癲癇生物標(biāo)記物的研究現(xiàn)狀☆

王銳 洪楨 周東

·綜述·

癲癇生物標(biāo)記物的研究現(xiàn)狀☆

王銳*洪楨*周東*

癲癇 顳葉癲癇 難治性癲癇 癲癇持續(xù)狀態(tài) 熱性驚厥 生物標(biāo)記物

癲癇是一類發(fā)作性疾病，在發(fā)作間期患者可以表現(xiàn)為完全正常。因此，臨床上即使采用了多種方法對癲癇進行診斷，包括病史，神經(jīng)影像學(xué)檢查，視頻腦電圖，24 h動態(tài)腦電監(jiān)測等，但有時對于癲癇的診斷仍存在困難。所以，在癲癇不同發(fā)作類型中，有效生物標(biāo)記物的篩選，將有助于對癲癇發(fā)作、癲癇綜合征作出正確診斷和分類，并可提供臨床治療靶點，改善癲癇的預(yù)后。目前，國內(nèi)外對于癲癇生物標(biāo)記物的研究還在不斷進行中，本文總結(jié)歸納了不同類型癲癇生物標(biāo)記物的研究進展。

1 顳葉癲癇

顳葉癲癇是最常見、最棘手的癲癇綜合征之一，大約70%的患者具有耐藥性，并且1/3的顳葉癲癇患者在應(yīng)用抗癲癇藥物后仍可再次發(fā)作。癲癇發(fā)作后可造成大腦損傷，進而可能導(dǎo)致腦脊液或血液中出現(xiàn)一定水平的可檢測到的蛋白質(zhì)。下面為在顳葉癲癇患者中研究的相關(guān)生物標(biāo)記物。

1.1 Bcl-2蛋白Bcl-2（B-cell leukemia/lymphoma 2，Bcl-2）基因家族由20多種不同基因成員組成，其作用為對細胞凋亡起正性或負性調(diào)節(jié)[1]。Bcl-2蛋白為主要的抗細胞凋亡蛋白之一，可能作用機制為通過保持線粒體膜完整性、鈣離子動員或抗氧化功能來提高線粒體功能和維持線粒體完整性。Kilany A等[2]研究發(fā)現(xiàn)，在兒童顳葉癲癇患者中，血清Bcl-2蛋白水平升高，尤其是耐藥性兒童患者血清Bcl-2水平升高更明顯，因而認為癲癇發(fā)作可能會影響B(tài)cl-2基因的表達，血清Bcl-2蛋白作為細胞凋亡的標(biāo)記物，也可作為癲癇發(fā)作的潛在標(biāo)記物。由此可以推斷，在血清中細胞凋亡相關(guān)蛋白網(wǎng)中可能存在更加敏感的，更容易拓展目前研究的蛋白標(biāo)記物。

1.2 血清炎性因子標(biāo)記物最近研究發(fā)現(xiàn)，在癲癇動物模型或者癲癇患者中，癲癇發(fā)作可以引起特定血清細胞因子的改變，因此，外周血中一些細胞因子可以作為癲癇生物標(biāo)記物。在匹羅卡品誘發(fā)癲癇的動物實驗中證實白細胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）血清水平升高，可以用來檢測癲癇發(fā)作。盡管膿血癥引起IL-1β和IL-6血清水平急劇增高，但Holtman L等[3]研究發(fā)現(xiàn)，在電刺激顳葉癲癇動物模型中IL-1β和IL-6血清水平并未見明顯改變，包括C反應(yīng)蛋白也未見有明顯改變，不認為這些炎癥分子可以作為標(biāo)記物。Youn YA等[4]研究15例缺血缺氧性腦病導(dǎo)致新生兒發(fā)作的患者發(fā)現(xiàn)，在新生兒發(fā)作后24 h內(nèi)，血清中大部分細胞因子水平升高，尤其IL-8升高更明顯，而48～72 h后出現(xiàn)下降，IL-1Ra下降更明顯，但是IL-8、IL-10仍然升高。因而認為，IL-1Ra可能作為一個腦保護性因子而發(fā)揮作用，但IL-8可以作為一個潛在的標(biāo)記物監(jiān)測新生兒發(fā)作對大腦的損傷。因此，某些特異性血清細胞因子的升高在特定癲癇發(fā)作類型中才有意義，由于多種疾病或致病因素均可造成炎癥分子水平的異常，研究試驗應(yīng)制定嚴(yán)格的納入和排除指標(biāo)。

1.3 熱休克蛋白70和可溶性蛋白-100熱休克蛋白70（hot shock protein70,HSP70)是熱休克蛋白家族成員之一，其作用是維持正常細胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，作為分子伴侶參與蛋白質(zhì)空間修飾，尤其在細胞應(yīng)激時表達[5]。而相關(guān)研究[6-7]表明在顳葉癲癇患者發(fā)作后HSP70表達增加，可能反應(yīng)了發(fā)作時的應(yīng)激狀態(tài)。在癲癇持續(xù)狀態(tài)動物模型中，HSP70過度表達與發(fā)作強度成正相關(guān)，表明HSP70可能反應(yīng)神經(jīng)元損傷的嚴(yán)重性。因此，在癲癇發(fā)作后，HSP70過度表達可以作為應(yīng)激性生物標(biāo)記物。

可溶性蛋白-100（protein-100,S100B）是神經(jīng)突生長促進因子，被廣泛的用來作為神經(jīng)膠質(zhì)活化和血腦屏障破壞的參數(shù)指標(biāo)[8]。在顳葉癲癇患者組織中，S100B在神經(jīng)膠質(zhì)細胞中過度表達，從而闡明了在顳葉癲癇中神經(jīng)膠質(zhì)細胞調(diào)節(jié)失調(diào)的的病理生理機制。有研究認為在難治性顳葉癲癇患者中，腦脊液內(nèi)S100B的濃度升高，也反映了腦損傷的嚴(yán)重性。然而在癲癇疾病中，血清S100B是否為一個合適的標(biāo)記物還沒有定論[9]。一些研究說明血清S100B水平在癲癇患者組與對照組中沒有明顯差異，Chang CC等[6]研究試驗結(jié)果提出，顳葉癲癇患者血清S100B水平明顯提高，作為一個有用的生物標(biāo)記物，血清S100B濃度可以用來評估顳葉癲癇的活動性。

2 難治性癲癇

難治性癲癇是指臨床遷延、對抗癲癇藥物治療反應(yīng)差的一組癲癇患者，即3種或以上一線藥物采用“最理想”的劑量，單獨或合并使用2年以上仍有每月4次以上的癲癇發(fā)作，難治性癲癇約占癲癇治療人數(shù)的20%～30%[10-11]。

2.1 可溶性細胞間黏附分子-5細胞間黏附分子(soluble inter cell adhesion molecules，sICAM)屬于免疫球蛋白超家族，共有五種成員，其中sICAM-1是腦血管動脈粥樣硬化的重要危險因素[12],ICAM-5只在端腦神經(jīng)元中表達，大部分在出生后合成，在結(jié)構(gòu)上ICAM-5是細胞膜蛋白的一種。在腦缺血、癲癇、腦炎等情況下，體液中可檢測到sICAM-1、sICAM-5，事實上，活化的T細胞可以促進ICAM-5從神經(jīng)元細胞膜上裂解而成sICAM-5。sICAM5能夠抑制T細胞活化而發(fā)揮抗炎作用[13]。Pollard JR等[14]研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，在難治性癲癇患者血清中sICAM5濃度降低，同時促炎癥介質(zhì)IL-1β,IL-2,IL-8升高，胸腺活化調(diào)節(jié)趨化因子（thymus and activation regulated chemokine，TARC）濃度有增高的趨勢，并根據(jù)統(tǒng)計學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)在試驗組與對照組之間，TARC/sICAM5比值差別明顯，腦源性sICAM5在癲癇患者血清中的濃度明顯下降，TARC/ sICAM5比值能夠有效的區(qū)分癲癇患者與正常對照組。相反，血清神經(jīng)源性營養(yǎng)因子水平和其他促炎癥因子并沒有明顯改變，因此，這一比值可能是難治性癲癇的一個特異性生物標(biāo)記物。

2.2 基質(zhì)金屬蛋白酶基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP）是一個含鋅離子的肽鏈內(nèi)切酶家族,正常生理狀態(tài)下,MMPs與金屬蛋白酶組織抑制因子共同調(diào)控細胞外基質(zhì)的更新，維持細胞的穩(wěn)定。MMPs失調(diào)可加速基質(zhì)屏障的降解，在腦組織中，MMPs能夠降解和破壞血腦屏障，MMP-9屬于其中的明膠酶類[15]。有研究表明，MMP-9也可導(dǎo)致在長期的發(fā)作后細胞的死亡，MMP-9降解緊密連接蛋白，調(diào)節(jié)N-甲基-D-天冬氨酸受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和突觸重塑，從而影響癲癇發(fā)生[16]。Takahashi Y等[17]通過對50例難治性部分發(fā)作性癲癇兒童的研究發(fā)現(xiàn)，在用普魯斯特治療前，癲癇患者血清中的MMP-9水平比正常對照組明顯升高，治療后MMP-9水平比治療前明顯下降。由此可知，血清MMP-9水平在癲癇發(fā)作中可以作為潛在的生物標(biāo)記物，但需要進一步的試驗研究。

3 癲癇持續(xù)狀態(tài)

癲癇持續(xù)狀態(tài)，是指癲癇連續(xù)發(fā)作之間患者意識不恢復(fù)或1次癲癇發(fā)作持續(xù)時間超過30 min以上未自行停止，或2次發(fā)作間歇期意識不恢復(fù)者[18]?，F(xiàn)已證實，癲癇持續(xù)狀態(tài)可引發(fā)血清細胞因子水平的改變和血腦屏障的破壞。Sutter R等[19]研究中，對癲癇持續(xù)狀態(tài)發(fā)作開始和3 d內(nèi)的血清白蛋白和C反應(yīng)蛋白水平進行監(jiān)測，對比與癲癇復(fù)發(fā)與死亡的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，血清白蛋白水平越高的患者癲癇復(fù)發(fā)和死亡的可能性越小，而血清C反應(yīng)蛋白水平與這種結(jié)果沒有明顯一致性。

4 熱性驚厥

熱性驚厥是小兒時期最常見的驚厥。2%～5%發(fā)作年齡在6個月～5歲，排除顱內(nèi)感染和其他導(dǎo)致驚厥的器質(zhì)性和代謝性疾病以及既往無熱驚厥史[20]。為確定熱性驚厥是否造成腦損傷及監(jiān)測其復(fù)發(fā)，對其可能標(biāo)記物開展了多項研究。

4.1 可溶性蛋白-100S100B是S100蛋白家族成員之一，S100蛋白是一組低分子量的鈣結(jié)合蛋白，大約有20多種[21]。S100B主要分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)膠質(zhì)細胞和Schwann細胞以及某些神經(jīng)元細胞、黑色素細胞中，S100B水平升高與腦損傷有關(guān)。有研究證實熱性驚厥患兒的血清和腦脊液中S100B濃度與對照組相比沒有明顯升高，并且與驚厥復(fù)發(fā)沒有相關(guān)性，說明熱性驚厥并沒有引起嚴(yán)重的血腦屏障的開放，也沒有增加驚厥事件的發(fā)生，熱性驚厥對發(fā)育中的大腦沒有明顯損傷[21-22]?？梢酝茢嗄X脊液中S100B濃度與熱性驚厥的發(fā)生不存在相關(guān)性，S100B可能不是熱性驚厥的生物標(biāo)記物，有待于進行新的探索。

4.2 基質(zhì)金屬蛋白酶MMPHaberlandt E[23]等研究發(fā)現(xiàn)，在熱性驚厥患兒、隱源性全面性發(fā)作患兒兩組病例中，血清中MMP8/9和基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑濃度無明顯變化，而在感染性高熱患兒血清中明顯升高，從而推測MMP8/9和基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑可能不是熱性驚厥的生物標(biāo)記物。進一步說明熱性驚厥是一個良性臨床事件，并沒有引起明顯的腦損傷。

5 未分類癲癇生物標(biāo)記物的研究

5.1 谷氨酸脫羧酶自身抗體谷氨酸脫羧酶（glutamic acid decarboxylase，GAD）是參與人體抑制性神經(jīng)遞質(zhì)γ-氨基丁酸合成的主要酶。因此，GAD水平異常，會造成神經(jīng)系統(tǒng)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)水平的異常。多個研究表明，GAD的減少與癲癇發(fā)作頻率的增加有關(guān)，抗GAD抗體陽性血清注入到小鼠體內(nèi)導(dǎo)致神經(jīng)元自發(fā)性活動增加[24-25]。Stagg CJ等[25]通過試驗研究發(fā)現(xiàn)，癲癇患者血清中GAD抗體水平增加，相應(yīng)的大腦皮層中γ-氨基丁酸水平減少。

5.2 超氧化物歧化酶1超氧化物歧化酶1（superoxide dismutase，SOD1）是主要的抗氧化酶[26]，其作用是清除超氧化物自由基，形成對氧化應(yīng)激及其后效的第一道防線。人體內(nèi)有3種超氧化物同工酶，分別存在于細胞質(zhì)、線粒體、細胞外液，其中SOD1與神經(jīng)退變性疾病有關(guān)，如肌萎縮側(cè)索硬化。癲癇發(fā)作可能導(dǎo)致線粒體氧化應(yīng)激和功能障礙，加速神經(jīng)元死亡，因此，SOD1與癲癇引發(fā)的細胞氧化應(yīng)激和凋亡有關(guān)。Chen D等[26]通過試驗研究表明癲癇患者腦脊液中SOD1水平降低，尤其在難治性癲癇患者中下降更明顯。所以，降低的腦脊液SOD1水平可能為難治性癲癇患者的潛在生物標(biāo)記物。

5.3 神經(jīng)細胞黏附分子神經(jīng)細胞黏附分子-1（neural cell adhesion molecule，NCAM-1）屬于免疫球蛋白超家族成員之一，它是一種細胞膜表面糖蛋白，含有三種多肽亞型，作用為調(diào)節(jié)細胞之間、細胞與細胞外基質(zhì)之間的黏附。NCAM-1不僅在神經(jīng)元生長和突觸可塑性過程中發(fā)揮重要作用，而且參與軸突生長和神經(jīng)元修復(fù)[27]。Wang W等[27]試驗表明，在癲癇患者腦脊液中NCAM-1濃度明顯低于正常對照組，耐藥性癲癇患者腦脊液NCAM-1濃度也明顯低于藥物治療有效患者，而血清中NCAM-1濃度沒有明顯差異。說明NCAM-1可以作為判斷癲癇發(fā)作后對神經(jīng)系統(tǒng)損傷的一個潛在指標(biāo)，進而作為研究癲癇發(fā)作的生物標(biāo)記物。

5.4 泛素C末端水解酶-L1泛素C末端水解酶-L1(ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase L1，UCH-L1)是一種在腦內(nèi)高度表達，含量豐富的去泛素化酶，UCH-L1參與維持神經(jīng)元突觸的正常形態(tài)及功能,對神經(jīng)元具有保護作用[28]。根據(jù)其在神經(jīng)系統(tǒng)中的特異性表達，研究發(fā)現(xiàn)，癲癇患者發(fā)作后血清、腦脊液中UCH-L1濃度均明顯升高，全面性發(fā)作患者比部分性發(fā)作患者升高更明顯[29-30]。因此，通過研究UCH-L1的結(jié)構(gòu)、功能及其在神經(jīng)系統(tǒng)的作用機制，可以為估計癲癇患者發(fā)作后神經(jīng)損害的嚴(yán)重程度提供相關(guān)思路和借鑒，UCH-L1作為癲癇的一個潛在生物標(biāo)記物具有很高的研究價值。

目前研究結(jié)果仍然顯示篩選癲癇和用來對癲癇進行分類的極具潛力的生物標(biāo)示物仍需大樣本的驗證。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步，對多因素綜合作用病因復(fù)雜的疾病，尤其中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究，無疑具有巨大推動作用，篩選有意義的生物標(biāo)志物，將有利于提高臨床癲癇診斷的準(zhǔn)確性。

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R742.9

A

2014-03-30）

（責(zé)任編輯：李立）

10.3936/j.issn.1002-0152.2014.08.015

☆國家自然科學(xué)基金（編號：30900471）；四川省科技支撐項目（編號：13ZC2155）

*四川大學(xué)華西醫(yī)院第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科（成都610041）