癲癇潛在相關(guān)生物學(xué)標志物研究進展

馬一凡，陳燕，樊青俐

癲癇是一類由多種原因?qū)е碌哪X部神經(jīng)元高度同步化異常放電的神經(jīng)系統(tǒng)綜合征。全球約有7 000萬活動性癲癇病人，其中30%的病人藥物較難控制［1］，且近1∕3的病人在常規(guī)抗癲癇藥物治療下仍不能控制發(fā)作［2］。因此，探索癲癇的發(fā)病機制來預(yù)測疾病進展及新的治療靶點具有實際意義。研究發(fā)現(xiàn)，在癲癇病變最為明顯的海馬區(qū)，有神經(jīng)元脫失及膠質(zhì)細胞增生等現(xiàn)象，炎癥免疫介質(zhì)在其中發(fā)揮重要作用，與疾病的發(fā)生發(fā)展互為因果關(guān)系［3-4］。同時，在各種類型的癲癇病人體內(nèi)均觀察到一些生物學(xué)因子及細胞有不同水平地增高，如微小RNA（miRNAs）、淋巴細胞、凋亡蛋白和炎性因子等，或可作為癲癇相關(guān)的生物學(xué)標志物。對癲癇相關(guān)潛在標志物的不斷研究，有助于為癲癇診治及病程評估提供新的輔助。

1 相關(guān)標志物

1.1 miRNAs MiRNAs是一組結(jié)合編碼mRNA 3'UTR的互補序列，在人類基因組已發(fā)現(xiàn)2 500種miRNAs。MiRNAs具有對mRNA轉(zhuǎn)錄翻譯的調(diào)控作用，參與機體神經(jīng)系統(tǒng)興奮時神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞結(jié)構(gòu)與功能改變的病理生理過程［5］。研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元中miRNAs或經(jīng)轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）信號通路調(diào)控影響大腦興奮性，影響癲癇的發(fā)作頻率及程度，囊泡中的miRNAs在受到癲癇發(fā)作刺激后可通過旁分泌途徑透過血腦屏障釋放至外周血液中［6-7］。同時，相比于編碼mRNA，miRNAs具有在血液中取樣便捷，易于保存和檢測的特性。Ven?等［8］在小鼠癲癇模型的海馬中觀察到miR-10a-5p、miR-21a-5p和miR-142a5p等miRNAs表 達 升 高，其 中miR-142a-5p相比另外兩種miRNAs的升高幅度更大，給予癲癇小鼠靶向miR-10a-5p、miR-21a-5p和miR-142a-5p三種miRNAs拮抗劑聯(lián)合抗癲癇藥物治療后小鼠癲癇發(fā)作顯著減輕，反映上述三種miRNAs對癲癇發(fā)作的正面促進作用，也為靶向抗癲癇藥物治療提供了新思路。

Brennan等［9］發(fā)現(xiàn)癲癇大鼠血漿中的miR-93-5p，miR-142-5p，miR-182-5p，miR-199a-3p和miR-574-3p表達均有明顯增加。在顳葉癲癇（TLE）病人血漿中miR-93-5p、miR-199a-3p和miR-574-3p表達水平上升，在使用抗癲癇藥物后取樣測序?qū)嶒灲Y(jié)果基本同前，表明上述miRNAs的水平表達穩(wěn)定較少受到藥物影響。研究在癲癇大鼠海馬齒狀回的組織切片觀察到，miR-132、miR-21和miR-212在癲癇發(fā)作過程中及發(fā)作間期表達均增加，在癲癇持續(xù)狀態(tài)（SE）24 h后血漿中miR-142-5p升高，7 d后miR-215p顯著升高，3～4個月miR-146a-5p表達升高［10］，由于癲癇發(fā)作的不同時間階段，對應(yīng)的miRNAs水平相應(yīng)升高，因此可考慮應(yīng)用特異miRNAs升高種類判斷臨床癲癇發(fā)展的不同階段。miRNAs種類繁多，特定類型與癲癇的特異度聯(lián)系仍需更多實驗證實。

1.2 淋巴細胞CD4+與CD8+CD4+與CD8+細胞主要在人類和動物各類炎癥性疾病中高表達［11］。élmvieira等［12］在TLE病人中觀察到，早期免疫激活標志物CD69及CD4+T淋巴細胞中HLA-DR抗原的表達增加，說明機體存在持續(xù)的免疫反應(yīng)。因為癲癇的發(fā)病機制與炎癥關(guān)系密切，所以淋巴細胞或許參與癲癇的疾病進展，在獲得更多實驗支持后，亦可將CD4+T淋巴細胞定量及CD4+∕CD8+的比值用于反映癲癇發(fā)展的嚴重程度。Rosa等［13］的實驗發(fā)現(xiàn)，在耐藥性顳葉癲癇病人手術(shù)切除的海馬組織中，存在大量CD4+和CD8+T淋巴細胞浸潤，且CD8+T細胞數(shù)量遠高于前者。Xu等［14］在癲癇病兒切除的病變腦組織中，同樣發(fā)現(xiàn)CD4+和CD8+T淋巴細胞的顯著浸潤，其機制可能為大腦中神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞大量表達主要組織相容性復(fù)合體（MHC）Ⅰ類和Ⅱ類分子，以為免疫細胞提供抗原，誘導(dǎo)更多淋巴細胞向病變最明顯的組織區(qū)域浸潤。

1.3 胱天蛋白酶3（caspase-3）癲癇發(fā)作時神經(jīng)細胞因受到損傷而啟動凋亡程序，并激活相關(guān)信號通路，表達凋亡蛋白。caspase-3是一種半胱氨酸-天冬氨酸蛋白酶，凋亡小體和腫瘤壞死因子的生成可促進caspase-3上游蛋白的生成［15］。caspase-3在其活性位點利用半胱氨酸作為催化劑，激活天冬氨酸殘基上的靶蛋白發(fā)揮作用，是神經(jīng)細胞凋亡程序進程中的關(guān)鍵酶原，靶向抑制caspase-3可用于治療某些神經(jīng)系統(tǒng)疾病引起的細胞損傷。Liu等［16］對難治性癲癇病人切除的海馬組織研究發(fā)現(xiàn)caspase-4及下游效應(yīng)caspase-3水平較高。林若庭等［17］報道，相比于腦外傷病人的顳葉組織神經(jīng)細胞，TLE病人顳葉組織內(nèi)caspase-3及其上游分子caspase-4表現(xiàn)出更高的表達。可見，caspase-3作為多種凋亡途徑的共同終末蛋白，參與TLE病人組織中神經(jīng)細胞的病理生理反應(yīng)，與癲癇發(fā)作過程密切相關(guān)。

1.4 白細胞介素（interleukin，IL）家族

1.4.1 IL-1β IL-1β在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中參與誘導(dǎo)n-甲基-d-天冬氨酸（NMDA）受體NR2B亞基的酪氨酸磷酸化［18］，NMDA受體作為一種突觸后谷氨酸快速興奮性受體，激活后可增加鈉離子、鉀離子、鈣離子的通透性，使得神經(jīng)元突觸后膜發(fā)生同步性去極化，進而提高神經(jīng)元的興奮性，引發(fā)癲癇［19-20］。癲癇發(fā)作過程中星形膠質(zhì)細胞增生不斷釋放IL-1β，而IL-1β可進一步誘發(fā)發(fā)作，其參與癲癇發(fā)作的過程呈現(xiàn)正反饋效應(yīng)。胡瑞紅等［21］測得IL-1β于腦電圖正常組表達量為2.6，在腦電圖異常程度高的癲癇病人血清中1 h表達量為3.66，24 h后為3.43，隨著時間延長增高幅度有所回落但仍高于對照組，因此可考慮將其應(yīng)用于癲癇進展時間的評估。韓永凱等［22］在癲癇病人血漿中發(fā)現(xiàn)IL-1β等炎性因子表達量隨著癲癇輕、中、重嚴重程度遞增分別為81.49、100.43、109.95，遠高于對照組47.65。Shi等［23］發(fā)現(xiàn)癲癇組腦脊液中IL-1β的表達量為68.42，相比對照組表達量8.95有顯著增加；此外作為反映大腦神經(jīng)元及膠質(zhì)細胞炎性損害程度相關(guān)的標志物之一——神經(jīng)元特異性烯醇化酶（NSE）在實驗組表達為12.5高于對照組3.94，可見IL-1β表達量與NSE水平呈正相關(guān)。

1.4.2 IL-6 IL-6表達水平可調(diào)控神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，通常在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中低水平表達，當發(fā)生神經(jīng)細胞損傷或炎癥時表達增強，降低神經(jīng)元興奮閾值，可能的機制為A2B受體激活及NFkB的轉(zhuǎn)錄作用影響［24］。Alapirtti等［25］對49例難治性癲癇病人的血清分析后發(fā)現(xiàn)IL-6表達中位數(shù)為明顯升高，強直-陣攣性發(fā)作病人體內(nèi)的IL-6表達中位數(shù)為2.8，高于單純部分性和復(fù)雜部分性發(fā)作。Wang等［26］在TLE、顳葉外癲癇和特發(fā)性全身性癲癇的病人中運用統(tǒng)計學(xué)方法計算得出IL-6與三種癲癇發(fā)作嚴重程度均呈正相關(guān)。此外，IL-6活性與癲癇發(fā)作類型和頻率有明顯聯(lián)系［27］，因此IL-6有助于反映癲癇嚴重程度及預(yù)后。

1.5 TNF-α TNF-α由活化的單核巨噬細胞產(chǎn)生，可促進興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸及炎性因子的釋放，并聯(lián)合單核巨噬細胞釋放的自由基破壞血腦屏障，損傷大腦誘發(fā)癲癇［28］。另外，TNF-α可激活大腦腫瘤壞死因子受體P55（p55）受體和腫瘤壞死因子受體P75（p75）受體，其中p55信號通路會引起神經(jīng)元過度興奮［29］。Kim等［30］對癲癇動物實驗研究發(fā)現(xiàn)外源性p55受體可中和TNF-α的致癲作用，病理切片顯示神經(jīng)細胞的損傷壞死減少，大鼠癲癇發(fā)作減輕。Kama?ak等［31］將57名癲癇病兒分為重度癲癇組，輕度癲癇組，并設(shè)置27名健康對照組兒童，血清學(xué)結(jié)果表明重度癲癇組TNF-α表達值為15.07，輕度癲癇組TNF-α為10.39，對照組則為8.96。上述結(jié)果表明標記TNF-α的表達密度對疾病病程評估有重要意義。

2 總結(jié)

生物學(xué)標志物作為一種客觀可測變量，有利于對疾病發(fā)病早期及其進展做出更精準的判斷，且對臨床個體化診療有指導(dǎo)意義。同時也為新一代抗癲癇藥物靶點的研發(fā)提供新的思路。目前有關(guān)于癲癇有關(guān)的潛在生物學(xué)標志物研究證據(jù)還不夠充分，需更多臨床及基礎(chǔ)實驗證據(jù)支持。此外，由于癲癇的發(fā)作類型多樣，病程進展難以預(yù)料，所以其診治應(yīng)結(jié)合臨床表現(xiàn)、神經(jīng)電生理及神經(jīng)影像學(xué)等多種維度以避免誤診漏診。