17例灰质异位的临床及病理观察

冷　慧，梁　乐，付　静，刘　潜

(北京市海淀医院 北京大学第三医院海淀院区 病理科，北京 100080)



17例灰质异位的临床及病理观察

冷慧，梁乐，付静，刘潜

(北京市海淀医院 北京大学第三医院海淀院区 病理科，北京 100080)

[摘要]目的探讨灰质异位的临床症状，治疗方法、病理学特点及意义。方法回顾性总结北京市海淀医院2008年6月至2015年6月共17例灰质异位的临床资料，所有病例临床表现均为难治性癫痫，脑电图检测到痫样放电，MRI检测出白质内异常信号，确诊灰质异位3例。17例均行手术治疗，观察手术切除脑组织样本的大体及镜下的病理特点，并对预后进行评估。结果17例病人中，灰质异位多发生于单侧半球(13例)，局限于颞叶9例，弥漫多发14例。灰质异位灶镜下组织学结构分为两种类型，异位神经元形态为梭形神经元、中小型神经元或未成熟神经元，异位灶内少见有胶质细胞。免疫组化染色显示异位神经元NeuN、MAP-2阳性，GFAP清晰标记出结节轮廓。所有病人均伴有难治性癫痫，且致痫皮质区域呈FCDⅠ级，所有病人均采用手术切除病灶加致痫灶，随访18～36个月，1例为门诊随访， 采用Engel's评级评估显示，Ⅰ级13例，Ⅱ级3例，Ⅲ级1例。结论灰质异位为大脑发育畸形中的一种，可致患者难治性癫痫及智力减退，MRI检测可辅助诊断，但最终确诊仍需要依靠病理组织学与免疫组化染色相结合，手术切除灰质异位及周围致痫灶，可有效控制癫痫发作，术后效果较好。

[关键词]灰质异位；病理学；癫痫；免疫组织化学

[引用本文]冷慧，梁乐，付静，等.17例灰质异位的临床及病理观察[J].大连医科大学学报，2016,38(2)：139-143.

灰质异位属于一种大脑发育畸形病变，通常发生于妊娠第7～16周，是由于各种原因，如：中毒、感染或支配神经元移行的某个特定阶段的基因完全或部分缺失等因素干扰了神经元的迁移和在皮质中的定位，导致神经元移行异常或移行阻滞，使神经元在灰质外的其他异常部位聚集，即形成灰质异位[1]。本文收集了17例灰质异位患者的临床病理资料，总结其特点如下。

1资料与方法

1.1一般资料

收集2008年6月至2015年6月，北京市海淀医院功能神经科确诊的灰质异位17例，占同时期手术切除难治性癫痫致痫灶病例的2.3%(17/729)。17例患者中，男性9例，女性8例，年龄5～41岁，平均年龄19.8岁。临床表现均为难治性癫痫，15人伴有不同程度的智力发育迟滞，如计算力、记忆力及理解判断力下降(15/17)。17例脑电图均检测到痫样放电，MRI检测出白质内异常信号，确诊灰质异位3例。见表1。

表1　17例灰质异位的临床资料

1.2方法

根据病人的神经条件制定手术方案，切除病灶加致痫灶。手术切除脑组织样本在10%中性缓冲福尔马林溶液中固定，以间隔3～5 mm切开标本，肉眼观察切面，在可疑病变处取材，依切除标本大小不同，取材6～10块组织块，常规石蜡包埋，切片(厚度 4 μm)，HE染色。显微镜下阅片，选取可疑灰质异位组织块，采用MaxVision二步法进行免疫组化染色，鼠抗人单克隆抗体(工作液)NeuN、 MAP-2，兔抗人单克隆抗体(工作液)GFAP,及MaxVision二抗试剂盒均购自北京金桥生物技术有限公司，免疫组化着色均以正常皮层内神经元及白质内胶质细胞为内对照。

1.3预后评判标准

采用Engel' s评级标准：Ⅰ级，发作完全消失或仅有先兆；Ⅱ级，发作极少(≤3次/年)；Ⅲ级，发作>3次/年，但发作减少≥75%；Ⅳ级，发作减少<75%。

2结果

17例病人中，13例灰质异位发生在单侧半球(76.5%)，4例累及双侧(23.5%)；局限于颞叶9例(52.9%)，累及两个脑叶4例(23.5%)；异位灶弥漫多发14例(82.3%)，单发仅3例；所有病人均伴有周围脑组织局灶性皮质发育不良(FCDⅠ级)；伴局部脑回异常6例，4例为脑回宽大，2例为脑回窄小；1例伴发节细胞胶质瘤，1例伴血管畸形，1例合并海马区错构小结节。送检标本均为大块脑组织，表面附部分软脑膜及蛛网膜，肉眼检查3例脑沟变浅，8例脑回增宽，12例灰质厚薄不均，7例白质内可见条索状灰粉色结构或灰质下延。见表2。

光学显微镜下观察，灰质异位为两种类型，第1种为结节状，小而圆，边界清，结节内神经元杂乱排列，形态为梭形及中小型神经元，结节内无胶质细胞，见图1A～1F；第2种灰质异位呈不规则形状，神经元形态不成熟，散落在白质中，见图1G～1H。覆盖在灰质异位病变上方的皮层的病变特点为: 1例因送检标本有限无法观察，2例灰质厚度尚可，分层清晰，表现为3或5层椎体神经元受损，5～6层神经元轻度减少。4例病人可观察到皮层增厚。层次尚可，3、5层椎体神经元轻度缺失；其余10例病人均表现为局部皮层变薄，层次尚可或轻度紊乱，受损区集中在5～6层神经元，个别伴有4层内颗粒层细胞数量减少。见表2。

术后随访18～36个月，平均 23.6个月。本组病例Engel's评分Ⅰ级13例，Ⅱ级3例，Ⅲ级1例。

表2　17例灰质异位的病理学特征

图1　灰质异位Fig 1 Gray matter heterotopiaA：HE染色，箭头为多灶灰质异位，结节状，小而圆，边界清，呈岛状被周围白质纤维包裹，×40；B：HE染色，箭头为灰质异位结节周围有明显的无细胞区，×200；C: 免疫组化， NeuN阳性为异位结节中神经元，×40；D:免疫组化， NeuN阳性为神经元细胞，杂乱的排列,×200；E: 免疫组化，结节内未见GFAP阳性的胶质细胞，×40；F:HE染色，箭头为异位神经元形态,呈梭形或小椎体型，×200；G：HE染色，神经元形态类似未成熟神经元，胞浆窄小，无明显主突起，×200；H：免疫组化，MAP-2阳性为异位神经元，×200

3讨论

灰质异位可以发生于室管膜至软脑膜之间的任何位置。本组病例中17例均发生于皮层下白质中，有1例伴发分子层内灰质异位，2例伴发室管膜下灰质异位。灰质异位可单独存在，也可合并其他更加严重的脑畸形，如：巨脑回、无脑回、多小脑回畸形及脑裂畸形等。本组病例中2例合并巨脑回，1例合并多小脑回畸形。

灰质异位患者的临床症状主要有反复且频繁的癫痫发作、精神发育迟缓、局灶神经缺失征象, 如偏瘫等[2-3]。本组病例中17例病人表现为癫痫发作，15例(88.2%)伴智力发育迟滞，只1例(5.8%)伴有言语不能的神经功能缺失征。因此，癫痫发作及智力发育迟缓是伴有灰质异位的病人普遍的临床症状。灰质异位的范围越广，癫痫症状越重且开始的年龄越早，对脑神经细胞的损伤越重，更容易导致智力发育迟缓。

在MRI采用之前，灰质异位通常是在尸体解剖中被发现，由于现代高分辨率成像技术的发展，对脑组织中灰、白质有更好的分辨能力。当异位灶范围较大时，可以清晰地显示出异位灰质的形态及范围，因此部分灰质异位能够被在体诊断。有文献报道，伴有脑发育畸形的癫痫病人中由MRI诊断的灰质异位大概在13%～20%[4-5]，但是仍有大部分病例虽然MRI提示灰质外区域的高信号，却无法直接诊断，特别是异位灶较小或异位神经元散在分布时，MRI无法发现。本组病例中仅有3例MRI直接诊断灰质异位，其余14例(82.4%)需依靠术后病理确诊。加之经外科手术切除的灰质异位标本更加稀少，因此目前仍无有关灰质异位发病率的确切数据。本组17例灰质异位来源于729例手术切除致痫灶的癫痫患者，占2.3%，相比Meroni等[5]报道的24例(583例)4%和Tassi等[2]报道的10例(372例)2.7%，更接近Tassi的报道。

目前国际上根据发生部位把灰质异位分为4种类型：(1)室管膜下型(subependymal gray matter heterotopia，SEH)：常表现为单发或多发的结节状及卵圆形团块影，紧贴侧脑室分布或突入侧脑室内，使之受压变形。(2)皮层下型(subcortical heterotopia，SCH)：表现为皮质下边缘不规则灰质团块影，可与皮层相连且向白质内延伸，或呈边界清楚的结节分布于白质区。 (3)板层型(band heterotopia，BH)：此型较为少见，表现为均匀的条带状异位灰质与皮层之间间隔一层正常表现的白质，形成“双皮质征”，常双侧弥漫分布。(4)混合型：即灰质异位不仅位于皮层下，同时也位于室管膜下[6-7]，本组病例中2例为混合型。

关于灰质异位的组织学特点，少有的几篇文献中报道了两种不同的结构[2，5]，在本组17例病例中也同样观察到了相同的特点，基本与文献符合。第1种结构为结节状，小而圆，边界清，最外层有明显的无细胞区，镜下表现为分界清楚的“灰质岛”被周围浓密的白质束包围。结节内可见神经元、少许少突样细胞及小血管。神经元NeuN染色阳性，散在分布于结节中， MAP-2染色则显示神经元的形态以梭形双极及中小型锥体神经元为主，且轴突排列方向杂乱。第2种结构与前者不同，显示异位灰质无明显边界，呈不规则形状，神经元散落在胶质中，结节内的细胞多是圆形的神经元，核较大而胞浆窄小， MAP-2显示这些神经元阳性，并且标记出这些细胞的突起较短而且发育不成熟，没有明确的主要突起方向。不同的是本组并未观察到Meroni描述的结节内部有中等程度的胶质细胞增生。另外，有2例病人表现为两种异位神经元混合存在。

两种灰质异位结构相比较，最大的差别在于是否有清晰的边界和结节内部神经元的形态不同。第1种结节边缘有明显的无细胞区且神经元形态几乎正常，这样的结构类似于原始的皮层，缺乏正常灰质的分层结构，同时覆盖在上方的皮层也未显示明显的变薄，第2种异位灶无明显边界，异位神经元散落在白质纤维中，整体排列循着放射状胶质纤维的方向，与灰质延续并深入白质中，上方覆盖的皮层可观察到有颗粒层细胞的减少。但是无论是哪种结节，镜下均显示相对于正常的灰质，灰质异位灶内的神经元密度降低，而其中不成熟神经元的数量增加。

然而，灰质异位结节与癫痫发作之间，是否具备因果关系，尚不十分明确。Chen等[8]学者的实验中，通过头部深部电极可以检测到异位结节的异常放电，而且视频脑电图亦能监测到不同位置的灰质异位灶，发作间期脑电图不同，可表现为单侧、双侧或同时的痫样放电，因此，他们认为异位灶可能为癫痫原发病灶。而在Richardson等[9]的研究中同时也检测到异位灶周围皮层中的存在广泛的代谢异常，该区域的兴奋性水平增高而抑制性水平下降，Schwarz等[10]和Redecker等[11]的研究也证实了相同的结果。结合上述实验结果，可以得出致痫的病因应该是异位灰质灶的超兴奋性和脑内广泛的异常的功能区联合作用的结果。

本组病人均实施了术前MRI、头皮脑电图及视频脑电图的检测， MRI具有良好的分辨力，对灰质异位的诊断有较好的辅助作用，而所有的病人脑电图均检测出痫样放电，无明显特异性。但可以此确定致痫灶的手术切除范围。本组中13例异位发生于单侧者，手术切除病变脑叶，术后效果较好，癫痫发作得到明显控制。术后Engel's评级为Ⅰ级。病灶双侧者由于考虑到病变范围过大，手术切除可能造成一定的功能缺失，未能切除全部病灶，但术后辅以药物治疗，发作症状亦减轻。因此，准确的术前评估致痫灶的范围对决定患者术后效果非常有意义。

关于灰质异位的鉴别诊断，应当结合术前的影像学资料、送检标本的具体取材部位及镜下改变综合判断。当异位灶较多且分布范围较广时，易诊断，而异位灶较少或单独存在时，需与神经元胶质错构性病变鉴别，二者之间最大的区别在于后者通常出现的位置为新皮层的灰质内，海马、杏仁核，由神经元细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞样细胞共同构成，而灰质异位则是神经元迁移停滞并积累在灰质以外的区域中，结节内少有胶质细胞。另外病理工作者在灰质异位诊断中，正确地大体取材也非常重要。取材时应注意观察脑组织切面的脑回的方向，应连续取材，多切片，避免将正常下陷的脑沟误以为白质中异位的灰质结节，取材时仔细核实取材部位，尤其是脑室周围正常的灰质核团，也应与室管膜下结节状异位区别开来。

总之，灰质异位是一种大脑发育的畸形病变，常常会导致难治性癫痫，给病人带来巨大的痛苦。运用MRI检测可以对部分病变程度较重的病人作出诊断，但更多的仍需结合术后镜下病理组织学改变确诊。由于神经元的迁移是相当复杂的过程，到目前为止，仍无法明确灰质异位的组织起源及功能上的结构特点，因此也期待着随着科学技术的不断进步，越来越多的致病因素及机制被发现，从而明确与大脑发育异常之间的关系。

参考文献：

[1] 沈雁文，王华.儿童灰质异位症的研究进展[J]. 国际儿科学杂志，2013,40(6):596-598.

[2] Tassi L, Colombo N, Cossu M, et al. Electroclinical, MRI and neuropathological study of 10 patients with nodular heterotopia, with surgical outcomes[J]. Brain，2005,128(2):321-337.

[3] 张梁，综迷，阮旭中，等. 神经元迁移异常导致癫痫的机制[J]. 国外医学神经病学神经外科学分册，2002,29(1):44-47．

[4] Battaglia G, Chiapparini L, Franceschetti S, et al. Periventricular nodular heterotopia: classification, epileptic history, and genesis of epileptic discharges[J]. Epilepsia, 2006,47(1):86-97.

[5] Meroni A, Galli C, Bramerio M, et al. Nodular heterotopia: a neuropathological study of 24 patients undergoing surgery for drug-resistant epilepsy[J]. Epilepsia, 2009,50(1):116-124.

[6] Lee SK，Kim J．Diffusion tensor imaging of heterotopia：changes of fractional anisotropy during radial migration of neurons[J].Yonsei Med, 2010，5l(4)：590-593．

[7] Donkol RH，Moghazy KM，Abolenin A．Assessment of gray matter heterotopia by magnetic resonance imaging[J].World J Radiol, 2012，4(3)：90-96.

[8] Chen ZF, Schottler F, Bertram E, et al. lD istribution and initiation of seizure of activity in a rat brain with subcortical band heterotopia [J].Epilepsia, 2000，41(5): 493- 501.

[9] Richardson MP, Koepp MJ, Brooks DJ, et al.Cerebral activation in malformations of cortical development[J]. Brain, 1998,121(7):1295-1304.

[10] Schwarz P, Stichel CC, Luhmann HJ. Characterization of neuronal migration disorders in neocortical structures: loss or preservation of inhibitory interneurons? [J]. Epilepsia, 2000,41(7):781-787.

[11] Redecker C, Luhmann HJ, Hagemann G, et al. Differential downregulation of GABAA receptor subunits in widespread brain regions in the freeze-lesion model of focal cortical malformations[J]. Neurosci, 2000,20(13):5045-5053.

Clinical and pathological observation of 17 cases with gray matter heterotopia

LENG Hui，LIANG Le，FU Jing, LIU Qian

(DepartmentofPathology,BeijingHaidianHospital，HaidianSection，theThirdHospitalofPekingUniversity,Beijing100080,China)

[Abstract]Objective To investigate the clinical symptoms, therapeutic methods, and pathological characteristics and significance of the gray matter heterotopia. Methods Clinical data of 17 cases of heterotopic gray matter in Beijing Haidian Hospital from June 2008 to June 2015 were retrospectively reviewed. In all cases, the clinical manifestations were intractable epilepsy and epileptic discharges were detected by EEG. MRI detected abnormal signals in white matter and 3 cases of heterotopic gray matter were diagnosed. Surgical treatment was performed in 17 cases. We observed the gross and microscopic features of the brain tissue samples and evaluated the effect after surgery. Results In 17 cases, there were 13 cases that heterotopic gray matter occurred in the unilateral hemisphere, confined to the temporal lobe in 9 cases and diffuse multiple (14 cases). EEG detection was not specific in the diagnosis. The high signals in white matter can be detected by MRI, and only 3 cases were directly diagnosed. The rest cases were diagnosed by pathological diagnosis. There were two types of tissue structure in the gray matter ectopic foci. The morphology of ectopic neurons was spindle shaped neurons, small and medium sized neurons or immature neurons. Immunohistochemical staining showed that MAP-2 and NeuN were positive in ectopic neurons, and the nodule contour was clearly marked by GFAP. All patients were associated with refractory epilepsy, and the area of the epileptic cortex was FCDⅠ. All patients were followed up for 18-36 months, 1 patient was outpatient follow-up, and patients were reviewed for Engel grade I (13 cases), grade II (3 cases), grade III (1 case). Conclusion Gray matter heterotopia is a kind of brain developmental malformation. It can lead to patients with intractable epilepsy and mental decline. But the final diagnosis still depends on histopathology and immunohistochemical staining. Surgical excision of heterotopic gray matter and peripheral epileptic foci can effectively control the seizure. The effect will be better after the operation.

[Key words]gray matter heterotopia； pathology； epilepsy； immunohistochemistry

作者简介：冷 慧(1977-)，女，北京人，主治医师。E-mail：liulengtong@126.com

doi:论著10.11724/jdmu.2016.02.09

[中图分类号]R742.8

[文献标志码]A

文章编号：1671-7295(2016)02-0139-05

(收稿日期：2016-03-05；修回日期：2016-03-22)