3D-ASL灌注成像和血清Hcy、NPY水平與癲癇患者病情及認(rèn)知功能的相關(guān)性探究

丁芳芳，楊素君，高云云，王巍巍

邯鄲市中心醫(yī)院，河北 邯鄲 056000

癲癇是臨床第二常見(jiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，長(zhǎng)期癲癇發(fā)作可嚴(yán)重?fù)p害患者意識(shí)狀態(tài)及認(rèn)知功能。國(guó)外資料顯示，30.0%～40.0%癲癇患者可能合并認(rèn)知功能障礙[1]，而國(guó)內(nèi)也有研究認(rèn)為，成人癲癇患者智商低于臨界值者占29.6%，其中智力受損者占19.7%[2]。正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)、單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(SPECT)技術(shù)等是目前癲癇診斷常用手段，但其需注射造影劑，可引發(fā)放射輻射損傷，在臨床應(yīng)用中受到一定限制。三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)(3D-ASL)灌注成像的出現(xiàn)能有效克服上述不足，現(xiàn)已逐漸應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)。另外，現(xiàn)代神經(jīng)生物學(xué)研究表明，神經(jīng)元凋亡及炎癥反應(yīng)是誘導(dǎo)癲癇反復(fù)發(fā)作的重要病理因素[3]，而同型半胱氨酸(Hcy)可通過(guò)多種途徑調(diào)控細(xì)胞因子分泌及細(xì)胞凋亡；神經(jīng)肽(NPY)在海馬神經(jīng)元放電生理過(guò)程中具有重要價(jià)值。然而既往臨床研究多側(cè)重于3D-ASL灌注成像、血清Hcy、NPY在癲癇反復(fù)發(fā)作中的診斷價(jià)值，較少研究其與癲癇患者認(rèn)知功能障礙發(fā)生的關(guān)系。為此，本研究嘗試綜合分析上述三者與癲癇病情程度、認(rèn)知功能的相關(guān)性。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選取2016年1月～2018年1月于我院就診的108例癲癇發(fā)作患者作為研究組，其中男62例、女46例，年齡20～35歲，平均(26.64±3.27)歲；納入同期82例健康體檢者，設(shè)為對(duì)照組，其中男47例、女35例，年齡19～37歲，平均(26.83±3.58)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)研究組均經(jīng)臨床診斷和腦電圖、CT、磁共振成像等影像學(xué)檢查，證實(shí)為癲癇；(2)對(duì)照組無(wú)癲癇史、先天性或后天性中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病史、腦外傷、腦血管意外等及各種腦部器質(zhì)性疾患；(3)本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批同意，所有研究對(duì)象均簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染、顱內(nèi)占位性病變者；(2)進(jìn)行性神經(jīng)損傷所致遲發(fā)性腦病者；(3)急慢性腦血管疾病者；(4)既往有顱腦手術(shù)史、頭部嚴(yán)重創(chuàng)傷史者；(5)經(jīng)頭顱磁共振成像、CT等影像學(xué)檢查結(jié)果顯示除海馬硬化外伴有明顯結(jié)構(gòu)性異常者；(6)存在3D-ASL灌注成像檢查禁忌者；(7)阿爾茲海默癥或精神行為異常者。

入院后，通過(guò)仔細(xì)查閱患者病歷資料，設(shè)計(jì)臨床研究表，調(diào)查癲癇發(fā)作患者發(fā)作類型、發(fā)作頻率、癇性放電、發(fā)作持續(xù)時(shí)間、用藥種類、癲癇家族史、癲癇持續(xù)史、受教育程度等基線資料。

1.2 方法

1.2.13D-ASL灌注成像檢查

(1)主要儀器及檢查前準(zhǔn)備。應(yīng)用3.0T HDxt型超導(dǎo)磁共振掃描儀(購(gòu)自美國(guó)GE公司)。清除所有研究對(duì)象身上手機(jī)、項(xiàng)鏈、皮帶等金屬性物質(zhì)，并以海綿墊固定頭部，保持頭部制動(dòng)以減少圖像運(yùn)動(dòng)偽影，并以軟耳塞塞住外耳以減少噪音，掃描范圍囊括整個(gè)大腦。

(2)掃描序列。①常規(guī)T2-FLAIR：運(yùn)用反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速自旋回波序列，層厚5 mm，層距1.5 mm，重復(fù)時(shí)間/回波時(shí)間(TR/TE)為7800 ms/165 ms，TI為2100 ms，矩陣288×224，視野(FOV)240 mm×240 mm，激勵(lì)次數(shù)(NEX)1次，采集20層，掃描110 s。定位線平行于前后聯(lián)合連線。②三維MR顱腦容積成像(3D-BRAVO)序列：運(yùn)用3D擾相梯度回波序列，層厚1.0 mm，層距0.0 mm，TI為450.0 ms，TR/TE為7.8 ms/3.0 ms，F(xiàn)lip angle為15°，F(xiàn)OV為256 mm×256 mm，采集146層，掃描208 s。③ASL功能像：運(yùn)用3D-PCASL技術(shù)，層厚4.0 mm，層距0.0 mm，TR/TE為4599 ms/9.8 ms，TI為1525 ms，F(xiàn)OV為256 mm×256 mm，F(xiàn)lip angle為90°，采集36層，掃描267 s。

(3)圖像分析。預(yù)處理掃描所得腦灌注功能圖像，并應(yīng)用Dcm2AsiszImg轉(zhuǎn)換軟件轉(zhuǎn)換原始圖像格式。為消除同個(gè)體大腦形態(tài)、大小等差異，保證腦圖中同一像素解剖位置相同，選取蒙特利爾神經(jīng)研究院的152人類標(biāo)準(zhǔn)腦圖譜為標(biāo)準(zhǔn)模板，將配準(zhǔn)數(shù)據(jù)寫入腦血流量(CBF)參數(shù)，并轉(zhuǎn)換CBF數(shù)據(jù)至標(biāo)準(zhǔn)腦空間，采用6 mm半高全寬高斯核實(shí)施平滑處理。

1.2.2血清指標(biāo)檢測(cè)

空腹取6 mL靜脈血，3000 r/min離心12 min(離心半徑10 cm)，分離取血清，置于-70 ℃低溫保存。采用全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)血清Hcy和NPY水平，儀器及配套試劑盒均購(gòu)自瑞士羅氏公司，上述檢測(cè)均嚴(yán)格按照儀器及試劑盒說(shuō)明書操作。

1.3 觀察指標(biāo)

(1)比較兩組患者的CBF、血清Hcy和NPY水平以及認(rèn)知功能，其中認(rèn)知功能采用簡(jiǎn)易智能精神狀態(tài)檢查量表(mini-mental state examination，MMSE)進(jìn)行評(píng)估，總計(jì)0～30分，其中MMSE評(píng)分≥21分為輕度；MMSE評(píng)分10～20分為中度；MMSE評(píng)分≤9分為重度。

(2)比較研究組不同病情程度(癲癇發(fā)作類型、腦電圖特征)患者的CBF、Hcy、NPY水平。其中腦電圖特征采用16導(dǎo)聯(lián)動(dòng)態(tài)腦電圖儀(型號(hào)：CMS4000型，購(gòu)自上海晚成醫(yī)療器械有限公司)進(jìn)行檢測(cè)，其中α節(jié)律不穩(wěn)定或不規(guī)則，未出現(xiàn)明顯睜眼或抑制反應(yīng)，β波幅升高，各區(qū)Q波活動(dòng)增加，或過(guò)度換氣時(shí)某個(gè)主要活動(dòng)區(qū)Q波幅上升為輕度異常；α節(jié)律明顯不對(duì)稱，甚至活動(dòng)區(qū)α節(jié)律消失，Q波出現(xiàn)彌散性活動(dòng)，并伴有陣發(fā)性發(fā)作特征，過(guò)度換氣后δ波幅成群升高為中度異常；Q波、δ波均出現(xiàn)彌散性活動(dòng)，α波減慢或消失，通過(guò)誘發(fā)后δ波出現(xiàn)高波幅棘波、棘慢綜合波、尖波等，或出現(xiàn)自發(fā)性陣發(fā)為重度異常。

(3)分析癲癇發(fā)作患者不同病情程度(癲癇發(fā)作類型、腦電圖特征)與CBF、Hcy、NPY水平的相關(guān)性。

(4)比較研究組不同認(rèn)知障礙患者的CBF、Hcy、NPY水平及基礎(chǔ)情況。

(5)分析癲癇發(fā)生認(rèn)知障礙的影響因素。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 兩組患者的CBF、Hcy、NPY、MMSE評(píng)分

研究組CBF、MMSE評(píng)分低于對(duì)照組，血清Hcy、NPY水平高于對(duì)照組(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 兩組患者的CBF、Hcy、NPY、MMSE評(píng)分

2.2 不同病情程度患者的三項(xiàng)指標(biāo)比較

按發(fā)作類型，將觀察組患者分為全面性發(fā)作患者和局限性發(fā)作患者，其中癲癇全面發(fā)作患者的CBF低于局限性發(fā)作患者，Hcy、NPY也高于局限性發(fā)作患者。按腦電圖異常程度將觀察組患者分為輕、中、重三組，其中腦電圖重度異常者CBF低于腦電圖輕、中度異常者，Hcy、NPY高于腦電圖輕、中度異常者(P<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 不同病情程度患者的三項(xiàng)指標(biāo)比較

2.3 各指標(biāo)與病情程度相關(guān)性

通過(guò)Spearman相關(guān)系數(shù)分析，可知癲癇發(fā)作患者的CBF和Hcy、NPY水平與癲癇發(fā)作類型、腦電圖特征具有一定相關(guān)性(P<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 各指標(biāo)與癲癇發(fā)作病情程度相關(guān)性

2.4 不同認(rèn)知障礙患者各指標(biāo)及基礎(chǔ)情況的比較

不同認(rèn)知障礙患者的CBF、Hcy、NPY、發(fā)作類型、發(fā)作頻率、癇性放電、發(fā)作持續(xù)時(shí)間、用藥種類、癲癇家族史、癲癇持續(xù)史、受教育程度相比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表4。

表4 不同認(rèn)知障礙患者各指標(biāo)及基礎(chǔ)情況的比較

2.5 癲癇發(fā)作患者各指標(biāo)與認(rèn)知功能相關(guān)性

癲癇發(fā)作患者CBF與認(rèn)知障礙呈正相關(guān)，Hcy、NPY與認(rèn)知障礙呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)。見(jiàn)圖1。

圖1 癲癇發(fā)作患者各指標(biāo)與認(rèn)知功能的相關(guān)性

2.6 癲癇患者認(rèn)知功能障礙的影響因素

以癲癇患者認(rèn)知障礙作為因變量，病程、發(fā)作頻率、發(fā)作類型、癇性放電、發(fā)作持續(xù)時(shí)間、用藥種類、癲癇持續(xù)狀態(tài)史、受教育程度、CBF、Hcy、NPY作為自變量納入Logistic回歸分析，結(jié)果顯示，病程、發(fā)作頻率、發(fā)作類型、癇性放電、發(fā)作持續(xù)時(shí)間、用藥種類、癲癇持續(xù)狀態(tài)史、受教育程度、Hcy、NPY是癲癇認(rèn)知障礙的相關(guān)危險(xiǎn)因素，CBF是癲癇認(rèn)知障礙的保護(hù)因素(P<0.05)。詳見(jiàn)表5。

表5 癲癇認(rèn)知障礙的影響因素

3 討論

有研究表明[4]，癲癇患者大腦致癇灶所在區(qū)域長(zhǎng)期反復(fù)異常放電，可損傷神經(jīng)元，繼而引發(fā)腦皮質(zhì)等相應(yīng)腦區(qū)微觀結(jié)構(gòu)改變，誘發(fā)代謝下降及灌注降低或不足征象。3D-ASL灌注成像通過(guò)示蹤劑稀釋原理，可定量測(cè)量CBF，有效反映組織器官活性及功能等重要信息。本研究數(shù)據(jù)表明，癲癇患者CBF呈異常低的狀態(tài)，提示癲癇患者腦區(qū)可能存在灌注不足，結(jié)合趙旭等[5]研究推測(cè)其可能與長(zhǎng)期癲癇波異常放電而導(dǎo)致相應(yīng)腦區(qū)神經(jīng)元及腦結(jié)構(gòu)損傷有關(guān)。另外，胡瑞紅等[6]研究指出，腦電圖是目前臨床監(jiān)測(cè)癲癇發(fā)作患者腦功能主要手段。而本研究通過(guò)Spearman相關(guān)性分析可知，癲癇發(fā)作患者CBF與發(fā)作類型、腦電圖特征存在一定相關(guān)性，與鐘華[7]研究結(jié)果相似，機(jī)制可能是癲癇全面性發(fā)作可導(dǎo)致灌注異常腦區(qū)不對(duì)稱、分布較分散、無(wú)明顯規(guī)律性，并通過(guò)腦網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)散至遠(yuǎn)處腦區(qū)，進(jìn)而損傷腦網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中其他腦區(qū)，加重腦電圖異常程度。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，CBF水平過(guò)度下調(diào)可能增加癲癇發(fā)作患者認(rèn)知功能障礙發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。海馬區(qū)CBF灌注不足可能導(dǎo)致局部腦組織缺血，進(jìn)而造成腦血流優(yōu)先分布，最終導(dǎo)致癲癇發(fā)作患者海馬成為選擇性易損區(qū)，這可能是癲癇持續(xù)狀態(tài)晚期海馬硬化、認(rèn)知功能障礙發(fā)生的重要原因之一。

Chandrasekaran等[8]研究已證實(shí)，高Hcy血癥是癲癇發(fā)作的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。本研究通過(guò)全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，血清Hcy水平在癲癇發(fā)作患者體內(nèi)呈異常高狀態(tài)，并隨全面性發(fā)作、腦電圖異常程度加重呈明顯上升趨勢(shì)。結(jié)合聞紅斌[9]研究推測(cè)，Hcy水平升高一方面通過(guò)激活N-甲基-D天門冬氨酸受體、谷氨酸代謝型受體，可刺激腦內(nèi)皮細(xì)胞神經(jīng)傳導(dǎo)，提高內(nèi)皮細(xì)胞膜通透性，損傷神經(jīng)興奮性，誘導(dǎo)癲癇發(fā)作；另一方面其還能增加神經(jīng)細(xì)胞因子分泌，進(jìn)而引發(fā)癲癇全面性發(fā)作，加重腦功能損傷。既往研究顯示，高Hcy血癥是阿爾海默病患者認(rèn)知功能減退的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[10]。而本研究指出，血清Hcy高表達(dá)更易加重癲癇發(fā)作患者認(rèn)知功能障礙，這可能與Hcy水平升高可產(chǎn)生過(guò)氧化氫及自由基，進(jìn)一步刺激血管內(nèi)皮，引發(fā)患者腦器質(zhì)性功能性損傷，加重中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害存在相關(guān)性。

楊春宇等[11]研究顯示，興奮性與抑制性神經(jīng)遞質(zhì)失衡可能是癲癇發(fā)作的主要機(jī)制之一。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，血清NPY在癲癇發(fā)作患者中過(guò)度上調(diào)，與陳鈺湘等[12]研究觀點(diǎn)基本一致，并與發(fā)作類型、腦電圖特征有關(guān)，分析機(jī)制在于NPY過(guò)度上調(diào)不僅可促進(jìn)海馬區(qū)神經(jīng)釋放大量谷氨酸，增高神經(jīng)元興奮性，增加神經(jīng)放電活動(dòng)頻率；還可通過(guò)抑制鈣離子通道，促進(jìn)丘腦神經(jīng)慢波釋放，參與癲癇發(fā)作。本文進(jìn)一步經(jīng)Logistic回歸分析，證實(shí)NPY水平升高是癲癇認(rèn)知障礙的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，這可能是由于NPY水平升高可能增加癲癇發(fā)作頻率，延長(zhǎng)發(fā)作時(shí)間，抑制神經(jīng)元局部細(xì)胞膜鈉離子、鉀離子通道開(kāi)放，降低神經(jīng)元細(xì)胞閾電位，促進(jìn)電沖動(dòng)傳導(dǎo)，導(dǎo)致患者腦損傷程度加重。

此外，受教育程度初中及以下也是癲癇認(rèn)知障礙的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，可能與具有較高教育程度的患者通常伴有更多認(rèn)知功能儲(chǔ)備，腦部功能活躍性更高，有助于抵抗癲癇發(fā)作所致認(rèn)知功能損害。同時(shí)，本研究經(jīng)Logistic多因素分析還可知，病程、發(fā)作頻率、發(fā)作類型、癇性放電、發(fā)作持續(xù)時(shí)間、用藥種類、癲癇持續(xù)狀態(tài)史也是癲癇認(rèn)知障礙的影響因素，故臨床仍需明確上述因素，便于為選取合理有效診療方案、抑制認(rèn)知功能障礙進(jìn)程提供科學(xué)指導(dǎo)。

綜上可知，CBF、血清Hcy和NPY與癲癇發(fā)作患者病情程度具有一定相關(guān)性，也是癲癇認(rèn)知障礙的重要影響因素，早期共同檢測(cè)3D-ASL灌注成像、血清Hcy、NPY，可為臨床對(duì)癲癇的診治、病情程度評(píng)估、預(yù)后改善提供循證指導(dǎo)。