《Annals of Neurology》:Accelerated Brain Atrophy in Epilepsy: A Prospective Population-Based Study
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目的:以往的纵向神经影像学研究表明,癫痫是一种进展性疾病。迄今为止,这些发现在很大程度上依赖于来自三级医疗中心的人群,导致了确定偏倚,因为病情严重的患者更容易被重新扫描。研究人员旨在在一个前瞻性、基于人群的队列中确定进展性脑萎缩的速率。
方法:研究人员分析了来
目的:以往的纵向神经影像学研究表明,癫痫是一种进展性疾病。迄今为止,这些发现在很大程度上依赖于来自三级医疗中心的人群,导致了确定偏倚,因为病情严重的患者更容易被重新扫描。研究人员旨在在一个前瞻性、基于人群的队列中确定进展性脑萎缩的速率。
方法:研究人员分析了来自英国一个前瞻性、纵向、基于社区队列的116名癫痫患者和89名年龄与性别匹配的健康对照者的纵向磁共振成像(MRI)数据。所有参与者无论癫痫发作状态如何,均接受了间隔3.5年的2次扫描。研究人员使用最先进的纵向形态测量学量化了皮层厚度和皮层下体积的进展性变化。
结果:与健康对照组相比,癫痫患者表现出加速但适度的全局灰质体积(GMV)丢失(2.7 vs 2.4 ml/year;p = 0.01)。这种加速与特定表型相关:局灶性癫痫、MRI可识别的病变以及持续的癫痫发作。相比之下,全面性癫痫和无发作期与更稳定的整体轨迹相关。被确定为易损的皮层区域与健康对照组相比表现出明显加速的变薄(5.3 vs 3.4 μm/year;p < 0.001),并且在大多数癫痫表型中普遍存在。
解释:癫痫与超过正常衰老的进展性结构性脑损伤有关,但其轨迹是异质性的。这些基于人群的前瞻性数据证实,易损区域表现出进展性萎缩,特别是在局灶性和结构性病变性癫痫以及有持续癫痫发作的个体中。
长期以来,关于癫痫是否会导致进行性脑损伤一直存在争议。传统的观点认为癫痫是一种静态疾病,但越来越多的神经影像学证据表明,癫痫是一个与进行性结构改变相关的动态过程。然而,以往的纵向研究几乎完全依赖于三级医疗中心的人群,存在明显的确定偏倚,因为在这些临床队列中,重复神经影像学检查通常由临床需求触发,如药物难治性、癫痫发作控制恶化或认知障碍等。这导致现有文献偏向于疾病谱中最严重的一端,而控制良好的癫痫患者代表性不足。因此,进行性脑萎缩是所有癫痫的内在特征,还是严重难治性疾病的具体后果,目前仍不清楚。为了探究普通癫痫人群结构变化的真实自然史,研究人员重新分析了一个独特的前瞻性、基于人群的队列。该研究通过系统地重新扫描基于社区的患者(无论其临床状态如何),规避了选择偏倚。研究人员应用最先进的纵向形态测量处理技术对这些前瞻性基于人群的数据进行了分析,以提供癫痫进行性结构变化的更普遍估计,并确定加速萎缩是一种普遍现象还是仅限于特定的临床表型。该研究为癫痫中加速的脑萎缩提供了更普遍、最先进的形态测量估计,确认了癫痫与超过正常衰老的加速脑萎缩相关,并突出了临床表型的关键影响。该论文发表在《Annals of Neurology》上,为理解癫痫的进行性结构损伤提供了更真实、更普遍的基础,表明进行性损伤虽然是核心特征,但其严重程度具有高度异质性。
样本队列来源于英国一个前瞻性、基于社区的纵向研究,包括116名确诊癫痫患者和89名年龄和性别匹配的健康对照。所有参与者间隔3.5年进行两次扫描。研究使用1.5T磁共振成像(MRI,利用磁共振现象对人体内部进行成像的技术)扫描仪获取T1加权结构图像。图像处理采用计算解剖学工具箱(CAT12)在统计参数映射12(SPM12)中运行,使用反向一致纵向配准方法估计全脑灰白质体积、皮层厚度及皮层下区域体积。统计分析使用线性混合效应模型(LMMs,用于分析重复测量数据的统计方法)评估萎缩率,并对多重比较进行了校正。
研究人群
最终分析包括116名癫痫患者和89名健康对照。在癫痫队列中,局灶性癫痫占73%,全面性癫痫占27%。34%的参与者存在结构性MRI异常。在随访期间,78%的患者继续经历癫痫发作,22%的患者无发作。通过队列分析得出,癫痫患者的表型分布具有多样性,且大部分患者在随访期内仍有持续发作。
全局和区域萎缩率
研究发现,通过纵向形态测量学分析,癫痫患者的全局灰质体积(GMV,大脑皮层及皮层下核团的灰质总量)丢失速度显著快于健康对照组(2.7 vs 2.4 ml/year;p = 0.01)。这种加速萎缩由特定表型驱动:在局灶性癫痫、有持续癫痫发作及MRI阳性患者中显著,而在全面性癫痫、无发作期及MRI阴性患者中轨迹较稳定。在易损皮层区域,癫痫患者的皮层变薄速度明显大于对照组(5.3 vs 3.4 μm/year;p < 0.001),且该现象在多数癫痫亚型中普遍存在。
进行性损伤的拓扑分布
顶点纵向形态测量揭示了癫痫患者特有的加速萎缩模式。显著簇位于双侧顶枕交界区和内侧中央旁皮层。皮层下分析显示双侧丘脑和海马存在进行性体积丢失。有持续发作的患者表现出广泛的萎缩模式,而无发作者萎缩仅局限于右侧海马。癫痫的侧性影响损伤的空间分布。局灶性癫痫表现出额外的额上回受累,而全面性癫痫未检测到显著的加速萎缩簇。MRI阳性的局灶性癫痫表现出广泛改变,而MRI阴性者仅限于右侧内侧中央旁皮层和左侧丘脑。
进行性萎缩的临床决定因素
通过多变量线性混合效应分析发现,较高的癫痫发作频率与双侧壳核的加速萎缩和右侧海马较慢的萎缩相关。全身强直-阵挛发作病史预示右侧海马、丘脑和杏仁核的加速萎缩。海马硬化(HS,海马神经元丢失和胶质增生的病理状态)的存在预示海马和左侧杏仁核的更快萎缩。较短的癫痫病程与基底节萎缩加速相关,而基线抗癫痫药物(ASMs,用于控制癫痫发作的药物)负荷较高与右侧海马和丘脑萎缩加速相关。
讨论部分指出,通过避免三级转诊队列固有的确定偏倚,该研究提供了更真实的自然史视角。癫痫相关萎缩具有拓扑特异性,全局大脑健康在广泛人群中可能相对保留,但特定网络仍易受进行性损伤。结构衰退的轨迹受癫痫综合征的强烈影响,局灶性癫痫的进展性全局萎缩明显,而全面性癫痫的轨迹更稳定。这表明癫痫网络的基础拓扑结构驱动了结构进展,解剖基质和病因比特定的癫痫负荷更为关键。此外,有持续发作的患者全局萎缩更快,但在无发作者中也发现了加速萎缩的趋势,这表明独立于明显癫痫发作的机制(如临床下癫痫样活动、网络功能障碍或长期药物使用)可能也促成了进行性神经退行性变。较短的癫痫病程与基底节萎缩加速相关,表明形态学改变在疾病早期最具动态性,随着病程慢性化而减速。这强调了早期强化治疗干预以阻止结构衰退的重要性。
研究结论翻译如下:这项基于人群的前瞻性研究确定,癫痫是一种进行性脑部疾病,其特征是加速的结构性萎缩,超出了正常衰老的界限。然而,研究证明这种进展并非一种普遍的命运,而是一条由综合征、病因和疾病活动驱动的、高度可变的轨迹。通过减少转诊偏倚,研究显示虽然在易损网络中进行性损伤普遍存在,但在普通癫痫人群中,其严重程度低于先前基于三级队列数据的预期。这些发现为向癫痫患者提供建议提供了更乐观但现实的基础。持续癫痫发作、疾病早期与快速萎缩之间的关联支持了这样一个概念,即存在一个早期积极控制癫痫发作的关键窗口期,并在可用时进行抗癫痫生成治疗,以防止不可逆的结构损伤并保护大脑健康。