个性化神经代谢特征预测内侧颞叶癫痫激光消融术后癫痫发作结局

《Communications Medicine》：Personalized neurometabolic signature predicts seizure outcomes of laser ablation in mesial temporal lobe epilepsy

本研究针对内侧颞叶癫痫(mTLE)患者激光消融术后癫痫发作结局预测难题，开发了基于[18F]FDG PET代谢不对称性指数的个性化神经代谢特征(pNMS)。研究发现pNMS阈值-0.06可显著预测手术结局(OR=1.43)，海马pNMS消融率达39.79%时与癫痫无发作显著相关(平衡准确率=0.83)。该标志物为个体化手术规划提供了可靠影像学生物标志物。

　　

在神经科学领域，内侧颞叶癫痫(mesial temporal lobe epilepsy, mTLE)作为最常见的药物难治性癫痫类型，一直困扰着临床医生和研究者。尽管磁共振引导激光间质热疗(magnetic resonance-guided laser interstitial thermal therapy, MRgLITT)这一微创手术技术为患者带来了新的希望，但术后癫痫无发作(seizure-free, SF)的比例仍徘徊在60%左右，这凸显出现有治疗策略的局限性。传统基于结构影像的消融方案往往采用"一刀切"的模式，未能充分考虑患者个体间癫痫灶(epileptogenic zone, EZ)的异质性，导致部分患者无法从手术中获益。

在这一背景下，北京天坛医院的研究团队开展了一项创新性研究，旨在开发个性化的神经影像学生物标志物来改善手术规划和预后预测。该研究团队由Jiajie Mo、Baotian Zhao等研究人员领导，他们的研究成果发表在《Communications Medicine》期刊上。研究基于[¹⁸F]氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描([¹⁸F]FDG PET)技术，提出了个性化神经代谢特征(personalized NeuroMetabolic Signature, pNMS)这一全新概念，为mTLE的精准治疗开辟了新途径。

研究的关键技术方法包括：对30例接受MRgLITT的mTLE患者进行回顾性分析，利用多模态影像预处理流程，通过不对称指数(asymmetry index, AI)量化代谢异常，采用限制性立方样条(restricted cubic spline, RCS)分析和约登指数(Youden's index)确定预后阈值，运用广义加性模型(generalized additive model, GAM)解析pNMS的生物学基础。

研究结果

PET代谢值构建pNMS指导最佳消融范围

研究发现，在消融范围内，SF组与非癫痫无发作(not seizure-free, NSF)组在T1WI灰质密度(Mann-Whitney U=-0.00, P=1.00)和T2WI FLAIR信号(Mann-Whitney U=-1.96, P=0.05)的不对称指数无显著差异，而PET代谢值的AI存在显著差异(Student's t=-2.59, P=0.02)。逻辑回归分析显示PET代谢值AI与癫痫无发作显著相关(OR=1.43, 95%CI 1.04-1.97, P=0.03)。RCS分析进一步揭示PET代谢值与手术结局存在L形非线性关联(P=0.04)，拐点位于-0.06，因此将该阈值定义为pNMS的临界值。

确定实现癫痫无发作的最佳pNMS消融率

SF组海马区域内pNMS与消融范围的叠加率显著高于NSF组(Student's t=-2.61, P=0.01)，而杏仁核区域无显著差异(Student's t=-0.38, P=0.71)。RCS分析显示海马pNMS消融率与癫痫无发作呈显著U形关联(P=0.047)，拐点为58.65%。

ROC分析确定海马pNMS消融率的最佳阈值为39.79%，此时敏感性0.95，特异性0.56，AUC 0.74，平衡准确率0.83。按此阈值分组后，两组癫痫结局差异显著(Pearson χ²=10.16, P=0.001)，而RCS衍生的拐点阈值未达统计学意义(Pearson χ²=0.92, P=0.34)。

结构变量预测和解释pNMS

通过GAM模型分析发现，海马体积的特征权重最高(Shapley值=-0.026)，其次为海马体积不对称指数(volumetric asymmetry index, VAI)、全脑体积(total intracranial volume, TIV)、杏仁核体积和杏仁核VAI。部分依赖图显示海马体积与PET代谢值AI存在边际关系，实际与预测的PET代谢值AI显著相关(Pearson's r=0.47, P<0.01)，表明海马萎缩是PET低代谢不对称性的主要结构相关因素。

研究结论与意义

该研究提出的pNMS框架为mTLE的个体化消融规划提供了可靠的影像学预测工具。与传统基于解剖标志的手术规划不同，pNMS通过量化个体间代谢不对称性，实现了真正意义上的"量体裁衣"式治疗。研究不仅确定了具有预后价值的代谢阈值(-0.06)，还明确了实现癫痫无发作所需的最小消融范围(39.79%)，为临床医生提供了明确的手术指导标准。

值得注意的是，研究发现海马萎缩是pNMS表达的关键结构基础，这反映了mTLE中结构与功能之间的映射关系。神经元丢失和突触密度降低导致的葡萄糖代谢减退，以及慢性神经炎症的加剧，可能是这一关联的潜在病理生理机制。

尽管该研究存在样本量有限、回顾性设计等局限性，但作为MRgLITT这一新兴技术背景下相对大规模的临床研究，其结果为未来个体化消融策略的发展提供了重要证据。pNMS框架特别适用于MRI阴性病例，在这些结构指导有限的情况下，功能影像学生物标志物显得尤为重要。

未来需要多中心前瞻性研究进一步验证pNMS的临床效用，并探索将其应用于更广泛脑区（如梨状皮质、海马旁回和内嗅皮质）的可能性。这一研究标志着癫痫外科从传统解剖指导向功能个体化指导的重要转变，为改善药物难治性癫痫患者长期预后带来了新的希望。