難治性癲癇發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展

錢哲+黃建敏

【關(guān)鍵詞】癲癇；難治性；發(fā)病機(jī)制

中圖分類號：R742.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2016.04.022

癲癇是神經(jīng)元異常過分放電引起短暫性腦功能失調(diào)為特征的慢性腦部疾病，盡管近年來在癲癇藥物治療方面的研究取得巨大進(jìn)步，開發(fā)很多抗癲癇新藥，絕大多數(shù)癲癇患者能夠被治愈，但是還有約25%的癲癇患者對抗癲癇藥物（antiepileptic drugs，AEDs）耐藥，發(fā)展為難治性癲癇（refractory epilepsy，RE）[1]。原因在于對RE發(fā)病機(jī)制尚不明確，只是存在一些猜想或假說。由于其對藥物反應(yīng)性差，發(fā)病難以控制，常會對患者造成智能、神經(jīng)功能的損害，對患者的生活、工作產(chǎn)生了嚴(yán)重的困擾，嚴(yán)重威脅了患者的身體健康和生活質(zhì)量，已經(jīng)成為危害公共健康的一個主要疾病。因此深入了解RE的發(fā)病機(jī)制對其有效治療非常必要。筆者就與RE發(fā)病機(jī)制相關(guān)的疾病本質(zhì)嚴(yán)重性學(xué)說、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重建學(xué)說、藥物靶點(diǎn)學(xué)說、多藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體學(xué)說等研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1疾病本質(zhì)嚴(yán)重性學(xué)說

近年來對RE發(fā)病機(jī)制研究取得長足進(jìn)展，但是尚無任何一種學(xué)說能完全解釋難治性問題，提示這些學(xué)說或多或少存在一些不足，因此，有學(xué)者提出了“疾病本質(zhì)假說”，考慮癲癇的嚴(yán)重性和疾病的特性有關(guān)。主張難治性根源在于疾病自身的嚴(yán)重程度[2]。如腦皮質(zhì)發(fā)育不良、腦囊蟲病及各種腦炎后繼發(fā)性癲癇，因疾病本身的嚴(yán)重性，直接決定了該癲癇的難治性。認(rèn)為臨床癲癇發(fā)作控制不佳并不是由特殊的發(fā)病機(jī)制導(dǎo)致耐藥，而是疾病本身就具有嚴(yán)重性。臨床發(fā)現(xiàn)預(yù)后較好的伴中央顳區(qū)棘波的兒童良性癲癇（benign childhood epilepsy with centrotemporal spikes，BECT）與預(yù)后較差的不典型兒童良性局部性癲癇（atypical benign partial epilepsy，ABPE）相比較，經(jīng)正規(guī)抗癲癇治療，預(yù)后完全不同，BECT預(yù)后良好，ABPE難以控制，神經(jīng)解剖學(xué)發(fā)現(xiàn)兩者病理類型不同，提示疾病本身的病因?qū)W、病理性質(zhì)改變決定嚴(yán)重性。Loscher等[3]通過使用血緣關(guān)系較遠(yuǎn)的大鼠進(jìn)行癲癇造模，發(fā)現(xiàn)兩組大鼠癲癇發(fā)作的嚴(yán)重程度、對AEDs反應(yīng)性有明顯的差異，據(jù)此推斷遺傳基因直接決定了癲癇嚴(yán)重性。除此之外，Bankstahl等[4]通過大鼠實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)盡管不同大鼠癲癇發(fā)作的嚴(yán)重程度不一樣，但發(fā)作頻率卻基本一樣，也正是這一點(diǎn)，令筆者對目前按照發(fā)作頻率來評定癲癇嚴(yán)重性的方法存在偏頗。因此RE嚴(yán)重性不能單純地用發(fā)作頻率來界定，諸如神經(jīng)細(xì)胞損傷類型、嚴(yán)重程度、發(fā)作類型、并發(fā)癥、病因、神經(jīng)電生理等，但是目前未見這樣綜合多因素評估癲癇嚴(yán)重程度的評分標(biāo)準(zhǔn)。基于疾病本質(zhì)假說，我們可以建立衡量癲癇嚴(yán)重性的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，力求尋找導(dǎo)致癲癇嚴(yán)重性的因素，繼而制定新型治療措施加以制約，可能成為RE治療的新策略。

2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重建學(xué)說

正常生理情況下，大腦齒狀回苔蘚纖維，即顆粒細(xì)胞的軸突，只會投射到唯一板層，以單突觸形式與其他神經(jīng)元聯(lián)系，組成精密的特定結(jié)構(gòu)，這種齒狀回顆粒細(xì)胞具有阻滯癇樣放電的功能。在對癲癇持續(xù)狀態(tài)大鼠模型海馬的研究中，發(fā)現(xiàn)一方面原有苔蘚纖維發(fā)生離斷，另一方面新鮮苔蘚纖維出芽（mossy fiber sprouting，MFS）、回返形成了跨越多個板層的異常神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。通過運(yùn)用特定的染色標(biāo)記方法，對RE患者病灶標(biāo)本中苔蘚纖維染色，Buckmaster等[5]發(fā)現(xiàn)齒狀回組織中有著較多MFS，并且與腦內(nèi)其他神經(jīng)元形成回返，以多突觸聯(lián)系形成異常神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。對RE患者腦組織手術(shù)切片觀察發(fā)現(xiàn)苔蘚纖維芽孢甚至可深入海馬齒狀回的外分子層，和其周邊神經(jīng)元形成異常的突出聯(lián)系，異常主要體現(xiàn)在形成的突觸為非對稱性突觸（興奮性突觸的特征）[6]。這些研究結(jié)果表明RE患者存在大量神經(jīng)元突觸重建，形成回返性異常神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，因此近年來神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重建與RE的關(guān)聯(lián)性受到了許多學(xué)者的重視。該學(xué)說認(rèn)為在各種病因的作用下（如基因、神經(jīng)遞質(zhì)等），導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞變性壞死，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞異常增生，部分神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞沿殘留神經(jīng)元方向異常增生形成異常突觸聯(lián)系，形成異常神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生以興奮性為主的病理性神經(jīng)環(huán)路，使癲癇敏感性增強(qiáng)，同時可避開AEDs作用，發(fā)展為RE[7]。研究發(fā)現(xiàn)，RE患者及動物的癲癇灶內(nèi)齒狀回顆粒細(xì)胞存在大量 MFS，并且以回返形式與腦內(nèi)神經(jīng)元形成多突觸聯(lián)系，形成興奮性為主異常神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，增加癲癇敏感性，誘導(dǎo)自發(fā)性癲癇發(fā)作[8～9]。正常情況大腦齒狀回顆粒細(xì)胞不會產(chǎn)生MFS并且具有阻止癲癇放電的海馬傳導(dǎo)性功能，在病理情況下可以產(chǎn)生MFS，促進(jìn)海馬產(chǎn)生回返性興奮及增加齒狀回顆粒細(xì)胞的同步化放電，提高癲癇發(fā)作的敏感性。這些研究表明在興奮性多突觸聯(lián)系的異常神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形成過程中，齒狀回顆粒細(xì)胞對形成MFS起著關(guān)鍵作用，直接導(dǎo)致癲癇敏感性增加容易反復(fù)發(fā)作及耐藥[9]。因此，在癲癇發(fā)生發(fā)展過程中阻斷 MFS的產(chǎn)生，減少異常神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形成從而降低癲癇的敏感性，可能成為治療RE的新方法。

3藥物作用靶點(diǎn)學(xué)說

AEDs必須作用于腦內(nèi)分子物質(zhì)特定靶點(diǎn)才能發(fā)揮抗癲癇作用，如電壓門控式鈉離子通道、鉀離子通道、鈣離子通道、氯離子通道、神經(jīng)遞質(zhì)受體及相關(guān)酶等。這些作用靶點(diǎn)的分子結(jié)構(gòu)、位置、功能變化將導(dǎo)致對AEDs結(jié)合性及敏感性異常，致使AEDs難以像在正常患者體內(nèi)那樣結(jié)合并產(chǎn)生應(yīng)有的抗癲癇作用，進(jìn)而表現(xiàn)為RE，這就是藥物作用靶點(diǎn)學(xué)說的RE發(fā)病機(jī)制所在。這種變化可以是先天性的遺傳基因決定，也可以是癲癇發(fā)作、藥物治療后獲得[10]。目前已證實(shí)，海馬區(qū)神經(jīng)元的電壓門控性鈉離子通道作為一線AEDs（卡馬西平、拉莫三嗪、丙戊酸鈉、苯妥英鈉等）的主要作用靶點(diǎn)，是由α亞基和輔助β亞基構(gòu)成的復(fù)合體，α亞基的編碼基因共9個，其中在中樞神經(jīng)系統(tǒng)表達(dá)較為活躍的是基因SCN1A、SCN2A、SCN3A、SCN8A，4個基因位點(diǎn)。國內(nèi)外學(xué)者利用基因定位克隆等技術(shù)對這些基因研究，發(fā)現(xiàn)SCN1A、SCN2A、SCN3A及SCN1B突變與多種類型特發(fā)性癲癇有關(guān)，可作為癲癇發(fā)病的易感候選基因。國內(nèi)學(xué)者趙晰等人[11]通過對SCN1A 基因多態(tài)性與卡馬西平治療兒童癲癇療效的關(guān)系研究，發(fā)現(xiàn) SCN1A IVS5N+5G>A 基因多態(tài)性與卡馬西平耐藥性癲癇有關(guān)，提示SCN1A IVS5N+5G>A 基因突變可能通過改變鈉通道蛋白的表達(dá)，使得卡馬西平作用靶點(diǎn)功能下降， 從而導(dǎo)致卡馬西平治療無效或者有效治療劑量的改變。國外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，SCN1A IVS5N+5G>A 突變純合子需要更高的卡馬西平劑量治療，或治療無效[12]，對漢族癲癇患者研究發(fā)現(xiàn)， SCN1A 基因第 5 外顯子的 SNPrs3812718 的點(diǎn)突變可以造成卡馬西平治療上的個體差異，差異在亞洲人中更為明顯[13]。這些研究結(jié)果表明鈉離子通道基因突變不僅在癲癇發(fā)病中起重要的作用，同時也是參與藥物抵抗性癲癇形成的主要機(jī)制。對毛果蕓香堿癲癇大鼠模型研究發(fā)現(xiàn)β1 亞基突變使海馬齒狀回顆粒細(xì)胞鈉離子通道的β亞基表達(dá)下調(diào)，影響苯妥英鈉對電壓門控性鈉離子通道的正常作用，導(dǎo)致其抑制作用的缺失。同時，構(gòu)成鈉離子通道亞基發(fā)生了結(jié)構(gòu)性變化可使該通道對AEDs 敏感性下降，導(dǎo)致癲癇耐藥。而癲癇的反復(fù)發(fā)作可以直接從轉(zhuǎn)錄層面影響電壓門控性鈉離子通道的表達(dá)，導(dǎo)致RE的發(fā)生。由此可見，癲癇耐藥與患者先天存在或后天獲得的電壓門控性鈉離子通道的分子結(jié)構(gòu)和功能改變有關(guān)。

4多藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體學(xué)說

血腦屏障（bloodbrain barrier，BBB）是腦脊液和血液循環(huán)之間的一種屏障結(jié)構(gòu)，對防止毒物等外源性物質(zhì)進(jìn)入大腦具有重要的作用，AEDs必須透過BBB才能發(fā)揮治療作用。在BBB上有多種多藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體，其功能是阻止有害毒性分子進(jìn)入腦脊液循環(huán)。P糖蛋白（Pglycoprotein，Pgp）、多藥耐藥蛋白（multidrug resistance associated protein，MRP）及穹隆蛋白（major vault protein，MVP）等多藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體與AEDs的轉(zhuǎn)運(yùn)密切相關(guān)[14]，在癲癇患者腦組織中過度表達(dá)，阻止AEDs透過 BBB 到達(dá)腦組織，使得腦內(nèi)有效的藥物濃度降低，導(dǎo)致癲癇患者耐藥，但引起這些多藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體上調(diào)的具體機(jī)制目前還不清楚。Pgp是由多耐藥基因（multidrug resistance gene，MDR）所編碼的ATP結(jié)合跨膜糖蛋白，能將藥物主動轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞。Tishler等于1995年證實(shí)，MDR在顳葉癲癇（temporal lobe epilepsy，TLE）患者腦組織中表達(dá)增強(qiáng)，Pgp在 BBB上的表達(dá)增多，造成BBB屏障功能增強(qiáng)，限制了AEDs進(jìn)入腦實(shí)質(zhì)，使腦內(nèi)有效治療量減少，最終導(dǎo)致RE發(fā)生。隨后有學(xué)者應(yīng)用正電子發(fā)射斷層掃描技術(shù)（Positron Emission Tomography，PET）再次證實(shí)了Pgp于TLE患者的海馬部位活性明顯升高[15]。這些實(shí)驗(yàn)證實(shí)Pgp 過表達(dá)可降低腦內(nèi)AEDs濃度。近年來，通過基因敲除技術(shù)，沉默MDR后，可提升AEDs腦內(nèi)血藥濃度?；A(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)，Pgp 抑制劑維拉帕米可增加卡馬西平和苯妥英鈉的腦內(nèi)含量，臨床上發(fā)現(xiàn)RE患者使用維拉帕米輔助治療后，癲癇發(fā)作頻率及發(fā)作程度明顯減少，臨床效果顯著[16]。為此認(rèn)為，RE耐藥性與癲癇患者腦Pgp過度表達(dá)密切相關(guān)。MRP 是一類ATP結(jié)合蛋白超家族，其中包括從MRP1到MRP12，雖然在結(jié)構(gòu)上和Pgp的同源性不大，卻與其有著極其相似的功能。MRPl為能量依賴性藥物外輸出泵的多藥轉(zhuǎn)運(yùn)體，正常情況下，參與血腦屏障和血腦脊液的保護(hù)，阻止各種外源性物質(zhì)進(jìn)入腦組織。有學(xué)者對難治性癲癇患者病灶手術(shù)切除標(biāo)本進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)病灶部位星形膠質(zhì)細(xì)胞存在MRPl高表達(dá)[17]。Sisodiya等[18]利用免疫組化和蛋白印跡分析技術(shù)，對神經(jīng)上皮瘤、局部皮質(zhì)發(fā)育不良和海馬硬化的病灶組織進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)容易導(dǎo)致難治性癲癇的這3種疾病的星形膠質(zhì)細(xì)胞都有MRPl過度表達(dá)，而且在損傷的血管周圍最明顯。由此推測，在RE患者病灶組織內(nèi)MRPl等轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白的過度表達(dá)，導(dǎo)致病灶組織屏障功能增強(qiáng)，降低了AEDs濃度，從而減弱了它們的抗癲癇效應(yīng)。最新研究表明，MRP家族中，MRP2、MRP5具有調(diào)節(jié)AEDs腦內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的功能[19]，可能也是一種 RE的耐藥機(jī)制。MVP是穹隆核蛋白的主要成分，其基酸序列與肺耐藥相關(guān)蛋白具有相似性，正常情況下腦內(nèi)星形膠質(zhì)細(xì)胞很少表達(dá)MVP。研究發(fā)現(xiàn)，在很多耐藥的癌細(xì)胞株中，甚至一些不存在Pgp表達(dá)的耐藥細(xì)胞中，都有著不同程度的MVP過度表達(dá)[20]。穹隆核蛋白結(jié)構(gòu)類似桶狀，具有通過吞吐作用將藥物從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞外的功能，從而減少細(xì)胞內(nèi)的藥物濃度。有學(xué)者對引起耐藥性癲癇的神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，病灶組織中神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞均有MVP的高表達(dá)，免疫反應(yīng)呈強(qiáng)陽性，而正常大腦組織中膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元細(xì)胞上幾乎檢測不到MVP的表達(dá)，為此推測RE患者耐藥發(fā)生與MVP的表達(dá)上調(diào)有關(guān)。

5展望

RE發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜，不僅存在先天性，也可以是后天獲得，與很多因素有關(guān)，目前尚沒有一種學(xué)說能完全解釋其難治性問題，因此，有關(guān)RE發(fā)病機(jī)制有待進(jìn)一步深入研究。而目前絕大多數(shù)AEDs只是簡單地從興奮傳導(dǎo)的過程去發(fā)揮作用，而作為癲癇治療根本的病理生理、產(chǎn)生機(jī)制等卻沒有涉及。因此，盡快明確癲癇的產(chǎn)生機(jī)制，結(jié)合疾病本身病理生理過程，制定新型治療措施，是RE治療關(guān)鍵所在。

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（收稿日期：2016-07-06修回日期：2016-08-20）

（編輯：梁明佩）