伴海馬硬化性內(nèi)側(cè)顳葉癲癇發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展

黎銀潮， 陳樹達(dá)， 陳立毅， 秦家明， 陳傲寒綜述， 周列民，審校

伴海馬硬化性內(nèi)側(cè)顳葉癲癇是最常見的癲癇綜合征之一，發(fā)病人數(shù)日益增多，但其病因未明、發(fā)病機(jī)制仍不清楚，因此闡明其發(fā)病機(jī)制有利于對(duì)顳葉癲癇的理解，并為癲癇的早期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、診斷、預(yù)后和治療的臨床工具開發(fā)提供依據(jù)。本文主要對(duì)其基本病理組織學(xué)特征，與癲癇相關(guān)基因，及其相關(guān)的病理生理過程等方面進(jìn)行綜述。

顳葉癲癇(temporal lobe epilepsy，TLE)是指癲癇病灶位于顳葉、發(fā)作從顳葉起源的一種癲癇類型，是臨床上最常見的難治性癲癇，約占藥物難治性癲癇的60%。顳葉癲癇常常伴有海馬硬化(hippocampus sclrosis，HS)，這兩者之間存在著復(fù)雜的關(guān)系。伴海馬硬化性內(nèi)側(cè)顳葉癲癇(Mesial temporal lobe epilepsy with hippocampus sclrosis，MTLE-HS)是最常見的癲癇綜合征之一，其發(fā)病機(jī)制仍不清楚，是獲得性癲癇中常見的癲癇類型，與熱性驚厥密切相關(guān)。

1 內(nèi)側(cè)顳葉癲癇伴海馬硬化的基本病理組織學(xué)特征

從難治性癲癇患者外科切除的標(biāo)本以及尸體解剖的樣本中發(fā)現(xiàn)MTLE-HS的基本病理組織學(xué)特征主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：(1)神經(jīng)元的丟失；(2)結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性改變，如發(fā)芽、神經(jīng)形成和顆粒細(xì)胞分散；(3)膠質(zhì)細(xì)胞增生以及膠質(zhì)細(xì)胞功能改變；(4)血腦屏障完整性喪失；(5)神經(jīng)炎癥[1]。這些特征也在TLE動(dòng)物模型中得到了證實(shí)[2]。作為獲得性癲癇，MTLE-HS 發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜。中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮與抑制間的不平衡導(dǎo)致癲癇發(fā)作，其主要與離子通道神經(jīng)遞質(zhì)及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的改變有關(guān)。離子通道是體內(nèi)可興奮性組織興奮性調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)，其編碼基因多態(tài)性位點(diǎn)的改變可影響離子通道功能，從而增加癲癇的遺傳易感性。目前認(rèn)為很多人類特發(fā)性癲癇是離子通道病，即有缺陷的基因編碼有缺陷的離子通道蛋白而發(fā)病，其中鈉離子、鉀離子、鈣離子通道與癲癇相關(guān)性的研究較為明確。自從1825 在癲癇患者中發(fā)現(xiàn)了海馬硬化以后，關(guān)于海馬硬化的討論就一直持續(xù)著，海馬硬化究竟是反復(fù)驚厥的結(jié)果，還是導(dǎo)致反復(fù)驚厥的原因？目前為止仍然沒有定論[3]。主要集中在以下幾個(gè)方面：(1)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)假說：由于長時(shí)間的癇性發(fā)作或反復(fù)的癲癇發(fā)作導(dǎo)致神經(jīng)元脫失、膠質(zhì)細(xì)胞增生、中間神經(jīng)元增多和苔蘚纖維出芽，神經(jīng)元之間突觸增多或形成假突觸，從而導(dǎo)致海馬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上的重構(gòu)，進(jìn)而可能形成自發(fā)性的電活動(dòng)增多。(2)離子通道的改變，導(dǎo)致神經(jīng)元興奮性增高。(3)遺傳因素。在以上幾種假說中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)越來越受到重視[4]。目前認(rèn)為，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)可以分為兩個(gè)方面，一方面即傳統(tǒng)意義上的形態(tài)學(xué)上變化，如神經(jīng)元脫失、膠質(zhì)細(xì)胞增生和苔蘚纖維出芽等，另一方面為功能學(xué)上的變化，如海馬細(xì)胞功能蛋白分子水平的改變，而這些功能蛋白水平的改變可能會(huì)影響重構(gòu)后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自發(fā)性放電[5]。

2 與癲癇相關(guān)的遺傳基因

由于近年來連鎖分析、關(guān)聯(lián)分析對(duì)癲癇相關(guān)疾病的研究，大量與癲癇疾病相關(guān)的新生突變基因、人群易感性基因被鑒定。在各種遺傳家系中，不同臨床表現(xiàn)的家系可有相同的基因變化，而一種基因突變并不會(huì)在同一個(gè)家系的所有成員中發(fā)現(xiàn)，說明了遺傳的異質(zhì)性。目前普遍認(rèn)為TLE受遺傳因素和環(huán)境因素的共同影響。其中與癲癇有關(guān)的遺傳基因主要包括：(1)神經(jīng)元離子通道類基因(：KCNQ2、KCNQ3、KCNT1、KCNA1、SCN1A、CACNA1A 和 SCN2A 等[6]。(2)神級(jí)元遞質(zhì)受體類基因：GABRA1、GABRG2、CHRNA4和CHRNB2等[7，8]。(3)能量代謝類基因：mt-tRNA Lys 和 mt CSTB 等[9]。(4)其他基因：LGI1等[10]。SCN1A基因突變與多發(fā)性癲癇綜合征有關(guān)，患者常表現(xiàn)為長期發(fā)熱發(fā)作，但有研究回顧了2005～2010年發(fā)現(xiàn)的所有SCN1A基因突變患者的磁共振成像(MRI)表現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，50%的患者有明確或可能的顳葉硬化的表現(xiàn)，但許多人沒有長期熱性發(fā)作的病史，認(rèn)為顳葉硬化是SCN1A突變兒童常見的發(fā)現(xiàn)，這些孩子中的許多人會(huì)患有Draview綜合征，但并不是全部都會(huì)患該病[11]。這說明遺傳因素具有異質(zhì)性。

3 與伴海馬硬化性內(nèi)側(cè)顳葉性癲癇發(fā)生相關(guān)的病理生理過程

3.1 神經(jīng)肽能系統(tǒng)改變 與抑制性神經(jīng)元共存的神經(jīng)肽Y(neuropeptide Y；NPY)，儲(chǔ)存在大而致密的囊泡中，半衰期比神經(jīng)遞質(zhì)更長，能夠在較長的時(shí)間內(nèi)調(diào)節(jié)神經(jīng)元或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[12]。神經(jīng)肽Y、生長抑素、甘丙肽和強(qiáng)啡肽具有內(nèi)源性抗驚厥作用，對(duì)癲癇有保護(hù)作用，而P物質(zhì)具有促癲癇作用。許多神經(jīng)肽，尤其是NPY在海馬結(jié)構(gòu)中高表達(dá)[4]。有實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)癲癇發(fā)作后NPY和生長抑素的釋放和增強(qiáng)合成[13]。在正常海馬，NPY常在 CA4門部表達(dá)，其表達(dá)細(xì)胞外分子層有密集的軸突叢，與顆粒細(xì)胞樹突形成突觸[14]。在HS中，觀察到NPY神經(jīng)元的丟失和NPY軸突的廣泛發(fā)芽和串珠，延伸到顆粒細(xì)胞層并進(jìn)入分子層[15]。這種NPY發(fā)芽通常與苔蘚纖維發(fā)芽相關(guān)，并被認(rèn)為其是通過這些復(fù)發(fā)性苔蘚側(cè)枝阻斷顆粒細(xì)胞同步化而起作用的[16]。近年有研究表明，利用重組腺相關(guān)病毒載體誘導(dǎo)海馬NPY過度表達(dá)的基因治療能夠降低慢性癲癇大鼠的自發(fā)癲癇發(fā)作，并抑制癲癇的進(jìn)展，被認(rèn)為是一種很有前途的新治療策略[17]。此外，NPY還可以調(diào)節(jié)海馬的神經(jīng)生成，這表明NPY除了可以調(diào)節(jié)癲癇發(fā)作外，還可能影響癲癇患者的認(rèn)知功能[18]。甘丙肽是一種由29個(gè)氨基酸組成的小肽，在鄰近的杏仁核中含量較高[12]。它在海馬中的作用是由受體GalR1和GalR2 介導(dǎo)的，受體GalR1和GalR2對(duì)谷氨酸傳遞具有突觸前抑制作用，被認(rèn)為是另一個(gè)有前途的治療靶點(diǎn)[19]。與其他神經(jīng)肽相比，對(duì)于人HS組織中甘丙氨肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改變和受體表達(dá)的研究較少。P物質(zhì)已被證明具有促進(jìn)癲癇的作用，在癲癇狀態(tài)下表達(dá)增加[12]。這些研究都加強(qiáng)了神經(jīng)肽能系統(tǒng)在HS中的重要作用；作為內(nèi)源性神經(jīng)調(diào)節(jié)劑和一種潛在的新的治療選擇，這些系統(tǒng)，包括合成神經(jīng)元及其受體的分布，有可能在未來得到更廣泛的研究。

3.2 苔蘚纖維發(fā)芽 苔蘚纖維發(fā)芽是大腦發(fā)育過程中一個(gè)常見的表現(xiàn)，但在癲癇發(fā)作的成年組織中也發(fā)現(xiàn)了苔蘚纖維發(fā)芽。這種可塑性可能主要表現(xiàn)為對(duì)海馬神經(jīng)元喪失的修復(fù)反應(yīng)，但最終可能促進(jìn)癲癇的發(fā)生[20]。苔蘚纖維發(fā)芽被認(rèn)為是HS反復(fù)發(fā)作的關(guān)鍵因素。在正常情況下，只有不到1%苔蘚纖維具有進(jìn)入分子層的軸突分支，但在HS中，苔蘚纖維側(cè)枝廣泛地投射到齒狀回的分子層中，在分子層內(nèi)與頂端樹突和顆粒細(xì)胞棘形成興奮性突觸，實(shí)質(zhì)上創(chuàng)造了一個(gè)局部的‘短路’，能夠促使神經(jīng)元同步化，此過程被認(rèn)為是由海馬癲癇活動(dòng)和神經(jīng)元丟失引起的[21]。另外，雷帕霉素(mTOR)通路的激活啟動(dòng)或促進(jìn)苔蘚纖維發(fā)芽研究表明雷帕霉素可減少發(fā)芽和癲癇發(fā)作，這為臨床提供了一種新的治療方法[22]。此外，在伴有海馬硬化的老年癲癇患者的尸檢中發(fā)現(xiàn)，即使癲癇活動(dòng)自發(fā)停止許多年，發(fā)芽仍然持續(xù)[23]。這些研究結(jié)果多少與苔蘚纖維發(fā)芽在海馬癲癇發(fā)生中起到關(guān)鍵作用的結(jié)論相悖。因此，雖然苔蘚纖維發(fā)芽是癲癇中HS的標(biāo)志性病理特征，但是苔蘚纖維發(fā)芽在海馬癲癇發(fā)生是否起到關(guān)鍵作用仍有待考證。

3.3 神經(jīng)元的丟失 癲癇發(fā)作引起的神經(jīng)元損傷及丟失，主要是由于興奮性毒性、谷氨酸能神經(jīng)遞質(zhì)的傳遞、過量的Na和Ca2+，導(dǎo)致滲透壓升高和細(xì)胞自由基的產(chǎn)生，最終導(dǎo)致神經(jīng)元壞死[24]。在分子水平也發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性和外源性途徑介導(dǎo)的凋亡途徑影響海馬神經(jīng)元的丟失[25]。在HS的尸檢標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)凋亡神經(jīng)元能夠誘導(dǎo)缺氧誘導(dǎo)因子1α和血管內(nèi)皮生長因子的形成，這提示HIF-1α的表達(dá)與海馬細(xì)胞凋亡有關(guān)，也反映HIF-1α是癲癇發(fā)生的重要影響因素[26]。

3.4 神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生 神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生是HS的一個(gè)顯著特征，在HS患者中發(fā)現(xiàn)CA1區(qū)的慢性纖維性膠質(zhì)細(xì)胞和齒狀回的放射狀膠質(zhì)細(xì)胞增多[27]。少數(shù)HS病例還發(fā)現(xiàn)，在齒狀回中有CD 34陽性的‘球囊細(xì)胞’樣星形膠質(zhì)細(xì)胞，局灶性皮質(zhì)發(fā)育不良的患者中常觀察到此類細(xì)胞，這些星形膠質(zhì)細(xì)胞與齒狀門明顯稀疏有關(guān)，在非皰疹性邊緣腦炎后的HS也發(fā)現(xiàn)此類細(xì)胞增加，這表明癲癇中HS的病因不同[28]。

3.5 血腦屏障功能障礙 已有研究報(bào)道癲癇患者中的血管結(jié)構(gòu)異常，包括微血管增生，血管內(nèi)皮生長因子受體的表達(dá)和血腦屏障完整性的喪失[29]。血管中包括IgG和白蛋白在內(nèi)的蛋白質(zhì)的滲漏被認(rèn)為可能是癲癇患者神經(jīng)元功能障礙的原因之一[30]。值得注意的是，血腦屏障上的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(如p-糖蛋白和多藥耐藥相關(guān)蛋白)的過度表達(dá)與HS的治療失敗有關(guān)，這是因?yàn)槠浯龠M(jìn)了藥物的外流，并阻止抗癲癇藥物到達(dá)其靶神經(jīng)元[31]。

3.6 神經(jīng)炎癥 在IL-1β和IL-1受體在星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元的上調(diào)以及細(xì)胞間粘附分子1和激肽釋放酶在膠質(zhì)細(xì)胞中的表達(dá)都支持天然免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)在MTLE-HS的激活[32]。有研究發(fā)現(xiàn)炎癥反應(yīng)能夠誘發(fā)癲癇的發(fā)作以及增加發(fā)作的頻率[33]。值得注意的是，在海馬區(qū)看到局部的活動(dòng)性或慢性炎癥是與先前的侵入深度電極記錄相關(guān)的。然而，在HS標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)存在著更顯著的、更廣泛的炎癥，這能夠發(fā)現(xiàn)潛在的或先前的邊緣性腦炎以及自身免疫，在成人發(fā)作性癲癇病例中更具顯著性[34]。關(guān)于HS中潛在的病毒感染的研究，Theodore在一組HS/TLE病例中發(fā)現(xiàn)了人類皰疹病毒6型感染，而在另一組病例中，僅在有邊緣性腦炎病史的患者中發(fā)現(xiàn)感染[35]。這些研究表明神經(jīng)性炎癥在成人的MTLE發(fā)揮著重要作用?？乖軌蛱禺愋缘亟Y(jié)合抗體，因此其除了在疾病相關(guān)性預(yù)測方面有重要作用外，在診斷方面更具有重要的臨床意義。在各種類型的邊緣葉腦炎的診斷中，細(xì)胞表面抗原和胞內(nèi)抗原發(fā)揮著重要的臨床作用。有研究表明，致癇性腦炎與Hu、Ma2和谷氨酸脫羧酶等抗原密切相關(guān)，這主要是由于T淋巴細(xì)胞通過靶向海馬神經(jīng)元介導(dǎo)細(xì)胞毒性作用。這種T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)毒性效應(yīng)與患者腦結(jié)構(gòu)的進(jìn)行性萎縮具有一致性[36]。另外，還有一種引起神經(jīng)元過度興奮的機(jī)制是通過IgG抗體交聯(lián)后，NMDA受體內(nèi)化[37]。盡管抗NMDA受體和抗AMPA受體的抗體通常與原發(fā)性腫瘤或畸胎瘤密切相關(guān)，但谷氨酸脫羧酶靶向抗體卻并非如此。研究發(fā)現(xiàn)，與其他跟細(xì)胞內(nèi)靶表位的抗體(例如谷氨酸脫羧酶靶向抗體)相關(guān)的各種疾病相比較，免疫療法對(duì)與表面結(jié)構(gòu)抗體相關(guān)的癲癇有更確切的療效[38]。目前存在大量的邊緣葉腦炎患者，卻仍沒有發(fā)現(xiàn)致病性抗體，因此發(fā)現(xiàn)更多的新的抗原/抗體組合有著重要的臨床意義。

3.7 表觀遺傳調(diào)控 腦損傷后的表觀遺傳動(dòng)力學(xué)在觸發(fā)大量異?；虻谋磉_(dá)及抗癲癇藥物干擾表觀遺傳學(xué)上發(fā)揮著重要作用，比如丙戊酸，可以部分地通過阻斷癲癇導(dǎo)致的神經(jīng)形成的機(jī)制而發(fā)揮作用[39]。有趣的是，有研究觀察到reelin啟動(dòng)子甲基化與人內(nèi)側(cè)顳葉癲癇標(biāo)本中顆粒細(xì)胞的離散度相關(guān)，這提示reelin信號(hào)在癲癇狀態(tài)的海馬異常結(jié)構(gòu)重組中起著重要作用[40]。最近在一種慢性MTLE大鼠模型中的大規(guī)模平行測序發(fā)現(xiàn)，通過對(duì)同一動(dòng)物和組織標(biāo)本進(jìn)行mRNA測序，異常甲基化情況與基因表達(dá)變化呈負(fù)相關(guān)。這些數(shù)據(jù)在某種程度上對(duì)治療具有實(shí)質(zhì)性的意義，即生酮的高脂飲食與低碳水化合物的飲食能夠減緩癲癇的進(jìn)展并拮抗DNA甲基化介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄改變[41]。

3.8 遺傳易感性 家族性MTLE是MTLE的一個(gè)亞組，大多數(shù)患者預(yù)后良好，在一些家庭中，大部分成員在短暫的癲癇發(fā)作后都有良好的發(fā)作控制或緩解。然而，也有部分家族性MTLE患者癲癇控制不良，需要外科治療。雖然在難治性癲癇發(fā)作中，HS的磁共振成像征象(包括海馬萎縮和高信號(hào)T2信號(hào))更為常見和顯著，但這些改變?cè)谂R床結(jié)果良好的患者，甚至在無癥狀的家庭成員中也有觀察到[42]。這些跡象表明，遺傳因素在家族性MTLE患者中HS的發(fā)生中起著重要作用。雖然遺傳模式為常染色體不完全顯性，但有家族性MTLE的遺傳背景并不意味著MRI上有更廣泛的結(jié)構(gòu)異常。家族性MTLE患者及無癥狀家庭成員中HS的存在表明海馬異常本身可能存在遺傳性，卻不一定導(dǎo)致癲癇[42]。從家族性MTLE手術(shù)標(biāo)本中看到HS典型的病理表現(xiàn)：CA1、CA3和CA4選擇性神經(jīng)元丟失，CA2相對(duì)保存，杏仁核和海馬旁區(qū)受累程度不同。最有可能的解釋是，家族性MTLE有一個(gè)導(dǎo)致海馬異常的主要基因，該表型可能被其他遺傳和環(huán)境因素所干擾，包括已知和未知的原發(fā)性腦損傷[43]。雖然非家族性或散發(fā)性HS的遺傳易感性基因尚未明確，但有研究發(fā)現(xiàn)ApoEε4基因與雙側(cè)HS的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)[44]。

4 展 望

目前尚無一種機(jī)制能夠完美解釋MTLE-HS的發(fā)病機(jī)制，上述各種發(fā)病機(jī)制也并非單獨(dú)存在，有些機(jī)制在疾病的發(fā)生發(fā)展中相互影響，相互作用，因此需要進(jìn)一步的探索MTLE-HS的發(fā)病機(jī)制。這些多發(fā)病機(jī)制表明MTLE-HS是一種多因素的疾病模式，越來越多的證據(jù)表明，癲癇中的HS在許多方面是異質(zhì)性的，包括其病因、遺傳學(xué)、表觀遺傳學(xué)、所涉及的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)元丟失的模式以及對(duì)藥物和外科治療的反應(yīng)等方面。癲癇基因和易感基因逐漸被發(fā)現(xiàn)，有關(guān)基因的研究技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)癲癇疾病的遺傳基礎(chǔ)深入了解，使遺傳咨詢能夠提供更多的信息給癲癇患者的個(gè)體化診斷治療，患者的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測和患者家庭成員的患病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測。由于不同癲癇患者的發(fā)病機(jī)制異質(zhì)性很大，給癲癇突變基因的發(fā)現(xiàn)也帶來了很大的困難，能否發(fā)現(xiàn)癲癇發(fā)病共同的作用通路或機(jī)制，還需要進(jìn)一步研究。另外神經(jīng)病理學(xué)和基于組織的研究對(duì)診斷和預(yù)后生物標(biāo)記物指標(biāo)的發(fā)現(xiàn)具有重要意義，進(jìn)一步的探索MTLE-HS的神經(jīng)病理以及生物標(biāo)記物有利于加深我們對(duì)病因的認(rèn)識(shí)，并對(duì)預(yù)防這種疾病病理的發(fā)生提供依據(jù)。相信隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展，各種新技術(shù)的日益成熟等，癲癇的機(jī)制在不久的將來一定會(huì)完全闡明。