癲癇生物標記物的研究現(xiàn)狀☆

王銳 洪楨 周東

·綜述·

癲癇生物標記物的研究現(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，改善癲癇的預后。目前，國內(nèi)外對于癲癇生物標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記物，也可作為癲癇發(fā)作的潛在標記物。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記物。

1.2 血清炎性因子標記物最近研究發(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記物。Youn YA等[4]研究15例缺血缺氧性腦病導致新生兒發(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)制定嚴格的納入和排除指標。

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[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重性。然而在癲癇疾病中，血清S100B是否為一個合適的標記物還沒有定論[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)測其復發(fā)，對其可能標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，并且與驚厥復發(fā)沒有相關(guān)性，說明熱性驚厥并沒有引起嚴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[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，進而作為研究癲癇發(fā)作的生物標記物。

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示物仍需大樣本的驗證?，F(xiàn)代科學技術(shù)的進步，對多因素綜合作用病因復雜的疾病，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志物，將有利于提高臨床癲癇診斷的準確性。

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R742.9

A

2014-03-30）

（責任編輯：李立）

10.3936/j.issn.1002-0152.2014.08.015

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

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