金戈，朱美達(dá)，于洪娟

(1.沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)教研室，遼寧沈陽(yáng)110034 2.沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院2008級(jí)臨床醫(yī)學(xué)5班)

癲癇是神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的一種常見(jiàn)病，流行病學(xué)資料顯示癲癇的年發(fā)病率為 (50～70)/10萬(wàn);患病率約為5‰［1］。癲癇的發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜，近年研究表明，中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮與抑制間的不平衡主要與離子通道、神經(jīng)遞質(zhì)及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的改變有關(guān)。

1 離子通道功能異常

人們通過(guò)家譜和基因分析發(fā)現(xiàn)癲癇可以是單基因或多基因遺傳，顯性或隱性遺傳，甚至伴性遺傳。可以遺傳的染色體和基因定位已經(jīng)明確的癲癇近40種［2－3］。離子通道是體內(nèi)可興奮性組織興奮性調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)，其編碼基因突變可影響離子通道功能，從而導(dǎo)致某些遺傳性疾病的發(fā)生。目前認(rèn)為很多人類特發(fā)性癲癇是“離子通道病”，即有缺陷的基因編碼有缺陷的離子通道蛋白而發(fā)病，其中鈉、鉀、鈣離子通道與癲癇相關(guān)性的研究較為明確。

1.1 鈉離子通道 1998年，Walace等在一個(gè)大的家系研究中發(fā)現(xiàn)伴熱性驚厥的全身性癲癇 (GEFS+)是由于色體19q13.1位點(diǎn)上的基因SCN1B(編碼電壓門控鈉通道β1調(diào)節(jié)亞基 )的點(diǎn)突變所致。SCN1B基因的點(diǎn)突變導(dǎo)致Na+通道β1亞基細(xì)胞外免疫球蛋白折疊結(jié)構(gòu)域中的半胱氨酸殘基被色氨酸殘基取代，以致影響了β亞基對(duì)α亞基動(dòng)力學(xué)的調(diào)節(jié)功能，導(dǎo)致Na+通道的反復(fù)開(kāi)放，從而引起神經(jīng)元持久過(guò)度興奮［4］。離體研究也表明，當(dāng)β1亞基和α亞基在體外共同表達(dá)時(shí)，β1亞基的突變可明顯延長(zhǎng)穩(wěn)態(tài)條件下的神經(jīng)元的去極化時(shí)間［5］。

1.2 鉀離子通道 良性家族性新生兒驚厥(BFNC)是一種少見(jiàn)的常染色體顯性遺傳的原發(fā)性全身性癲癇，其基因定位是由 Leppert等［6］在1998年首先報(bào)道，基因克隆分析發(fā)現(xiàn)，BFNC是由染色體20q13.3位點(diǎn)上的電壓門控式的鉀通道基因KCNQ2或8q24位點(diǎn)上的KCNQ3突變所致［7］。原位雜交和Nothern印跡雜交發(fā)現(xiàn)KCNQ2和KCNQ3mRNA在腦內(nèi)和交感神經(jīng)節(jié)中具有重疊的表達(dá)模式，KCNQ2和KCNQ3在體共同裝配時(shí)可形成M通道［8］。M通道主要調(diào)節(jié)神經(jīng)元閾下的電興奮性，在細(xì)胞膜去極化時(shí)被緩慢激活，偶爾在靜息膜電位時(shí)被激活，由于其緩慢的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，當(dāng)細(xì)胞接受興奮性傳入時(shí)，M通道的激活可引起一個(gè)延遲性的細(xì)胞膜超極化。若M通道出現(xiàn)抑制則可引起細(xì)胞興奮性增高。KCNQ2和KCNQ3基因的突變，導(dǎo)致M電流減小20% ～30%［9］，以至神經(jīng)元興奮性出現(xiàn)異常。瑞替加濱，KCNQ通道增強(qiáng)劑，已成功地用于治療耐藥性癲癇的三期臨床試驗(yàn)中［10］。

1.3 鈣離子通道 鈣內(nèi)流與陣發(fā)性去極化漂移、神經(jīng)元同步放電和抑制性突觸后電位形成有關(guān)。Badea［11］等用鈣離子成像的方法觀察了神經(jīng)元參與癲癇發(fā)作的情況，證實(shí)鈣離子快速內(nèi)流和細(xì)胞去極化有關(guān)。各種原因所致的癲癇，其發(fā)病的最后共同機(jī)制是電解質(zhì)的分布和轉(zhuǎn)運(yùn)的改變。膜電位決定于細(xì)胞內(nèi)外的鈉鉀離子的分布，神經(jīng)元活動(dòng)過(guò)度、能量代謝受抑制、膜的通透性增加、陽(yáng)離子泵受抑制、興奮性遞質(zhì)過(guò)多或抑制性遞質(zhì)過(guò)少等情況下鈉鉀離子泵的功能紊亂，鉀離子由胞內(nèi)移向胞外，神經(jīng)元興奮性增高，發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間去極化和陣發(fā)性放電，引起癇性發(fā)作。實(shí)驗(yàn)證明，引起神經(jīng)元異常放電的內(nèi)向電流主要是 Ca2+內(nèi)流［12］，當(dāng)Ca2+通道通透性增加時(shí)，Ca2+大量?jī)?nèi)流，引起神經(jīng)細(xì)胞持續(xù)較長(zhǎng)的去極化反應(yīng)及陣發(fā)性去極化漂移或稱爆發(fā)性放電。也有報(bào)道認(rèn)為當(dāng)突觸大量Na+內(nèi)流時(shí)，引起興奮性氨基酸釋放，后者作用于NMDA受體引起Ca2+大量?jī)?nèi)流，從而誘發(fā)癲癇發(fā)作。

2 神經(jīng)遞質(zhì)異常

2.1 氨基酸類 目前已知與癲癇關(guān)系密切的氨基酸有γ－氨基丁酸 (GABA)、谷氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、?；撬岬龋渲蠫ABA、甘氨酸等對(duì)癲癇發(fā)作起抑制作用，而谷氨酸、天冬氨酸、?；撬岬葘?duì)癲癇發(fā)作起促進(jìn)作用。

2.1.1 GABA 迄今為止，已發(fā)現(xiàn)三種不同GABA受體：GABAA受體、GABAB受體及 GABAC受體。GABAA受體是腦內(nèi)最遍的抑制性遞質(zhì)受體，與癲癇的關(guān)系最密切，它是一種配體門控的Cl－通道，激活它可以產(chǎn)生早抑制性觸后電位。GABAA受體的興奮或抑制能阻止或誘發(fā)癲癇發(fā)作已被國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，而且發(fā)現(xiàn)癲癇作鼠腦內(nèi)GABAA受體功能較正常下降并伴有GABAA能神經(jīng)藥理學(xué)的改變。Rossler［13］等用 β－CCM(β－carboline－3－carboxylate)以閾下致癇劑量連續(xù)注射小鼠14 d，并于每2 d測(cè)定腦組織苯二氮受體的結(jié)合力。發(fā)現(xiàn)在尚未出現(xiàn)癇性發(fā)作前，已有苯二氮受體合力的顯著下降。Kapur［14］也發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了45 min癇持續(xù)狀態(tài)的大鼠，腦內(nèi)GABAA受體對(duì)地西泮不敏感。GABAB受體是G蛋白偶聯(lián)的跨膜受體，介導(dǎo)抑制性突觸后電位。近來(lái)認(rèn)為GABAB受體功能異常很可能是失神發(fā)作的主要原因，可能機(jī)制是GABAB受體的激活能產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間超極化，這足以引起丘腦皮環(huán)路中同步放電，導(dǎo)致失神發(fā)作。GABAC受體是近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的GABA受體，也是配體門控的Cl－通道，目前其功能還不清楚。

2.1.2 谷氨酸 谷氨酸是腦內(nèi)最重要的興奮性遞質(zhì)，一直認(rèn)為與癲癇的發(fā)作密切相關(guān)。Yao等［15］在戊四唑 (PTZ)點(diǎn)燃癲癇模型中發(fā)現(xiàn)隨著點(diǎn)燃級(jí)別的進(jìn)展，谷氨酸表達(dá)呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，可見(jiàn)谷氨酸導(dǎo)致癲癇發(fā)作可能是由于其早期胞內(nèi)合成增加、后期胞外大量釋放的結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞外高濃度的谷氨酸鹽可以觸發(fā)中央顳葉癲癇發(fā)作，但其潛在機(jī)制仍不明確。Eid等［16］研究證明星形膠質(zhì)細(xì)胞中谷氨酸合成酶的缺陷可能是細(xì)胞外谷氨酸聚集和中央顳葉癲癇發(fā)作的分子基礎(chǔ)。

2.2 單胺類遞質(zhì)及乙酰膽堿 目前已經(jīng)證實(shí)單胺類遞質(zhì) (多巴胺、去甲腎上腺素、5－羥色胺)對(duì)癲癇起抑制作用，而乙酰膽堿則對(duì)癲癇起促發(fā)作用。De Fusco等［17］發(fā)現(xiàn)夜間額葉癲癇患者的尼克酰胺能乙酰膽堿受體β2亞基 (CHRNβ2)基因發(fā)生了錯(cuò)義突變和插入突變。Balakrishnan等［18］研究表明M1型乙酰膽堿受體在海馬的功能中起著關(guān)鍵作用。

2.3 其他神經(jīng)遞質(zhì) 生物胺類神經(jīng)遞質(zhì)可對(duì)神經(jīng)元膜離子通道產(chǎn)生直接或間接影響，因而可在癲癇發(fā)作中發(fā)揮促進(jìn)或抑制作用。參與致癇的神經(jīng)遞質(zhì)還有腦啡肽、P物質(zhì)、乙酰膽堿等;參與抑癇的神經(jīng)遞質(zhì)還有膽囊收縮素、強(qiáng)啡肽等。近年研究發(fā)現(xiàn)難治性癲癇患者腦內(nèi)特別是血腦屏障部位存在多種神經(jīng)遞質(zhì)和藥物靶酶的高表達(dá)，可能參與了難治性癲癇的耐藥［19］。

3 神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞異常

神經(jīng)元微環(huán)境的電解質(zhì)平衡是維持神經(jīng)元正常興奮性的基礎(chǔ)。星形膠質(zhì)細(xì)胞依靠細(xì)胞膜上多種具有調(diào)節(jié)電解質(zhì)代謝功能的酶參與細(xì)胞間離子的交換，維持了細(xì)胞內(nèi)微環(huán)境電解質(zhì)的平衡。研究證明抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)鉀離子的攝取可以誘發(fā)癲癇放電。Smart還發(fā)現(xiàn)用基因打靶技術(shù)阻斷小膠質(zhì)細(xì)胞的內(nèi)向整流的鉀離子通道可產(chǎn)生致死性的癲癇表型。這些均說(shuō)明神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)維持神經(jīng)元的生存環(huán)境起著重要的作用。此外，星形膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)保持細(xì)胞外低水平谷氨酸和防止慢性谷氨酸神經(jīng)毒性是必要的［20］。研究發(fā)現(xiàn)在發(fā)病早期星形膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)谷氨酸的攝取增高，同時(shí)星形細(xì)胞內(nèi)興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體 (EAAT)也有增高［21］，但反復(fù)長(zhǎng)期發(fā)作則可使星形膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)谷氨酸的攝取能力降低，成為癲癇再發(fā)的原因。其次，星形膠質(zhì)細(xì)胞攝取GABA的能力異常也與癲癇發(fā)作有關(guān)，若攝取過(guò)多可導(dǎo)致癲癇發(fā)作，Sitnikova等［22］研究發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)細(xì)胞和膠質(zhì)神經(jīng)元的相互影響可能是失神性癲癇的發(fā)病機(jī)制。

總體來(lái)說(shuō)，由于對(duì)癲癇發(fā)病機(jī)制認(rèn)識(shí)的不足，目前癲癇治療仍然是以抑制神經(jīng)元放電的擴(kuò)散為主，僅僅是控制癥狀。深入探討離子通道病的基因結(jié)構(gòu)和功能異常，加強(qiáng)特異性離子通道協(xié)同或拮抗藥物開(kāi)發(fā)，加強(qiáng)神經(jīng)遞質(zhì)及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞致癇作用機(jī)制的研究，將對(duì)深入探討癲癇的病理生理機(jī)制及發(fā)現(xiàn)特異性治療藥物或措施等均具有十分重要的理論和實(shí)際意義。伴隨著癲癇發(fā)病機(jī)制的研究相信未來(lái)抗癲癇藥物的發(fā)展一定會(huì)有新的進(jìn)展性突破。

［1］吳江.神經(jīng)病學(xué)［M］.北京：人民衛(wèi)生出版社，2005：78.

［2］Prasad AN，Prasad C，Stafstrom CE.Rece advances in the geneticsof epilepsy：insight from human and animal studies ［J］.Epilepsia，1999，40：1329 －1352.

［3］Berkovic，Samuel F.Genetics of the Epilepsies ［J］.Epilepsia，2001，42(s5)：16－23.

［4］Wallace RH，Wang DW，Singh R，et al.Febrile seizures and generalized epilepsy associated with a mutation in the Na+channel β1 subunit gene SCN1B ［J］.Nat Gent，1998，19(4)：366 －370.

［5］Steinlein OK，Noebels JL.Ion channel and epilepsy in man and mouse［J］.Curr Opin Genet Dev，2000，10(3)：286－291.

［6］Biervert C，Schroeder BC.A potassium channel mutation in neonata human epilepsy［J］.Science，1998，279(5349)：403－406.

［7］Singh NA，Charler C，Stauffer D，et al.A novel potassium channel gene，KCNQ2，imunated in an inherited epilepsy of newborns［J］.Nat Genet，1998，18(1)：25－29.

［8］Wang HS，Pan Z，Shi W，et al.KCNQ2 and KCNQ3 potassium channel subunits：molecular correlates of the M channel［J］.Science，1998，28(5395)：1890 －1893.

［9］Fukuma G，Oguni H，Shira saka Y，et al Mutations of neuronal voltage－gated Na+channel alph subunit gene SCN1A in Some severe myoclonic epilepsy infancy and in borderline SMEI(SMEB)［J］.Epilepsia，2004，45(2)：140－148.

［10］Maljevic S，Wuttke TV，Seebohm G，et al.KV7 channelopathies［J］.Pflugers Arch，2010，460：277－288.

［11］Badea J，Goldberg J，Mao B ，et al.Calcium imaging of epileptiform events with single－cell resolution ［J］.J Neuro Biol，2001，48(3)：215－227.

［12］Heineman U ，Hamon B.Calcium and epileptogenesis［J］.Exp brain Res，1986，65(1)：1－10.

［13］Rossler AS，Launay JM，Venault P，et al.Changes in benzo diazepine binding in a subkinding situation ［J］.Epilepsia，2000，41(6)：651－654.

［14］Kapur J.Hippocampal neurons express GABA(A)receptor insensitive to diazepine in hyperexcitable conditions ［J］.Epilepsia，2000，41(supple 6)：s86－s89.

［15］姚君茹，潘三強(qiáng).慢性癲癇模型腦谷氨酸神經(jīng)元的變化［J］.解剖科學(xué)進(jìn)展，2004，10(1)：26－29.

［16］Eid T，Thomas MJ，Spencer DD，et al.Loss of glutamine synthetase in the human epileptogenic hippocamp us：possible mechanism for raised extracellular glutamate in mesial temporal lobe epilepsy［J］.Lancet，2004，363(9402)：28 －37.

［17］De Fuco M ，Becchetti A.The nicotinic receptor beta2 subunit is mutant in nocturnal frontal lobe epilepsy ［J］.Nat Genet，2000，26(3)：275－276.

［18］Balakrishnan S，Mathew J，Paulose C.Cholinergic and glutamergic receptor functional regulation in long－term，low dose somatotropin and insulin treatment to ageing rats：rejuvenation of brain function ［J］.Mol Cell Endocrinol，2010，314：23 －30.

［19］Kubota H，Ish haraH，Langmann T.Functional activity of glycoprotein and multi drug resistance associated proteins in human brain microvascular endothelial cells in hippocampal sclerosis［J］.Epilepsy Res，2006，68：213 －228.

［20］Bertolino M ，Llinas RR.The central roleof voltage－activited and receptor－operated calcium channels in neuronal cells ［J］.Annu Rev Pharmacol Toxicol，1992，32：399 －421.

［21］Simatov R，Crispino M ，Hoe W，et al.Changes in express ion of neuronal and glial glutamate transportersin rat hippocampus following kainite induced seisure activity ［J］.Brain Res，1999 ，65(1)：112－116.

［22］Sitnikova E，Kulikova S，Birioukova L，et al.Cellular neuropathology of absence epilepsy in the neocortex：a population of glial cells rather than neurons is impaired in genetic rat model［J］.Acta Neurobiol Exp(Wars)，2011，71(2)：263－268.