嬰兒痙攣癥發(fā)病機(jī)制的各種假說(shuō)!
嬰兒痙攣癥(infantilespasm,IS),也稱作West綜合征,是兒童期一種典型的災(zāi)難性癲癇綜合征。典型特征是點(diǎn)頭抱團(tuán)樣痙攣發(fā)作、腦電圖高峰失節(jié)律以及精神、運(yùn)動(dòng)發(fā)育落后。該病起病年齡在嬰兒期,通常在4~7個(gè)月之間.此時(shí)患兒可以發(fā)育正?;蛞呀?jīng)發(fā)育落后。嬰兒痙攣癥的病因不定,分為癥狀性和隱源性,其中癥狀性病例占60%~85%,隱源性少見(jiàn)。目前,已知有200多種病因可致嬰兒痙攣癥,包括圍產(chǎn)期腦損傷、先天性腦發(fā)育異常、腦外傷、顱內(nèi)出血、結(jié)節(jié)性硬化癥、Down綜合征、遺傳代謝病、基因突變、染色體畸形等,甚至先天性巨細(xì)胞病毒、風(fēng)疹病毒感染等也可引起本病。病因的多變性導(dǎo)致各種關(guān)于本病發(fā)病機(jī)制的假說(shuō)總不能完全解釋該病的所有特征:如很多因素都可并發(fā)嬰兒痙攣癥,但沒(méi)有一種與其有絕對(duì)的因果關(guān)系:治療后病情變化不一致、療效不確定。
一、產(chǎn)前應(yīng)激暴露假說(shuō)(鄒氏假說(shuō))
有研究認(rèn)為,導(dǎo)致嬰兒痙攣癥發(fā)病的各種病因均可在母孕期不良應(yīng)激的促發(fā)下,通過(guò)“共同興奮通路”激活腦內(nèi)內(nèi)在的應(yīng)激系統(tǒng)。使腦內(nèi)應(yīng)激相關(guān)的神經(jīng)肽,如邊緣系統(tǒng)和驚厥易感腦區(qū)的促腎上腺皮質(zhì)釋放激素(corticotrophinreleasinghormone,CRH)過(guò)度合成和釋放,腦區(qū)內(nèi)CRH水平增高可引起發(fā)育中的動(dòng)物出現(xiàn)嚴(yán)重的驚厥發(fā)作及神經(jīng)元的損傷.從而引發(fā)嬰兒痙攣癥。國(guó)內(nèi)尚寧秀等采用流行病學(xué)的方法調(diào)查了人類母親產(chǎn)前應(yīng)激與嬰兒痙攣癥發(fā)生的關(guān)系,通過(guò)孕婦生活事件量表發(fā)現(xiàn)同其他癲癇組(陽(yáng)性對(duì)照)和正常對(duì)照組相比,嬰兒痙攣癥組的母親產(chǎn)前不良應(yīng)激水平更高,提示嬰兒痙攣癥的發(fā)病率隨著母親產(chǎn)前應(yīng)激水平的提高而增加。
二、下丘腦—垂體—腎上腺軸功能失調(diào)
下丘腦—垂體—腎上腺軸(HPA)軸功能失調(diào)假說(shuō)(或者CRH過(guò)度增高假說(shuō))是目前關(guān)于嬰兒痙攣癥發(fā)病機(jī)制研究的較為深入的理論。有研究證明,嬰兒痙攣癥患者神經(jīng)肽代謝存在異常,其腦脊液中促腎上腺皮質(zhì)激素(adrenocorticotropichormone,ACTH)和皮質(zhì)醇的濃度是下降的。另一方面,盡管大部分嬰兒痙攣癥患兒對(duì)除氨己烯酸以外的常規(guī)抗癲癇藥物不起作用,但50%~88%的患兒對(duì)ACTH或糖皮質(zhì)激素治療有效。其作用機(jī)制推測(cè)是通過(guò)負(fù)反饋抑制CRH過(guò)度產(chǎn)生和釋放而控制驚厥發(fā)作。因此,HPA軸功能失調(diào)可能在嬰兒痙攣癥發(fā)病機(jī)制中起到重要作用。1991年,Baram等通過(guò)建立CRH大鼠模型進(jìn)一步確證了HPA軸功能失調(diào)假說(shuō),他們?cè)谏?~10d的大鼠側(cè)腦室注射CRH,誘導(dǎo)出節(jié)律性的咀嚼和舔舐動(dòng)作、肢體抽搐和“游泳樣”驚厥,癥狀在幾分鐘內(nèi)爆發(fā)并持續(xù)幾小時(shí)。這表明CRH是強(qiáng)烈的致痙攣劑,其過(guò)度釋放可能是各種病因?qū)е碌膵雰函d攣癥的最終共同通路。
三、不同步性發(fā)育理論
Frost等提出的不同步性發(fā)育理論認(rèn)為,嬰兒痙攣癥不是單一的某種腦損傷或某種生化通路的異常引起的,而是腦發(fā)育成熟進(jìn)程受損所引起的一種特殊的腦功能障礙。具體地說(shuō)。一個(gè)或若干腦組織的發(fā)育進(jìn)程與腦組織整體的發(fā)育進(jìn)程不同步是嬰兒痙攣癥的主要發(fā)病機(jī)制。腦組織的發(fā)育在1歲以內(nèi)較活躍,因此,嬰兒痙攣癥的腦功能障礙很可能源于腦組織的成熟度不均衡,導(dǎo)致腦組織中的各個(gè)系統(tǒng)無(wú)法像在正常情況下一樣相互作用。此假說(shuō)認(rèn)為腦功能障礙可繼發(fā)于多種誘發(fā)因素(例如神經(jīng)元、髓鞘形成,突觸發(fā)生,細(xì)胞凋亡及神經(jīng)遞質(zhì)異常),也可繼發(fā)于各種解剖學(xué)或生化異常。這與大家所觀察到的嬰兒痙攣癥的病因的多樣性是一致的。
四、NMDA假說(shuō)
NMDA受體是離子型谷氨酸受體的一個(gè)亞型,分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜,藥理學(xué)性質(zhì)獨(dú)特,不僅在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮重要的生理作用,如調(diào)節(jié)神經(jīng)元的存活,樹(shù)突、軸突結(jié)構(gòu)發(fā)育及參與突觸可塑性的形成等,而且對(duì)神經(jīng)元回路的形成亦起著關(guān)鍵的作用。Mares等在1992年首次通過(guò)腹腔注射NMDA在生后7~25d的發(fā)育期大鼠誘導(dǎo)出癲癇樣發(fā)作,發(fā)作最初模式是屈曲痙攣(前弓反張),后來(lái)演變?yōu)槿嫘詮?qiáng)直一陣攣發(fā)作。大鼠日齡越小,NMDA的致驚厥作用越敏感,NMDA誘導(dǎo)的急性驚厥發(fā)作期腦電圖表現(xiàn)為全面電衰減,而發(fā)作間期腦電圖沒(méi)有出現(xiàn)高峰失節(jié)律剛。
五、5-羥色胺假說(shuō)
嬰兒痙攣癥最早的神經(jīng)遞質(zhì)假說(shuō)來(lái)自于發(fā)現(xiàn)嬰兒痙攣癥患兒腦脊液5-羥吲哚乙酸水平減低,而5-羥吲哚乙酸是5-羥色胺(5-Hydroxytryptamine,5-HT)的主要代謝產(chǎn)物。Chugani及其同事用α-甲基色氨酸正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(PET)對(duì)伴有嬰兒痙攣癥的結(jié)節(jié)性硬化患兒進(jìn)行核素掃描,發(fā)現(xiàn)PET能夠區(qū)分結(jié)節(jié)性硬化癥的致癇和非致癇結(jié)節(jié),致癇結(jié)節(jié)AMT攝入增加,而α-甲基色氨酸是5-羥色胺合成的前體物質(zhì)。癥狀性嬰兒痙攣癥患者由于瘢痕、灰質(zhì)異位、腦發(fā)育不良等形成大腦致癇灶的異常激活,使腦干內(nèi)5-HT能神經(jīng)元通道活性亢進(jìn),5-HT能纖維有著廣泛的上行和下行投射,雙側(cè)腦干一紋狀體的投射激活紋狀體,下行投射到脊髓,進(jìn)而導(dǎo)致痙攣發(fā)作。
六、腦干功能障礙
腦干(延髓、腦橋、中腦)內(nèi)存在著控制運(yùn)動(dòng)的基本神經(jīng)機(jī)制,它是一個(gè)“信息傳遞站”,上位腦干內(nèi)的運(yùn)動(dòng)中樞可以通過(guò)與下位腦干和脊髓的聯(lián)系而使機(jī)體產(chǎn)生有目的的行動(dòng)。Hayashi報(bào)道,在許多不同病因的嬰兒痙攣癥尸檢腦標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)腦干被蓋體積縮小或中央被蓋束膠質(zhì)增生,而且腦干酪氨酸羥化酶、蛋氨酸腦啡肽及小白蛋白表達(dá)減低,認(rèn)為腦干損害導(dǎo)致嬰兒痙攣癥發(fā)生。國(guó)內(nèi)學(xué)者陳世唆等成功地應(yīng)用腦于昕覺(jué)誘發(fā)響應(yīng)的相關(guān)維數(shù)去定量表征腦干神經(jīng)信息傳遞的不同功能狀態(tài)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),嬰兒痙攣癥患兒存在著嚴(yán)重的腦干神經(jīng)信息傳遞障礙,從而證實(shí)了腦于是嬰兒痙攣癥發(fā)病責(zé)任結(jié)構(gòu)的假說(shuō)。他們提出通過(guò)無(wú)創(chuàng)刺激腦干中存在神經(jīng)信息傳遞障礙的神經(jīng)元區(qū),以“打通”受阻神經(jīng)傳遞通路,可能是治療嬰兒痙攣癥的新途徑。
a.軸位和矢狀T1加權(quán)圖像顯示沒(méi)有無(wú)腦回畸形,但腦萎縮,白質(zhì)異常信號(hào),萎縮后胼胝體(箭頭)和斜頭畸形;b.軸向和矢狀T2加權(quán)圖像顯示正常的腦回的格局和胼胝體發(fā)育不全(箭頭)。
七、大腦皮層-皮層下交互作用
嬰兒痙攣癥患者腦皮質(zhì)中存在MRI無(wú)法發(fā)現(xiàn)的局部代謝異常病灶,大多數(shù)嬰兒痙攣癥患者豆?fàn)詈擞写x活性增高灶,一些患者的腦干區(qū)域也同樣存在代謝活性增高灶。Hamano等應(yīng)用單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)(SPECT)研究發(fā)現(xiàn)嬰兒痙攣癥的發(fā)生與腦血流異常有關(guān),指出海馬和豆?fàn)詈藚^(qū)低灌注狀態(tài)與大腦皮質(zhì)短暫腦功能障礙關(guān)系密切。皮層發(fā)育不良是隱源性嬰兒痙攣癥最常見(jiàn)的病因,患者腦磁共振成像(MRI)往往是正常的,而腦功能正電子發(fā)射斷層成像術(shù)(positronemissiontomography,PET)檢查可能會(huì)發(fā)現(xiàn)皮層和皮層下存在異常代謝病灶,且多呈多灶性、非對(duì)稱性腦灰質(zhì)信號(hào)異常,手術(shù)切除病灶后痙攣發(fā)作可獲得緩解。
八、免疫系統(tǒng)功能失調(diào)
免疫系統(tǒng)缺陷亦可能參與嬰兒痙攣癥的發(fā)病。嬰兒痙攣癥患者血清中存在針對(duì)腦組織的自身抗體,且抗腦組織抗體陽(yáng)性率及滴度明顯增加,提示嬰兒痙攣癥患兒存在自身免疫功能失調(diào)。血腦屏障損傷是某些嬰兒痙攣癥患者的病理學(xué)基礎(chǔ),自身的腦組織抗原可進(jìn)入血液,通過(guò)激活免疫系統(tǒng)而產(chǎn)生抗自身腦組織抗體,特異性抗腦組織抗體與腦細(xì)胞表面靶抗原發(fā)生特異性抗原-抗體反應(yīng),引發(fā)腦組織免疫損傷,導(dǎo)致大腦皮質(zhì)致癇灶異常放電,誘發(fā)體軸屈型或伸直型強(qiáng)直性痙攣發(fā)作。Ohya等發(fā)現(xiàn)嬰兒痙攣癥患者經(jīng)ACTH治療后,淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)及CD4+T淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)顯著下降,但沒(méi)有改變體內(nèi)免疫球蛋白的水平,提示自身免疫機(jī)制在嬰兒痙攣癥發(fā)病中的重要作用。鄒麗萍等發(fā)現(xiàn),母鼠IgG能減輕NMDA誘導(dǎo)驚厥子鼠的驚厥嚴(yán)重程度,并增加子鼠皮層ACTH免疫反應(yīng)細(xì)胞的數(shù)量,提示保護(hù)性母親IgG的缺乏可能嬰兒痙攣癥的發(fā)病因素。
九、基因變異
遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn)嬰兒痙攣癥具有一定的遺傳傾向,新致病基因的發(fā)現(xiàn)為認(rèn)識(shí)和治療嬰兒痙攣癥提供了新方法。無(wú)芒相關(guān)同源基因(aristalessrelatedhomeoboxgene,ARX)定位于Xp21.3-p22.1,大多數(shù)X連鎖嬰兒痙攣癥(X-linkedinfantilespasms,ISSX)攜帶突變的ARX。絲氨酸/蘇氨酸激酶9(serine/threoninekinases,STK9)基因位于ARX遠(yuǎn)端的Xp22.3區(qū)域,在正常女性體細(xì)胞中屬于X染色體連鎖失活,STK9可能是ISSX于X染色體上的第二個(gè)致病基因。腦細(xì)胞膜離子通道障礙或基因突變,例如電壓依賴性鈉通道α1亞基基因突變和鈣敏感性鉀離子通道β亞基基因缺失可使腦組織去極化,興奮性增高,誘發(fā)嬰兒痙攣癥。
十、小結(jié)及展望
嬰兒痙攣癥的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜多樣,迄今為止尚沒(méi)有一種假說(shuō)能解釋嬰兒痙攣癥的所有臨床特征及發(fā)生發(fā)展過(guò)程。嬰兒痙攣癥起病年齡早,對(duì)腦功能損傷嚴(yán)重,常遺留智力運(yùn)動(dòng)障礙,因此從病理學(xué)、影像學(xué)、遺傳學(xué)等多角度進(jìn)行深入研究,發(fā)展新的嬰兒痙攣癥動(dòng)物模型進(jìn)行發(fā)病機(jī)制研究,對(duì)于指導(dǎo)嬰兒痙攣癥治療和判斷預(yù)后的意義重大。