影响癫痫发作相关因素研究进展

　　摘要：癫痫是一种由多种不同原因引起的严重脑部疾病，随着对癫痫发作诱因研究的不断深入，更多与癫痫发作相关的因素得以发现，为抗癫痫药物的研究和临床应用提供更多依据。该文分类综述了离子通道、氨基酸、细胞外信号调节激酶、神经肽、突触与缝隙连接以及遗传等因素与癫痫发生及发展的关系。

　　关键词：癫痫;发作因素;研究进展

Research Progress of Epileptic Seizures Related Factors

　　Abstract：Epilepsy is a serious disease of the brain caused by a variety of different reasons.With seizures incentive for the deepening of the research，more and more factors associated with the seizures can be found.It will provide more basis for research and clinical application of anti-epileptic drugs.This article summarized classification of ion channels，amino acids，extracellular signal-regulated kinase，neuropeptides，synaptic and gap junctions，as well as genetic factors with the relationship of the incidence of epilepsy and the development.

　　Key words：epilepsy;seizures factors;research progress

　　癫痫(epilepsy，EP)是一组由不同病因引起，脑部神经元高度同步化，且常具有自限性的异常放电所导致，以发作性、短暂性、重复性及通常为刻板性的中枢神经系统功能失常为特征的综合征。癫痫是一种常见病，流行病学调查显示其发病率为5‰~7‰，全国约有650万~910万患者。近年来随着对癫痫发病因素的研究，提示影响癫痫发作因素如离子通道、氨基酸、细胞外信号调节激酶、神经肽、突触与缝隙连接以及遗传因素等与癫痫发生及发展有密切关系。本文就近10年来国内外对癫痫发作相关因素的研究概况和进展作一综述。

　　1离子通道

　　离子通道是神经系统及其它可兴奋组织肌肉和腺体产生兴奋和行使功能活动的核心基本物质之一。神经元间的电活动平衡主要由兴奋性和抑制性神经元的活动彼此相互牵制形成，离子通道是担负中枢神经系统兴奋性活动即神经元动作电位的传导以及神经元间突触信号的传递的核心构件，任何离子通道的异常都有可能异化通道蛋白的正常功能造成中枢神经系统电活动的失衡最终诱发异常同步化放电，引起癫痫发作。与癫痫相关的离子通道主要包括钠、钙和钾离子通道等。

　　1.1钠离子

　　电压门控性钠离子通道(voltage-gated sodium channel，VGSC)主要在可兴奋性细胞中表达，其结构和功能异常可引起神经元的膜兴奋性改变，参与癫痫的发病机制。颞叶癫痫患者手术切除的海马下角爆发痫性放电的神经元，可被记录到持续性钠电流(I NaP)的增加波幅高达整个钠电流的50%[1]，提示I NaP在药物抗性癫痫患者神经元也出现类似的改变。Kanai等[2]用Meta分析证实钠离子α1亚单位(SCN1A)通道形成区的突变更容易导致婴儿严重肌阵挛性癫痫(SMEI)，电压敏感区S4的错义突变可能会形成SMEI和全面性癫痫伴热性惊厥叠加综合征(GEFF﹢)，而S4~S6区外的错义突变大部分形成GEFS﹢，少部分形成轻型SMEI。

　　1.2钙离子

　　Ca2+作为一种信使参与多种细胞功能活动的调节。目前绝大多数研究已经证明癫痫灶脑细胞内Ca2+浓度升高达阈限以上是癫痫发生和癫痫脑损害的直接原因。张进等[3]联合应用共聚焦激光扫描显微镜和膜片钳，运用较高时间分辨率动态观察培养海马神经元癫痫模型脑细胞内Ca2+和电生理变化，以及化学门控钙离子通道阻滞剂的影响，结果持续的癫痫样放电可导致海马神经元细胞内钙超载，这的关系更为直接。Hellier等[10]也发现在慢性体外海个效应可被MK-801阻断，化学门控钙离子通道也人酸癫痫模型上，使用非选择性NMDA受体拮抗剂参与了细胞外Ca2+内流的过程.

　　1.3钾离子

　　钾离子通道编码基因突变以及其自身抗体表达异常可导致钾离子通道功能障碍，引发神经元异常放电，临床表现为多形式的癫痫发作。Kuncheryavykh等[4]采用siRNA技术敲除大鼠大脑皮层胶质细胞的内向整流性钾离子通道4.1(Kir4.1)基因后发现，星形胶质细胞呈现去极化状态，并且对细胞外谷氨酸摄取减少33%，使得细胞外谷氨酸浓度增加引起癫痫发生。

　　2氨基酸

　　对癫痫发作起作用的氨基酸主要有神经递质γ-氨基丁酸(GABA)和谷氨酸(GLU)。2.1GABAγ-氨基丁酸(GABA)是一种抑制性的神经递质，一般认为中枢神经系统中GABA含量降低是产生癫痫发作的重要原因之一。目前已发现了三种不同的GABA受体：GABAA受体、GABAB受体、GABAc受体三种亚型。这3种GABA受体亚型在CNS中的分布部位不同，生理作用也各不相同。其中A、B两亚型与癫痫关系密切，C亚型功能并不完全清楚，国内外杂志上尚无此受体与癫痫相关的确切报道。汤继宏等[5]运用原位杂交法检测各实验组大鼠EP发作后及巴氯芬干预后海马区GABABR亚单位GAR1a及GAR2 mRNA表达，结果表明致痫鼠2种亚单位表达下降后又上调为颞叶EP的内源性自我保护机制;巴氯芬促进2种亚单位表达，增强GABA抑制作用，有利于控制EP，为筛选针对GABABR亚单位的抗痫药提供新途径。Manuela Mazzuferi等[6]认为难治性颞叶癫痫(TLE)已被证明是GABAA受体所介导的抑制信号功能障碍，特别是重复激活GABAA受体诱发TLE患者在海马和皮层神经元产生显著增强的膜电流依赖性下降的现象。Stephen W等[7]认为癫痫发作可以进一步削弱或破坏GABAA改组的亚基组成及其受体的信号传导或导致去极化或超极化GABAA受体电流异常再现。

　　2.2GLU

　　谷氨酸(GLU)是中枢神经系统中最重要的兴奋性神经递质，其受体可以分为两种：离子型谷氨酸受体(ionotropic glutamate receptor，iGluR)和代谢性谷氨酸受体(metabotropic glutamate receptor，mGluR)，而iGluR与癫痫发作的关系密切。iGluR是配体门控的离子通道复合物，根据配体的特异性可分为三种亚型：N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体、α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸(AMPA)受体和海人藻酸(KA)受体。目前科学研究仍以NMDA受体为主，本文仅对NMDA受体的研究作相关介绍。王京等[9]通过观察剧毒杀鼠剂四次甲基二砜四胺(TET)所致顽固性癫痫(RE)大鼠大脑皮质NMDA受体亚单位在染毒后不同时间的表达变化，研究NMDA受体亚单位表达与TET诱发癫痫及由此引发脑损伤的相关性。结果表明TET所致RE可诱发NMDA亚单位NR2A及NR2B表达下调，NR2A表达下调可能与RE发生及由此引发脑损伤的关系更为直接。Hellier等[10]也发现在慢性体外海人酸癫痫模型上，使用非选择性NMDA受体拮抗剂SDZ220-581增加癫痫发生频率，而采用Ro25-6981则能够导致长时程抑制效应发生，因而能够减少癫痫发生频率。何保明等[11]通过锂-匹罗卡品癫痫模型(LPS)研究NMDA受体亚基NR2A、BDNF mRNA的表达，探讨NR2A、BDNF在LPS中的作用，结果锂-匹罗卡品腹腔注射可诱导大鼠海马NR2A和BDNF mRNA的表达明显上调;NR2A mRNA表达的增强可能是诱导调控BDNF mRNA表达增强的重要机制之一，说明NMDA受体亚基NR2A可能成为抑制癫痫发作的新靶点。

　　3细胞外信号调节激酶细胞外信号调节酶(extracellular-signal regulated protein kinase，ERK)是一种脯氨酸导向的丝氨酸/苏氨酸激酶，p-ERKl/2是其活化形式，其与神经元的生长、增殖和分化的调控关系极为密切。赵秀鹤等[12]将雄性Wistar大鼠腹腔注射戊四氮，利用westemblot检测显示痫性发作各时点大鼠皮质内ERKl、ERK2和p-ERK1/2蛋白表达较正常水平显著增多。由此说明，皮质ERK信号途径在戊四氮致痫模型中被激活，参与癫痫发作的病理生理过程。Merlo等[13]发现，4-氨基吡啶(4-AP)诱发大鼠海马脑片出现癫痫样放电20 min内ERK1/2磷酸化水平增高80%，2 h后仍高于对照组约30%。根据Abdolrahman S Nateril等[14]报道，P-ERKl/2可增加NMDA2B蛋白表达水平并且使cAMP反应性元件结合蛋白(CREB)磷酸化并且参与调节转录使EphrinB2增加，而EphrinB2表达增多导致NR2B磷酸化，二者共同作用最终使癫痫发作程度加重。

　　4神经肽

　　神经肽Y(NPY)在离体和活体鼠海马均有阻止谷氨酸释放和减少痫性发作的作用，但其受体效应还存在争议。NPY是由36个氨基酸构成的神经肽，广泛地分布在中枢及外周神经系统，其中在海马、下丘脑的分布较为集中。和荣丽等采用亲合免疫组织化学SABC法观察神经肽Y(NPY)免疫反应阳性物质在成年雌性大鼠间脑不同脑区的分布，结果NPY免疫反应阳性神经元集中分布于下丘脑弓状核，NPY免疫反应阳性纤维密集分布于丘脑室旁核和下丘脑弓状核、室旁核、室周核等处[15]。田野等[16]采用PTZ制备大鼠癫痫模型，立体定向自侧脑室注入BDNF。免疫组化观察NPY在海马CA1区的表达，放射免疫测定海马、皮层、下丘脑组织NPY匀浆浓度。结果免疫组化显示点燃模型组阳性反应神经元增多，BDNF干预组阳性反应神经元明显增多。由此说明NPY参与了癫痫的发病过程，BDNF可以增加脑组织NPY浓度。王永利等[17]通过观察低频经颅磁刺激对匹罗卡品致痫大鼠海马各区神经肽Y(NPY)表达和神经细胞凋亡的影响，表明低频经颅磁刺激可影响海马各区NPY表达，降低海马区神经损害，具有显著的抗痫作用。Kwak SE等[18]在对沙鼠的研究中也证实了抗癫痫可能是通过影响NPY系统而起作用，可见影响NPY的释放与癫痫治疗存在着密切的关系，由此也为癫痫的治疗提出了新的思路。

　　5突触与缝隙连接

　　癫痫发作的根本原因是神经元高度同步化的异常放电。神经元参与癫痫的发作过程主要通过突触传递。神经信号在突触间的传递是通过囊泡释放神经递质实现的。缝隙连接(gap junction，GJ)是电突触的结构基础，电突触通过GJ完成信息传递。GJ是目前发现的细胞间惟一能够直接进行物质信息交换的通道，它可能是神经胶质细胞即神经元信息交流的部位之一。林元相等[19]通过观察FeCl2皮层注射致损伤性癫痫(PTE)模型大鼠海马、额叶突触蛋白P38的表达变化，探讨突触可塑性在PTE发病机制中的作用，认为与突触蛋白P38表达相关的突触可塑性变化在PTE的发病机制中可能起重要作用。电生理学研究证实，红藻氨酸致痫大鼠癫痫样放电是由于海马颗粒细胞轴突出芽重建兴奋性环路，形成正反馈所致[20]。宋颖等[21]通过研究颞叶癫痫皮层棘波灶及海马突触的病理变化，认为颞叶皮层和海马超微结构的改变，特别是突触重组，可能是癫痫反复自发性发作的形态学基础，该病理变化与痫样活动的产生及神经系统的兴奋抑制平衡失调有关。以前对颅脑损伤后突触传递特性的研究多关注于突触后的变化，有研究发现实验性脑创伤中8~12周，小鼠海马齿状神经元记录到自发性兴奋性突触后电流发放频率增加，并参与了外伤后癫痫的发病[22]。Col1ignon等[23]对47例接受杏仁核海马切开术的顽固性癫痫患者进行海马的连续抽样来研究Cx32、36和43的表达情况，结果显示癫痫患者海马区Cx43的表达升高，而Cx32表达水平降低，Cx36表达不变。因此他们认为Cx43的过度表达在患有颞叶硬化症的癫痫患者中起到了非常重要的作用。

　　6遗传因素

　　近年来，随着遗传学及分子生物学的快速发展，研究显示遗传性原发性癫痫与神经元细胞膜上的离子通道编码基因突变导致特定的跨膜蛋白表达异常有关。但离子通道基因突变仅能解释特发性癫痫(idiopathic epilepsies，IE)的少数家系或散发病例，更大的难题来自于对复杂遗传IE的研究，它们未知的遗传模式、表型异质性和综合征亚型间不确定的遗传背景重叠限制了遗传图谱的绘制。失神癫痫钙通道基因的遗传学研究可能是复杂遗传IE病因研究的最佳切入点，并有利于最终阐明失神癫痫的分子机制[24]。时瑞兰等[25]对一家系55口人进行随访，了解其患病的年龄、关系及发病情况，发现一家系5代55口人，有12人患癫痫大发作，其中男女均有，5代人均有患者，遗传方式符合常染色体显性遗传。曾艳等[26]对两家系成年起病，肢体远端姿势性和动作性震颤、临床画图检查和β-受体阻滞剂无效(提示震颤为皮质性震颤，而非特发性震颤)，双上肢明显肌阵挛(表皮肌电图、巨大的体感诱发电位和增强的C-反射也提示肌阵挛来源予大脑皮质)，伴有全面强直阵挛性癫痫，病程良性，服用丙戊酸钠和氯硝安定有效，连续3代均有发病，男女均有受累的观察，认为该家系诊断为常染色显性遗传皮质型肌阵挛伴癫痫综合征成立。

　　7小结

　　癫痫属于不遵循孟德尔遗传方式的复杂疾病，此类疾病是由多个微效基因的累加作用和某些环境因子共同作用所致。虽然目前的研究揭示了一部分致病因素与癫痫的关系，也提供了研制新AEDS的理论思路，然而由于癫痫的治疗缺乏多中心、大样本随机双盲的临床研究，再加上癫痫诱因和发病机理的多样性和复杂性，仍需要对癫痫发作的生物学特性、脑内分布以及神经信号传导方面进行更深入的研究。随着基因组学的进一步发展、遗传学研究方法和分子生物学技术在癫痫发作因素方面的应用，以及基因芯片、生物信息学等技术的不断涌现，或许对癫痫的病因、发病机制的认识及防治将会上升到一个全新的阶段，从而为进一步了解癫痫和发现新的控制癫痫，甚至治愈癫痫的药物作用位点提供更多的依据。

责任编辑：李小玲