癲癇患兒迷走神經刺激術治療效果與血液中色氨酸代謝之間的關系

侯娥艷，孫玉，金欣

迷走神經刺激術(vagal nerve stimulation，VNS)是頑固性癲癇治療的輔助方法[1-4]。目前，VNS的作用機制很大程度上仍然未知。據報道，迷走神經具有抗炎作用，能夠影響下丘腦-垂體-腎上腺和皮質類固醇的釋放[4]。VNS在炎癥性疾病中的治療領域在不斷擴大，并且已經有研究證實了VNS的促炎抗炎作用[5-6]。

血液中一些色氨酸代謝物與癲癇的發作有關[7-8]，例如犬尿氨酸(kynurenine,KYN)和3-羥基犬尿氨酸(3-hydroxykynurenine3HK)具有促驚厥的作用，而犬尿喹啉酸(kynurenic acid,KYNA)和鄰氨基苯甲酸(anthranilic acid，AA)是抗驚厥藥。來自VNS的細胞因子水平的變化可能會影響血清素前體色氨酸(tryptophan,TRP)的代謝。在促炎細胞因子的影響下，吲哚胺2,3-雙加氧酶被激活，導致色氨酸進入色氨酸代謝途徑而不形成血清素[9-10]。而色氨酸代謝途徑的改變，增加了犬尿氨酸的形成。

目前，沒有關于VNS誘導的患兒血液中色氨酸代謝變化的研究。因此，本研究探索VNS治療頑固性癲癇患兒是否與血液中色氨酸代謝的變化導致神經毒性和促驚厥代謝產物的降低和神經保護劑、抗驚厥藥代謝物的增加有關。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2017年5月至2019年3月在山東省成武縣人民醫院兒科收治的頑固性癲癇患兒60例為研究對象，按隨機數字表法分為高輸出刺激組和低輸出刺激組各30例。兩組患兒基線特征比較差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性，見表1。

表1 兩組患兒基線特征比較

1.2 診斷標準 參照2017年國際抗癲癇聯盟(international league against epilepsy，ILAE)意見書中頑固性癲癇的診斷標準及分類標準。

1.3 納入標準 (1)符合頑固性癲癇的診斷標準；(2)年齡4～18歲；(3)不適合癲癇手術，在整個研究過程中不改變藥物治療方案；(4)所有患兒均由其監護人簽訂知情同意書，本研究經醫院倫理道德委員會審核通過。

1.4 排除標準 (1)患有進行性腦損傷；(2)惡性腫瘤；(3)退行性或免疫性疾??；(4)精神病史。

1.5 方法 研究分為基線期(12周)、盲法治療期(20周)和附加階段期(19周)。在12周基線期后，所有患兒均植入迷走神經刺激器。在盲法治療階段，低輸出刺激組進行主動控制，成立主動控制小組，目的是保護盲法治療，因為參與者能注意到刺激，并控制手術和電極的存在。在盲法治療階段之后，附加階段期間所有患兒均接受19周刺激治療。在植入刺激器之前(基線階段結束)、刺激20周后(盲法階段結束)、刺激39周后(附加階段結束)收集血樣。在基線、盲法階段和附加階段的結束時，使用情緒狀態量表(profile of mood states，POMS)評估心情。

設備的植入由同樣的神經外科醫生團隊完成?？删幊堂}沖發生器植入到左鎖骨下方的皮下袋中，并連接放置在左側迷走神經周圍的雙極電極，向這個神經傳遞電脈沖。兩組初始設備設置見表2。輸出電流由試驗護士根據治療神經病學家臨床評估制定的固定方案每兩周進行調整。高輸出刺激組中電流以2周的間隔逐步增加到最大容許輸出電流(最大1.75 mA)。在低輸出刺激組中輸出電流在每次探訪期間暫時增加并在訪問結束時切換回初始輸出電流。在盲法結束階段，根據高輸出刺激組的方案和參數，調整低輸出刺激組的輸出參數，該階段結束時的兩組的最大施加電流設定為2.25 mA。治療神經病學家、患兒、父母和監護人對治療條件不知情?；純罕环峙涞接梢幻囼炞o士使用計算機程序的進行控制治療條件。

1.6 觀察指標 將肝素化血漿儲存在-80 ℃，待進行分析。使用液相色譜質譜聯用儀(LC-MS/MS)分析代謝物[11]，測定血液中TRP、KYN、KYNA、3HK、AA、XA和3HAA的含量。癲癇發作頻率由患兒的父母或監護人用日記記錄。計算每個孩子在基線時、在雙盲階段的最后30 d以及附加階段最后30 d癲癇平均發作頻率。與基線癲癇發作頻率相比，癲癇發作降低50%以上定義為有響應。

表2 設備初始設置參數

1.7 統計學方法 使用SPSS 20.0軟件進行統計學分析，t檢驗或Mann-Whitney檢驗用于各變量之間的比較，由于色氨酸代謝產物是大量的相互作用的復合物，因此采用O′Brien-L?uter方法創建了Z分數，用于分析有利和不利的代謝物的影響。在這個Z分數的總和中，Z-評分的正數總和用于神經保護和抗驚厥代謝物，Z分數的負數總和用于神經毒性和驚厥的代謝物。癲癇發作頻率的計算和POMS的差異使用之前研究所述的方法[12-13]。從基線、盲法治療階段的結束以及附加階段的結束，色氨酸代謝物的差異均以百分比計算。P≤0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同階段血液中色氨酸代謝物的變化 基線時：血液中不同的色氨酸代謝物之間存在顯著且持續的正相關，高輸出刺激組和低輸出刺激組之間無明顯差異。盲法治療階段結束時：高輸出刺激組和低輸出刺激組血液中色氨酸代謝物水平無統計學差異(見表3)。附加階段結束時：VNS增加了除3HK以外其他所有代謝物的水平，其中AA的增加具有統計學意義(P=0.003)。不同階段高輸出刺激組和低輸出刺激組，有響應者和無響應者之間神經保護，神經毒性，抗驚厥，促驚厥之間Z-分數的總和沒有差異。

表3 血液中色氨酸代謝物水平(nmol/L)

2.2 POMS抑郁評分和血液中色氨酸代謝物的變化 在附加階段結束時，所有組中ΔPOMS(ΔPOMS抑郁評分=基線POMS抑郁評分-附加階段結束時的POMS抑郁評分)和血液中色氨酸代謝物的變化顯示無顯著相關性。然而，在基線和附加階段比較時，高輸出刺激組中的ΔPOMS抑郁評分與AA變化之間具有顯著的負相關(見圖1，r=-0.37，P=0.042)，AA的增加越大，抑郁情緒減少的幅度越大。

圖1 高輸出刺激組中ΔPOMS抑郁評分與AA變化的相關性

2.3 癲癇發作頻率與血液中色氨酸代謝物變化 在雙盲階段的最后30 d期間，癲癇發作頻率的中位數高輸出刺激組降低為3.0%，低輸出刺激組中4.9%(P=0.43)。在附加階段結束時，癲癇發作頻率從基線每天癲癇發作中位數1.65降低到附加階段結束時每天中位數1.02。在附加階段結束時20%的患兒癲癇發作頻率降低了50%及以上。附加階段最后30 d癲癇發作頻率的變化與AA的變化呈負相關(見圖2，r=-0.35，P<0.01)，AA增加百分比越大，癲癇發作頻率下降越大。

3 討論

本文進行的隨機對照試驗的目的是探討VNS對癲癇患兒血液中色氨酸代謝物水平的影響。在附加階段結束時，血液中AA水平顯著增加，且這種增

加與VNS的抗驚厥作用相關。盡管色氨酸代謝途徑比較復雜以及有一些超出范圍的影響因素，但在基線期時，血液中不同的色氨酸代謝物之間具有一致的持續的正相關的關系。據報道，接近90%～95%的色氨酸代謝通過犬尿氨酸途徑發生[13]，因此增加犬尿氨酸途徑活性是已知的可以控制色氨酸代謝的方法。

色氨酸代謝物影響因素較多，如外周血中色氨酸代謝產物未知的生物學變化、兒童膳食色氨酸變化或缺乏攝入等[14-15]。本研究中沒有記錄患兒飲食來比較患兒色氨酸的攝入水平，而是直接通過測定每個患兒不同時間點的血液中色氨酸水平來進行比較，因此不受膳食的影響。此外，癲癇的各種病因、孩子的年齡不同也可能是色氨酸代謝影響因素。對基線階段和盲期階段結束時高輸出刺激組與低輸出刺激組進行比較時，未觀察到顯著的差異。在一些之前的試驗研究中，這個時期足夠長，可以觀察到癲癇發作頻率的降低，但是在刺激20周后分析色氨酸代謝物，沒有觀察到變化，可能由于時間較短而看不到效果，也可能是對血清中某些色氨酸代謝物水平的影響沒有差別。在對基線與附加階段結束進行比較時，發現VNS后全部患兒AA顯著增加。鄰氨基苯甲酸已被證明是一種具有抗驚厥作用的神經保護代謝物[16-17]。此外，代謝產物神經保護劑KYN和KYNA也有適度的增加，而神經毒性和促驚厥代謝物3HK有一定程度的下降，但這些變化不是很顯著。一項針對成人頑固性癲癇的研究顯示經過VNS治療，色氨酸代謝物沒有顯著變化。在該研究中作者觀察到KYNA和3HK適度增加，KYN減少，但是沒有測定AA的水平[10]。

血液中AA水平的改變與癲癇發作頻率降低和POMS抑郁評分的變化之間具有相關性。AA的增加越大，抑郁情緒減少的幅度越大，且癲癇發作頻率下降越大。所有相關性分析都分為低輸出刺激和高輸出刺激，因為高輸出刺激組具有更長的VNS周期，能夠代表VNS可能產生的長期影響。高輸出刺激組POMS的變化和AA具有顯著的相關性，而低輸出刺激組中未發現相關性。在進行相關性分析時，采用的是各個階段結束前30 d內平均癲癇發作頻率的數據，VNS的影響以癲癇發作頻率的百分比來計算。由于色氨酸代謝物僅在附加階段結束時采集血樣，故在進行相關性分析時沒有使用整個附加階段的均值，將附加階段結束前30天的癲癇發作頻率百分比與色氨酸代謝物的百分比變化進行比較更有助于分析。

本實驗研究具有一些局限性，如樣本容量小，需要用更大的樣本進行驗證這一發現，此外，由于道德原因和患兒臨床適用性，僅分析血液中色氨酸代謝物的變化，未分析腦脊液中色氨酸代謝物，不能證實VNS對腦脊液中色氨酸代謝物的影響。

總之，持續的VNS能夠增加血液中鄰氨基苯甲酸水平。鄰氨基苯甲酸是一種神經保護和抗驚厥代謝物，并且它的增加可能與情緒的改善和癲癇發作頻率降低有關。