作者:汪亚男,伍芷君,广州医科大学附属脑科医院 神经外科
癫痫作为神经系统对脑部产生影响的一种疾病,其全球发病率大约在每10 万人中有22.4~53.4 人患病。全球癫痫患者数量约为5 000 万~6 000 万,尤其在儿童和老年人群体中高发,且约80% 的患者集中在中低等收入国家。癫痫在全球疾病负担中占比约1%,死亡风险是普通人群的3 倍。在中国,癫痫的总体患病率约为0.7%,患病总数接近900 万,每年新增患者约40 万。
癫痫已成为中国神经科仅次于
尽管大部分患者可以通过药物治疗达到长期不发作的状态,但仍会有部分患者难以完全控制病情。此外,目前由于各种因素导致仍有大量漏诊、误诊和延误治疗时间的现象发生。近年来,
生物节律具有周期性和节律性,其周期变化与机体代谢、行为活动和脑功能等密切相关。在生物节律异常基础上产生的癫痫发作称为“病理性”发作。基于生物节律调控机制的癫痫诊断策略旨在充分发挥EEG 在诊断、评估和预后中的作用。越来越多学者从神经生理学、生物物理学、脑成像等角度研究癫痫,提出新理论和新观点。本文将总结近年来关于EEG 与癫痫关系、基于生物节律调控机制指导下癫痫诊断策略等方面的研究进展,旨在为癫痫患者的临床诊断与治疗给予更具价值的参考及建议。
1. 生物节律与癫痫的生物学基础
1.1 昼夜节律和次日节律在癫痫中的作用
昼夜节律 (circadian rhythm, CR)是指一天24 h 内各个不同时段的脑电活动,它对大脑功能调节、睡眠、觉醒和活动等具有重要影响。近年来多项研究均显示,生物节律与癫痫的产生与进展存在着密切的联系。癫痫发作呈现明显昼夜倾向,部分患者病情常在每天特定时间发作。此外,研究还发现,癫痫发作频率和强度与患者生物节律密切相关,为诊断和治疗提供新视角。研究发现,癫痫患者的EEG 中可清晰观测到昼夜节律波的存在。
非典型癫痫患者常表现节律失调,而典型癫痫患者节律异常更显著。睡眠期间,癫痫患者昼夜节律紊乱明显,影响日常生活,加重发作频率和严重程度。非典型癫痫症状复杂多样,诊断和治疗难度大,患者可能表现短暂意识模糊、行为异常(如发呆、动作骤停)、情感波动(如无故哭笑)或不自主运动。因此,对癫痫患者,尤其是非典型癫痫患者,及时诊断和个性化治疗方案至关重要,有助于管理病情,改善生活质量。
1.2 生物节律对癫痫易感性的影响
生物节律可以影响人的大脑活动模式和对环境因素的反应。研究发现,生物节律紊乱时,觉醒相关神经递质的γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)水平下降;而
1.3 褪黑素、5-羟色胺和
褪黑素(melatonin,MT)作为人体内一种重要的神经内分泌激素,主要由大脑的松果体分泌。它在体内发挥着调节昼夜节律和睡眠-觉醒周期的关键作用。近年来研究发现, MT 可通过调节免疫功能、睡眠、氧化应激和能量代谢等途径参与癫痫发病过程。5-HT 是重要单胺类神经递质,兼具神经递质与神经调质属性,在神经系统中至关重要,调节情绪、睡眠、食欲、认知、疼痛等生理心理过程。腺苷是天然神经递质,具有广泛生理功能。
2. 生物节律对癫痫发作模式的影响
癫痫发作与睡眠-觉醒周期密切相关,呈显著昼夜差异。白天发作的癫痫夜晚少发,反之亦然。夜间癫痫多部分性发作,白昼则复杂部分性发作为主,但两者均可能在不同时段出现。此外,性别与年龄也影响癫痫发作模式。女性患者较男性更易发生复杂部分性发作;年龄大、病情重的患者因大脑皮质等因素更易发生此类发作。
综上,癫痫发作的昼夜变化、性别与年龄均为其临床表现模式的重要影响因素。当下,性别与年龄对于癫痫发作的临床表现模式所产生的影响依旧存有争议。
有研究认为在女性中比较常见的单纯部分性发作与在男性中比较常见的复杂部分性发作可能与体内激素水平差异有关;而有研究则发现与女性相比,男性患者出现复杂部分性发作的概率相对更高。另有研究发现女性癫痫患者的某些不典型表现与女性大脑皮质结构和功能异常有关。
目前,关于癫痫是否会影响睡眠-觉醒周期的问题仍存在争议。有研究发现癫痫患者睡眠-觉醒周期紊乱时更易发生复杂部分性发作;而另一研究则发现非典型行为和表现更常见。性别对癫痫发病模式影响的研究较少,且缺乏确凿证据,故在评估患者时应排除睡眠-觉醒周期紊乱情况。鉴于癫痫可能对睡眠-觉醒周期产生潜在影响,对存在紊乱情况的患者进行EEG 检查具有临床意义。
研究发现癫痫患者额叶、颞叶、顶叶和杏仁核等脑区可能存在节律性睡眠-觉醒周期紊乱,且紊乱时异常EEG 模式比例更高。研究发现,儿童及青少年特发性
3. 生物节律在癫痫临床诊断中的应用
3.1 生物节律与癫痫发作模式
3.1.1 昼夜节律与癫痫发作
癫痫发作具显著昼夜倾向性,约66% 集中在夜间8 点至次日早8 点,表明与生物节律相关。此昼夜节律特征对EEG 检查及诊断具重要指导意义。
3.1.2 睡眠周期与癫痫发作
癫痫灶神经元对睡眠期同步化兴奋性突触传入敏感。非快速眼动睡眠(non-rapid eye movement, NREM)时,脑干网状激活系统、丘脑与皮层协同作用,提升神经元同步化,导致癫痫活动广泛扩散,癫痫样放电明显。而快速眼动睡眠(rapid eye movement,REM)时,丘脑皮层同步化机制受抑,阻断癫痫样放电传播,并致骨骼肌松弛。
3.1.3 癫痫与昼夜生物节律关系
患者自发性癫痫大发作和痫样放电具有显著的昼夜倾向性,这一特性对EEG 检查具有重要的指导价值。以睡眠型癫痫患者为例,若选择在白昼时分为其进行EEG 检查,通常情况下,该检查的阳性率是偏低的。
3.1.4 癫痫发作与激素分泌节律变化
内分泌系统节律性变化与癫痫发作概率紧密相关,涉及皮质醇、MT、催乳素、5-HT 和腺苷等激素。以皮质醇为例,其浓度在上午6~8 点达峰值,凌晨最低,与癫痫发作日周期模式吻合。
3.1.5 生物节律的分子机制
昼夜节律的变化依赖于时钟基因(如CLOCK 和BMAL1)的分子机制,这些基因通过转录-翻译反馈环调节昼夜节律,其突变可能影响睡眠结构和癫痫发作模式。
3.1.6 癫痫发作的生物节律特点
各类癫痫在发作频率方面呈现出颇为显著的时间差异性,而这一现象与患者的睡眠状态以及昼夜节律有着千丝万缕的紧密联系。例如,额叶癫痫的发作多集中在夜间,而颞叶癫痫则更常见于下午至次日上午。
3.2 生物节律对癫痫诊断的指导意义
3.2.1 昼夜节律与癫痫活动的关系
诊断技术的进步,包括慢性颅内EEG 记录,已经证实了在24 h内癫痫活动和癫痫发作的不同时间模式的临床观察。癫痫的活动及发作呈现出特定的节律性,而这大概率与个体的警觉状态以及兴奋性、抑制性神经活动在昼夜之间的变化存在着紧密的关联性。
3.2.2 昼夜节律基因对癫痫发作阈值的影响
BMAL1和CLOCK 是昼夜节律基因中的核心成员,不仅肩负着对昼夜节律进行编码的重要职责,而且还会给兴奋性以及癫痫发作阈值带来一定的影响。这意味着这些基因的变异可能影响个体的癫痫发作模式,从分子层面出发,为癫痫的诊断及预测给予了相应依据。
3.2.3 癫痫发作生物节律的临床意义
癫痫发作所呈现出的生物节律或许能够对其病灶位置予以揭示,在癫痫的诊断与治疗方面,分析癫痫发作的生物节律特征有着重要意义。在实施致痫灶切除手术之前,倘若可以结合癫痫发作的生物节律特征,并且综合EEG、影像学检查以及临床表现等多方面因素,就能更高效地辅助颞叶致痫灶实现精准定位。
3.2.4 不同癫痫类型的昼夜模式
各类癫痫发作都具有其独特的昼夜模式,并且受到睡眠结构的显著影响。举例来说,大部分全面性发作往往出现在清醒之时,强直发作和强直-阵挛发作通常在睡眠过程中发生。
3.2.5 生物节律对癫痫治疗的指导
了解脑叶起源与癫痫类型的生物节律对癫痫个体化治疗具重要临床意义。在发作
3.2.6 生物节律与内分泌机制在癫痫治疗中的应用
癫痫的生物节律同内分泌机制之间的关联性为非药物治疗开拓了新的思路。例如,在患者褪黑素水平较低的时段,又或者在癫痫发作前出现预兆之时,采取预防性补充MT 的方式,能够有效控制癫痫发作。
3.2.7 生物节律对癫痫发作预测的重要性
癫痫发作预测的改进为在昼夜节律周期的特定阶段定时进行个性化ASMs 给药方案提供了可能性,以改善癫痫发作的控制并减少与癫痫发作相关的副作用和风险。
3.3 生物节律指导下的癫痫治疗策略
3.3.1 时间药理学策略
时间药理学根据癫痫易感性和药物反应性的生理变化调整药物治疗,为提高疗效和耐受性提供了一种有前途的策略。这种策略包括根据癫痫发作风险期改变药物浓度、调整给药时间,以及探索激素治疗等潜在方法。
3.3.2 癫痫活动节律的生物学基础
包涵昼夜节律以及次日节律的生物节律,均在癫痫的发生与进展展中起着至关重要的作用。了解癫痫发作模式可能有助于个性化治疗决策并优化治疗结果。
3.3.3 生物节律对药物疗效的影响
生物节律通过影响药物的吸收、代谢和分布,显著影响ASMs 的疗效。例如,
3.3.4 生物节律与癫痫发作预测
癫痫患者生活质量受发作不可预测性影响大。虽可依癫痫类型及长程视频EEG 预测,但频繁发作者药物治疗挑战更大,因可能导致耐药性增加,预测作用有限,难调生活方式及用药时间。然而,有效预测癫痫发作是开展生物钟治疗的关键。
3.3.5 生物节律指导下的个体化治疗
洞悉源于不同脑叶以及不同类型癫痫的生物节律,对于实现ASMs 的个体化治疗具备极其关键的意义。例如,在癫痫发作的高峰期前增加药物剂量,可以确保在发作高峰期时血药浓度达到最佳水平;在癫痫发作处于低谷期时,适度下调药物剂量,从而降低药物的副作用。
3.3.6 生物节律与内分泌机制在癫痫治疗中的应用
癫痫的生物节律与内分泌机制关联为新药物治疗提供新途径。在MT 水平低或癫痫发作前预兆时,预防性补充MT 可控制发作。MT 作为内源性激素,调节睡眠-觉醒和昼夜节律,在癫痫治疗中具潜力。补充MT 可降低发作频率,减轻严重程度,显示出其在癫痫治疗中的应用价值。
3.3.7 基于时间调制策略的时间疗法
研究人员提出了一种新的治疗节律性癫痫的方法,称为“基于时间调制策略的时间疗法”。这种疗法将考虑身体的自然节律和ASMs 随时间被身体处理的方式。
3.4 生物节律与内分泌机制在癫痫治疗中的应用
3.4.1 内分泌激素与癫痫的关系
机体生命活动靠内分泌激素与神经系统协同调节。癫痫与内分泌激素间存在紧密相互作用。癫痫发作或致体内激素水平变化,尤其是神经类固醇激素,影响发作频率和程度。激素还能通过影响药物代谢动力学,改变ASMs 浓度,进而影响癫痫发作。
3.4.2 下丘脑-垂体-肾上腺轴、下丘脑-垂体-甲状腺轴及下丘脑-垂体-性腺轴在癫痫中的作用
在深入探究轴于癫痫中的表现及作用时,为癫痫治疗与控制带来新希望。轴异常或与癫痫发作规律、内分泌紊乱机制及危险因素相关,对早期干预及临床诊疗有重要意义。
3.4.3 皮质醇的生物节律与癫痫
皮质醇分泌具24 h 周期性,上午6~8 点达高峰,凌晨降至最低。癫痫发作日周期与皮质醇昼夜节律相似,尤其是顶叶源性全身性及局部性发作,其频率与皮质醇昼夜变化显著相关。
3.4.4 褪黑素与癫痫
MT 白天分泌少,夜晚升高,通过调节下丘脑视上核神经活动控制睡眠-觉醒节律。研究显示,癫痫和
3.4.5 5-羟色胺与癫痫
5-HT 是褪黑素前体,对调节睡眠-觉醒模式至关重要。研究显示,其水平变化或影响癫痫易感性,并抑制癫痫发作。5-HT 水平下降可能诱发或增加癫痫发作频率。尤其对于海马硬化引起的难治性颞叶癫痫,提升5-HT 水平具抗惊厥效果。
3.4.6 腺苷与癫痫
腺苷对神经兴奋性调节至关重要,尤其在GABA 机制中明显。腺苷拮抗剂助清醒,减慢波睡眠。腺苷为内源性抗惊厥物,平衡神经兴奋与抑制。研究显示,腺苷水平升高可终止癫痫发作。
3.4.7 生物节律对癫痫诊治的指导意义
癫痫发作的生物节律或可揭示癫痫灶位置,对诊断与治疗至关重要,利于个体化治疗。同时,依据此节律,可为改进给药装置提供新思路。
3.5 基于时间调整策略的时间疗法在癫痫治疗中的应用
3.5.1 基于时间调制策略的时间疗法
研究人员提出了一种新的治疗节律性癫痫的方法,称为“基于时间调制策略的时间疗法”。这种疗法将考虑身体的自然节律和ASMs 随时间被身体处理的方式。这种方法的核心在于依据癫痫发作的生物节律来调整药物的给药时间和剂量,以期实现更佳的治疗效果。
3.5.2 时间药理学的应用
时间药理学根据癫痫易感性和药物反应性的生理变化调整药物治疗,为提高疗效和耐受性提供了一种有前途的策略。了解癫痫发作模式可能有助于个性化治疗决策并优化治疗结果。根据癫痫发作风险期改变药物浓度、调整给药时间以及探索激素治疗是潜在的策略。
3.5.3 癫痫活动节律的生物学基础
生物节律(涵盖昼夜节律以及次日节律)在癫痫的相关情况中起着至关重要的作用。了解癫痫发作模式可能有助于个性化治疗决策并优化治疗结果。
3.5.4 大规模随机对照试验的需求
需要进行大规模的随机对照试验来评估差异化和间歇性治疗方法的有效性和安全性。通过根据个体癫痫发作模式和药理学特性制定治疗方案,时间药理学提供了一种个性化的方法来改善癫痫患者的治疗结果。
4. 生物节律指导下的癫痫治疗策略
时间药理学(chronopharmacology,CP)是一门基于时间医学发展而形成的交叉学科,其核心要点在于依照生物节律的变化,对药物剂量以及给药时间做出相应的调整。研究提出多种生物节律指导的癫痫治疗方法,含CP、激素治疗、药物代谢动力学等。然而,这些方法存在局限,需深入探索优化。
4.1 时间药理学
时间药理学是指根据人体生物节律规律调整药物剂量和给药时间以达到最佳疗效的一门学科。人体生物节律对药物代谢至关重要,影响代谢酶活性、细胞因子及神经递质水平。在癫痫治疗中,生物节律显著影响药物吸收、分布、代谢及排泄。据此调整药物方案,可提升治疗效果。研究显示,癫痫发作时间与脑电活动紧密相关,θ 波和δ 波异常导致EEG 改变。不同类型癫痫患者在不同生物节律下EEG 活动各异。
部分性发作与全面性发作患者在发作间期及发作期均存在EEG 节律紊乱。此外,癫痫患者脑电活动呈现显著节律特征。综上,时间药理学在癫痫治疗中应用,需考虑生物节律影响,以精准调整药物方案,提高疗效。同时,癫痫发作与脑电活动的节律性关联,为癫痫研究与治疗提供新思路。
4.2 激素治疗
癫痫的长期治疗方案涵盖药物、手术及生酮饮食等。激素治疗在癫痫中占据重要位置,尤其针对特定癫痫综合征,主要通过影响下丘脑-垂体-肾上腺轴来调节癫痫发作。研究显示,激素与癫痫发作间存在显著相关性,且可能通过调控细胞因子和神经递质水平影响癫痫。近年来,激素治疗的临床研究取得进展,发现其对各类癫痫均有影响,强直性发作表现最显著。但抗惊厥药易致睡眠紊乱,长期服用激素还可能引发
4.3 药物代谢动力学
药物代谢分Phase I 和Phase II,遵循药代动力学规律。研究显示,生物节律在药物体内分布及代谢中起重要作用,影响药物浓度、代谢速率等,且对ASMs 影响显著。目前,药物代谢动力学与生物节律关系研究较少,难以明确直接关联。但已有研究显示,ASMs 体内分布和代谢速率与生物节律有一定相关性。
4.4 时间药理学
时间药理学是一门交叉学科,研究领域涵盖了分子生物学、生理学、药理学、药代动力学等多个方面。在癫痫治疗中,时间药理学具有一定优势,它可以帮助临床医生动态监测癫痫患者在不同生物节律下的反应和表现;通过对癫痫患者EEG 及脑脊液进行分析和监测可以发现不同生物节律下的癫痫发作类型、发作频率、发作间期EEG 异常以及血药浓度变化情况;时间药理学可以根据生物节律的变化,考虑到癫痫发作具有生物节律这一特点,根据患者的具体发作模式和生物节律特征为其量身定制个性化的治疗方案具有至关重要的意义。同时,它还能指导医生调整药物剂量和给药时间。研究表明,癫痫患者EEG 活动随时间降低,或与昼夜节律相关;生物节律越强,EEG 活动越高。
5. 生物节律与癫痫治疗的个体化
癫痫发作的风险期主要包括:① 刚被诊断出癫痫的患者;② 已有发作史,且发作频繁或症状严重的患者;③ 目前正在接受ASMs 治疗的患者。随着癫痫发病率的增高,目前对癫痫的诊断和治疗都是基于患者的临床特征,而没有一个客观的评估体系来判断患者是否处于癫痫发作风险期。生物节律对癫痫发作风险期具有较好的预测价值,能够助力医生制订出个体化的治疗方案。
依据ILAE 制定的分类标准,目前已知有10 种癫痫发作类型。根据 ILAE 分类法,可将癫痫发作风险期分为低风险期和高风险期。根据流行病学资料显示,全球约有35% 的儿童患者处于低风险期,而有60% 左右的成人患者处于高风险期。因此,生物节律调控机制对临床实践中对癫痫患者进行分类具有指导意义。
5.1 癫痫患者的治疗:根据患者的生物节律制定个体化治疗方案
目前,药物治疗是应对癫痫的主要手段,ASMs 的选择与剂量调整需基于患者生物节律。多数ASMs 代谢时间超24 h,故应结合生物节律调整。如苯妥英钠,夜间血浆浓度达高峰,晚间给药可防药物过度积累,减
5.2 癫痫患者药物浓度及给药时间的调整:根据生物节律调整药物剂量及给药时间
癫痫患者药物剂量和给药时间需依生物节律调整。个体生理功能差异导致药物吸收、分布、代谢和排泄过程不同,影响药物敏感性和耐受性。早晨或傍晚血药浓度高时,应减少剂量;下午或晚上浓度低时,应增加剂量。高风险期血药浓度高于低风险期,需调整给药时间。
6. 生物节律在癫痫护理中的角色
生物节律在癫痫护理中至关重要,它能助力护士制定个性化护理方案,提升患者生活质量。临床实践显示,运用24 h 生物节律图管理癫痫患者,可增强患者依从性,改善生活质量,并降低医疗成本。管理时需注意:针对有临床症状、并发症及
尽管鉴别标准尚未统一,但额叶和颞叶被认为是区分局灶性癫痫、全面性发作和失神发作的重要脑区。局灶性癫痫发作的考虑因素包括:典型癫痫症状表现、发作间期EEG 正常及反复局灶性发作无其他脑区异常。EEG 在不典型临床表现时为鉴别局灶性癫痫提供关键证据。EEG 监测不同类型癫痫患者时需注意:排除癫痫样放电和其他局灶性疾病所致痫样放电;临床症状与EEG 结果不符时,进一步检查局灶性癫痫;不典型临床表现时,不排除局灶性癫痫。EEG 检查时应排除其他疾病所致痫样放电,注意长程失神发作和部分性发作等特殊类型癫痫。最终判断局灶性癫痫发作时,需考虑EEG 是否正常。
7. 未来相关研究方向
尽管基于生物节律调控的癫痫诊断策略已提出,临床应用仍面临挑战。
首先,大规模随机对照试验是癫痫诊疗的重要方法,但相关研究较少且结果各异。局限性包括:样本量和随访时间差异大,多中心、大样本研究对全面了解癫痫护理效果至关重要;缺乏个体生物节律参数,影响结果准确性;缺乏动态研究,难以评估生物节律在诊断中的实际效果。
其次,生物节律与癫痫治疗新靶点研究尚处于初级阶段。癫痫诊断需综合考虑病情、临床表现、病史等。生物节律调控机制虽具指导意义,但研究匮乏,准确性待验证。医生需依据个体差异和临床状况灵活诊断,确保精准性和有效性。癫痫为慢性中枢神经系统疾病,病因复杂多样,发病机制尚未完全阐明,缺乏特异性治疗药物。临床主要依赖ASMs 控制发作,部分患者需长期服药或联合治疗。生物节律研究为癫痫诊断开拓新思路,并助力新药物研发。
生物节律与癫痫治疗新靶点研究分为ASMs 和非ASMs 相关靶点两类。ASMs 靶点涉及调节神经元兴奋性、细胞内钙离子浓度、神经递质、突触可塑性及诱导细胞凋亡等方面。非ASMs靶点则涉及调控能量代谢、
总之,癫痫诊断与治疗需不断探索,生物节律研究为其提供了新方向。生物节律指导的癫痫治疗策略结合生物节律调控机制与实践,需考虑患者个体、发作类型、频率及程度。治疗时,应全面评估患者差异,制定个性化方案。首先,确诊生物节律异常需结合EEG与临床表现;其次,方案制定需基于患者个体及发作类型。目前,国内临床医生难以依据EEG 制定个性化方案,该领域研究尚待完善。生物节律与癫痫治疗新靶点研究充满挑战,虽已有临床研究显示生物节律与ASMs 相关性,但仍需更多试验验证。未来研究需加强基础与临床研究,扩大样本量,明确相关性,并探索新生物节律靶点。
来源:汪亚男,伍芷君.基于生物节律视角的癫痫临床诊断策略[J].癫痫杂志,2025,11(02):149-157.
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