血清学标志物对癫痫发作诊断作用的研究进展

柴长凤，胡瑞宏，侯晓军

强直-阵挛发作(TCS)包括全面性TCS(GTCS)和局灶继发到双侧TCS[1]，发作时会导致骤然的神经兴奋和相关的血清学指标的变化。心因性假性癫痫发作(PNES)是由心理因素引起的一组发生性事件，可以出现包括运动、感觉、自主神经、行为、认知等改变，这些改变类似癫痫发作(ES)，与ES鉴别诊断困难[2]。文献研究表明，PNES的平均误诊时间为7.2年[3]，尽管表面EMG及基于临床病史和共患病的评分系统在临床上也有一定的成效，但毕竟操作上有一定的难度[4-6]，因此寻求惊厥性ES发作的可靠血清学标志物成为临床医生关心的问题。

1 概述

癫痫的诊断性生物学标志物是与癫痫发展或ES倾向相关的客观的可测量变量。生物标记物的鉴定有助于鉴别诊断和指导个体化治疗。ES发生时，神经兴奋刺激内分泌系统分泌激素，如儿茶酚胺和催乳素等。全身肌肉收缩和儿茶酚胺的释放增加了大脑、肌肉和心脏对氧的需求，而呼吸障碍阻碍了这种代偿机制。同时组织释放代谢产物如乳酸、氨和尿素，骨骼肌的强烈收缩释放肌酸激酶和肌红蛋白。随后，炎性蛋白和细胞因子释放和白细胞增多发生[7]。这种改变在GTCS和癫痫持续状态(SE)中最为明显，但是即使在局灶性癫痫中，尤其是合并自主神经系统如心动过速、心脏传导阻滞、心脏骤停、呼吸抑制等情况下，也可以检测到内环境的变化[8]。监测这些指标的变化，一方面有助于鉴别诊断，另一方面有助于理解GTCS的病理生理学和随之而来的潜在后果，包括对癫痫猝死的病理机制探讨[7-8]。

2 惊厥性ES时内分泌系统的变化

ES通过下丘脑边缘系统影响下丘脑-垂体轴和自主神经系统。GTCS和复杂局灶性发作(CPS)可能导致催乳素(PRL)、生长激素、促肾上腺皮质激素(ACTH)、促甲状腺激素、黄体生成素、促卵泡激素和抗利尿激素(AVP)的变化[9]。

2.1 PRL PRL是目前研究最广且比较有前景的诊断标志物，尽管其可供评估的时间段非常短。早在上世纪70年代和80年代，在ES和PNES中就开始首先用PRL来鉴别，因为从理论上说，颞叶癫痫(TLE)发作可以调节下丘脑对PRL的释放[10]。在GTCS后，大约有60%的病例出现PRL升高，但在酒精戒断和CPS后，45%的病例出现PRL升高，横断面研究其特异性为95.9%～96.3%，简单局灶性发作(SPS)和PNES后很少升高[10-14]。

理论上来说，反复的ES会导致PRL持续升高，并最终达到一个峰值，但是在实际临床工作中，发现在SE后，PRL初始上升到一定值后即不在上升且逐渐回落到正常水平，这是由于PRL储存耗竭所致[10,15]。早期视频EEG(VEEG)监测研究表明，TLE比额叶癫痫更容易引起PRL升高，但是使用侵入性VEEG设备来监测，在60例TLE和20例额叶癫痫中并未发现此结果[16-18]。大多数研究者认为，儿童不管是否为发热性惊厥，均会出现PRL水平升高[19-20]。也有研究发现，只有在ES后才会出现PRL水平升高，而在发热ES则不会[21]。因此，PRL对于区分TLE和额叶癫痫、儿童是否为热性惊厥(FS)仍需要大量的研究。无法在尸检患者中用PRL确定患者是否有ES发作，有可能是因为死亡发生在下丘脑释放PRL之前[22-23]。

临床上一般用PRL水平来判断是否有ES，血清PRL在发病后10～ 20 min内迅速达到峰值，并在2～6 h内恢复到基线水平[24]。因此建议在发作后10～20 min内采血。毛细管法测定PRL的水平有助于鉴别ES和PNES[10]。10～20 min内采血测定PRL升高，说明ES，但是即使是正常的PRL，也不能排除ES或证明是PNES[10]。总体而言敏感性波动值较大：PNES对局灶性发作意识清楚型：0～11%，PNES对局灶性发作意识障碍型：14%～100%,PNES对GTCS 47%～100%，但特异性较高(74%～100%)[25-26]。PRL在晕厥和癫痫的鉴别诊断中几乎无作用，因为晕厥本身可能导致60%～80%的患者PRL升高。因此，临床上如果用PRL来判断是否有ES时，由于PRL受影响因素较多，有专家推荐如果高于三倍基线水平则有意义，也有专家推荐设定不同的男女参考范围[27]，且可供评估的时间段较短，临床上运用这一指标时需加以注意。

2.2 AVP AVP调节体内水和钠盐平衡中发挥了重要的作用，同时也作为内分泌系统的一员对应激做出反应，在ES后会升高[28-29]。血管加压素前体(ct-proAVP)与AVP不同，ct-proAVP比AVP稳定，且半衰期较长，它可以在保存在室温下数天，甚至可以在冷冻样品中保存数周，故临床研究ct-proAVP的较多。有一项前瞻性横断面研究共纳入161例儿童患者，其中FS导致ES发作的83例，发热而没有惊厥发作的69例，ES而没有发热9例(GTCS 7例，CPS 2例)。结果表明，同时有ES也有FS的，ct-proAVP和PRL的水平最高。ct-proAVP对于诊断FS具有很高的准确性[30]。另一项针对389例急诊室患者的多中心前瞻研究主要针对ES后ct-proAVP水平的升高对预后的影响中发现，ES后ct-proAVP水平虽然有升高，但无法预测癫痫复发、死亡和住院等并发症的发生[31]。

2.3 其他垂体激素 ACTH和皮质醇均是参与应激反应的激素，在ES和PNES后均有升高。在一些儿童和成人中有报道称生长激素升高，但是并没有被其他文章验证[32]。饥饿素和nesfatin-1是体内调节饥饿和饱的激素。一项研究表明，34例GTCS患者术后nesfatin-1升高，而PNES患者无升高。GTCS 1 h后胃饥饿素水平降低，但是文献未提供敏感性、特异性或预测值[33]。因此，总体而言，临床上对这些实验室指标应用较少。

3 肌酶谱在惊厥性ES后的变化

肌酸激酶(CK)和肌红蛋白生理状态下和ES时导致肌肉收缩的原理不同[34]，因为GTCS时肌肉收缩类似于过度劳累型肌肉损伤[35]。文献表明，大约45%的患者ES后第1个1～12 h CK水平开始升高，并在发作后24～72 h达峰，甚至可持续4 d[36-38]。但是在失神发作和SPS、CPS中升高的可能性不大[35,39]，在FS后24 h约35%的患者会升高[40]。有文献利用CK试图将PNES从ES中区分出来[41]。文献研究表明，在这种情况下，CK水平升高的敏感性为14.6%～87.5%，特异性为85%～100%。由于其低敏感性，有学者质疑其临床应用。对于鉴别GTCS和晕厥，CK升高的敏感性为12%～75%，特异性为85.5%～100%[37,42]。即使CK在一个正常范围内，大约在三分之二的GTCS发作后24～48 h内，观察到CK增加>15 U/L。

有文献研究GTCS和晕厥入院时和发作后4 h肌红蛋白的水平，尽管CK水平升高可以区分二者，但是肌红蛋白却不能[37]。

总而言之，短暂的CK增加有助于区分GTCS与晕厥或PNES，对于惊厥性ES和PNES鉴别来说，发作后CK水平升高，敏感性为75%，特异性为86%，63%的阳性预测值和91%的阴性预测值[35-36,42-43]。由于这个指标低敏感，且达峰时间的不确定限制了其临床应用[41]，且不能排除GTCS或其他类型的ES。

4 代谢产物水平的变化

4.1 血氨 氨是氨基酸和嘌呤分解代谢的最终产物。如果肝脏代谢氨的能力超过正常水平，血氨水平升高，可导致肝性脑病。服用丙戊酸来抗癫痫的患者，无症状的血氨升高非常常见。一项回顾性研究针对急诊室里GTCS的患者发现，17例GTCS患者(年龄7～ 81岁)中均出现血氨水平升高，并在第2 d开始下降[44]。Liu等[45]前瞻性研究比较了31例ES患者和51例各种原因导致意识障碍的患者，结果发现，ES组有61.3%的患者到达时出现高氨血症，而对照组无一例出现(肝性脑病除外)，敏感性为61.3%，特异性为80.4%，且ES导致的血氨水平在24 h内逐渐降至正常水平，但是肝脏疾病中却持续升高。后续研究中发现，17例GTCS后高氨血症与意识的长期损害有关[46]。一项回顾性的研究针对急诊室患者报告了42.3%的GTCS患者[病因：遗传(44例)或血管性(8例)]引起的暂时性高氨血症与酸中毒有关。在酸性条件下，红细胞被认为是释放氨的另一来源[47]。

一项针对急诊室包含121例患者(排除肝硬化或服用丙戊酸盐)的前瞻性研究发现，大约76.5%的GTCS的患者出现持续3～8 h的血氨升高，非惊厥性发作为21.2%。其中男性、酒精戒断、SE患者的血氨水平更高，同时伴随碳酸氢盐的下降，CK、肌酐、血糖、血压的升高。但是血氨的升高水平不能预测患者死亡率、ICU收住率、或ES反复发作的几率。因此作者由此提出血氨作为一种新的生物标志物来填补PRL和CK之间的时间间隔，因为PRL仅在发作后20 min内有价值，而CK达峰时间较晚[48]。一项针对293例意识障碍患者的急诊室研究发现，惊厥组(207例)的血氨水平是对照组(86例)的2倍。如果选择截点值为血氨65 μg/ml，敏感性53%，特异性为90%，此时从意识障碍里能够区分出惊厥发作的OR值是14.8[49]。另一项针对急诊室回顾性研究，共纳入379例惊厥发作的患者，发现48.2%的患者出现血氨的升高[50]。男性、SE、乳酸水平升高和酸中毒与血氨水平升高有关。来自美国的一项前瞻性研究，分别在基线水平，发作后60 min内、发作后24 h，测定血氨水平，用VEEG将患者分为GTCS、PNES伴阵挛(PNES-C)、FS。血氨升高仅限于GTCS(无论是原发还是继发的GTCS)，而在PNES-C和FS中没有意义，因此文中血氨水平可以作为一个有力的工具来区分是否为ES，且可以作为ES电活动标志物。同时文章也提出，发作后血氨>80 μmol/L作为一个分界值，此时区分GTCS和PNES-C、FS特异性为100%，敏感性为53.9%，但是文章纳入的病例数较少[51]。这些研究数据表明，GTCS后测定血氨水平，有助于鉴别诊断，尤其没有旁观者或诊断不清晰的情况下。

4.2 乳酸 GTCS发作后1～2 h乳酸增多是常见的现象，在SE可能持续更长的时间[52-53]。如果存在呼吸道梗阻或呼吸受损导致酸中毒的情况，则乳酸水平会升的更高。其中一项针对78例急诊室患者(22例GTCS，34例因其他原因致昏迷，22例因其他原因住院的癫痫患者)的前瞻性研究发现，乳酸升高的特异性为97%，敏感性为73%[54]。一项大型的针对急诊室301例患者(195例GTCS, 37例CPS, 17例PNES, 52例晕厥患者)的回顾性研究发现，乳酸水平>2.45 mmol/L可以把GTCS从 CPS、晕厥和PNES中区分出来，其敏感性为88%，特异性为87%[55]。有一项前瞻性队列研究，比较发作后2 h内乳酸和CK对GTCS的鉴别作用，结果表明，乳酸是一种敏感而特异的诊断标记物，可有效区分GTCS与晕厥，且在发作后早期优于CK，发作后第1 h乳酸水平>2.45 mmol/L，则其敏感性和特异性分别为94%和93%，发作后第2 h，乳酸水平>2.25 mmol/L，则其敏感性和特异性分别为94%和91%[56]。有研究针对急诊室患者，发作后2 h采血，采用临床当场即时检验的方法区分GTCS和其他原因导致的晕厥和PNES，结果表明血清乳酸作为临床当场即时检验标记物在癫痫的鉴别诊断中是最合适的，且优于阴离子间隙、丹佛癫痫评分和碳酸氢盐。但是性别之间存在一定的差异，乳酸水平>2.45 mmol/L，则敏感性和特异性分别为89.1%和89.7%。如果对性别进行分层，乳酸水平>2.45 mmol/L，对于男性患者而言敏感性和特异性分别为95.1%和87.5%，女性患者的敏感性和特异性为79%和91.2%[57]。有研究用VEEG共记录32例患者发生39次GTCS，分别在基线水平、发作30 min内、发作后2 h、6 h、24 h和48 h来测定一些血液指标。研究结果表明,GTCS后不久，乳酸平均水平、血氨和PRL水平明显增高，分别是基线水平的8.7倍、2.6倍、5.1倍，且高于2倍上限值(ULN)的百分比分别为90%、71%、70%，且2 h内恢复到基线水平。只有GTCS后乳酸水平与强直阵挛期的总持续时间显著相关。CK水平在ULN水平之上仅在3次GTCS之后，且在48 h后达到峰值。GTCS后，三分之一的患者出现高磷血症，而三分之一的患者在2 h后出现低磷血症。GTCS可以导致其他电解质、肌酐和尿酸发生细微到显著的改变，而葡萄糖水平适度升高。本文最终得出结论，乳酸是发生GTCS强有力的代谢指标，在ES终止后30 min内，90%的发生GTCS患者的乳酸水平升高，而血氨升高约70%，与PRL相似。三分之一的患者在发生GTCS后出现磷酸盐水平早期的升高，但在2 h后，磷酸盐水平降低。作者也同时提出CK作为鉴别GTCS中，具有一定的挑战意义[58]。综上，乳酸在癫痫发作鉴别诊断中的作用有可能越来越重要。

5 心脏标志物

文献研究表明，SE或来源于颞叶的癫痫患者发作后，高敏肌钙蛋白升高较为常见，尤其年龄较大者[59]。有研究根据病情需要共检测了75例GTCS患者的高敏肌钙蛋白，结果表明，升高比例为12%(9例)，其中有5例患者达到了非ST段抬高心肌梗死的诊断标准，最终结果表明，高敏肌钙蛋白升高是GTCS患者急诊入院最常见的并发症，尤其是老年患者[60]。

6 其他

6.1 炎性蛋白 IL-6是神经系统的主要细胞因子，可提高神经元的兴奋性[61]。IL-6水平不仅是预测癫痫形成的生物标志物，还可能随着ES类型和发作频率的变化而变化。事实上，与健康对照组相比，癫痫患者，尤其是TLE患者IL-6水平较高[62-63]。有报道，ES后3～24 h，血清IL-6水平显著升高(与基线相比)[64]。IL-6的浓度在GTCS后明显高于FS后，且独立于发作持续时间[64-65]。影响发作后IL-6水平的主要是癫痫类型，TLE明显高于颞叶外侧癫痫，而在一次TLE发作后，IL-6的水平取决于先前的ES频率和基线IL-6浓度[64]。与健康对照组相比，血液中IL-6水平的显著增加和其他细胞因子的比值(比如IL-8、IL-1β)已被证明与耐药FS有关，且独立于距离他们最后一次发作的时间[66]。同样，已证明在儿童热性惊厥持续状态中，其他细胞因子IL-8和表皮生长因子浓度升高，而IL-1受体拮抗剂(IL-IRA)/IL-1β和IL-1RA/IL-8的比值降低，而在有发热但无ES的患儿中则无此发现[67]。且较低的IL-1RA/IL-6预示着热性惊厥持续状态的儿童合并海马损伤的强有力的预测指标[67]。同时，文献研究也发现，抗炎因子端脑素在难治性FS中有5倍的下降[66]。

6.2 Micro-RNAs Micro-RNAs是一类内源性的短链非依赖性RNA分子，大约有22个核苷酸组成，通过调节神经元的兴奋性、形态学、凋亡和炎症反应，可能在癫痫形成和胚胎形成过程中发挥关键作用[68-69]。Micro-RNAs负调控靶mRNAs基因表达。到目前为止，在癫痫动物模型和癫痫患者中已经发现了100多种不同的micro-RNAs[68-71]。有研究发现，与112名健康对照组相比，不管癫痫的病因，在117例TLE患者中，可以发现micro-R-106b-5p、-130a-3p和-146a-5p的升高和micro-R-15a-5p和-194-5p的下降，其中micro-R-106b-5p的升高均表现出较高的敏感性(80.3%)和特异性(81.2%)[72]。也有研究发现，对健康对照组相比，难治性TLE患者会更高表达micro-R-129-2-3P[73]。如果联合运用血液中升高的micro-R-146a和micro-R-106b，则与micro-R-146a或micro-R-106b单独使用相比，具有更高的敏感性和特异性[74]。另一项研究发现，难治性癫痫或合并局灶性皮质发育不良患者血浆中hsa-micro-R-4521的水平明显升高[75]。尽管micro-RNAs是癫痫很有前途的生物标志物，但仍有一些问题需要进一步评估，如它们对癫痫的特异性，以及它们与ES之间的关系。

6.3 血气分析等其他血液学检测指标 有一项回顾性研究，AG在ES后1 h直至24 h均高于PNES患者。WBC的升高稍晚于AG，在发作后2 h开始升高，直到发作后24 h。其中ES之后的9 h内，多因素回归分析显示，AG、WBC均与ES有关，且相互独立。同时得出公式(针对于发作完毕后9 h之内的患者)：1.5×AG+WBC，如果得分>24.8，则预示着>90%的可能性是ES。如果得分<15.5，则是ES的可能性<10%，此时可以考虑患者的发作为PNES[76]。

7 总结

本文综述了血清学标志物对ES诊断的作用，迄今为止没有实验室数据能明确证明或排除ES，如果在ES发作后合适的时间点提取血样，CK、PRL、乳酸、血氨等指标的升高均可以提供有价值的信息。临床医生在接诊疑似ES的患者时，除了在适当的时间点采血外，也要结合病史，长期的随访，才能得到正确的诊断。