更高选择性、更高亲和力和结合特性，以及与更快的脑渗透相关的亲脂性。基于这些发现，BRV的进一步临床开发的决定被触发。虽然目前还没有临床研究支持BRV优于LEV的证据，但我们也期待BRV和LEV面对面的临床研究来证实BRV的临床优势。
参考
埃米利奥鲁索、丽塔西塔罗马科穆拉(2017年)用于治疗局灶性癫痫的布里伐西坦的临床前发现和开发，药物发现专家意见，12:11，1169-1178，DOI:10.1080/1746053566