炎性反应在癫痫发病中作用的研究进展

 　　癫痫是由脑细胞群异常超同步放电引起的脑功能紊乱，可伴有感觉、运动、认知、意识、精神等障碍。全球范围内有将近5000万癫痫患者，中国内地的癫痫患病率为3.6‰～7.0‰[1]。其中约有1/3的癫痫患者不能被药物治疗，而需要神经外科手术治疗。已有研究显示，神经递质失调、炎性反应、离子通道功能异常等均与癫痫的发病有关，复杂的致病机制导致了癫痫治疗的困难性和复杂性[2]。本文就炎性反应在癫痫发病中的作用综述如下。

　　01胶质细胞与炎性反应

　　因中枢神经系统相对缺少主要组织相容性复合体(majorhistocompatibilitycomplex，MHC)和白细胞，所以星形胶质细胞和小胶质细胞在炎性反应中起到了不可替代的作用[3]。

　　1．小胶质细胞：

　　小胶质细胞可表达多种促炎因子，如白细胞介素1β(interleukin-1β，IL-1β)、白细胞介素6(inter-leukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子α(tumornecrosisfactor-α，TNF-α)、干扰素γ(interferon-γ，IFN-γ)等[4]。当T淋巴细胞进入病灶区域，促炎因子刺激小胶质细胞MHC在病灶相关区域表达，经过一系列信号转导加重炎性反应[5]。有假说提出，小胶质细胞可以表达大量"信使"，如细胞因子、嘌呤类物质、前列腺素、氮氧化物和神经营养因子等。这些"信使"在小胶质细胞与神经元间的信号传递中发挥着至关重要的作用[6]。

　　2．星形胶质细胞：

　　星形胶质细胞作为胶质细胞中的主要细胞，一方面，其不仅可产生IL-1β、IL-6、TNF-α、趋化因子及转化生长因子β(transforminggrowthfactor-β，TGF-β)等炎性介质，同时其也是炎性介质的靶点，可以加重胶质增生并且通过相应配体－受体放大炎性反应[3]。癫痫患者脑组织中即可发现单核细胞趋化蛋白1(monocytechemotacticprotein1,MCP-1)大量表达[7]。另一方面，星形胶质细胞可以表达穿透素和补体蛋白(如C1q，C3b和iC3b)，作用于凋亡细胞，使其表达吞噬细胞受体CR3和CR4，进一步在凋亡过程中增加CD47和CD200的表达，进而减轻小胶质细胞促炎因子表达，最终减轻炎性反应[8]。有研究表明，反应性星形胶质细胞具有代谢性谷氨酸受体表达增加的特点，代谢性谷氨酸受体3可以通过调节IL-1β的表达改变IL-6的表达，从而调节炎性反应[9]。

　　02炎性介质与癫痫

　　炎性介质是参与炎性反应的化学因子，包括细胞因子、花生四烯酸代谢产物、白细胞代谢产物和血管活性胺等。在正常生理条件下，神经系统仅表达低水平的炎性介质，但在创伤、缺血、癫痫、肿瘤等病理条件下，炎性介质的表达将上调数百倍，而其作用往往呈现双向性[10]。现有研究发现，IL-1、IL-6、TNF-α、前列腺素(prostaglandin，PG)家族与癫痫发生关系最为密切，其他炎性介质，如IL-2、IL-3、IL-8、白血病抑制因子(leukemiainhibitoryfactor,LIF)等亦参与到了癫痫发病过程中[10]。

　　1．IL-1：

　　IL-1家族主要包括IL-1α、IL-1β和IL-1Ra，其受体均为IL-1受体(IL-1R)。其中IL-1α主要表达于细胞膜表面，而IL-1β主要以分泌形式出现，后者是IL-1家族中与癫痫关系最为密切的炎性介质[10]。IL-1Ra可以与IL-1R结合并阻止其他配体与其结合，但却不会导致IL-1样反应。正常成人大脑仅微量表达IL-1家族细胞因子，但癫痫状态下，IL-1家族细胞因子往往表达明显升高[11]。

　　不同癫痫模型中，IL-1β和IL-1Ra的mRNA及其蛋白在皮质、海马和下丘脑等区域的表达均显著增加，且IL-1βmRNA在小胶质细胞表达先于星形胶质细胞[10,11]。海人酸癫痫鼠模型海马注射IL-1β，可以增加癫痫发作次数及癫痫样脑电发生频率。甲碘荷包牡丹碱癫痫小鼠注射IL-1Ra后，癫痫发作的次数显著减少，提示IL-1Ra可以抑制癫痫的发生，并间接证明IL-1β可促进癫痫发生[12]。虽然IL-1Ra具有抑制炎性反应的作用，但有研究发现，IL-1Ra在癫痫鼠中表达较IL-1β迟缓，且其表达量不足以抑制IL-1所产生的影响，所以IL-1Ra不足以逆转IL-1β的促炎作用[11]。关于IL-1β的作用机制，有研究发现，IL-1β不仅可以通过增加氮氧化物合成、阻滞γ-氨基丁酸(GABA)受体、增加NMDA受体功能及抑制钾离子内流，从而促进癫痫发生，并且可通过影响色氨酸和犬鸟氨酸通路调节神经再生[11,13]。

　　人体遗传学研究发现，IL-1β-511等位基因2可以诱导IL-1β表达，其在颞叶癫痫伴有海马硬化患者的表达频率，较正常对照组和无海马硬化颞叶癫痫患者中的频率显著增加[14]。强直阵挛性发作后，患者血液和脑脊液中的IL-1β和IL-1Ra含量与基础含量相比增加，差异有统计学意义[15]。另有研究表明，在颅脑肿瘤或脑发育不良导致癫痫的患者中，可以检测到IL-1β含量较基础含量增加[16]。IL-1β及其受体在颞叶癫痫伴有海马硬化的手术切除标本中均显著增高[17]，并且在脑发育不良和颅脑肿瘤导致的癫痫患者中也发现了相似结果[16]。

　　2．IL-6：

　　IL-6主要由星形胶质细胞合成，同时也在小胶质细胞和神经元中表达，在炎性反应调节及其他免疫反应中具有多种功能。IL-6R受体复合体包含IL-6受体(IL-6R)和gp130，其可与IL-6特异性结合，并且IL-6可以在缺乏IL-6R时，单独与gp130结合[18]。IL-6mRNA在癫痫动物模型的皮质、海马、齿状回及杏仁核中的表达均显著增加，但IL-6RmRNA仅在海马中表达显著增加[19]。当抑制钙离子内流或者阻滞L型钙离子通道时，IL-6mRNA升高趋势会被逆转[20]。有研究显示，鼻内注射50ngIL-6会延长癫痫发作潜伏期，并减少癫痫发作时间[21]。但另有研究显示，鼻内注射400ngIL-6会缩短癫痫发作的潜伏期并加重癫痫发作[22]。IL-6基因敲除小鼠的海马中天门冬氨酸含量显著增加，并可降低海人酸诱发癫痫的阈值。然而转基因过表达IL-6小鼠却表现为自发性强直阵挛性发作，这可能与胆碱能神经递质失衡有关[23]。总之，上述动物实验表明，低剂量IL-6对神经系统发育及稳定是必要的，但IL-6含量急剧升高却会表现为神经毒性作用并且导致癫痫发作。

　　有临床研究显示，IL-6在全面强直阵挛性癫痫发作患者的血液和脑脊液中含量均明显增加，而在部分强直阵挛性癫痫患者未见明显改变[18]。脑脊液中IL-6含量先于血液升高，这表明IL-6主要在中枢神经系统合成[24]。在不伴海马硬化的颞叶癫痫患者的血液中IL-6含量显著升高，而伴有海马硬化的颞叶癫痫患者却未发现类似现象[24]，提示IL-6在颞叶癫痫中可能起到了神经元保护的作用。在颞叶癫痫发作间期，血液中IL-6含量明显升高，但非颞叶癫痫患者却未发现类似现象，颞叶海马、杏仁核切除术后患者，血液中IL-6含量较术前显著减少[25,26]。上述在不同疾病状态下关于IL-6的研究揭示，IL-6在癫痫患者中不同的含量变化可能与癫痫的类型、病史和年龄有关，但仍需更多研究揭示IL-6在癫痫中的确切作用及其机制。

　　3．TNF-α：

　　TNF-α在中枢神经系统中有TNFR1(p55)和TNFR2(p75)2种受体，二者因激活不同信号通路对癫痫发作产生了相反影响。

　　TNF-αmRNA在急性期癫痫大鼠模型的皮质、杏仁核、海马中含量均显著升高，3周后逐渐回落[27]。与IL-6相似，TNF-α在癫痫发生中也起到2种不同的作用。小鼠海马注射TNF-α(2.5、15.0pmol/25g)可以抑制癫痫发生。同样，在转基因星形胶质细胞过表达TNF-α的动物模型中，癫痫发作时间明显减少[28]。但是，转基因神经元过表达TNF-α的动物模型则癫痫发作和病死率均增加。给予杏仁核癫痫大鼠模型腹腔内注射TNF-α(5.0μg/kg)，可以延长癫痫样放电时间[29]。近年来，Balosso等[26]发现，TNF-α抗癫痫作用主要是通过TNFR2实现的，TNFR2基因敲除的小鼠模型癫痫发作频率增加。还有研究发现，TNF-α可通过TNFR1影响突触的AMPA(α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸)受体并增强兴奋性突触活性[30]。这些研究结果均表明，TNFR1通路可以加重癫痫发作，并且具有神经毒性作用，而TNFR2通路则起到抗癫痫作用。另有研究提示，低剂量TNF-α主要通过TNFR1促进癫痫发生，而较高剂量TNF-α主要通过TNFR2发挥抗癫痫作用[31]。目前，仅有少量关于TNF-α在癫痫患者中的研究。强直阵挛性发作患者的血液和脑脊液中，TNF-α在发作后24h内并未出现明显变化[15]。

　　4．前列腺素(prostaglandin，PG)：

　　PG也是炎性反应中的重要介质。环氧酶(cyclooxygenase，COX)可将花生四烯酸转变为多种PG，如血栓素A2、PGF2a、PGE2、PGI2和PGD2等。环氧酶又分为COX-1、COX-2，后者与癫痫发生关系最为密切。

　　PGD2和PGE2具有抗癫痫功能，有研究表明，PGD2合酶(H-PGDS)或者PGE2合酶(DP1R)基因敲除戊四氮的癫痫小鼠，其癫痫发作较野生小鼠更为频繁[32]。在海人酸癫痫鼠模型中，脑室内注射PGF2a，癫痫发作和致死率均降低。COX-2对癫痫发作具有双向性，癫痫鼠癫痫发作后，注射选择性COX-2阻滞剂NS-398可以减少海马神经元丢失，起到神经保护作用[33]；然而，在制作海人酸癫痫鼠模型前，注射另一种COX-2阻滞剂尼美舒利，却可以加重癫痫发作并且增加致死率[34]。以上研究提示，COX-2可能在早期起到神经元保护作用，晚期有神经毒性作用[35]。

　　5．其他炎性介质：

　　IL-2主要通过T细胞参与癫痫发生。DBA/2小鼠脑室内注射IL-2可以加重癫痫发生。然而癫痫患者发作急性期，血液和脑脊液中IL-2含量未出现明显变化。大鼠脑室内注射高剂量IL-3可诱发癫痫样脑电。难治性癫痫患者癫痫发作后，血液和脑脊液中IL-8含量显著增加。白血病抑制因子(leukemiainhibitoryfactor,LIF)在癫痫鼠模型的海马、皮质、齿状回及脑膜的表达显著增加，同时LIF受体mRNA在海马和皮质表达显著增加[36]。海马Cajal-Retzius神经元可表达CXCL12受体，有电生理研究证实，CXCL12可以抑制癫痫样放电[37]。

　　03血－脑屏障(bloodbrainbarrier，BBB)

　　在生理条件下，BBB对于外周血液和中枢神经系统成分具有较高的选择透过性，有利于维持中枢神经系统稳态。病理状态下，淋巴细胞迁移进入脑实质是免疫介导的炎性反应的关键病理机制，这与BBB破坏、免疫细胞和血管内皮细胞膜表面分子有关[38]。

　　Nitsch和Klatzo[39]使用伊文斯兰作为指示剂探究大分子渗透作用，在癫痫模型中使用GABA合成阻滞剂甲氧吡哆醇后可以发现BBB破坏。近年也有研究证实，BBB破坏可造成癫痫发作[40]。Marchi等[40]采用BBB破坏模型验证白细胞进入脑组织后与癫痫发生的联系。渗透性BBB模型提示，当脑电图出现癫痫样放电时，可以检测到白细胞从BBB渗出，匹鲁卡品癫痫模型也发现了相似现象，但在脑实质中未检测到白细胞侵入。Frigerio等[41]发现，海人酸癫痫大鼠模型的海马中可检测到白蛋白渗出，这些结果可能与白蛋白导致星形胶质细胞功能失衡和促炎因子(如IL-1β)释放有关。Marchi等[40]发现，匹鲁卡品诱导癫痫动物模型中，循环系统淋巴细胞和单核细胞被激活，IL-1含量增加，并且BBB被破坏。这些研究均提示，BBB破坏及由此导致的炎性反应与癫痫发生存在因果关系[42]。

　　综上所述，炎性反应与癫痫有着密不可分的关系，过度炎性反应可以促进癫痫发生。虽然，抗炎治疗在癫痫中的应用还不广泛(Celecoxib为一种环氧酶抑制剂，曾被应用于癫痫治疗上，但最终因心脑血管严重并发症，而没有得到广泛推广)，但相信随着研究的深入，抗炎治疗必然会被越来越广泛地应用于临床，特异性炎性介质可用于指导临床选择手术治疗。