难治性癫痫发病机制研究进展

钱哲+黄建敏

【关键词】癫痫；难治性；发病机制

中图分类号：R742.1文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2016.04.022

癫痫是神经元异常过分放电引起短暂性脑功能失调为特征的慢性脑部疾病，尽管近年来在癫痫药物治疗方面的研究取得巨大进步，开发很多抗癫痫新药，绝大多数癫痫患者能够被治愈，但是还有约25%的癫痫患者对抗癫痫药物（antiepileptic drugs，AEDs）耐药，发展为难治性癫痫（refractory epilepsy，RE）[1]。原因在于对RE发病机制尚不明确，只是存在一些猜想或假说。由于其对药物反应性差，发病难以控制，常会对患者造成智能、神经功能的损害，对患者的生活、工作产生了严重的困扰，严重威胁了患者的身体健康和生活质量，已经成为危害公共健康的一个主要疾病。因此深入了解RE的发病机制对其有效治疗非常必要。笔者就与RE发病机制相关的疾病本质严重性学说、神经网络重建学说、药物靶点学说、多药物转运体学说等研究进展进行综述。

1疾病本质严重性学说

近年来对RE发病机制研究取得长足进展，但是尚无任何一种学说能完全解释难治性问题，提示这些学说或多或少存在一些不足，因此，有学者提出了“疾病本质假说”，考虑癫痫的严重性和疾病的特性有关。主张难治性根源在于疾病自身的严重程度[2]。如脑皮质发育不良、脑囊虫病及各种脑炎后继发性癫痫，因疾病本身的严重性，直接决定了该癫痫的难治性。认为临床癫痫发作控制不佳并不是由特殊的发病机制导致耐药，而是疾病本身就具有严重性。临床发现预后较好的伴中央颞区棘波的儿童良性癫痫（benign childhood epilepsy with centrotemporal spikes，BECT）与预后较差的不典型儿童良性局部性癫痫（atypical benign partial epilepsy，ABPE）相比较，经正规抗癫痫治疗，预后完全不同，BECT预后良好，ABPE难以控制，神经解剖学发现两者病理类型不同，提示疾病本身的病因学、病理性质改变决定严重性。Loscher等[3]通过使用血缘关系较远的大鼠进行癫痫造模，发现两组大鼠癫痫发作的严重程度、对AEDs反应性有明显的差异，据此推断遗传基因直接决定了癫痫严重性。除此之外，Bankstahl等[4]通过大鼠实验还发现尽管不同大鼠癫痫发作的严重程度不一样，但发作频率却基本一样，也正是这一点，令笔者对目前按照发作频率来评定癫痫严重性的方法存在偏颇。因此RE严重性不能单纯地用发作频率来界定，诸如神经细胞损伤类型、严重程度、发作类型、并发症、病因、神经电生理等，但是目前未见这样综合多因素评估癫痫严重程度的评分标准。基于疾病本质假说，我们可以建立衡量癫痫严重性的统一标准，力求寻找导致癫痫严重性的因素，继而制定新型治疗措施加以制约，可能成为RE治疗的新策略。

2神经网络重建学说

正常生理情况下，大脑齿状回苔藓纤维，即颗粒细胞的轴突，只会投射到唯一板层，以单突触形式与其他神经元联系，组成精密的特定结构，这种齿状回颗粒细胞具有阻滞痫样放电的功能。在对癫痫持续状态大鼠模型海马的研究中，发现一方面原有苔藓纤维发生离断，另一方面新鲜苔藓纤维出芽（mossy fiber sprouting，MFS）、回返形成了跨越多个板层的异常神经网络。通过运用特定的染色标记方法，对RE患者病灶标本中苔藓纤维染色，Buckmaster等[5]发现齿状回组织中有着较多MFS，并且与脑内其他神经元形成回返，以多突触联系形成异常神经网络。对RE患者脑组织手术切片观察发现苔藓纤维芽孢甚至可深入海马齿状回的外分子层，和其周边神经元形成异常的突出联系，异常主要体现在形成的突触为非对称性突触（兴奋性突触的特征）[6]。这些研究结果表明RE患者存在大量神经元突触重建，形成回返性异常神经网络，因此近年来神经网络重建与RE的关联性受到了许多学者的重视。该学说认为在各种病因的作用下（如基因、神经递质等），导致神经细胞变性坏死，神经胶质细胞异常增生，部分神经胶质细胞沿残留神经元方向异常增生形成异常突触联系，形成异常神经网络，产生以兴奋性为主的病理性神经环路，使癫痫敏感性增强，同时可避开AEDs作用，发展为RE[7]。研究发现，RE患者及动物的癫痫灶内齿状回颗粒细胞存在大量 MFS，并且以回返形式与脑内神经元形成多突触联系，形成兴奋性为主异常神经网络，增加癫痫敏感性，诱导自发性癫痫发作[8～9]。正常情况大脑齿状回颗粒细胞不会产生MFS并且具有阻止癫痫放电的海马传导性功能，在病理情况下可以产生MFS，促进海马产生回返性兴奋及增加齿状回颗粒细胞的同步化放电，提高癫痫发作的敏感性。这些研究表明在兴奋性多突触联系的异常神经网络形成过程中，齿状回颗粒细胞对形成MFS起着关键作用，直接导致癫痫敏感性增加容易反复发作及耐药[9]。因此，在癫痫发生发展过程中阻断 MFS的产生，减少异常神经网络形成从而降低癫痫的敏感性，可能成为治疗RE的新方法。

3药物作用靶点学说

AEDs必须作用于脑内分子物质特定靶点才能发挥抗癫痫作用，如电压门控式钠离子通道、钾离子通道、钙离子通道、氯离子通道、神经递质受体及相关酶等。这些作用靶点的分子结构、位置、功能变化将导致对AEDs结合性及敏感性异常，致使AEDs难以像在正常患者体内那样结合并产生应有的抗癫痫作用，进而表现为RE，这就是药物作用靶点学说的RE发病机制所在。这种变化可以是先天性的遗传基因决定，也可以是癫痫发作、药物治疗后获得[10]。目前已证实，海马区神经元的电压门控性钠离子通道作为一线AEDs（卡马西平、拉莫三嗪、丙戊酸钠、苯妥英钠等）的主要作用靶点，是由α亚基和辅助β亚基构成的复合体，α亚基的编码基因共9个，其中在中枢神经系统表达较为活跃的是基因SCN1A、SCN2A、SCN3A、SCN8A，4个基因位点。国内外学者利用基因定位克隆等技术对这些基因研究，发现SCN1A、SCN2A、SCN3A及SCN1B突变与多种类型特发性癫痫有关，可作为癫痫发病的易感候选基因。国内学者赵晰等人[11]通过对SCN1A 基因多态性与卡马西平治疗儿童癫痫疗效的关系研究，发现 SCN1A IVS5N+5G>A 基因多态性与卡马西平耐药性癫痫有关，提示SCN1A IVS5N+5G>A 基因突变可能通过改变钠通道蛋白的表达，使得卡马西平作用靶点功能下降， 从而导致卡马西平治疗无效或者有效治疗剂量的改变。国外学者研究发现，SCN1A IVS5N+5G>A 突变纯合子需要更高的卡马西平剂量治疗，或治疗无效[12]，对汉族癫痫患者研究发现， SCN1A 基因第 5 外显子的 SNPrs3812718 的点突变可以造成卡马西平治疗上的个体差异，差异在亚洲人中更为明显[13]。这些研究结果表明钠离子通道基因突变不仅在癫痫发病中起重要的作用，同时也是参与药物抵抗性癫痫形成的主要机制。对毛果芸香碱癫痫大鼠模型研究发现β1 亚基突变使海马齿状回颗粒细胞钠离子通道的β亚基表达下调，影响苯妥英钠对电压门控性钠离子通道的正常作用，导致其抑制作用的缺失。同时，构成钠离子通道亚基发生了结构性变化可使该通道对AEDs 敏感性下降，导致癫痫耐药。而癫痫的反复发作可以直接从转录层面影响电压门控性钠离子通道的表达，导致RE的发生。由此可见，癫痫耐药与患者先天存在或后天获得的电压门控性钠离子通道的分子结构和功能改变有关。

4多药物转运体学说

血脑屏障（bloodbrain barrier，BBB）是脑脊液和血液循环之间的一种屏障结构，对防止毒物等外源性物质进入大脑具有重要的作用，AEDs必须透过BBB才能发挥治疗作用。在BBB上有多种多药物转运体，其功能是阻止有害毒性分子进入脑脊液循环。P糖蛋白（Pglycoprotein，Pgp）、多药耐药蛋白（multidrug resistance associated protein，MRP）及穹隆蛋白（major vault protein，MVP）等多药物转运体与AEDs的转运密切相关[14]，在癫痫患者脑组织中过度表达，阻止AEDs透过 BBB 到达脑组织，使得脑内有效的药物浓度降低，导致癫痫患者耐药，但引起这些多药物转运体上调的具体机制目前还不清楚。Pgp是由多耐药基因（multidrug resistance gene，MDR）所编码的ATP结合跨膜糖蛋白，能将药物主动转运出细胞。Tishler等于1995年证实，MDR在颞叶癫痫（temporal lobe epilepsy，TLE）患者脑组织中表达增强，Pgp在 BBB上的表达增多，造成BBB屏障功能增强，限制了AEDs进入脑实质，使脑内有效治疗量减少，最终导致RE发生。随后有学者应用正电子发射断层扫描技术（Positron Emission Tomography，PET）再次证实了Pgp于TLE患者的海马部位活性明显升高[15]。这些实验证实Pgp 过表达可降低脑内AEDs浓度。近年来，通过基因敲除技术，沉默MDR后，可提升AEDs脑内血药浓度。基础研究发现，Pgp 抑制剂维拉帕米可增加卡马西平和苯妥英钠的脑内含量，临床上发现RE患者使用维拉帕米辅助治疗后，癫痫发作频率及发作程度明显减少，临床效果显著[16]。为此认为，RE耐药性与癫痫患者脑Pgp过度表达密切相关。MRP 是一类ATP结合蛋白超家族，其中包括从MRP1到MRP12，虽然在结构上和Pgp的同源性不大，却与其有着极其相似的功能。MRPl为能量依赖性药物外输出泵的多药转运体，正常情况下，参与血脑屏障和血脑脊液的保护，阻止各种外源性物质进入脑组织。有学者对难治性癫痫患者病灶手术切除标本进行研究，发现病灶部位星形胶质细胞存在MRPl高表达[17]。Sisodiya等[18]利用免疫组化和蛋白印迹分析技术，对神经上皮瘤、局部皮质发育不良和海马硬化的病灶组织进行研究，发现容易导致难治性癫痫的这3种疾病的星形胶质细胞都有MRPl过度表达，而且在损伤的血管周围最明显。由此推测，在RE患者病灶组织内MRPl等转运体蛋白的过度表达，导致病灶组织屏障功能增强，降低了AEDs浓度，从而减弱了它们的抗癫痫效应。最新研究表明，MRP家族中，MRP2、MRP5具有调节AEDs脑内转运的功能[19]，可能也是一种 RE的耐药机制。MVP是穹隆核蛋白的主要成分，其基酸序列与肺耐药相关蛋白具有相似性，正常情况下脑内星形胶质细胞很少表达MVP。研究发现，在很多耐药的癌细胞株中，甚至一些不存在Pgp表达的耐药细胞中，都有着不同程度的MVP过度表达[20]。穹隆核蛋白结构类似桶状，具有通过吞吐作用将药物从细胞内转运至细胞外的功能，从而减少细胞内的药物浓度。有学者对引起耐药性癫痫的神经胶质瘤患者进行研究发现，病灶组织中神经胶质瘤细胞均有MVP的高表达，免疫反应呈强阳性，而正常大脑组织中胶质细胞和神经元细胞上几乎检测不到MVP的表达，为此推测RE患者耐药发生与MVP的表达上调有关。

5展望

RE发病机制非常复杂，不仅存在先天性，也可以是后天获得，与很多因素有关，目前尚没有一种学说能完全解释其难治性问题，因此，有关RE发病机制有待进一步深入研究。而目前绝大多数AEDs只是简单地从兴奋传导的过程去发挥作用，而作为癫痫治疗根本的病理生理、产生机制等却没有涉及。因此，尽快明确癫痫的产生机制，结合疾病本身病理生理过程，制定新型治疗措施，是RE治疗关键所在。

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（收稿日期：2016-07-06修回日期：2016-08-20）

（编辑：梁明佩）