癲癇患兒迷走神經(jīng)刺激術(shù)治療效果與血液中色氨酸代謝之間的關(guān)系

侯娥艷，孫玉，金欣

迷走神經(jīng)刺激術(shù)(vagal nerve stimulation，VNS)是頑固性癲癇治療的輔助方法[1-4]。目前，VNS的作用機(jī)制很大程度上仍然未知。據(jù)報(bào)道，迷走神經(jīng)具有抗炎作用，能夠影響下丘腦-垂體-腎上腺和皮質(zhì)類固醇的釋放[4]。VNS在炎癥性疾病中的治療領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大，并且已經(jīng)有研究證實(shí)了VNS的促炎抗炎作用[5-6]。

血液中一些色氨酸代謝物與癲癇的發(fā)作有關(guān)[7-8]，例如犬尿氨酸(kynurenine,KYN)和3-羥基犬尿氨酸(3-hydroxykynurenine3HK)具有促驚厥的作用，而犬尿喹啉酸(kynurenic acid,KYNA)和鄰氨基苯甲酸(anthranilic acid，AA)是抗驚厥藥。來自VNS的細(xì)胞因子水平的變化可能會(huì)影響血清素前體色氨酸(tryptophan,TRP)的代謝。在促炎細(xì)胞因子的影響下，吲哚胺2,3-雙加氧酶被激活，導(dǎo)致色氨酸進(jìn)入色氨酸代謝途徑而不形成血清素[9-10]。而色氨酸代謝途徑的改變，增加了犬尿氨酸的形成。

目前，沒有關(guān)于VNS誘導(dǎo)的患兒血液中色氨酸代謝變化的研究。因此，本研究探索VNS治療頑固性癲癇患兒是否與血液中色氨酸代謝的變化導(dǎo)致神經(jīng)毒性和促驚厥代謝產(chǎn)物的降低和神經(jīng)保護(hù)劑、抗驚厥藥代謝物的增加有關(guān)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2017年5月至2019年3月在山東省成武縣人民醫(yī)院兒科收治的頑固性癲癇患兒60例為研究對(duì)象，按隨機(jī)數(shù)字表法分為高輸出刺激組和低輸出刺激組各30例。兩組患兒基線特征比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性，見表1。

表1 兩組患兒基線特征比較

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn) 參照2017年國(guó)際抗癲癇聯(lián)盟(international league against epilepsy，ILAE)意見書中頑固性癲癇的診斷標(biāo)準(zhǔn)及分類標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 納入標(biāo)準(zhǔn) (1)符合頑固性癲癇的診斷標(biāo)準(zhǔn)；(2)年齡4～18歲；(3)不適合癲癇手術(shù)，在整個(gè)研究過程中不改變藥物治療方案；(4)所有患兒均由其監(jiān)護(hù)人簽訂知情同意書，本研究經(jīng)醫(yī)院倫理道德委員會(huì)審核通過。

1.4 排除標(biāo)準(zhǔn) (1)患有進(jìn)行性腦損傷；(2)惡性腫瘤；(3)退行性或免疫性疾??；(4)精神病史。

1.5 方法 研究分為基線期(12周)、盲法治療期(20周)和附加階段期(19周)。在12周基線期后，所有患兒均植入迷走神經(jīng)刺激器。在盲法治療階段，低輸出刺激組進(jìn)行主動(dòng)控制，成立主動(dòng)控制小組，目的是保護(hù)盲法治療，因?yàn)閰⑴c者能注意到刺激，并控制手術(shù)和電極的存在。在盲法治療階段之后，附加階段期間所有患兒均接受19周刺激治療。在植入刺激器之前(基線階段結(jié)束)、刺激20周后(盲法階段結(jié)束)、刺激39周后(附加階段結(jié)束)收集血樣。在基線、盲法階段和附加階段的結(jié)束時(shí)，使用情緒狀態(tài)量表(profile of mood states，POMS)評(píng)估心情。

設(shè)備的植入由同樣的神經(jīng)外科醫(yī)生團(tuán)隊(duì)完成。可編程脈沖發(fā)生器植入到左鎖骨下方的皮下袋中，并連接放置在左側(cè)迷走神經(jīng)周圍的雙極電極，向這個(gè)神經(jīng)傳遞電脈沖。兩組初始設(shè)備設(shè)置見表2。輸出電流由試驗(yàn)護(hù)士根據(jù)治療神經(jīng)病學(xué)家臨床評(píng)估制定的固定方案每?jī)芍苓M(jìn)行調(diào)整。高輸出刺激組中電流以2周的間隔逐步增加到最大容許輸出電流(最大1.75 mA)。在低輸出刺激組中輸出電流在每次探訪期間暫時(shí)增加并在訪問結(jié)束時(shí)切換回初始輸出電流。在盲法結(jié)束階段，根據(jù)高輸出刺激組的方案和參數(shù)，調(diào)整低輸出刺激組的輸出參數(shù)，該階段結(jié)束時(shí)的兩組的最大施加電流設(shè)定為2.25 mA。治療神經(jīng)病學(xué)家、患兒、父母和監(jiān)護(hù)人對(duì)治療條件不知情?；純罕环峙涞接梢幻囼?yàn)護(hù)士使用計(jì)算機(jī)程序的進(jìn)行控制治療條件。

1.6 觀察指標(biāo) 將肝素化血漿儲(chǔ)存在-80 ℃，待進(jìn)行分析。使用液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(LC-MS/MS)分析代謝物[11]，測(cè)定血液中TRP、KYN、KYNA、3HK、AA、XA和3HAA的含量。癲癇發(fā)作頻率由患兒的父母或監(jiān)護(hù)人用日記記錄。計(jì)算每個(gè)孩子在基線時(shí)、在雙盲階段的最后30 d以及附加階段最后30 d癲癇平均發(fā)作頻率。與基線癲癇發(fā)作頻率相比，癲癇發(fā)作降低50%以上定義為有響應(yīng)。

表2 設(shè)備初始設(shè)置參數(shù)

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 使用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，t檢驗(yàn)或Mann-Whitney檢驗(yàn)用于各變量之間的比較，由于色氨酸代謝產(chǎn)物是大量的相互作用的復(fù)合物，因此采用O′Brien-L?uter方法創(chuàng)建了Z分?jǐn)?shù)，用于分析有利和不利的代謝物的影響。在這個(gè)Z分?jǐn)?shù)的總和中，Z-評(píng)分的正數(shù)總和用于神經(jīng)保護(hù)和抗驚厥代謝物，Z分?jǐn)?shù)的負(fù)數(shù)總和用于神經(jīng)毒性和驚厥的代謝物。癲癇發(fā)作頻率的計(jì)算和POMS的差異使用之前研究所述的方法[12-13]。從基線、盲法治療階段的結(jié)束以及附加階段的結(jié)束，色氨酸代謝物的差異均以百分比計(jì)算。P≤0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同階段血液中色氨酸代謝物的變化 基線時(shí)：血液中不同的色氨酸代謝物之間存在顯著且持續(xù)的正相關(guān)，高輸出刺激組和低輸出刺激組之間無明顯差異。盲法治療階段結(jié)束時(shí)：高輸出刺激組和低輸出刺激組血液中色氨酸代謝物水平無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(見表3)。附加階段結(jié)束時(shí)：VNS增加了除3HK以外其他所有代謝物的水平，其中AA的增加具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.003)。不同階段高輸出刺激組和低輸出刺激組，有響應(yīng)者和無響應(yīng)者之間神經(jīng)保護(hù)，神經(jīng)毒性，抗驚厥，促驚厥之間Z-分?jǐn)?shù)的總和沒有差異。

表3 血液中色氨酸代謝物水平(nmol/L)

2.2 POMS抑郁評(píng)分和血液中色氨酸代謝物的變化 在附加階段結(jié)束時(shí)，所有組中ΔPOMS(ΔPOMS抑郁評(píng)分=基線POMS抑郁評(píng)分-附加階段結(jié)束時(shí)的POMS抑郁評(píng)分)和血液中色氨酸代謝物的變化顯示無顯著相關(guān)性。然而，在基線和附加階段比較時(shí)，高輸出刺激組中的ΔPOMS抑郁評(píng)分與AA變化之間具有顯著的負(fù)相關(guān)(見圖1，r=-0.37，P=0.042)，AA的增加越大，抑郁情緒減少的幅度越大。

圖1 高輸出刺激組中ΔPOMS抑郁評(píng)分與AA變化的相關(guān)性

2.3 癲癇發(fā)作頻率與血液中色氨酸代謝物變化 在雙盲階段的最后30 d期間，癲癇發(fā)作頻率的中位數(shù)高輸出刺激組降低為3.0%，低輸出刺激組中4.9%(P=0.43)。在附加階段結(jié)束時(shí)，癲癇發(fā)作頻率從基線每天癲癇發(fā)作中位數(shù)1.65降低到附加階段結(jié)束時(shí)每天中位數(shù)1.02。在附加階段結(jié)束時(shí)20%的患兒癲癇發(fā)作頻率降低了50%及以上。附加階段最后30 d癲癇發(fā)作頻率的變化與AA的變化呈負(fù)相關(guān)(見圖2，r=-0.35，P<0.01)，AA增加百分比越大，癲癇發(fā)作頻率下降越大。

3 討論

本文進(jìn)行的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)的目的是探討VNS對(duì)癲癇患兒血液中色氨酸代謝物水平的影響。在附加階段結(jié)束時(shí)，血液中AA水平顯著增加，且這種增

加與VNS的抗驚厥作用相關(guān)。盡管色氨酸代謝途徑比較復(fù)雜以及有一些超出范圍的影響因素，但在基線期時(shí)，血液中不同的色氨酸代謝物之間具有一致的持續(xù)的正相關(guān)的關(guān)系。據(jù)報(bào)道，接近90%～95%的色氨酸代謝通過犬尿氨酸途徑發(fā)生[13]，因此增加犬尿氨酸途徑活性是已知的可以控制色氨酸代謝的方法。

色氨酸代謝物影響因素較多，如外周血中色氨酸代謝產(chǎn)物未知的生物學(xué)變化、兒童膳食色氨酸變化或缺乏攝入等[14-15]。本研究中沒有記錄患兒飲食來比較患兒色氨酸的攝入水平，而是直接通過測(cè)定每個(gè)患兒不同時(shí)間點(diǎn)的血液中色氨酸水平來進(jìn)行比較，因此不受膳食的影響。此外，癲癇的各種病因、孩子的年齡不同也可能是色氨酸代謝影響因素。對(duì)基線階段和盲期階段結(jié)束時(shí)高輸出刺激組與低輸出刺激組進(jìn)行比較時(shí)，未觀察到顯著的差異。在一些之前的試驗(yàn)研究中，這個(gè)時(shí)期足夠長(zhǎng)，可以觀察到癲癇發(fā)作頻率的降低，但是在刺激20周后分析色氨酸代謝物，沒有觀察到變化，可能由于時(shí)間較短而看不到效果，也可能是對(duì)血清中某些色氨酸代謝物水平的影響沒有差別。在對(duì)基線與附加階段結(jié)束進(jìn)行比較時(shí)，發(fā)現(xiàn)VNS后全部患兒AA顯著增加。鄰氨基苯甲酸已被證明是一種具有抗驚厥作用的神經(jīng)保護(hù)代謝物[16-17]。此外，代謝產(chǎn)物神經(jīng)保護(hù)劑KYN和KYNA也有適度的增加，而神經(jīng)毒性和促驚厥代謝物3HK有一定程度的下降，但這些變化不是很顯著。一項(xiàng)針對(duì)成人頑固性癲癇的研究顯示經(jīng)過VNS治療，色氨酸代謝物沒有顯著變化。在該研究中作者觀察到KYNA和3HK適度增加，KYN減少，但是沒有測(cè)定AA的水平[10]。

血液中AA水平的改變與癲癇發(fā)作頻率降低和POMS抑郁評(píng)分的變化之間具有相關(guān)性。AA的增加越大，抑郁情緒減少的幅度越大，且癲癇發(fā)作頻率下降越大。所有相關(guān)性分析都分為低輸出刺激和高輸出刺激，因?yàn)楦咻敵龃碳そM具有更長(zhǎng)的VNS周期，能夠代表VNS可能產(chǎn)生的長(zhǎng)期影響。高輸出刺激組POMS的變化和AA具有顯著的相關(guān)性，而低輸出刺激組中未發(fā)現(xiàn)相關(guān)性。在進(jìn)行相關(guān)性分析時(shí)，采用的是各個(gè)階段結(jié)束前30 d內(nèi)平均癲癇發(fā)作頻率的數(shù)據(jù)，VNS的影響以癲癇發(fā)作頻率的百分比來計(jì)算。由于色氨酸代謝物僅在附加階段結(jié)束時(shí)采集血樣，故在進(jìn)行相關(guān)性分析時(shí)沒有使用整個(gè)附加階段的均值，將附加階段結(jié)束前30天的癲癇發(fā)作頻率百分比與色氨酸代謝物的百分比變化進(jìn)行比較更有助于分析。

本實(shí)驗(yàn)研究具有一些局限性，如樣本容量小，需要用更大的樣本進(jìn)行驗(yàn)證這一發(fā)現(xiàn)，此外，由于道德原因和患兒臨床適用性，僅分析血液中色氨酸代謝物的變化，未分析腦脊液中色氨酸代謝物，不能證實(shí)VNS對(duì)腦脊液中色氨酸代謝物的影響。

總之，持續(xù)的VNS能夠增加血液中鄰氨基苯甲酸水平。鄰氨基苯甲酸是一種神經(jīng)保護(hù)和抗驚厥代謝物，并且它的增加可能與情緒的改善和癲癇發(fā)作頻率降低有關(guān)。