作者：谢雅彬，内蒙古科技大学包头医学院；王勇，张春阳，李烨，佟凌虹，董艳芳，内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院神经外科；邵国，深圳市龙岗区第三人民医院
近几十年来，中国国内经济发展迅速，交通、建筑等行业蓬勃发展。伴随着这一发展，创伤性颅脑损伤(traumatic brain injury， TBI)的发病率也随之增加，进而导致了创伤后
全球的研究人员正在积极寻找新的方法来探索导致惊厥事件的高危因素。为了有效地规避导致PTE的危险因素，降低其发病率，首先要对PTE的临床特征进行研究。PTE根据受伤后发作的时间可分为3类：24 h内发生的称为即刻发作；早期发作出现在24 h到一周之间；而1周后为迟发性发作；如果反复发作则可确诊为PTE。需要明确的是，将创伤后的单次痫性发作定义为PTE是不恰当的，因为能够引发痫性发作的因素很多。PTS与PTE之间的这种差异对癫痫的诊断、预后及治疗产生直接影响。
PTE目前已成为TBI后患者致残及死亡的主要原因。在司法及保险理赔领域，PTE致伤致残的评定等级很高，一般可达四级伤残。但是目前尚无临床治疗方法可用于阻止或缓解高危患者的癫痫发生或缓解诊断后的癫痫病程。因此，能够发现有利于预测、诊断及评估PTE预后的生物标记物就显得尤为必要。基于PTE的临床及病理机制特点，其生物标志物大致可分为以下三类：(1)血液及脑脊液中生物标记物；(2)神经电生理生物标记物；(3)磁共振影像生物标记物。现根据上述类别对PTE的生物标记物研究进展综述如下。
1. 血液及脑脊液中生物标记物
相较于其他的生物标记物，血液和脑脊液易于获得，可检测的项目也比较丰富，在血细胞或细胞外囊泡中存在着多种循环和脑脊液来源的生物标记物，它们存在于不同的体液成分中，有些可以与蛋白质相结合。这些体液成分还可以携带有关生物标志物的来源和功能的信息。因此，可以根据定位区间划分TBI、癫痫和PTE生物标志物的数据。
1.1 外泌体中miRNA
目前已经有研究在轻度、中度和重度TBI中循环或脑脊液miRNA/(noncoding RNA，ncRNA)作为其生物标志物的潜力，而循环和脑脊液miRNA/ncRNA作为癫痫生物标志物的潜力也得到了独立研究。这些数据可以用来评估TBI和癫痫之间是否存在共同的循环或脑脊液miRNA和ncRNA特征，其中miRNA是最具有研究前景的外泌体组分之一。
miRNA是长度约为22个核苷酸(nt)的非编码RNA。miRNA分布广泛，不仅能在组织中检测到，而且在体液中也检测到，如血浆和血清、脑脊液(CSF)、尿液、唾液、母乳、精液和眼泪，这些miRNA统称为循环miRNA(circulating miRNA，cimiRNA)。所有已知的miRNA中，有70%在大脑中表达，有些是大脑特异性的。有研究发现，在癫痫患者切除的海马体中，miRNA-134上调，其耗竭具有抗癫痫作用。
由于miRNA表达与癫痫之间存在双向因果关系，并且存在cimiRNA，因此可以合理地假设miRNA可以作为生物标志物，有助于确定癫痫的诊断或预测治疗结果。与其他RNA不同的是，cimiRNA具有显著的抗降解性，它们可以主动释放，也可以作为细胞死亡的结果释放。但是这些不同的释放形式对分析前样品制备和分析过程本身提出了挑战，因为分析结果在很大程度上取决于输入样品的类型、RNA提取技术和检测方法。
除了已经有大量不同的miRNA之外，异构体的存在也增加了另一个层次的复杂性。异构粒是miRNA的变体，其序列和/或长度不同，通过替代切割、RNA编辑或非模板化核苷酸加成产生。在癫痫中，迄今为止还没有关于异构粒的研究。
1.2 血脑屏障损伤后因子
出血和血肿是PTE发生损伤的基础。从一过性的血脑屏障(blood-brain barrier， BBB)通透性增加和脑内微血管破裂到硬膜下和脑实质出血，上述均为TBI后会出现的各种不同程度的颅
BBB可以保护神经元免受血液中毒素的侵害，并调节血液成分进出大脑细胞外空间的通道。脑
Suidan等的研究发现，vWF可以通过缺氧和
1.3 蛋白质生物标记物
在癫痫研究领域，蛋白质生物标志物已被用于区分癫痫患者与对照组的患者。大多数研究集中于不同的脑源性蛋白，研究较多的是补体。6种补体分析物( C3、C4、蛋白多糖、H因子、C1抑制剂、聚集素)被证明有助于区分癫痫患者和对照。颅脑穿透性伤更易出现PTE，其可能机制在于硬脑膜的破损会损伤、破坏成纤维细胞，然后释放结构蛋白、胶原蛋白、网状纤维和糖胺聚糖进入脑脊液和体循环。此外，脑源性神经营养因子也可用于区分癫痫发作次数较多的患者。因此蛋白质生物标志物为识别继发性损伤过程中的特殊病理改变及其时间特征提供了可靠和客观的手段，进而为治疗干预提供了机会，可以限制损伤，改善功能恢复，并防止损伤引起的慢性疾病。
1.4 炎症因子
炎症是损伤后的基本防御机制，也是中、重度TBI潜在的致病机制。事实上，神经炎症也是PTE发生发展的主要病理机制之一。神经炎症可能在维持PTE方面发挥重要作用，因为癫痫发作可以增加BBB通透性，允许外周免疫细胞进入脑实质并释放炎症分子，从而导致恶性循环。此外，自身免疫对PTE的影响也不容忽视。重型TBI会导致严重的脑组织损伤，将脑细胞内外的蛋白质释放到间质、脑脊液和体循环中，而这些蛋白质及其降解产物可以引发免疫反应。有研究发现，结合自身免疫反应，神经炎症可能是癫痫发生和维持PTE的最重要病理机制。
1.5 遗传因素
目前只有少数研究报告了遗传因素对人类PTE和
目前，遗传因素可被评估为TBI后癫痫发生的预后生物标志物，可被用于指导临床医生更密切地监测TBI后有癫痫发生风险的个体，丰富抗癫痫发生试验的患者群体，并观察预测/药效学/反应生物标志物的性能，以预测携带不同遗传变异的患者亚群对治疗的反应。
2. 神经电生理生物标记物
自19世纪初以来，科学家们已经应用神经生理学平台来监测正常和患病的中枢神经系统的活动，Berger在1924年首次记录了人类
美国加州大学的一项研究发现，可将高频振荡(80～500 Hz)作为癫痫动物模型中(包括侧向液压冲击伤)致痫性和癫痫发生的生物标志物。但是，使用大型动物的PTE研究仍然有限，在理想情况下，针对PTE的实验动物的大脑应尽量类似人类大脑。
有研究团队使用猪作为PTE的实验动物模型，对其进行了长达13个月的长程视频EEG检测并描述了检测方法。尽管EEG中的癫痫样活性几十年来一直被用作癫痫的诊断生物标志物，但EEG在癫痫发生的生物标志物发现中的应用却一直很少，这可能与使用成本、对患者进行长期记录的实用性以及需要分析大量数据相关的挑战有关。
3. 磁共振影像生物标记物
核
在假手术组作为的实验对照中，戊四氮(pentylenetetrazole， PTZ)诱导的血氧水平依赖性信号(blood oxygenation level-dependent， BOLD)的激活首先出现在双侧皮层中。相比之下，在56%的TBI大鼠中，PTZ诱导的BOLD信号始于同侧病灶周围区域，随后是对侧皮层的激活。在其余44%的TBI大鼠中，BOLD信号则类似于假手术对照组，开始于双侧。
这些发现表明，病灶周围皮层对TBI后PTZ诱导的过度兴奋敏感，提示脑创伤病灶周围致痫区的演变。而TBI后BBB破坏的严重程度(即其渗透性)也被认为是 PTE发生后有希望的预后生物标志物。
有研究小组证明，利用动态对比增强核磁共振成像(synamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI)的参数体积转移系数(Ktrans)值可以定量测量BBB破坏后的渗透性，评估BBB的功能障碍。可以合理推测损伤部位BBB功能障碍可能是TBI后癫痫发生的预后生物标志物。
4. 总结
有价值的生物标志物可以在多数情况下将健康受试者与患者区分开来。鉴于PTE的发病机制多与TBI重叠，导致二者之间患者体内细胞微环境改变较难区分，一方面由于脑损伤的原因多且复杂，导致单一指标特异性不高；另一方面由于临床检测手段局限等原因，使得各种体液来源的生物标志物应用于临床尚需时日。由此可见，比较已发表的TBI和癫痫研究之间的miRNA等体液来源的生物标志物特征是复杂而艰难的。
为了克服这些挑战，美国国家神经疾病和中风研究所(National Institute of Neurological Disorders and Stroke， NINDS)资助的抗癫痫治疗癫痫生物信息学研究(EpiBioS4Rx)联盟首次尝试协调临床前程序，以发现PTE的分子、电生理和MRI生物标志物。例如，联盟已经应用了关于动物实验的标准化血液采样和MRI协议。MRI可以确认或排除潜在致痫性病变的存在。
然而，所有大脑皮层病变均可(并非一定)引起癫痫，因此影像学检查结果不具有特异性，相当大比例的癫痫患者最终的MRI结果尚无定论。现阶段，不论是何种类型的癫痫发作，还是需要使用传统诊断方式EEG、神经影像学检查及临床病史来明确。总体而言，对PTE的生物标志物研究发现还处于早期阶段，但随着对疾病及生物标志物的深入认识、大样本的实验及各种精密检验仪器不断涌现，相信在不久的将来可以找到更加便捷、客观的生物标志物指标。
来源：王勇，谢雅彬，张春阳，等.创伤后癫痫生物标志物研究进展[J].临床神经外科杂志，2024，21(05)：584-587.
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