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1.發(fā)作發(fā)生（ictogenesis）與癲癇發(fā)生（epileptogenesis）

2005年國際抗癲癇聯(lián)盟（the InternationalLeague Against Epilepsy, ILAE）和國際癲癇局（the International Bureau for Epilepsy ,IBE）定義癲癇為“一種具有產(chǎn)生多次癲癇發(fā)作的持久性傾向和具有神經(jīng)生物、認(rèn)知、心理及社會多種后果為特征的腦疾病，而癲癇的確定則要求至少有一次癲癇發(fā)作”。癲癇的定義內(nèi)含兩個概念：發(fā)作發(fā)生和癲癇發(fā)生。

發(fā)作發(fā)生指一簇神經(jīng)元過度放電激發(fā)的一個短暫的臨床發(fā)作；K+ / Ca2+ 通道、神經(jīng)遞質(zhì)或離子型谷氨酸受體介導(dǎo)的膜去極化，導(dǎo)致電壓依賴型Na+通道開放，引起神經(jīng)元過度放電。癲癇發(fā)生與發(fā)作發(fā)生不同，是一個逐漸的、包括兩個階段的動態(tài)變化過程：階段是致癇灶的起始（腦損傷或基因突變至自發(fā)性發(fā)作出現(xiàn)之前的潛伏期，歷時數(shù)月至數(shù)年），第二階段是致癇灶的成熟（次發(fā)作之后慢性過程，發(fā)作可能更加頻繁、嚴(yán)重、藥物難治性程度增加或臨床表現(xiàn)的表型變化等）。目前抗癲癇藥物（antiepileptic drugs, AEDs）的研發(fā)主要以神經(jīng)元為靶點，僅僅能控制癲癇的癥狀—抑制發(fā)作發(fā)生（anti-ictogenesis），而不能阻止癲癇發(fā)生。

臨床實驗表明，腦外傷后給予AEDs苯妥英鈉、苯巴比妥、卡馬西平或丙戊酸鈉等預(yù)防性治療不能阻止癲癇發(fā)生（antiepileptogenesis）。針對癲癇發(fā)生的藥物干預(yù)措施見圖.1。未來研發(fā)AEDs的策略是：1）選擇抑制癲癇發(fā)生和疾病進展過程的靶點；2）對難治性癲癇有效；3）選擇局部用藥途徑減少副作用。

圖1?顳葉癲癇發(fā)生和進展過程及藥物干預(yù)示意圖?(Steps?in

the?development?and?progression?of?temporal?lobe?epilepsy

and?possible?therapeutic?interventions.?Wolfgang?L?scher

and?Claudia?Brandt,?Pharmacol?Rev,?2010,?62:668-700)

　　平、苯巴比妥和丙戊酸），神經(jīng)元Ca2+ 通道（加巴憤丁和普瑞巴林）或影響突出前釋放神經(jīng)遞質(zhì)微囊（左乙拉西坦）。這些AEDs不能影響膠質(zhì)細(xì)胞-神經(jīng)元之間的相互作用、縫隙連接信號傳導(dǎo)、或炎癥途徑，而這些機制在癲癇發(fā)生和發(fā)作發(fā)生中起重要作用。因此，在經(jīng)典的神經(jīng)傳遞理論之外探索新的治療理念和靶點具有特殊的迫切性和重要性。

2.以神經(jīng)元為靶點的AEDs在臨床應(yīng)用現(xiàn)狀

近20年臨床不斷涌現(xiàn)了一些新型AEDs，主要控制癲癇的發(fā)作癥狀，不能有效控制癲癇發(fā)生，對難治性癲癇的治療沒有明顯的突破性進展，仍然有35%的癲癇患者為藥物難治性。目前AEDs研發(fā)的思維定勢是以神經(jīng)元為中心，以控制癲癇的癥狀發(fā)作為模式，理論基礎(chǔ)是癲癇由于突觸抑制（GABA能神經(jīng)傳遞）和興奮（谷氨酸能神經(jīng)傳遞）的失衡；AEDs主要直接影響神經(jīng)元的功能（神經(jīng)元與神經(jīng)元之間的聯(lián)系）：GABA能神經(jīng)傳遞(氨烯己酸、替加林、苯巴比妥和丙戊酸等)，谷氨酸能受體（非氨酯、苯巴比妥和妥泰），神經(jīng)元Na+ 通道（苯妥英、卡馬西平、苯巴比妥和丙戊酸），神經(jīng)元Ca2+ 通道（加巴憤丁和普瑞巴林）或影響突出前釋放神經(jīng)遞質(zhì)微囊（左乙拉西坦）。這些AEDs不能影響膠質(zhì)細(xì)胞—神經(jīng)元之間的相互作用、縫隙連接信號傳導(dǎo)、或炎癥途徑，而這些機制在癲癇發(fā)生和發(fā)作發(fā)生中起重要作用。因此，在經(jīng)典的神經(jīng)傳遞理論之外探索新的治療理念和靶點具有特殊的迫切性和重要性。

3.以膠質(zhì)細(xì)胞為基礎(chǔ)的癲癇發(fā)病機制

膠質(zhì)細(xì)胞與突觸前和突出后神經(jīng)元共同構(gòu)成三重突觸（tripartite synapses），整合和調(diào)控神經(jīng)元興奮性、突觸傳遞以及神經(jīng)元可塑性。通過膠質(zhì)傳遞（gliotransmission）機制，膠質(zhì)細(xì)胞（特別是星形膠質(zhì)細(xì)胞）對神經(jīng)元功能調(diào)節(jié)起關(guān)鍵作用。通過調(diào)控突觸釋放ATP和谷氨酸，單個星形膠質(zhì)細(xì)胞能夠調(diào)節(jié)數(shù)百個神經(jīng)元樹突 。星形膠質(zhì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)域喪失對癲癇的發(fā)病起主要作用。因此，膠質(zhì)細(xì)胞是決定腦內(nèi)病理反應(yīng)的重要因素，膠質(zhì)細(xì)胞功能影響神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后。

　　Maiken Nedergaard 教授次提出了以膠質(zhì)細(xì)胞為基礎(chǔ)的癲癇發(fā)病機制-膠質(zhì)細(xì)胞釋放的過量谷氨酸直接作用于NMDA受體（N-methyl-D-asparticacid receptor）導(dǎo)致癲癇產(chǎn)生。近研究顯示，非神經(jīng)元（主要是膠質(zhì)細(xì)胞）機制-能量穩(wěn)態(tài)失衡、炎癥和膠質(zhì)細(xì)胞信號傳導(dǎo)組成自身強化的相互作用在癲癇的發(fā)展中起關(guān)鍵的作用。縫隙連接亞單位蛋白connexin 43和connexin 30通過膠質(zhì)細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)提供細(xì)胞間葡萄糖及其代謝產(chǎn)物的交換，在細(xì)胞外葡萄糖缺乏時，只有當(dāng)膠質(zhì)細(xì)胞通過縫隙連接結(jié)合時，輸送到膠質(zhì)細(xì)胞的葡萄糖和乳酸才能維持谷氨酸能突觸傳遞和癇性活動，說明膠質(zhì)細(xì)胞的縫隙連接為血管至遠(yuǎn)端神經(jīng)元輸送能量代謝產(chǎn)物提供了活動依賴的細(xì)胞間通路。癲癇的神經(jīng)元過度放電可能起源于病理性的神經(jīng)元-膠質(zhì)細(xì)胞的相互作用。

　　膠質(zhì)細(xì)胞不僅介導(dǎo)膠質(zhì)傳遞，還能在癲癇發(fā)作時合成促炎性和抗炎性細(xì)胞因子。膠質(zhì)細(xì)胞通過嘌呤機制對炎性通路調(diào)控起重要作用。細(xì)胞因子調(diào)控神經(jīng)元-膠質(zhì)細(xì)胞相互作用的功能，有助于形成與癲癇炎性反應(yīng)相關(guān)的神經(jīng)病理。國內(nèi)外大量研究已經(jīng)證實了膠質(zhì)細(xì)胞增生是癲癇發(fā)生的標(biāo)志性病理變化。

4.治療癲癇的新靶點：膠質(zhì)細(xì)胞-腺苷系統(tǒng)

膠質(zhì)細(xì)胞功能紊亂導(dǎo)致癲癇發(fā)生和癲癇發(fā)作，膠質(zhì)纖維化是癲癇腦的病理性標(biāo)志和癲癇產(chǎn)生級聯(lián)反應(yīng)的組成成分：1）膠質(zhì)細(xì)胞喪失對細(xì)胞外谷氨酸緩沖功能或膠質(zhì)細(xì)胞釋放谷氨酸功能紊亂導(dǎo)致癲癇神經(jīng)元特征性的功能障礙，表現(xiàn)為陣發(fā)性去極化飄移（paroxysmal depolarizing shift， PDS）；2）腺苷循環(huán)以膠質(zhì)細(xì)胞為基礎(chǔ)，膠質(zhì)細(xì)胞是調(diào)控細(xì)胞外內(nèi)源性抗驚厥劑腺苷的關(guān)鍵因素；3）膠質(zhì)細(xì)胞通過囊泡胞吐機制或細(xì)胞膜通道釋放膠質(zhì)遞質(zhì)ATP，ATP不僅是病理性膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)的重要調(diào)節(jié)劑，還是腺苷的前提物，在細(xì)胞外，ATP在細(xì)胞外一系列核苷酸酶的作用下快速降解為抗驚厥劑腺苷。

動物實驗和臨床研究表明，腺苷系統(tǒng)對癲癇發(fā)生和癲癇發(fā)作具有重要的調(diào)控作用：1）腺苷激酶（adenosine kinase, ADK）轉(zhuǎn)基因小鼠的癲癇發(fā)作易感性增高，具有自發(fā)性癇樣放電發(fā)作。2）在海人藻酸(kainic acid, KA)誘導(dǎo)的小鼠顳葉癲癇模型中，膠質(zhì)細(xì)胞在癲癇發(fā)生期增生形成星形膠質(zhì)增生（astrogliosis），星形膠質(zhì)增生引起ADK過度表達；在慢性癲癇期，膠質(zhì)細(xì)胞纖維化和ADK過度表達導(dǎo)致周圍腺苷水平減低，引起癲癇自發(fā)性重復(fù)發(fā)作。進一步研究發(fā)現(xiàn)，慢性癲癇期小鼠自發(fā)性發(fā)作與海馬ADK表達增加相關(guān)：給予ADK抑制劑5-ITU可以抑制自發(fā)性發(fā)作；同時給予5-ITU和腺苷A1受體(adenosine A1 receptor, A1R)拮抗劑DPCPX，5-ITU抑制自發(fā)性發(fā)作的作用消失。3）杏仁核微量注射KA模型中，局灶性癇樣放電發(fā)作局限于ADK過度表達的海馬CA3和杏仁核部位(“ADK相關(guān)發(fā)作”），未見放電向海馬CA1、齒狀回（dental gyrus, DG ）和大腦皮層傳播；給予A1R拮抗劑DPCPX，可見CA3和杏仁核放電同步化，并向CA1、DG和大腦皮層傳播，并出現(xiàn)行為學(xué)發(fā)作。癇樣放電發(fā)作的局灶性原因考慮可能是病灶周圍正常腦組織內(nèi)源性腺苷作用于A1R，阻滯了癇性發(fā)作的傳播。上述研究提示，ADK表達水平上調(diào)減低了腺苷作用，對癲癇發(fā)生起重要的調(diào)控作用。4）During和Spencer在1992年對腺苷微量透析研究發(fā)現(xiàn)，癲癇患者在發(fā)作間期，海馬致癇灶的腺苷基線水平較對側(cè)海馬低，提示致癇灶發(fā)作閾值低，具有產(chǎn)生多次癲癇發(fā)作的持久性傾向，癲癇發(fā)作時，患者海馬致癇灶細(xì)胞外腺苷水平升高，而且腺苷水平在發(fā)作后不應(yīng)期仍然高于基線水平，提示腺苷介導(dǎo)癲癇發(fā)作終止（seizure arrest）和發(fā)作后不應(yīng)期（postictal refractoriness）。5）近研究發(fā)現(xiàn)，難治性顳葉癲癇患者海馬膠質(zhì)細(xì)胞ADK表達較對照明顯增加，ADK蛋白定量顯示癲癇患者較對照增加3倍；這一結(jié)果與微量透析研究發(fā)現(xiàn)癲癇患者海馬致癇灶腺苷基線水平減低相一致，可以解釋為海馬致癇灶腺苷主要的清除酶ADK表達增高，清除腺苷增加，導(dǎo)致腺苷基線水平下降。6）免疫組織化學(xué)分析顯示膠質(zhì)瘤患者膠質(zhì)瘤灶內(nèi)和瘤周組織ADK表達較正常腦組織明顯增高，膠質(zhì)瘤III級尤為明顯，ADK活性分析和蛋白定量結(jié)果均證實ADK表達增加，更為重要的是，合并癲癇發(fā)作的膠質(zhì)瘤患者瘤周浸潤組織ADK表達較無癲癇發(fā)作患者明顯增高。提示膠質(zhì)瘤患者ADK功能紊亂，瘤周浸潤組織ADK過度表達導(dǎo)致膠質(zhì)瘤相關(guān)的癲癇發(fā)作。綜合上述臨床研究，腺苷為基礎(chǔ)的神經(jīng)調(diào)控系統(tǒng)紊亂（ADK過度表達和膠質(zhì)細(xì)胞纖維化）參與了癲癇患者癲癇發(fā)生的機制，針對ADK為靶點調(diào)控腺苷系統(tǒng)可能是臨床治療難治性癲癇的新途徑。

5.針對新靶點研發(fā)抗癲癇藥物的實驗進展

鑒于ADK過度表達導(dǎo)致的腦內(nèi)腺苷水平下降參與癲癇發(fā)作的發(fā)病機制，以及系統(tǒng)給藥調(diào)控腺苷水平具有明顯的外周副作用，腦內(nèi)局部增加腺苷（adenosine augmentation therapies, AATs）途徑成為治療藥物難治性癲癇有效可行的選擇：近研究發(fā)現(xiàn)，4種AATs途徑能夠有效的控制癲癇發(fā)作—1）腦內(nèi)移植釋放腺苷的聚合物（polymer）：Wilz發(fā)現(xiàn)局部釋放腺苷的聚合物能明顯阻滯電點燃大鼠的癲癇發(fā)生，并且呈腺苷劑量依賴性；Szybala在另一項研究中發(fā)現(xiàn)釋放腺苷的聚合物不僅具有抑制發(fā)作發(fā)生，也具有抗癲癇發(fā)生的療效；2）腦內(nèi)移植釋放腺苷的細(xì)胞：失活幼齡倉鼠腎（baby hamsterkidney, BHK）成纖維細(xì)胞和小鼠C2C12成肌細(xì)胞ADK基因，導(dǎo)致ADK缺失；ADK缺失的BHK或C2C12成肌細(xì)胞每小時釋放腺苷20ng/105；分別在腦內(nèi)移植這兩種細(xì)胞對癲癇發(fā)作具有明顯的抑制作用；3）腦內(nèi)移植釋放腺苷的干細(xì)胞：Fedele等通過同源重組方法缺損小鼠胚胎干細(xì)胞（mice embryonic stemcells，mESCs）的ADK等位基因，制備了代可以釋放腺苷的ADK-/- mESCs，進一步誘導(dǎo)神經(jīng)分化為神經(jīng)前體細(xì)胞（neural precursor cells，NPs），用于細(xì)胞移植治療癲癇。電點燃大鼠模型和小鼠顳葉癲癇模型實驗結(jié)果均發(fā)現(xiàn)，腦內(nèi)分泌腺苷的干細(xì)胞對癲癇發(fā)生有明顯抑制作用；4）基因治療：反義腺相關(guān)病毒8（adeno-associated virus 8，AAV8）基因治療載體能夠選擇性下調(diào)膠質(zhì)細(xì)胞的ADK表達；ADK轉(zhuǎn)基因小鼠腦內(nèi)注射AAV8，發(fā)現(xiàn)AAV8通過下調(diào)ADK轉(zhuǎn)基因小鼠的ADK表達，幾乎完全阻止了ADK轉(zhuǎn)基因小鼠自發(fā)性重復(fù)性癇樣放電發(fā)作；這是首次用反義腺相關(guān)病毒方法證實ADK是癲癇治療的靶點，以下調(diào)ADK為基礎(chǔ)的基因治療可能是治療難治性癲癇的行之有效的措施。

6.展望

目前的實驗研究顯示AATs治療癲癇是合理有效的選擇，不僅能抑制發(fā)作癥狀，更重要的是能夠抗癲癇發(fā)生和緩解癲癇的自然病程，而且未見明顯的副作用。在步入臨床應(yīng)用之前，臨床前研究應(yīng)當(dāng)對AATs治療癲癇措施的有效性和安全性作詳盡和準(zhǔn)確的評估：1）臨床相關(guān)的動物實驗；2）治療細(xì)胞的安全性、療效以及適宜的來源；3）治療干預(yù)的時間窗；4）確定適當(dāng)?shù)闹委煱悬c；5）移植細(xì)胞的生存能力或聚合物維持釋放腺苷的時間；6）評估致癇灶組織的病理變化（分子或突觸的可塑性、神經(jīng)元損傷以及星形膠質(zhì)增生）是否影響治療靶點。

　　另外，現(xiàn)階段針對藥物難治性癲癇病人治療的措施包括手術(shù)切除致癇灶、通過刺激神經(jīng)的神經(jīng)調(diào)控（如迷走神經(jīng)刺激、經(jīng)顱磁刺激和深部腦刺激）以及酮代謝飲食。手術(shù)切除致癇灶是有效的治療難治性癲癇措施，但只能適合一部分患者，因此，神經(jīng)調(diào)控和酮代謝飲食成為藥物難治性癲癇治療的重要替代療法。特別令人關(guān)注的是，神經(jīng)調(diào)控與酮代謝飲食治療癲癇以及其它神經(jīng)系統(tǒng)疾病的潛在機制是調(diào)控腺苷系統(tǒng),提示神經(jīng)調(diào)控與酮代謝飲食治療難治性癲癇的有效靶點是腺苷系統(tǒng)。進一步闡明腺苷系統(tǒng)在神經(jīng)調(diào)控與酮代謝飲食治療難治性癲癇的機制，也將為今后完善神經(jīng)調(diào)控與酮代謝飲食措施提供新思路。

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