小儿癫痫病因及发病机制的研究进展

马 倩(综述)，任榕娜(审校)

(福建医科大学南京军区福州总院临床医学院儿科，福州350025)

癫痫是神经系统的常见病之一，我国有癫痫患者约600万，其中难治性癫痫患者占25%，全国的难治性癫痫患者至少有150万人，因为药物治疗的不规范，所以外科手术在癫痫的治疗中是主要手段［1］。癫痫手术除了能够减轻癫痫发作，因而研究癫痫的发病机制在一定程度上可以为外科手术治疗提供依据和指导。

1 癫痫的流行病学

癫痫是一种常见病和多发病，其长期性和反复性的慢性发作严重影响患者的学习、工作和生活。据统计，癫痫的总体发病率为50/10万，在发达国家为0.5%，发展中国家癫痫的发病率是发达国家的2～3倍，30%～40%的癫痫患者不能完全治愈，高达70%的患者存在部分性非特发性癫痫，约10%的癫痫患者符合耐药性癫痫的诊断标准［2］。我国大规模人群调查资料显示，癫痫在农村和城市的年发病率分别为25/10万和35/10万，处于国际的平均水平［3］。我国癫痫患者有60%起源于小儿时期，儿童的发病率为151/10万，患病率为3.45‰［4-5］。小儿癫痫的发病率较高，其生理特点，神经、体液方面的变化与成人有所不同。一般男性多于女性，以幼儿最多，年龄与发作类型关系密切，如婴儿痉挛征几乎在1岁以内，运动性发作在6岁内，失神发作多在1～8岁，其他各型癫痫的首发年龄也多在10岁以内。新生儿癫痫多呈局灶性发作，在刚出生的几个月中最高，1岁以后发病率急剧下降，到10岁时相对稳定，并在青春期再次下降，成人很少发病［6］。癫痫流行病学调查有助于对其发病率、患病率、病死率的研究，对更进一步做好癫痫的防治工作具有十分重要的意义。

2 癫痫的发病原因

2.1 内部因素

2.1.1 中枢神经系统的先天性异常 神经系统在机体和环境的调节方面起着非常重要的作用，神经系统的发育过程中受到任何损害，其结果都可能是不可逆的。结构决定功能，完整的解剖和组织学基础是任何生命赖以生存和发展的前提，中枢神经系统的先天性异常必然导致功能的缺陷，从而造成后天缺陷［7］，如神经管闭合障碍引起的无脑畸形、脑膜膨出、脑膜脑膨出、巨脑回和多微小脑回畸形，这些后天的缺陷畸形可能是早期癫痫发作的原因。

2.1.2 染色体病 多种因素导致中枢系统结构的紊乱，功能失调，成为癫痫发病的基础。随着生物医学模式的转变，人类对疾病的认识也变得深刻。近年来对癫痫的研究也更深入。基因决定着生物的遗传性状，然而染色体上的基因却是性状表达的基础，染色体病是一类遗传性病，在癫痫的研究中发现常染色体的显性遗传占有一定的比例，如结节性硬化、神经纤维瘤病、脑三叉神经血管瘤，此外还存在着许多基因方面的原因(如单基因、多基因的研究及线粒体病等)。对于癫痫致病基因的确切研究还在进一步发展中，目前只是了解到大多数为单基因遗传［8］。

2.1.3 其他原因 由各种先天因素引起脑细胞退行性改变使大脑皮质弥漫性萎缩，脑叶萎缩、变薄、功能下降引发癫痫发作。

2.2 外部因素

2.2.1 脑部获得性疾病 颅脑外伤，脑肿瘤，脑血管疾病，颅内的各种感染，包括细菌、病毒、螺旋体、真菌、寄生虫。

2.2.2 中毒性疾病 酒精中毒和药物中毒(如戊四氯、尼克刹米等)可诱发癫痫，金属中毒也可诱发癫痫。此外，其他中毒，如有机磷农药、河豚、蜘蛛、蜜蜂中毒也可诱发癫痫。

3 发病机制

虽没有完全弄清癫痫的发病机制，但癫痫是由神经元异常放电所致的理论则得到广泛认同。神经元电生理活动的产生是神经元内外离子分布的差异和跨膜运动，因而癫痫神经元的异常放电是离子的异常跨膜运动所致，伴随着脑电生理中阵发性除极飘移的是K+大量外流和Ca2+内流，并Na+和Cl－的异常转运。正常电生理活动的维持主要依赖于神经元结构和功能的完整，神经细胞膜表面受体和载体的正常表达。由此看出癫痫的发生是多种重要神经生物因素参与的复杂的病理生理过程，任何影响此过程的因素都可能促发癫痫的产生。

3.1 星形胶质细胞 胶质细胞是神经细胞的主要组成成分，胶质细胞占细胞总数的90%，星形胶质细胞、少突胶质细胞、小胶质细胞和胶质细胞不仅与脑的正常生理活动、发育和神经病理过程明显相关，而且与神经元的功能活动、损伤以及修复有着千丝万缕的联系。星形胶质细胞是中枢神经系统主要的大胶质细胞，不仅对神经元起支持、保护、分隔和营养等作用，而且具有对各种神经损害产生强烈反应的特性，在病理条件下，星形胶质细胞反复增生、活化，并能释放某些活性物质使神经元的兴奋性提高，对神经系统的损害具有重要的影响。近年来，越来越多的实验已证实星形胶质细胞在癫痫发病机制中起重要作用［8］。小胶质细胞的反应性激活及病理级联反应对难治性癫痫的发生可能有重要意义。不断激活的小胶质细胞分泌活性物质，诱发增生，释放兴奋性氨基酸，兴奋邻近神经元并泛化传导等［9］。

3.2 皮质发育障碍 皮质发育障碍是一种脑发育缺陷，是各类脑发育畸形的总称，包括神经元异位、无脑回、巨脑回、脑穿通畸形、胼胝体发育不良或缺失等，常引起癫痫、发育迟缓、局部神经功能障碍和精神发育不全等，占癫痫病因的24%，占耐药癫痫的40%，是难治性癫痫的主要病因［10］。从胚胎期至成年期以前大脑发育过程中受到内外环境中有害因素的干扰或损害都可引起大脑皮质发育紊乱。从微观的发育异常到全脑异常，皮质发育障碍导致癫痫发作是通过影响神经元或胶质细胞的正常生长和迁移以及代谢起作用的。另外。原钙黏蛋白21、钙结合蛋白D28-K、小清蛋白和钙视网膜结合蛋白也与癫痫有关［11］。

3.3 谷氨酸及其受体和谷氨酸转运体 癫痫的发生和脑内兴奋性和抑制性神经元递质失衡有关，癫痫的过程中有谷氨酸及其相关酶的变化。观察抽搐发作过程中脑内各部位的谷氨酸有不同的改变。从颞叶癫痫手术取出癫痫区域和对照区域颞叶外皮质，各种氨基酸的分布中最明显的是谷氨酸。谷氨酸是中枢神经系统最主要的兴奋性神经递质，广泛分布于中枢神经系统，与癫痫关系密切，多种致痫机制通过谷氨酸递质及其受体途径导致癫痫发作［12］。在正常情况下，谷氨酸被释放到突触间隙，结合谷氨酸受体产生动作电位，研究发现突触间隙内谷氨酸水平的升高会导致癫痫的发作［13］。癫痫时谷氨酸受体的亚型是通过调节神经元的兴奋性，突触前抑制和突触重塑三种机制而起作用［14］。

3.4 神经细胞营养因子 神经细胞营养因子是一类除维持生存所必需的物质外，对神经细胞起特殊作用的因子。其功能主要是支持神经元生存和诱导神经突触生长，是神经元存活、迁移生长或其他细胞建立功能性联系的依赖因子，又是发育成熟神经元功能的调控因子，甚至在神经元受损伤时能保护其存活和促进再生的必需因子。它是由靶细胞产生的蛋白质。与癫痫有关的因子主要有神经生长因子、睫状神经营养因子、胶质细胞源性神经营养因子和成纤维细胞生长因子等。

神经细胞营养因子致癫痫的作用机制尚待进一步研究。一些动物实验表明，致癫后动物，以海马结构为主，神经生长因子和人脑源性神经营养基因表达增加，人脑源性神经营养因子可能增强突触效率促进兴奋，神经生长因子和人脑源性神经营养因子可使苔状纤维发芽，形成兴奋环，并引起海马兴奋性突触后电位。神经细胞营养因子与神经肽不仅在神经元内共存，一些实验检查也证实在癫痫的过程中也有相互作用，从实验动物和颞叶癫痫患者切除的组织中发现，海马人脑源性神经营养因可使神经肽蛋白表达持续增加，可见这两类化学物质参与调节兴奋性网络的形成［15］。

3.5 细胞因子 细胞因子泛指由机体免疫或非免疫细胞合成和分泌的多肽，并产生多种生物学效应，这些效应包括调节机体的生理，参与多种细胞增殖、分化和行使功能。癫痫是一种免疫相关性疾病，其发生、发展与细胞因子密切相关。大量的研究表明，在癫痫的发病过程中可伴有免疫紊乱和异常，诸多细胞因子参与其发病过程。

3.6 免疫学改变 为研究癫痫的发病机制，研究者从各方面进行了广泛深入的研究。首先提出免疫机制可能与癫痫相关，国内外进行了癫痫的免疫学实验和临床研究，证实了癫痫发作的确存在免疫功能异常，有资料显示癫痫患者存在免疫力低下，表现为外周血白细胞总数、中性粒细胞、淋巴细胞、自然杀伤细胞及神经肽比正常升高，外周血中CD4+T细胞明显减少，神经肽与自然杀伤细胞呈正相关［16］。在体液免疫方面，癫痫患者血清IgA和IgM水平较正常降低［17］，这些影响了免疫功能的稳定，使免疫耐受力下降。有研究认为这些变化在治疗前就已存在，也有研究者认为这是由抗癫痫药物引起的。

研究显示癫痫患者存在细胞、分子及其功能的多种免疫学改变，此对癫痫的发生、发展有重要作用［18］。癫痫的免疫紊乱表现为体内出现各种自身抗体［19］，癫痫的发病可能是由自身免疫机制介导的。在癫痫的发病机制中起作用的抗体主要有非抗脑抗体，包括抗核抗体、抗磷脂抗体、抗心磷脂抗体和抗脑抗体中的抗谷氨酸受体抗体、抗谷氨酸脱酸酶抗体以及抗神经节苷脂抗体，这些抗体是如何产生的目前尚不清楚，可能是大量的异体蛋白通过黏膜进入机体诱发机体产生的或由于感染、外伤、脑组织及血脑屏障被破坏使脑的抗原暴露并进入血液循环，进而激发免疫系统产生抗体所致。抗体作用于突触部位，封闭了抑制性传递受体，神经冲动更易传导，于是发生了异常的癫痫放电。细胞免疫中的T淋巴细胞和自然杀伤细胞在癫痫发病机制中的作用还不是很清楚，相关报道也相对较少。

3.7 离子的跨膜运动 癫痫的基本特征是中枢神经反复发作的同步异常放电，而神经元的异常放电与K+通道功能紊乱关系密切［20］。K+通道编码基因突变以及自身抗体表达异常可导致K+通道功能障碍，引发神经元异常放电。神经元静息电位的维持、动作电位的发生和发展均与K+在细胞内外正常分布密切相关。当K+分布异常时，常伴发脑电生理的阵发性除极飘移，神经元出现异常电生理活动。动物癫痫性发作模型在发作前或发作中细胞外K+浓度均有升高［21］，在电休克诱导的惊厥中新皮质和海马细胞外K+浓度较正常值高4倍，这种离子浓度的改变与癫痫发作有关。K+分布主要通过K+通道途径来调节，与癫痫有关的通道有:①M型K+通道;②内向整流钾通道;③瞬时外向钾通道;④钙激活钾通道;⑤ATP敏感性钾通道。通道结构的改变是引起神经元内在兴奋性不平衡的物质基础，而基因突变以及一些外部异常均可导致K+通道功能下降，神经元兴奋性增高，引发癫痫。当人们了解并不断认识到离子通道发生突变能够导致癫痫，这就在不同的层面相继提出问题，不断推动对癫痫发病机制的进一步研究。

3.8 癫痫的基因机制 分子生物学技术使人类对癫痫的研究从表型转向基因型。癫性放电的产生与离子异常跨膜运动有关，而离子的异常跨膜运动往往系通道功能或形态异常所致，基因突变则是离子通道功能紊乱的重要原因。对离子通道基因突变的离体研究还发现受体功能有损害，基因突变引起受体功能和结构异常也是癫痫发生的一个重要原因。大量研究证实癫痫的确是一种遗传性疾病，迄今为止，已经发现20多个癫痫基因［22］。DNA重组技术证实，基因异常表达是通过改变神经元兴奋性，降低癫痫发作阈值从而触发癫痫的，也可通过影响神经元的发育而致癫痫。

4 结语

目前为止，人类对癫痫确切的发病原因和机制还不完全明了。反复发作的大脑神经元异常放电最终导致脑功能减退与失调及躯体残疾，在很大程度上影响着个人和家庭的生活质量，给社会带来了沉重的负担。虽然现在人类还无法找到根除它的良好办法，但相信未来一定会取得进步。同时，人们还会面临很多的机遇和挑战，对癫痫的研究需不断探索。

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