孫素芬 司楠楠 索利敏
山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科
前庭性偏頭痛(Vestibular Migraine,VM)是一種反復(fù)發(fā)作性的眩暈疾病,眩暈發(fā)作時可能出現(xiàn)自發(fā)性眩暈、頭部運動引發(fā)的頭暈伴眼震和惡心、視覺引發(fā)的眩暈及視物模糊等臨床表現(xiàn),同時多伴有頭痛、畏光畏聲、視覺先兆等偏頭痛性癥狀,既往多有偏頭痛病史。前庭癥狀和偏頭痛癥狀常不同步,頭痛癥狀可出現(xiàn)在眩暈癥狀發(fā)作前、發(fā)作中或發(fā)作后,因此,準(zhǔn)確診斷VM對減少誤診、漏診至關(guān)重要。
偏頭痛與眩暈是臨床的常見癥狀,兩者共存并非偶然,眩暈患者中偏頭痛的發(fā)生率很高[1,2],偏頭痛患者也經(jīng)常伴有眩暈癥狀。1873年,Living提出了偏頭痛與頭暈的相關(guān)性[3]。隨著研究的發(fā)展與深入,這些反復(fù)眩暈伴偏頭痛的患者曾被診斷為偏頭痛關(guān)聯(lián)性眩暈[4]、偏頭痛相關(guān)性眩暈/頭暈[5-7]、良性復(fù)發(fā)性眩暈[8]、偏頭痛性眩暈[2]等。1999年,Diet?erich和Brandt[9]首次提出使用“前庭性偏頭痛(VM)”這一術(shù)語作為此類患者的診斷。2012年,國際Barany學(xué)會和國際頭痛學(xué)會的偏頭痛分類小組委員會對Dieterich提出的診斷標(biāo)準(zhǔn)進行修訂并共同制定了VM診斷標(biāo)準(zhǔn),并于2013年出版在國際頭痛疾病分類第3版的附錄中[10]。
最新前庭性偏頭痛診斷標(biāo)準(zhǔn):(1)出現(xiàn)5次前庭癥狀持續(xù)5 min到72 h。(2)有或無先兆偏頭痛病史(按照ICHD診斷標(biāo)準(zhǔn))。(3)至少有50%的前庭癥狀和1個或多個偏頭痛特點:①頭痛為一側(cè)、搏動性,中、重度發(fā)作;②恐聲、恐光;③視覺先兆。(4)不符合其他前庭疾病或偏頭痛標(biāo)準(zhǔn)。很可能前庭性偏頭痛:(1)出現(xiàn)5次前庭癥狀持續(xù)5 min至72 h。(2)符合前庭性偏頭痛診斷標(biāo)準(zhǔn)中的(2)或(3)。(3)不符合其他前庭疾病或頭痛標(biāo)準(zhǔn)。
偏頭痛終生患病率為16%,眩暈終生患病率為7.8%,兩者共病率為3.2%,遠高于目前認(rèn)知的1%的偶然共病率[11]。VM可發(fā)生于任何年齡,中年為發(fā)病高峰,以女性多見,男:女約為 1:2.57[12]。Muel?leman等[13]以2079例頭暈患者為研究對象進行回顧性隊列研究發(fā)現(xiàn),VM占19.3%,為頭暈門診第2大診斷。2016年以神經(jīng)科門診首診患者為研究對象的前瞻性多中心研究表明,明確性VM占偏頭痛病例的10.3%,很可能VM占2.5%[14]。以頭暈或眩暈為主訴的VM患者,常因相關(guān)偏頭痛或先兆癥狀間隔長時間發(fā)作,而被孤立性頭暈或眩暈等掩蓋,影響VM診治。
VM的發(fā)病機制目前尚未明確,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為前庭外周和中樞共同參與了VM的發(fā)病過程,偏頭痛可能作為主導(dǎo)因素,因此提出了多種假說:1皮質(zhì)擴布抑制學(xué)說;2三叉神經(jīng)血管學(xué)說;3離子通道與遺傳學(xué)學(xué)說;4中樞信號整合異常。以上四種假說并非單獨作用,而是相互關(guān)聯(lián)、交叉,遺傳學(xué)假說在其中起重要作用。
皮層擴布抑制是多個神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞的去極化,伴隨神經(jīng)電活動在一段時間內(nèi)的抑制,目前認(rèn)為是偏頭痛先兆的假設(shè)機制[15]。大腦皮質(zhì)受各種因素刺激后,抑制性皮質(zhì)電活動由刺激部位向周圍擴散,到達特定部位即出現(xiàn)神經(jīng)癥狀和體征。同理,當(dāng)抑制性皮質(zhì)電活動擴散至前庭相關(guān)皮質(zhì)使其受到抑制,從而影響前庭信號的加工處理,出現(xiàn)前庭癥狀。
該學(xué)說以神經(jīng)、血管、神經(jīng)遞質(zhì)的綜合作用過程解釋VM的發(fā)病過程。當(dāng)三叉神經(jīng)節(jié)及其纖維受刺激后,激活肥大細胞釋放血管活性、炎性反應(yīng)及神經(jīng)致敏遞質(zhì)。這些活性物質(zhì)作用于血管壁,可引起血管擴張,還可使血管通透性增加,血漿蛋白滲出,產(chǎn)生無菌性炎癥,并刺激痛覺纖維傳入中樞,出現(xiàn)VM。最近研究證明[16],前庭通路中的5-羥色胺也可引起偏頭痛的相關(guān)癥狀。相關(guān)研究通過識別并定位5-羥色胺受體,研究5-羥色胺在前庭性偏頭痛發(fā)病過程中的作用。
離子通道異常是發(fā)作性共濟失調(diào)、家族性偏癱性偏頭痛等許多發(fā)作性疾病的病因[17]。目前研究證實,家族性偏癱性偏頭痛與常染色體19p13上的CACNA1A基因、lq23上的ATPlA2基因、2q24上的SCNlA基因突變相關(guān),這些基因編碼神經(jīng)元離子通道跨膜組件,影響鈉、鉀、鈣等離子通道,從而影響神經(jīng)元的活性。
大腦皮層區(qū)能夠?qū)Χ喾N感覺信號進行整合調(diào)制,前庭信號通路和疼痛信號、視覺、本體覺等信號通路整合異常可能出現(xiàn)VM。MRI研究前庭與痛覺通路信號存在交互,其中丘腦作為最為重要的感覺整合中樞,在VM患者中激活增加[18]。
前庭性偏頭痛有家族聚集傾向,但作為一種新近才有明確診斷標(biāo)準(zhǔn)的疾病,目前相關(guān)研究較少。大規(guī)模的家系研究目前還很少見,但隨著全基因組測序技術(shù)的不斷改進,對具有遺傳傾向的疾病提供了新的思路和方向。
Bahmad等[19]觀察了有VM家族病史的4代23名家庭成員,其中有10人在35歲后開始出現(xiàn)偏頭痛性眩暈。偏頭痛通常出現(xiàn)在眩暈發(fā)作之前15到20年。12年縱向聽力研究顯示,穩(wěn)定的高頻感音神經(jīng)性聽力損失與老年性聾相一致,未發(fā)現(xiàn)低頻或波動性聽力損失。前庭檢查和影像學(xué)研究的結(jié)果并不顯著。遺傳分析在染色體5q35上定位了一個包含疾病基因的12.0MB區(qū)間,位于rs 244895和D5S2073之間,認(rèn)為VM是一種常染色體顯性遺傳病。這是首次報道的VM位點。但該基因是否引起疾病還需要在其他家系進一步驗證。
199 6 年,Ophoff等[20]在家族性偏癱型偏頭痛(Familial Hemiplegic Migraine,F(xiàn)HM)家系中鑒定出編碼P/Q型鈣通道的CACNAlA基因突變,該基因定位于19p13(FHMl);繼而De Fusco等[21]于2003年在FHM家系中發(fā)現(xiàn)了1 q23位點上編碼Na+/K+ATP酶α2亞基的ATPlA2基因突變(FHM2),該基因的發(fā)現(xiàn)意味著偏頭痛的遺傳學(xué)研究取得了突破性進展。
家族性偏癱型偏頭痛(Familial Hemiplegic Mi?graine,F(xiàn)HM)是有先兆偏頭痛(Migraine with Aura,MA)的一種亞型,是少見的呈常染色體顯性遺傳的疾病,F(xiàn)HM的特征是突然出現(xiàn)短暫的偏癱隨后出現(xiàn)偏頭痛樣頭痛,可分為單純性FHM和伴有持久性小腦癥狀的FHM。精神因素是最常見的觸發(fā)因素,其次是輕微頭部外傷。據(jù)國外文獻報道,根據(jù)基因突變的不同可分為FHMl、FHM2及FHM3 3種類 型[22]。FHMl、FHM2、FHM3 分 別 與 常 染 色 體19p13上的CACNA1A基因、lq23上的ATPlA2基因、2q24上的SCNlA基因突變相關(guān),到目前為止,在FHM已確定了兩個突變基因:CACNA1A和ATP1A2,這些基因編碼神經(jīng)元離子通道跨膜組件。前庭性偏頭痛包括前庭癥狀與偏頭痛癥狀,與FHM具有相似性,并且是近年來明確其診斷標(biāo)準(zhǔn)并發(fā)展起來的新研究領(lǐng)域,可能與FHM之間存在交叉,其遺傳變異的基因位點可能與VM相關(guān)。
國外研究[23]證實,CACNAlA基因位于染色體19p13,300 kb大小,包含47個外顯子,長度不等,編碼神經(jīng)元電壓門控鈣離子通道Cav2.1上的孔道形成α1A亞基,是腦特異性P/Q型鈣通道的主要亞單位,主要表達于小腦和腦干神經(jīng)元及神經(jīng)肌接頭的突觸前膜,通過與其他受體、調(diào)控蛋白及神經(jīng)遞質(zhì)相互作用發(fā)揮調(diào)控功能[24]。
CACNAlA是FHM第一個明確的基因,大約50%FHM中存在腦特異性P/Q型鈣通道CACNAlA基因突變,伴隨小腦癥狀的FHM家族均與CAC?NAlA基因相關(guān)[25-26]。目前已知與疾病相關(guān)的CACNAlA基因突變類型包括錯義突變、截斷突變及CAG重復(fù)延伸,經(jīng)鑒定出來的FHM相關(guān)CAC?NAlA基因的15種突變均為錯義突變,一些導(dǎo)致單純的FHM,另一些則伴有小腦癥狀[27]。其中,最常見的突變是T666M型基因突變,在666位殘基上,蛋氨酸代替蘇氨酸。
國內(nèi)的一項研究[28]提出:在一個FHM合并共濟失調(diào)家系的24個家庭成員中,3人診斷FHM,4人表現(xiàn)為共濟失調(diào),基因測序結(jié)果顯示CACNAlA基因上的第1748號由G變?yōu)锳,導(dǎo)致第583號氨基酸由精氨酸變?yōu)楣劝滨0?,符合國外研究報道R583Q突變[29]。該突變導(dǎo)致Cav2.1通道門控特性的改變,增加了神經(jīng)末梢Ca2+的內(nèi)流和興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的釋放,從而增加了神經(jīng)元的興奮性并降低皮層擴布抑制閾值,繼而參與疾病發(fā)生。
ATPlA2基因位于1q23,編碼Na+/K+-ATP酶α 2亞單位,長約25 kb,含23個外顯子,主要表達在骨骼肌、心臟和腦內(nèi),特別是在神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞中高度表達[30]?;蛲蛔儗?dǎo)致Na+/K+-ATP酶系統(tǒng)功能出現(xiàn)異常,破壞了K+細胞內(nèi)外濃度梯度,破壞了谷氨酸清除過程,從而導(dǎo)致癥狀出現(xiàn)。Marconi等[31]在研究2個意大利家系時將FHM2基因定位于1q23上0.9 Mb大小的D1S2635與CASQl-SNP之間,且家系所有成員擁有相同的單體型。最近,De Fusco等[21]在2個FHM2家系中分別檢測出P型Na+/K+-ATP酶ATPlA2基因L764P和W887R點突變,這2個突變位于Na+/K+-ATP酶的保守區(qū),而在對照組內(nèi)不表達。
與FHMl相比,F(xiàn)HM2的表現(xiàn)型相對復(fù)雜。迄今為止,已知的25種ATPlA2基因突變絕大部分為錯義突變。Pdarnt等[32]對法國26個FHM家系進行了研究,在11個家系中發(fā)現(xiàn)6個錯義突變和2個缺失突變,這些突變分布散亂,提示AIPIA2基因的突變譜范圍較大。
偏頭痛和癲癇都可能是由皮層神經(jīng)元過度興奮引起的,癲癇為神經(jīng)元同步放電,偏頭痛與皮層擴散性抑制(CSD)相關(guān),具有相似的生理基礎(chǔ)[33],前庭性偏頭痛也與皮層擴散性抑制(CSD)相關(guān),因此VM與癲癇之間也可能相關(guān)。Baulac和Moulard于1999年將SCN1A定位于染色體2q24.3,含有26個外顯子,全長91480bp,編碼電壓門控鈉離子通道α1亞單位(NaV1.1),是人類癲癇最常見的突變基因。SCNIA基因大約有900多種不同的突變[34],導(dǎo)致癲癇表型異質(zhì)性,臨床表現(xiàn)多樣化,輕者表現(xiàn)為熱性驚厥,重者表現(xiàn)為嬰兒嚴(yán)重肌陣攣性癲癇。
Meng等[35]對1157例癲癇相關(guān)SCN1A突變進行系統(tǒng)回顧及分析,建立了電壓門控鈉通道功能改變的數(shù)據(jù)庫,其中最常見的突變類型是錯義突變,占所有突變病例的46.1%,其次是移碼突變;癲癇臨床表現(xiàn)的嚴(yán)重程度與SCN1A基因的突變類型有關(guān),全面性癲癇伴熱性驚厥附加癥主要以錯義突變?yōu)橹?,表型較溫和,Dravet綜合征約有一半為截斷突變,癥狀較重。
近年來陸續(xù)有學(xué)者提出KCNB2、CACNB2等基因可能與前庭耳蝸癥狀相關(guān),推測VM更可能是涉及多種離子通道基因缺陷的多基因異質(zhì)性疾病。Antzelevich等[36]發(fā)現(xiàn)CACNB2基因突變導(dǎo)致鈣離子通道主要功能喪失,進而影響鈣離子通道活性改變,引起血壓的變化。人CACNB2基因位于染色體10pl2,共有20個外顯子,約400kb大小,有4個不同的轉(zhuǎn)錄起始位點,通過選擇性剪切,總共轉(zhuǎn)錄1O多種轉(zhuǎn)錄體。其基因的多態(tài)性影響血壓波動,可能通過影響血管從而引起前庭癥狀,其機制有待進一步研究。
總之,VM的相關(guān)致病基因在5q35上rs 244895和D5S2073之間,也可能是常染色體19p13上的CACNA1A基因、lq23上的ATPlA2基因、2q24上的SCNlA基因、10pl2的CACNB2基因等等,還有一些未知的致病基因等待發(fā)現(xiàn),這些都為VM的研究發(fā)展提供依據(jù)及研究方向。
前庭性偏頭痛作為目前發(fā)展較快、研究較新的研究領(lǐng)域,還有許多方面的內(nèi)容需要進一步研究,基因?qū)W研究可以突破目前實驗室研究面臨的難以建模的困境,從遺傳學(xué)方面進行解讀。對于現(xiàn)有已知基因,仍有一些問題需要更深層次的研究:1.已知基因與VM之間的聯(lián)系仍需要大量調(diào)查研究與實驗室證據(jù)證實;2.建立基因突變動物模型,進一步闡明VM的發(fā)病機制及與其他相關(guān)疾病的關(guān)系;3.解釋基因突變引起機體功能異常出現(xiàn)多種不同癥狀,如頭痛、昏迷、偏癱、共濟失調(diào)、癲癇、精神發(fā)育遲緩等;4.能否通過現(xiàn)有藥物(抗偏頭痛或共濟失調(diào)等)對基因突變導(dǎo)致的異常進行調(diào)控,或者通過調(diào)控遞質(zhì)的數(shù)量及活性,改變離子濃度梯度等手段改變基因作用的過程,從而控制VM癥狀?以上問題尚需進一步調(diào)查研究數(shù)據(jù)驗證及建立動物模型進行更深一步的研究。
1 Lee H,Sohn SI,Jung DK,et al.Migraine and Isolated Recurrent Vertigo of Unknown Cause[J].Neurol Res,2002,24:663-665.
2 Neuhauser H,Leopold M,von BM,et al.The Interrelations of Mi?graine,Vertigo,and Migrainous Vertigo[J].Neurology,2001,56:436-441.
3 Strupp M,Büttner U,Cohen B.Basic and Clinical Aspects of Ver?tigo and Dizziness.Preface[J].Ann N Y Acad Sci,2009,1164:xi-xii.
4 Crevits L,Bosman T.Migraine-related Vertigo:Towards a Distinc?tive Entity[J].Clin Neurol Neurosurg,2005,107:82-87.
5 Neuhauser HK,Radtke A,von BM,et al.Migrainous Vertigo:Prev?alence and Impact on Quality of Life[J].Neurology,2006,67:1028-1033.
6 Cutrer FM,Baloh RW.Migraine-associated Dizziness[J].Head?ache,1992,32:300-304.
7 Brantberg K,Trees N,Baloh RW.Migraine-associated Vertigo[J].Acta Otolaryngol,2005,125:276-279.
8Moretti G,Manzoni GC,Caffarra P,et al“.Benign Recurrent Verti?go”and Its Connection with Migraine[J].Headache,1980,20:344-346.
9 Dieterich M,Brandt T.Episodic Vertigo Related to Migraine(90 Cases):Vestibular Migraine[J].J Neurol,1999,246:883-892.
10 The International Classification of Headache Disorders,3rd Edi?tion(Beta Version)[J].Cephalalgia,2013,33:629-808.
11 Lempert T,Neuhauser H.Epidemiology of Vertigo,Migraine and Vestibular Migraine.[J]Neurology 2009;256:333-338.
12 Chen J,Gong D,Cai S,et al.Clinical Characteristics of 100 Ves?tibular Migraine Cases.Lin Chung Er Bi Yan Hou Tou Jing Wai Ke Za Zhi,2016,30:399-401
13 Muelleman T,Shew M,Subbarayan R,et al.Epidemiology of Diz?zy Patient Population in a Neurotology Clinic and Predictors of Pe?ripheral Etiology[J].Otol Neurotol,2017,38:870-875.
14 Cho SJ,Kim BK,Kim BS,et al.Vestibular Migraine in Multicenter Neurology Clinics According to the Appendix Criteria in the Third Beta Edition of the International Classification of Headache Disor?ders[J].Cephalalgia,2016,36:454-462.
15 Le?oAAP,Spreading Depression of Activity in the Cerebral Cortex[J].Neurophysiol,1944,7:359 ~390.
16 Usman H O,Balaban C D.Distribution of 5-HT1F Receptors in Monkey Vestibular and Trigeminal Ganglion Cells[J].Frontiers in Neurology,2016,7(4).
17 Lecrux C,Hamel E.The Neurovascular Unit in Brain Function and Disease[J].Acta Physiol(Oxf),2011,203:47-59
18 Russo A;Marcelli V;Esposito F et al.Abnormal Thalamic Func?tion in Patients with Vestibular Migraine.Neurology,2014,82:2120-2126.
19 Bahmad F,DePalma SR,Merchant SN,et al.Locus for Familial Migrainous Vertigo Disease Maps to Chromosome 5q35[J].Ann Otol Rhinol Laryngol,2009,118:670-676.
20 0pheff RA,Terwindt GM.Vergouwe MN,et a1.Familial Hemi?plegic Migraine and Epsodic Ataxia Type-2 are Caused by Muta?tions in the Ca+Channel Gene CACNLlA4.Cell.1996.87:543—552.
21 De Fusco M.Marconi R.Silvestri L.et a1.Haploinsuciency of ATPlA2 Encoding the Na+/K+Pump α2 Subunit Associated with Familial Hemiplegic Migraine Type 2.Nat Genet.2003.33:192一196.
22 Kazemi H,Speckmann EJ,Gorji A. Familial Hemiplegic Mi?graine and Spreading Depression[J].Iran J Child Neurol,2014,8(3):6-11.
23Ophoff RA,Terwindt GM,Vergouwe MN,et al.Familial Hemiple?gic Migraine and Episodic Ataxia Type-2 are Caused by Muta?tions in the Ca2+Channel Gene CACNL1A4.[J].Cell,1996,87(3):543-552.
24 Catterall WA,Structure and Function of Neuronal Ca2+Channels and Their Role in Neurotransmitter Release.Cell Calcium,1998,24:307-323.
25 Kors EE;Terwindt GM;Vermeulen FL et al.Delayed Cerebral Ede?ma and Eatal Coma After Minor Head Trauma:Role of the CAC?NA1A Calcium Channel Subunit Gene and Relationship with Fa?milial Hemiplegic Migraine[J].Annals of Neurology,2010,49(6):753-760.
26 Ducros A,Denier C,Joutel A,et al.The Clinical Spectrum of Fa?milial Hemiplegic Migraine Associated with Mutations in a Neuro?nal Calcium Channel[J].N Engl J Med,2001,345(1):17-24.
27 Terwindt G M,Ophoff R A,Haan J,et al.Variable Clinical Ex?pression of Mutations in the P/Q-type Calcium Channel Gene in Familial Hemiplegic Migraine.Dutch Migraine Genetics Re?search Group[J].Neurology,1998,50(4):1105.
28 李芳芳,馬蘊青,連亞軍,等.CACNA1A基因突變導(dǎo)致的家族性偏癱型偏頭痛合并共濟失調(diào)一家系[J].中華神經(jīng)科雜志,2015,48(10):893-895.Li FF,Ma YQ,Lian YJ,et al.A Familial Hemiplegia Migraine with Ataxia Caused by a Mutation in the CACNA1A Gene[J].Chinese Journal of Neurology,2015,48(10):893-895.
29 Barros J,Damasio J,Tuna A,et al,Cerebellar Ataxia,Hemiplegic Migraine,and Related Phenotypes Due to a CACNAlA Missense Mutation:12-year Follow-up of a Large Portuguese Family[J].JAMA Neurol,2013,70(2):235-240.
30 Moseley A E,Lieske S P,Wetzel R K,et al.The Na,K-ATPase α 2 Isoform Is Expressed in Neurons,and Its Absence Disrupts Neu?ronal Activity in Newborn Mice[J].Journal of Biological Chemis?try,2003,278(7):5317-5324.
31 Marconi R,De F M,Aridon P,et al.Familial Hemiplegic Mi?graine Type 2 is Linked to 0.9Mb Region on Chromosome 1q23[J].Annals of Neurology,2010,53(3):376-381.
32 Riant F,De F M,Aridon P,et al.ATP1A2 Mutations in 11 Fami?lies with Familial Hemiplegic Migraine[J].Human Mutation,2010,26(3):281-281.
33 Huang Y,Hai X,Qin X,et al.The Genetic Relationship Between Epilepsy and Hemiplegic Migraine[J].Neuropsychiatric Disease&Treatment,2017,13:1175-1179.
34 Lossin C.A Catalog of SCN1A Variants.[J].Brain&Development,2009,31(2):114-130.
35 De F M,Marconi R,Silvestri L,et al.Haploinsufficiency of ATP1A2 Encoding the Na+/K+Pump Alpha2 Subunit Associated with Familial Hemiplegic Migraine Type 2.[J].Nature Genetics,2003,33(2):192.
36 Antzelevitch C,Pollevick G D,Cordeiro J M,et al.Loss-of-Func?tion Mutations in the Cardiac Calcium Channel Underlie a New Clinical Entity Characterized by ST-Segment Elevation,Short QT Intervals,and Sudden Cardiac Death[J].Circulation,2015,115(4):442-449.