部分性发作癫痫发病机制的研究进展

牵牛花

　　部分性癫痫发作源于中枢神经系统的某限定区域。许多病因都能导致痫性病灶的产生。新皮质区的致痫灶通常是因发育改变、肿瘤及其它畸变、脑外伤引起，少数情况下为基因异常引起 ［1］ ，而成年后开始的癫痫发作也可能是中风后大脑皮质改变的结果。部分性发作癫痫最常见的形式是始自颞叶内侧结构如杏仁、内嗅皮质和海马，通常以不同程度的海马神经元丢失为特征。当海马的门区，CA1和CA3区细胞丢失少于50%时，颞叶内侧癫痫（Mesial temporal lobe epilepsy，MTLE）归类于非海马硬化;而当这些区域细胞丢失大于50%时则是颞叶内侧癫痫综合症伴海马硬化的特征之一。海马硬化经常是由于以前的癫痫持续状态，复杂性热性惊厥，脑炎或者脑缺血损伤引起。在非海马硬化病人，通常在海马门区，CA1和CA3区细胞丢失很少或没有，且引起癫痫的致痫灶常常在海马外。现就部分性发作的癫痫相关的细胞死亡的基本机制的新发现及药物耐受的机制作一综述。
  
　　1 部分性发作癫痫细胞丢失的机制
  
　　实验研究揭示了延长的癫痫持续状态导致海马CA1区，CA3区，门区和内嗅皮质中层明显的细胞丢失 ［2］ 。海马细胞丢失可能与神经元网络的重组有关，而神经元网络的重组可能参与了癫痫的发生 ［3］ 。另外，海马组织的细胞丢失可能是造成部分性发作癫痫患者认知能力受损和心理并发症的基础。颞叶癫痫（TLE）的动物模型常采用海人藻酸，匹鲁卡品的化学性刺激或是持续电刺激来引发癫痫持续状态，或是暴露于低镁环境来研究脑组织特性的变化。
  
　　1.1 线粒体功能损伤 在海马硬化病人以及由海人藻酸、匹鲁卡品诱导的癫痫动物模型中，生化研究表明存在线粒体功能受损 ［4］ 。近来有研究N-乙酰-天冬氨酸信号在TLE病人中多减弱，这表示了线粒体功能障碍，但不能表明神经细胞丢失。这个结论建立于以下的观察:在使用匹鲁卡品复制癫痫持续状态模型引起随后的边缘叶癫痫中，通过核磁共振探测到的N-乙酰-天冬氨酸信号能通过补充肌酸而正常化，却对细胞的生存产生了不利影响 ［5］ 。一项对人脑手术切除标本的研究得到了相同的结论。通过使用荧光测定的方法对脑薄片进行详细的实验分析，监测癫痫发作过程中的破坏级链反应 ［6，7］ 。实验者指示细胞外痫性发作引起的胞外钙的丢失与细胞内液的增多和线粒体内钙浓度的增加有关。此生理过程刺激了NADH（菸酰胺单核苷酸）和FADH2（黄素腺嘌呤二核苷酸）的产生及随之ATP的产生 ［8，9］ 。通过ATP水解的能量恢复癫痫发作过程中被改变了的离子电化学梯度。然而，当癫痫反复发作时， NADH信号下降 ［6，10］ ，这预示线粒体功能更严重的破坏。当线粒体无法根据组织代谢的需求调节NADH的生成时，癫痫发作就转变为迟发的反复放电，就如药物耐受了的癫痫持续状态的情况 ［6，10］ 。此时，癫痫持续状态所引起的细胞死亡就非常明显。
  
　　1.2 自由基的生成参与了细胞死亡的机制 有进一步研究表明癫痫发作过程中有自由基生成，在癫痫反复发作时，自由基生成的量增多。自由基生成也许是造成细胞死亡的原因之一。研究也指出了通过保护自由基所造成的破坏就可以减少癫痫发作所致的细胞死亡。
  
　　在低镁引起的癫痫反复发作中，发现氮氧化物生成增多，氮氧化物与羟基自由基一起可以形成有害的过氧化亚硝酸盐。氮氧化物合酶阻断剂可以减少惊厥发生从而保护癫痫发作所致的细胞死亡 ［11］ 。在海人藻酸癫痫持续状态模型中，运用一种氮氧化物合酶抑制剂具有神经保护作用，并有益于能量代谢 ［12］ 。同样，在使用一种soman（甲氟磷酸异已酯，一种胆碱酯酶抑制剂）的气体作用于神经组织引起的癫痫持续状态中，毒物学研究发现了自由基生成增多的证据。研究发现谷胱甘肽水平下降，这或许导致了自由基生成增多。氮氧化物生成增多与蛋白质硝基化增加有关 ［13］ 。
  
　　癫痫发作引起的线粒体功能改变可能是持续性的。Kunz ［4］ 研究组不仅在用匹鲁卡品处理的动物，同样也在病人身上发现癫痫持续状态后线粒体功能的改变。这些持久的变化可能是因为自由基破坏了线粒体DNA所造成的。线粒体功能的改变，包括其它因素比如神经胶质功能的改变，或许是临床上观察到的局部癫痫灶代谢降低的原因 ［14］ 。


　　2 药物抵抗的相关机制
  
　　关于部分性癫痫的一个重要问题是药物抵抗。关于药物抵抗有两种假说。靶位假说认为抗癫痫药物（Antiepileptic-drugs，AEDs）作用的靶位分子被改变了。转运假说提示抗癫痫药物并没有到达它们作用的靶位，这一方面是由于药物转运分子表达增加及其活性增强。药物转运分子调节着许多物质的体内浓度。另一方面可能是清除酶降低了药物在特定作用部位的浓度。有证据表明靶位假说和转运假说都参与了药物耐受的机制。
  
　　2.1 靶位假说 靶位假说（The target hypothesis）提示药效的变化是由于药物作用靶位如Na + 通道，Ca 2+ 通道及GABA A （γ-氨基丁酸）受体特性受到治疗及癫痫相关变化而产生了变化。这个药物在细胞水平上敏感性的下降就造成了临床上的药物抵抗。药物通过在脑内使抑制增强而发挥作用，当靶组织产生耐受后这些药物的疗效就下降了。众所周知用苯二氮平类和巴比妥类治疗易产生耐受，也易产生停药后癫痫发作。亚单位的改变也可使药效下降 ［15］ 。最后，如果由于抑制网络的重组，抑制信号传递过程中发生了脱抑制，当一个兴奋了的中间神经元抑制了下一个神经元而导致靶区域的脱抑制，GABA能的药物就失去了疗效。确实有海马抑制环路重构方面的记述 ［16，17］ 。对于药物抵抗的解释，无论是环路抑制的重组还是GABA受体的改变的解释都仍待证实。
  
　　Na + 通道特性的改变或许也和药物抵抗相关。总体上，像卡马西平，苯妥英钠这类AEDs通过三方面影响I Na （快速Na + 流）而起作用:①使电压相关的I Na 幅度降低;②不应期电位大小向超极化方向增大;③不应期延长 ［18～20］ 。不应期延长导致明显的I Na 通道可用频率下降，尤其是在观察到的慢性癫痫的异常高频率放电的情况。确实，在匹鲁卡品的癫痫模型和人类齿状回颗粒细胞中，有关于海马齿状回颗粒细胞Na + 通道使用相关阻滞明显缺失的描述 ［18，19］ 。这与从对卡马西平耐药病人的海马脑薄片中得到的卡马西平无法阻滞类痫样发作相吻合。但在对卡马西平有效病人的脑切片中不存在这种情况。I Na 药物敏感性的改变或许源于电压门控Na + 通道表达、调节或分布的改变。最近，在匹鲁卡品的癫痫模型中，使用定量的实时聚合酶链反应系统研究了Na + 通道α和β亚基的调节。在癫痫持续状态后Na γ1.2 亚基和Na γ1.6 亚基以及β 1 亚基持续性下调最多可达30d。齿状回的β 2 亚基则在癫痫持续状态过后呈现明显的，一过性的下调 ［21］ 。这些变化同药物抵抗的发生是否有关仍有待进一步阐明。
  
　　2.2 转运假说 转运假说（The transporter hypothesis）是第二大的解释药物抵抗的观点，它主张多种药物转运蛋白表达或功能的增强降低了AEDs在靶位的有效浓度 ［22］ 。一些基因编码的跨膜蛋白具有将药物从胞内泵出的功能。MDR1（多耐药基因）编码的糖蛋白（PGP）可以跨膜转运一系列亲脂性的物质。MRP1-7 ［23］ 基因家族产物也可以转运一系列物质其中部分与PGP所转运的物质一致。采用聚合酶链反应或免疫组化技术发现这些基因的大多数产物（如MRP1-6和PGP）在血-脑屏障的内皮细胞中有表达。更进一步地，在构成血-脑脊液屏障的脉络膜丛的毛细血管内皮细胞中发现MRP1表达增加。这些多药物转运体控制亲脂性药物渗透入血-脑屏障和血-脑脊液屏障，在这两个部位发现基因表达增加正好与之相吻合。一种MRP2缺失的Wistar株大鼠是研究MRP2 ［24］ 介导的药物转运的重要工具。运用药理学的方法抑制药物转运体，从而确定后者是否影响了AEDs在脑内的分布 ［25，26］ 。这些实验一致表明了无论从药理学方面或是从基因方面抑制药物转运可以增加各种抗癫痫药物在脑内的浓度。在一项著名的实验 ［24］ 中研究者揭示了MRP2缺失的点燃的鼠比野生型鼠脑内苯妥英钠浓度要高，且对苯妥英钠治疗更敏感。这是首次将一个特定药物转运体缺失同抗癫痫药治疗敏感性改变相联系的对照实验。但这篇文献对最为常用的抗癫痫药卡马西平的治疗敏感性是否改变并没讲述清楚。卡马西平并不是由含PGP的细胞所转运的，在PGP缺失的鼠，卡马西平脑内浓度没有改变 ［27］ 。更有进一步可能卡马西平本身抑制了人类PGP活性，故这类转运体的上调就和卡马西平疗效关系不大 ［28］ 。 现在有可靠的证据表明在人类癫痫及实验动物癫痫模型中，存在不同类型药物转运分子的上调。比如，在包括TLE的不同类型的慢性癫痫病人，癫痫相关的局部皮质发育异常，胚胎发育不良性神经上皮肿瘤 ［29～32］ ，以及化学性引发的癫痫持续状态或声音诱发的癫痫发作 ［20，33］ ，存在MDR1表达增加。这些研究也表明在局部癫痫灶中，编码药物转运的基因在平常基本不表达的细胞型中有表达。比如，在星形胶质细胞，尤其是在血管周围和发育异常神经元周围的星形胶质细胞中PGP和MRP1的表达强烈上调 ［32］ 。然而药物转运体的上调并不能解释为什么有些病人对AEDs有反应而有些病人却没有。研究发现碱基序列改变比如编码药物转运体基因的多态性能影响其相应编码蛋白的功能或表达。在编码MDR1基因的外显子25上识别了C3435T的多样性，它与蛋白质表达增加有关（CC基因型）。为了测试C3435T多样性是否与AEDs治疗抵抗产生相关，进行了以人群为基础的有关研究，结果发现对于AEDs抵抗的病人中更多的是CC基因型而不是TT基因型 ［34］ 。
  
　　3 结论
  
　　根据以上对部分性发作的癫痫基本机制的研究，现对于药物耐受癫痫提供了两种新的治疗选择:通过清除自由基防止细胞死亡;通过干扰药物转运体减轻药物耐受。


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