顳葉內(nèi)側(cè)癲癇患者杏仁核體積變化的臨床研究

顧昕，徐菲，張麗玲，王云玲，丁爽

顳葉內(nèi)側(cè)癲癇(medial temporal lobe epilepsy，MTLE)是最常見的難治性癲癇，是由于大腦神經(jīng)元異常放電引起的中樞神經(jīng)功能異常[1]，一些癲癇患者在治療過程中具有耐藥性，手術(shù)治療是MTLE 的主要治療方法，但對于病灶的定位及定側(cè)始終是癲癇病學(xué)最為關(guān)注的問題[2-3]，MTLE常起源于顳葉內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)如海馬、杏仁核和內(nèi)嗅皮層等，海馬硬化(hippocampal sclerosis，HS)是MTLE常見原因及病理改變[4-5]。但是近來發(fā)現(xiàn)MR檢查陰性即沒有HS及其他病灶的MTLE可表現(xiàn)出杏仁核肥大(amygdala enlargement，AE)[6]，推斷同樣位于顳葉內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)的杏仁核可能參與MTLE的發(fā)病，但迄今為止杏仁核與MTLE的關(guān)系仍存在爭議[7-8]，部分原因是常規(guī)MR圖像上杏仁核的解剖界限難以辨認(rèn)，手動勾畫杏仁核體積存在主觀性，本研究應(yīng)用的T1三維磁化強(qiáng)度預(yù)備梯度回波(T1 three dimensional magntization prepared rapid acquisition gradient echo，3D-T1 MPRAGE)序列是一種三維MR掃描序列，能夠更清晰地呈現(xiàn)顱內(nèi)結(jié)構(gòu)，再使用FreeSurfer軟件自動測量分割海馬及杏仁核體積，探究杏仁核是否參與MTLE的發(fā)生及發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 研究對象

本研究為前瞻性研究，納入2019～2021年新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院收治的102例經(jīng)腦電圖檢查及臨床表現(xiàn)確診為MTLE患者為病例組，同期做檢查的15名健康志愿者為對照組。病例組納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)經(jīng)腦電圖檢查及臨床表現(xiàn)確診為MTLE；(2)此次研究前未接受過癲癇相關(guān)的手術(shù)治療；(3)常規(guī)顱腦MRI檢查無陽性病灶，HS及AE征象除外。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)患有其他嚴(yán)重神經(jīng)精神疾病及器官功能障礙不能配合者；(2)有明顯的急性腦炎、嚴(yán)重的頭部創(chuàng)傷或缺血性腦病病史。對照組納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)無神經(jīng)及精神系統(tǒng)疾病史，且無長期服藥史及腦手術(shù)史；(2)頭部常規(guī)掃描未見明顯異常(血腫、水腫及占位性病變等)；(3)無癲癇家族史。

以對照組海馬及杏仁核體積的平均值加減2倍標(biāo)準(zhǔn)差作為閾值來判斷海馬及杏仁核的異常[9]；將病例組海馬體積正常患者記為海馬正常組，海馬體積萎縮患者記為HS組，再根據(jù)致癲側(cè)將AE患者分為海馬正常組-L組、海馬正常組-R組、HS組-L組、HS組-R組。本研究經(jīng)新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會審查通過，批準(zhǔn)文號：20200320-33，所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法及圖像后處理

所有受試者掃描使用西門子Skyra 3.0 T超導(dǎo)磁共振儀，標(biāo)準(zhǔn)頭部聯(lián)合正交線圈16通道，定位線與患者眼眶與耳朵的連線相平行，進(jìn)行常規(guī)軸位T1WI、T2WI、T2WI FLAIR、矢狀位T2WI掃描及3D-T1 MPRAGE序列掃描。3D-T1 MPRAGE掃描選用軸位采集，TR=2300 ms，TI=1100 ms，TE=2.32 ms，層間隔=0.9 mm，層厚=1 mm，相位編碼方向：A-P (讀出方向：S-I)，激勵次數(shù)=1，視野=256 mm×256 mm，掃描時間6 min 3 s。

所有受試者圖像由同一副主任技師操作掃描并由兩位具有10年以上癲癇診斷經(jīng)驗的影像科副主任醫(yī)師進(jìn)行圖像質(zhì)量判別，去除有圖像偽影及其他陽性病灶的病例，再使用SPM12圖像分析軟件進(jìn)行質(zhì)量評估，將獲得的3D-T1 MPRAGE 圖像導(dǎo)入Linux 系統(tǒng)，需要使用MRIcro 軟件的dcm2nii 插件把DICOM 格式的圖像文件轉(zhuǎn)換為NIfTI (Neuroimaging Informatics Technology Initiative)格式圖像，經(jīng)格式轉(zhuǎn)換后的圖像由FreeSurfer軟件進(jìn)行全腦分割及各結(jié)構(gòu)參數(shù)測量。FreeSurfer 可全自動實現(xiàn)圖像的標(biāo)準(zhǔn)化、校準(zhǔn)、三維重建(包括皮層及皮層下結(jié)構(gòu))、分割等過程，獲得各組杏仁核及海馬體積測量值。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

使用SPSS 24.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。首先對病例組、對照組的年齡(t檢驗)、性別(卡方檢驗)的差異性進(jìn)行分析。海馬正常組-L組、海馬正常組-R組及對照組同側(cè)杏仁核體積三者較及HS組-L組、HS組-R組及對照組同側(cè)杏仁核體積三者比較使用單因素方差分析，組間兩兩比較用LSD-t法，L組、R組及對照組的雙側(cè)杏仁核體積比較使用配對t檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病例組、對照組的臨床資料比較

102例癲癇患者(病例組)中男57例、女45例，年齡(28.11±8.98)歲，15名健康志愿者(對照組)中男8例、女7 例，年齡(24.80±9.58)歲，病例組和對照組的年齡和性別差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。

2.2 杏仁核體積測量結(jié)果比較以及體積變化在MTLE中的比例分析

HS組L、R雙側(cè)海馬體積分別為(3629.69±567.18) mm3、(3948.04±715.63) mm3，海馬正常組中L、R 側(cè)海馬體積分別為(4602.47±264.75) mm3、(4658.38±254.49) mm3，對照組雙側(cè)海馬體積均為(4509.63±210.75) mm3。

將HS 組、海馬正常組中AE 患者按照致癲側(cè)分為L組、R組，進(jìn)行雙側(cè)杏仁核體積比較，并分別將HS組-L、R組杏仁核與對照組比較，海馬正常組-L、R組與對照組比較，結(jié)果見表1、2和圖1～3，海馬正常組-L組、海馬正常組-R 組雙側(cè)杏仁核體積差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，HS組-L組、HS組-R組雙側(cè)杏仁核體積差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；HS組-L組中右側(cè)杏仁核體積大于HS組-R組及對照組同側(cè)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，HS組-R組左側(cè)杏仁核體積大于HS組-L組及對照組同側(cè)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；海馬正常組-L組中左側(cè)杏仁核體積大于海馬正常組R組及對照組同側(cè)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，海馬正常組-R組右側(cè)杏仁核體積大于海馬正常組-L組及對照組同側(cè)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。HS組、海馬正常組中所有萎縮的杏仁核與對照組杏仁核體積之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=9.12，P＜0.05)。對照組與HS組、海馬正常組中所有正常杏仁核體積之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=-1.192，P＞0.05)。杏仁核體積變化在MTLE中構(gòu)成比例見表3。

表1 海馬硬化組杏仁核肥大患者杏仁核體積比較Tab.1 Comparison of amygdala volume in patients with amygdala enlargement in hippocampal sclerosis group

表2 海馬正常組杏仁核肥大的患者杏仁核體積比較Tab.2 Comparison of amygdala volume in patients with amygdala enlargement in normal hippocampus group

表3 杏仁核體積變化在顳葉內(nèi)側(cè)癲癇中構(gòu)成比例(n=102)Tab.3 Comparison of proportions of amygdala volume changes in medial temporal lobe epilepsy(n=102)

圖1～3 3D-T1 MPRAGE 常規(guī)軸位圖。圖1：女，43 歲，右側(cè)顳葉癲癇患者，患側(cè)海馬縮小，對側(cè)杏仁核肥大；圖2：男，31 歲，左側(cè)顳葉內(nèi)側(cè)癲癇患者，左側(cè)杏仁核肥大；圖3：女，37歲，健康志愿者，雙側(cè)海馬和杏仁核未見明顯異常。3D-T1 MPRAGE：T1三維磁化強(qiáng)度預(yù)備梯度回波。Fig. 1-3 The conventional axial map of 3D-T1 MPRAGE. Fig. 1: A 43-year-old female patient with right medial temporal lobe epilepsy,the hippocampus on the affected side is reduced and the amygdala enlargement is on the opposite side;Fig.2:A 31-year-old male with left MTLE, amygdala enlargement is on the left; Fig. 3: Female, 37 years old, healthy volunteer, there are no obvious abnormalities in the bilateral hippocampus and amygdala.3D-T1 MPRAGE:T1 three dimensional magntization prepared rapid acquisition gradient echo.

3 討論

本研究采用3D-T1 MPRAGE 技術(shù)及FreeSufer 軟件對MTLE 患者的海馬及杏仁核體積進(jìn)行測量，分析海馬正常及HS 這兩種不同情況下MTLE 的杏仁核體積變化，發(fā)現(xiàn)MTLE 患者有較大比例的AE。使用FreeSurfer 可以減少手動勾畫的誤差，以無創(chuàng)的方式來量化杏仁核體積幫助MTLE的診斷及治療。另外病例組中AE 占很大比例，但作為MTLE 的結(jié)果還是原因需要進(jìn)一步分析，因此進(jìn)一步根據(jù)海馬不同情況來分析杏仁核體積的變化。MR檢查陰性的MTLE中僅出現(xiàn)AE，推斷其可能是MTLE致病的原因。此外，MTLE合并HS 是一系列的病理變化，杏仁核體積的改變可能作為其結(jié)果。杏仁核體積的異常表現(xiàn)也進(jìn)一步支持杏仁核可作為MTLE致癇網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。

3.1 海馬正常時杏仁核體積的變化

海馬正常時杏仁核的異常表現(xiàn)提高了對致癇灶定位的準(zhǔn)確性[10]，本研究結(jié)果顯示海馬體積正常組中有較多AE 位于致癲灶同側(cè)，推測癲癇的致病灶可能來源于杏仁核。既往研究證實發(fā)作間期癇樣放電與AE 偏側(cè)具有顯著的一致性并且AE 可能在TLE 患者亞組中作為致癇灶[11-12]。目前有關(guān)癲癇患側(cè)杏仁核體積大于對側(cè)的研究多存在樣本量小的局限性，不足以推斷AE 可能是唯一的致病灶[13]。在擴(kuò)大樣本的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步表明AE 是MTLE 中致癲網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。AE 可能與局灶性皮層發(fā)育不良、膠質(zhì)神經(jīng)元腫瘤有關(guān)[14]。既往研究認(rèn)為MR 檢查陰性顳葉癲癇由于長期異常放電會有同側(cè)的杏仁核及海馬增大[15]，但本組未發(fā)現(xiàn)海馬增大，推測海馬增大可能是AE 的繼發(fā)改變。另外海馬體積正常組中有13.7%的患者AE位于致癲灶對側(cè)，出現(xiàn)了與腦電圖不一致的結(jié)果[16]，可能是由于杏仁核受到異常癲癇放電發(fā)生細(xì)胞死亡最后膠質(zhì)增生，表現(xiàn)為體積增大，推測是癲癇患病過程中的異常表現(xiàn)，但其比例較少，并且大腦的神經(jīng)連接網(wǎng)絡(luò)十分復(fù)雜，還有待擴(kuò)大樣本量及病理研究證實。本組中還有15.7%的患者存在杏仁核萎縮在致癲灶同側(cè)，考慮杏仁核萎縮可能參與癲癇的發(fā)生。由于杏仁核在癲癇發(fā)生過程中發(fā)生代謝、炎癥、神經(jīng)傳遞和基因表達(dá)等變化，并伴增生性現(xiàn)象，最后，杏仁核復(fù)合體神經(jīng)元細(xì)胞死亡而長期萎縮和功能喪失，最終導(dǎo)致了癲癇發(fā)作[17]。本組中AE 占有較大比例，對于MR 檢查陰性的MTLE患者術(shù)后效果通常較差，從形態(tài)學(xué)角度尋找其可能的致病灶，可以幫助改善預(yù)后[18]。

3.2 HS時杏仁核體積的變化

在MTLE患者的致癇網(wǎng)絡(luò)中海馬和杏仁核的相互連接起著關(guān)鍵作用，除了海馬損傷外，杏仁核也存在顯著的神經(jīng)病理改變[19]。MTLE患病過程中一些早期的缺氧損傷導(dǎo)致星形膠質(zhì)細(xì)胞在近中顳結(jié)構(gòu)增殖，進(jìn)而導(dǎo)致AE，在HS組中發(fā)現(xiàn)52.9%的患者存在AE。此外HS組中有19.6%杏仁核萎縮位于海馬萎縮的同側(cè)，目前認(rèn)為伴有HS的MTLE患者，杏仁核萎縮多發(fā)生在HS的同側(cè)[20]，杏仁核和海馬共同構(gòu)成致癇網(wǎng)絡(luò)，因此當(dāng)海馬為致癲灶引發(fā)癲癇長期發(fā)作時可能導(dǎo)致杏仁核繼發(fā)性萎縮[21-22]。與非HS患者相比，患有HS的MTLE患者的腦功能網(wǎng)絡(luò)受到更多的損傷，考慮HS并不是一個單因素的病變[23-24]。本研究提示AE及杏仁核萎縮可能參與癲癇的發(fā)展，并且AE發(fā)揮更重要的作用。

3.3 局限性

本研究的局限為杏仁核是否具有致癇性并未通過病理證實，并且沒有結(jié)合深度電極監(jiān)測腦內(nèi)放電區(qū)域。今后研究將結(jié)合病理及深度電極研究杏仁核的病理生理機(jī)制。

綜上所述，杏仁核作為近顳葉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可能參與癲癇的發(fā)生和發(fā)展，肥大的杏仁核是研究MTLE的焦點。本文從形態(tài)學(xué)角度探討了杏仁核是否參與了癲癇發(fā)作，這種非侵入性的方法可能會優(yōu)化術(shù)前評估，以實現(xiàn)手術(shù)切除后較好地控制癲癇發(fā)作。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。