癫痫潜在相关生物学标志物研究进展

马一凡，陈燕，樊青俐

癫痫是一类由多种原因导致的脑部神经元高度同步化异常放电的神经系统综合征。全球约有7 000万活动性癫痫病人，其中30%的病人药物较难控制［1］，且近1∕3的病人在常规抗癫痫药物治疗下仍不能控制发作［2］。因此，探索癫痫的发病机制来预测疾病进展及新的治疗靶点具有实际意义。研究发现，在癫痫病变最为明显的海马区，有神经元脱失及胶质细胞增生等现象，炎症免疫介质在其中发挥重要作用，与疾病的发生发展互为因果关系［3-4］。同时，在各种类型的癫痫病人体内均观察到一些生物学因子及细胞有不同水平地增高，如微小RNA（miRNAs）、淋巴细胞、凋亡蛋白和炎性因子等，或可作为癫痫相关的生物学标志物。对癫痫相关潜在标志物的不断研究，有助于为癫痫诊治及病程评估提供新的辅助。

1.1 miRNAs MiRNAs是一组结合编码mRNA 3"UTR的互补序列，在人类基因组已发现2 500种miRNAs。MiRNAs具有对mRNA转录翻译的调控作用，参与机体神经系统兴奋时神经元和星形胶质细胞结构与功能改变的病理生理过程［5］。研究发现神经元中miRNAs或经转化生长因子β（TGF-β）信号通路调控影响大脑兴奋性，影响癫痫的发作频率及程度，囊泡中的miRNAs在受到癫痫发作刺激后可通过旁分泌途径透过血脑屏障释放至外周血液中［6-7］。同时，相比于编码mRNA，miRNAs具有在血液中取样便捷，易于保存和检测的特性。Venø等［8］在小鼠癫痫模型的海马中观察到miR-10a-5p、miR-21a-5p和miR-142a5p等miRNAs表 达 升 高，其 中miR-142a-5p相比另外两种miRNAs的升高幅度更大，给予癫痫小鼠靶向miR-10a-5p、miR-21a-5p和miR-142a-5p三种miRNAs拮抗剂联合抗癫痫药物治疗后小鼠癫痫发作显著减轻，反映上述三种miRNAs对癫痫发作的正面促进作用，也为靶向抗癫痫药物治疗提供了新思路。

Brennan等［9］发现癫痫大鼠血浆中的miR-93-5p，miR-142-5p，miR-182-5p，miR-199a-3p和miR-574-3p表达均有明显增加。在颞叶癫痫（TLE）病人血浆中miR-93-5p、miR-199a-3p和miR-574-3p表达水平上升，在使用抗癫痫药物后取样测序实验结果基本同前，表明上述miRNAs的水平表达稳定较少受到药物影响。研究在癫痫大鼠海马齿状回的组织切片观察到，miR-132、miR-21和miR-212在癫痫发作过程中及发作间期表达均增加，在癫痫持续状态（SE）24 h后血浆中miR-142-5p升高，7 d后miR-215p显著升高，3～4个月miR-146a-5p表达升高［10］，由于癫痫发作的不同时间阶段，对应的miRNAs水平相应升高，因此可考虑应用特异miRNAs升高种类判断临床癫痫发展的不同阶段。miRNAs种类繁多，特定类型与癫痫的特异度联系仍需更多实验证实。

1.2 淋巴细胞CD4+与CD8+CD4+与CD8+细胞主要在人类和动物各类炎症性疾病中高表达［11］。Élmvieira等［12］在TLE病人中观察到，早期免疫激活标志物CD69及CD4+T淋巴细胞中HLA-DR抗原的表达增加，说明机体存在持续的免疫反应。因为癫痫的发病机制与炎症关系密切，所以淋巴细胞或许参与癫痫的疾病进展，在获得更多实验支持后，亦可将CD4+T淋巴细胞定量及CD4+∕CD8+的比值用于反映癫痫发展的严重程度。Rosa等［13］的实验发现，在耐药性颞叶癫痫病人手术切除的海马组织中，存在大量CD4+和CD8+T淋巴细胞浸润，且CD8+T细胞数量远高于前者。Xu等［14］在癫痫病儿切除的病变脑组织中，同样发现CD4+和CD8+T淋巴细胞的显著浸润，其机制可能为大脑中神经元和胶质细胞大量表达主要组织相容性复合体（MHC）Ⅰ类和Ⅱ类分子，以为免疫细胞提供抗原，诱导更多淋巴细胞向病变最明显的组织区域浸润。

1.3 胱天蛋白酶3（caspase-3）癫痫发作时神经细胞因受到损伤而启动凋亡程序，并激活相关信号通路，表达凋亡蛋白。caspase-3是一种半胱氨酸-天冬氨酸蛋白酶，凋亡小体和肿瘤坏死因子的生成可促进caspase-3上游蛋白的生成［15］。caspase-3在其活性位点利用半胱氨酸作为催化剂，激活天冬氨酸残基上的靶蛋白发挥作用，是神经细胞凋亡程序进程中的关键酶原，靶向抑制caspase-3可用于治疗某些神经系统疾病引起的细胞损伤。Liu等［16］对难治性癫痫病人切除的海马组织研究发现caspase-4及下游效应caspase-3水平较高。林若庭等［17］报道，相比于脑外伤病人的颞叶组织神经细胞，TLE病人颞叶组织内caspase-3及其上游分子caspase-4表现出更高的表达。可见，caspase-3作为多种凋亡途径的共同终末蛋白，参与TLE病人组织中神经细胞的病理生理反应，与癫痫发作过程密切相关。

1.4 白细胞介素（interleukin，IL）家族

1.4.1 IL-1β IL-1β在中枢神经系统中参与诱导n-甲基-d-天冬氨酸（NMDA）受体NR2B亚基的酪氨酸磷酸化［18］，NMDA受体作为一种突触后谷氨酸快速兴奋性受体，激活后可增加钠离子、钾离子、钙离子的通透性，使得神经元突触后膜发生同步性去极化，进而提高神经元的兴奋性，引发癫痫［19-20］。癫痫发作过程中星形胶质细胞增生不断释放IL-1β，而IL-1β可进一步诱发发作，其参与癫痫发作的过程呈现正反馈效应。胡瑞红等［21］测得IL-1β于脑电图正常组表达量为2.6，在脑电图异常程度高的癫痫病人血清中1 h表达量为3.66，24 h后为3.43，随着时间延长增高幅度有所回落但仍高于对照组，因此可考虑将其应用于癫痫进展时间的评估。韩永凯等［22］在癫痫病人血浆中发现IL-1β等炎性因子表达量随着癫痫轻、中、重严重程度递增分别为81.49、100.43、109.95，远高于对照组47.65。Shi等［23］发现癫痫组脑脊液中IL-1β的表达量为68.42，相比对照组表达量8.95有显著增加；
此外作为反映大脑神经元及胶质细胞炎性损害程度相关的标志物之一——神经元特异性烯醇化酶（NSE）在实验组表达为12.5高于对照组3.94，可见IL-1β表达量与NSE水平呈正相关。

1.4.2 IL-6 IL-6表达水平可调控神经递质的释放，通常在中枢神经系统中低水平表达，当发生神经细胞损伤或炎症时表达增强，降低神经元兴奋阈值，可能的机制为A2B受体激活及NFkB的转录作用影响［24］。Alapirtti等［25］对49例难治性癫痫病人的血清分析后发现IL-6表达中位数为明显升高，强直-阵挛性发作病人体内的IL-6表达中位数为2.8，高于单纯部分性和复杂部分性发作。Wang等［26］在TLE、颞叶外癫痫和特发性全身性癫痫的病人中运用统计学方法计算得出IL-6与三种癫痫发作严重程度均呈正相关。此外，IL-6活性与癫痫发作类型和频率有明显联系［27］，因此IL-6有助于反映癫痫严重程度及预后。

1.5 TNF-α TNF-α由活化的单核巨噬细胞产生，可促进兴奋性神经递质谷氨酸及炎性因子的释放，并联合单核巨噬细胞释放的自由基破坏血脑屏障，损伤大脑诱发癫痫［28］。另外，TNF-α可激活大脑肿瘤坏死因子受体P55（p55）受体和肿瘤坏死因子受体P75（p75）受体，其中p55信号通路会引起神经元过度兴奋［29］。Kim等［30］对癫痫动物实验研究发现外源性p55受体可中和TNF-α的致癫作用，病理切片显示神经细胞的损伤坏死减少，大鼠癫痫发作减轻。Kamaşak等［31］将57名癫痫病儿分为重度癫痫组，轻度癫痫组，并设置27名健康对照组儿童，血清学结果表明重度癫痫组TNF-α表达值为15.07，轻度癫痫组TNF-α为10.39，对照组则为8.96。上述结果表明标记TNF-α的表达密度对疾病病程评估有重要意义。

生物学标志物作为一种客观可测变量，有利于对疾病发病早期及其进展做出更精准的判断，且对临床个体化诊疗有指导意义。同时也为新一代抗癫痫药物靶点的研发提供新的思路。目前有关于癫痫有关的潜在生物学标志物研究证据还不够充分，需更多临床及基础实验证据支持。此外，由于癫痫的发作类型多样，病程进展难以预料，所以其诊治应结合临床表现、神经电生理及神经影像学等多种维度以避免误诊漏诊。