## 中文标题 左乙拉西坦（Levetiracetam）治疗性靶向弥漫性中线胶质瘤（DMG）中的GABA能突触

《Nature Medicine》：Levetiracetam therapeutically targets GABAergic synapses in diffuse midline glioma

　　

## 摘要专业翻译

抗癫痫药物（antiseizure medications），如左乙拉西坦（levetiracetam），常用于胶质瘤患者。评估抗癫痫药物对胶质瘤患者生存影响的回顾性分析结果不一致，可能归因于胶质瘤亚型和药物类别的混杂因素。本文呈现的回顾性真实世界临床数据显示，服用左乙拉西坦的弥漫性中线胶质瘤（diffuse midline glioma, DMG）儿童患者总生存期（overall survival, OS）更长，而在半球高级别胶质瘤（hemispheric high-grade glioma）患儿中未观察到该现象。在临床前模型中，左乙拉西坦可减少胶质瘤增殖和肿瘤负荷，延长携带DMG原位异种移植瘤（orthotopic xenografts）小鼠的生存期。这些有益效应在半球高级别胶质瘤患者来源的原位异种移植模型（patient-derived orthotopic xenograft models）中未观察到。左乙拉西坦抗增殖效应的亚型特异性与近期发现一致，即GABA能神经元-胶质瘤突触（GABAergic neuron-to-glioma synapses）促进DMG而非半球高级别胶质瘤的肿瘤生长。本文证明，左乙拉西坦以胶质瘤特异性方式减弱低频GABA能突触传递，降低DMG中的GABA能突触电流，但不影响健康神经元。该效应不依赖于SV2A——左乙拉西坦预防和治疗癫痫发作的主要作用机制。综上，这些发现表明了一种靶向DMG中GABA能突触的有前景的方法，并提示左乙拉西坦在DMG中的应用应在未来的前瞻性临床研究中进一步探讨。

## 论文解读文章

弥漫性中线胶质瘤（diffuse midline glioma, DMG）是致死率极高的儿童脑肿瘤，主要发生于脑干、丘脑和脊髓等中线结构，常携带H3K27M突变。既往研究已证实，神经元活性通过旁分泌因子信号和直接的神经元-胶质瘤突触（neuron-to-glioma synapses）驱动胶质瘤生长，但不同胶质瘤亚型的神经生理机制存在显著差异。谷氨酸能神经元-胶质瘤突触在DMG和半球高级别胶质瘤（hemispheric high-grade glioma, HGG）中均存在，而GABA能神经元-胶质瘤突触仅富集于DMG，其原因在于DMG恶性细胞内氯离子浓度较高，使GABA能突触信号呈去极化效应，进而促进肿瘤增殖。相反，在半球HGG中，GABA仅诱发极微小电流，苯二氮卓类等GABA能信号正性调节剂对半球HGG临床前模型无促进生长作用。这种肿瘤亚型特异性的神经生理特征提示，靶向神经元-胶质瘤相互作用的药物可能同样存在亚型特异性效应。

既往关于抗癫痫药物对胶质瘤患者生存影响的回顾性分析结果不一致，主要原因在于这些研究多聚焦成人胶质母细胞瘤，混杂了多种肿瘤类型和不同抗癫痫药物类别。尤其对于临床上广泛使用的左乙拉西坦（levetiracetam），其与胶质瘤患者预后的关联尚存争议。基于DMG独特的GABA能突触神经生理特征，研究人员提出假说：左乙拉西坦可能通过靶向DMG中GABA能突触，发挥亚型特异性的抗肿瘤效应。

研究人员首先分析了斯坦福大学（1990—2020年）和密歇根大学（2012—2021年）共218例儿童HGG患者的回顾性真实世界数据。Kaplan–Meier生存分析显示，全部HGG患者中左乙拉西坦使用与总生存期延长相关。采用弹性网络正则化Cox回归（elastic net-regularized Cox regression）进行变量筛选后发现，DMG诊断与OS缩短相关，而丘脑DMG肿瘤位置和左乙拉西坦使用与OS延长相关。按胶质瘤亚型分别分析发现，有左乙拉西坦用药史的DMG患儿（n=15）中位OS达20.96个月，显著长于未用药组（n=104）的9.92个月（P=0.015）；而半球HGG患儿中，左乙拉西坦使用对OS无显著影响（用药组中位OS 24.0个月 vs 未用药组22.2个月，P=0.96）。两个外部验证队列（德国汉堡医院和加州大学旧金山分校）一致显示DMG患者中左乙拉西坦用药与更长的生存期相关，而半球HGG患儿中无此差异。

在临床前研究中，研究人员采用患者来源的原位异种移植模型和基因工程小鼠同种移植模型（MADR）评估左乙拉西坦的疗效。结果显示，左乙拉西坦（20 mg/kg，每周5天，共4周）显著延长携带H3K27M⁺ DMG原位移植瘤小鼠的生存期，降低肿瘤负荷，并减少恶性胶质瘤细胞增殖，该效应在三个独立患者来源的DMG异种移植模型和一个MADR同种移植模型中均得到验证。然而，左乙拉西坦对IDH/H3野生型半球HGG患者来源移植模型的胶质瘤增殖无显著影响。在单层培养条件下，左乙拉西坦对DMG细胞增殖无直接抑制作用，提示该药物的抗肿瘤效应依赖于脑微环境中的神经元-胶质瘤相互作用。

为进一步探究左乙拉西坦作用的特异性，研究人员比较了其他抗癫痫药物，包括T型电压门控钙通道抑制剂乙琥胺（ethosuximide）和电压门控钠通道抑制剂苯妥英（phenytoin），两者对DMG移植瘤模型的肿瘤增殖均无影响。AMPA受体阻断剂吡仑帕奈（perampanel）与左乙拉西坦类似，能减少DMG移植瘤增殖并延长小鼠生存，但左乙拉西坦延长生存的效果优于吡仑帕奈。乙琥胺和苯妥英不能直接靶向突触传递，而吡仑帕奈和左乙拉西坦均为直接靶向突触传递的抗癫痫药物，这提示靶向突触传递是抗肿瘤效应的关键特征。

电生理实验揭示了左乙拉西坦的直接作用机制。在急性脑片制备中采用全细胞膜片钳记录，以高浓度Cl^?电极内液将EGABA钳制在0 mV左右，发现左乙拉西坦灌注导致DMG细胞GABA能突触后电流（postsynaptic currents, PSCs）幅度进行性下降。穿孔膜片钳记录显示，左乙拉西坦暴露30分钟以上不影响DMG细胞的EGABA（约-17.6 mV），且电流-电压（I–V）曲线不受影响，提示左乙拉西坦并非直接阻断GABA_A受体。SV2A是左乙拉西坦抗癫痫作用的主要靶点，但SV2A特异性药物布瓦西坦（brivaracetam）对DMG细胞GABA能电流无影响；在人iPS细胞来源的GABA能神经元中敲低SV2A表达（约55%蛋白水平降低）并不消除左乙拉西坦抑制胶质瘤增殖的作用。此外，在同样的低频刺激条件下，左乙拉西坦不影响健康神经元上的GABA能突触电流，也不影响神经元-神经元谷氨酸能突触电流和谷氨酸能神经元-胶质瘤突触电流。上述结果表明，左乙拉西坦经一种肿瘤选择性、非SV2A依赖的机制特异性减弱DMG中的GABA能神经元-胶质瘤突触传递。

讨论部分指出，GABA在DMG中产生去极化电流而在IDH/H3野生型HGG中不产生，这可能是左乙拉西坦效应亚型特异性的基础。既往抗癫痫药物研究未考虑肿瘤类型的特异性神经生理机制，或许解释了文献中相互矛盾的结果。该研究的局限性包括：回顾性数据样本量较小、可能存在的混杂因素（如使用左乙拉西坦的患者可能因癫痫发作而就诊，其肿瘤可能具有更强的神经趋向性）、以及需要前瞻性临床试验验证结论。研究未阐明左乙拉西坦肿瘤选择性作用的分子机制，该机制有待未来工作揭示。尽管如此，该研究首次证明常用抗癫痫药物左乙拉西坦可通过靶向DMG特有的GABA能突触发挥亚型特异性抗肿瘤效应，为DMG治疗提供了药物重定位的有力证据，并强调未来临床试验应依据DMG位置和分子亚型进行分层。研究结论为：左乙拉西坦在DMG中通过靶向GABA能神经元-胶质瘤突触传递发挥抗肿瘤作用，延长患者生存期，支持将左乙拉西坦纳入DMG治疗的进一步前瞻性临床研究。