癫痫治疗模式的转变抗癫痫发生和疾病修正治疗

2022癫痫治疗模式的转变：抗癫痫发生和疾病修正治疗摘要大多数抗癫痫药物不会改变癫痫的病程，基本上是“对症治疗”，即使有多种新型抗癫痫药物不断问世，仍有超过30%的患者发展为药物难治性癫痫。因此，寻找新的治疗靶点和开发有效的药物来预防或逆转癫痫发生和进展，是临床和临床前研究的重要目标。基于目前的研究现状，实现抗癫痫发作向抗癫痫发生、疾病修正治疗的转变，不仅需要标准化的动物模型、能够预测癫痫发生或进展的生物标志物，而且需要足够且广泛的受试者群体、严谨的设计方案和前沿的分析方法，使得临床前研究成功向临床转化。毫无疑问，未来以各种神经损伤途径作为靶点来实现癫痫的预防和疾病修正治疗，或可成为治疗及预防癫痫真正有效的手段。在过去的30年里，先后有20多种抗癫痫发作药物(anti-seizuremedications，ASMs)上市，降低了癫痫发作的频率和严重程度，但仍有约30%的癫痫患者无法实现无发作。通常患者需持续服用ASMs数年，甚至终身服药。患者长期服药依从性差是癫痫复发的常见原因，即使在对药物有反应的癫痫患者中也是如此。因此人们逐渐意识到在癫痫发生前进行预防性治疗的紧迫性。然而，尽管经过几十年的努力，临床上能够有效预防癫痫发生的探索迄今为止一直没有成功。值得欣慰的是，近年来研究者发现一些有前景的药物或可预防癫痫的发生和进展，或可缓解疾病相关的认知或行为功能障碍。目前，临床前动物研究已初步验证了这些药物的疗效，有待于向进一步的临床试验转化。一、癫痫的治疗理念向抗癫痫发生(anti-epileptogenesis,AEG)转变AEG治疗是指药物能够显著降低脑损伤后癫痫的发生率。癫痫发生涉及大脑结构和生理学的多方面改变，导致了以自发性反复发作为特征的疾病［1L它包括3个不同阶段：最初的脑部损伤、无发作的潜伏期和最后的慢性癫痫期。患者经历了明显的急性(包括转录事件、神经退行性变和炎性途径的激活)和慢性过程(包括神经发生、苔藓纤维出芽、神经回路重组和胶质细胞增生)，最终导致并维持癫痫的发生［2］。脑损伤和癫痫发作之间的潜伏期是一个潜在的窗期，有效地干预和阻止这一过程即可防止癫痫的发生。癫痫发作与癫痫发生机制不同，因此专为抑制癫痫发作而研发的药物并不一定能够预防癫痫的发生和进展。这就是为什么人们不仅在ASMs或其他经批准的非ASMs中寻找可能的AEG药物，也将注意力转向影响各种药理靶点的药物。目前在临床前及少数临床研究中已经初步证实了部分ASMs能够发挥AEG作用。在获得性癫痫的动物模型中，包括左乙拉西坦、托吡酯、加巴喷丁、普瑞巴林、布瓦西坦、醋酸艾司利卡西平和氨己烯酸在内的ASMs已被证明具有AEG或疾病修正(diseasemodifying)作用［3］。此外，有研究发现左乙拉西坦联合托吡酯治疗具有高度协同作用，这种特殊组合显著抑制了癫痫持续状态(statusepilepticusSE)后大鼠发生癫痫［4］。这提示我们或许也可以考虑将经过临床前验证的ASMs合理组合应用于AEG治疗。除上述药物外，最近一项正在进行的随机、双盲、安慰剂对照n期临床试验评估了吡仑帕奈对卒中后癫痫的一级预防效果，同时探索脑内和血浆谷氨酸浓度与癫痫发生之间的相关性［5］。临床上用于其他适应证的药物，包括阿托伐他汀、头孢曲松、氯沙坦、异氟烷、N-乙酰半胱氨酸也具有相似的作用。临床前研究也证实了阿那白滞素、雷帕霉素、芬戈莫德和促红细胞生成素具有AEG作用，但这些药物有可能产生更严重的不良反应［3］。二、癫痫的疾病修正治疗(disease-modifyingtherapy,DMT)DMT是指药物可以降低自发性癫痫发作的频率及严重程度，或者随着时间的推移，在服药或停药期间减少甚至终止癫痫发作，或对获得性癫痫的行为或认知合并症产生有利的影响。经研究证实，神经元损伤是癫痫发展过程、神经元网络重构的重要组成部分，氧化应激增加、线粒体功能障碍、兴奋性毒性、炎性变化、铁累积已被确定为神经元死亡的主要原因［6］，也被作为神经保护作用的靶点。与AEG相关的研究相比，在已确诊的癫痫患者中进行的DMT试验可能需要更短的时间，纳入的受试者也更少，可通过使用标准的耐药性癫痫的研究设计，将频繁发作的患者纳入随机对照试验，并治疗数月，在治疗结束时停止试验，对患者进行随访以获得药物效果。已经上市使用的ASMs，无论是新一代还是老一代，在不同的动物模型中均显示出了疾病修正和神经保护作用。它们主要是通过调节钠、钙、钾离子通道以及谷氨酸和寸氨基丁酸介导的神经元兴奋性来发挥抗癫痫作用。第一代ASMs如苯巴比妥、苯妥英钠、卡马西平、丙戊酸钠，第二代ASMs如加巴喷丁、拉莫三嗪、左乙拉西坦、托吡酯、唑尼沙胺均在不同的动物模型中被证实具有不同的神经保护作用［7］。第三代ASMs拉考沙胺不仅能够降低实验动物癫痫发作的最大强度［8］,也可改善难治性局灶性癫痫患者的日常认知，减少了精神症状并提高了恢复能力［9］。Ge等［10］发现布瓦西坦治疗持续超过30d改善了突触囊泡蛋白2A的过度表达并逆转了癫痫大鼠的突触功能障碍，确定了其对颞叶癫痫动物模型的神经保护作用。最近有研究发现吡仑帕奈对脑卒中及创伤性脑损伤(traumaticbraininjur,yTBI)动物模型也具有神经保护作用［11,12］。需要注意的是，现阶段对神经保护剂的研究不限于已上市使用的ASMs。有证据表明美金刚可减少高氧后新生大鼠脑内神经元的死亡和凋亡［13］,也可以改善癫痫患者认知功能并减少癫痫发作［14］。此外，国内学者发现胍丁胺能够通过抑制神经炎症和细胞凋亡影响癫痫发生，并发挥神经保护作用［15］oPeterson等［16］首次证实了谷氨酸转运体一一兴奋性氨基酸转运体1的失调促进了癫痫的发生，并可作为治疗靶点来减少SE后的神经元死亡。司美格鲁肽是一种治疗2型糖尿病的新药物，最近有研究发现在戊四唑点燃的慢性癫痫小鼠模型中，司美格鲁肽不但降低了癫痫发作的严重程度，而且能够改善认知功能障碍［17］。血管活性肠肽是一种中枢神经系统神经递质，具有神经营养及抗炎等作用。研究结果表明其受体或可作为认知能力下降和内侧颞叶癫痫治疗的靶点［18］。其他药物及化合物如L-丝氨酸、维生素E、非甾体类抗炎药、线粒体抗氧化剂，包括大麻二酚、白藜芦醇、姜黄素在内的多种植物多酚化合物均起到不同的神经保护作用［19,20,21,22,23,24,］25所有的临床前及临床研究为开发新的神经保护剂提供了证据，然而，还需要进一步的临床研究来评估这些药物如何安全地应用到人体而不产生不良反应，从而达到DMT的目的。图1总结了癫痫发生的机制及各种治疗药物干预的靶点。度措修正自发性度措修正自发性jisi抗发/免疫抑IW制：宙曲蜜重疗敕sj：左乙/西坦，厂氯基丁酸花和挤铐冢毒素、氟沙田并欠其精、托毗％阿柱在他m异脸能坤加基兰己明.阿即白施衰氤皑.促虻细胞生直席托唯旄，头殖隹根三、临床前研究成果向临床转化面临的挑战与对策虽然研究成果是可观的，但除了左乙拉西坦、加巴喷丁和吡仑帕奈外，对其余药物均未从转化为临床研究的角度进行系统性研究。一方面是因为各研究设计存在区别。研究人员已经利用多种癫痫动物模型来寻找潜在的AEG和DMT药物。其中点燃模型、SE模型、TBI模型这3类啮齿类动物模型是最常用的。此外，包括卒中后模型、颅内感染模型、皮质发育不良模型、热性惊厥模型在内的许多病因相关的动物模型均不同程度地满足了人类获得性癫痫的重要特性［26］。即使已经有大量成熟稳定的模型可供选择，但仍存在以下问题。首先，人类癫痫大多数继发于TBI、卒中和颅内感染，因此在临床前研究中发现的有前景的AEG药物必须在TBI、卒中或颅内感染模型上进行验证，才更有可能成功地运用到临床领域。但需考虑到现在这些模型中自发性复发性癫痫的潜伏期更长和发病率更低等问题，相对应就要求药物研究的时间更长，样本量更大。其次，癫痫的病因多种多样，不同癫痫模型的潜在病理学机制也不尽相同，用单一的动物癫痫模型来评价药物AEG及疾病修正的潜力显然是不够的，即在一种模型中有效的药物在其他模型中未必有效。例如，“苯巴比妥和丙戊酸钠不能起到预防癫痫发生和疾病修正作用”这一结论仅在SE后动物模型中被验证，而在点燃模型中却得不到一致的结论。类似地，在点燃模型乃至临床研究中左乙拉西坦均具有明确的AEG和疾病修正作用，而在SE后模型中结论却不一致。最后，啮齿类动物是寻找AEG药物应用最广泛应用的模型，但作为模拟人类病理生理学机制的有力工具，其本身仍存在局限性，即啮齿动物和人类的生物时间尺度不同可能限制了临床前研究向临床的知识转化［27］。另一方面，一些临床前研究在对实验动物造成损伤前会进行药物干预来预防癫痫发生，这在临床试验中也难以实现［28］。即使药物最终被确定为可能具有AEG作用，但其在临床前研究中所使用的剂量是否适用于人类仍未可知，且需要一个非常大的研究对象群体来获得具有统计学意义的结果，为此产生的费用将高得令人望而却步。基于上述所讨论的问题，研究人员关于哪一种动物模型和实验方法最适用于AEG和疾病修正研究这一难题仍未达成共识。然而，我们对癫痫的病理生理学的理解和药物的开发很大程度上依赖于动物模型。大多数ASMs是通过在简单的急性发作模型中筛选确定的，而临床中癫痫患者通常是慢性给药，这可能会混淆药物的疗效。纳入这些慢性癫痫模型可能有助于我们识别更多新的、有前景的AEG和疾病修正药物［28］。因此，模拟癫痫患者不同病因的病理基础异常的癫痫动物模型才是筛选药物的理想选择。对于临床试验，癫痫患儿可能是合适的受试者。这是由于许多儿童癫痫具有遗传病因，研究者可以行产前或产后基因检测以早期识别高危儿童，通过早期干预来判断是否可以达到预防癫痫发生及减少合并症的目的。举例来说，结节性硬化(tuberoussclerosiscomplex，TSC)是众所周知的以频繁和严重的癫痫发作为特征的疾病，是儿童癫痫的常见遗传性病因，发病与TSC1或TSC2基因的功能缺失种系突变引起的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammaliantargetofrapamycin，mTOR)通路过度激活相关［29］。EXIST-3研究证实了在TSC耐药性局灶性癫痫患儿中，mTOR抑制剂依维莫司疗效明显优于安慰剂［30］。在预防外伤后癫痫(post-traumaticepilepsy，PTE)发生的试验中，大多数患者在TBI后2年内会发展为PTE，但有报道称轻度TBI潜伏期可长达10~20年［31］oPTE的发生率从5%~50%不等，且与更严重的损伤表型相关，如脑挫伤、颅骨骨折或穿透伤。考虑到临床前试验的可行性问题，包括脑出血在内的严重TBI是AEG试验的理想表型［32］。四、癫痫相关的生物标志物令人欣慰的是，研究者也正在积极努力寻找代表癫痫发生和具有替代功效的生物标志物。这些生物标志物将有助于比较不同模型的结果，追踪预防癫痫的效果，最终将其转化为临床研究。最佳的生物标志物必须是非侵入性的，还应具有较长的表达时间窗和稳定性，分析平台应具有快速、可重复和经济上可行等特点。寻找可靠的癫痫发生生物标志物可以选择由于遗传或结构病因而极有可能发展为癫痫的受试者，以丰富受试者群体并将其减少到可行的数量［33］。正在研究的假定生物标志物包括遗传、分子、细胞、影像和电生理指标，这些指标可能预测癫痫的发生或进展、抗癫痫治疗的效果或术后治愈情况［34］。其中一个可能的候选物是转位蛋白180,通过分子成像可以洞察癫痫发生过程中小胶质细胞的激活［35］。其他一些潜在的标志物（代谢产物、蛋白质、mRNA和miRNA在癫痫发生过程中发生改变）也必须加以考虑［36］。AEG研讨会的一篇文章以癌症和阿尔茨海默病为基础，提供了一幅识别癫痫生物标志物的战略路线图:首先需开展临床前探索性研究来识别潜在的预测癫痫发生的生物标志物，对该目标生物标志物进行初步评估并计算其真阳性和假阳性率；其次，在临床试验开始前先对数据库中的患者数据进行回顾性研究，以评估候选生物标志物预测疾病的能力，再对患者进行前瞻性研究来评价生物标志物诊断的准确性；最后，需衡量使用生物标志物对于减少疾病负担的贡献。虽然癫痫领域对于生物标志物的探索正处于一个起始阶段，但未来这幅战略路线图很可能被广泛地应用于促进癫痫发生生物标志物的识别、表征和临床验证［37］。五、总结与展望到目前为止，癫痫患者治疗的重心仍是抗癫痫发作，但未来抗癫痫药物的研发很大程度上取决于对于癫痫发病机制的研究。研发重点应从抗癫痫发作转向AEG和DMT，以发现真正可以治疗及预防癫痫的药物。关于临床前研究，迫切需要改进和统一癫痫发生和共患病的实验设计和验证方法