母体二十二碳六烯酸摄入对热性惊厥及热性惊厥后惊厥易感性增高的影响：基于小鼠模型与人样本的研究

《The Journal of Nutritional Biochemistry》：Effects of maternal docosahexaenoic acid intake on febrile seizures and increased seizure susceptibility after febrile seizures: Study using mouse models and human samples

　　

母体二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）摄入可增加子代脑内雌二醇（estradiol，E2）水平；E2可延长热性惊厥发作潜伏期；E2还可抑制热性惊厥后小胶质细胞活化；热性惊厥患者血液中DHA与E2水平降低；人血液中E2与白细胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）浓度呈负相关。

**母体二十二碳六烯酸摄入对热性惊厥及热性惊厥后惊厥易感性增高的影响：基于小鼠模型与人样本的研究——论文解读**

**一、研究背景与科学问题**

热性惊厥（febrile seizures，FS）是6个月至5岁儿童在发热状态下出现的惊厥发作，且不伴有中枢神经系统感染。简单性热性惊厥通常短暂且呈全身性发作，一般无需 extensive 诊断性检查；而复杂性热性惊厥则以持续时间长、局灶性特征或24小时内复发为特点，可能需进一步神经学评估。临床研究显示，复杂性热性惊厥患儿日后发生癫痫的风险显著高于简单性热性惊厥患儿。在248例患儿的研究中，22.1%后续发展为癫痫，危险因素包括发作持续时间超过15分钟、发育迟缓、脑电图痫样放电及神经影像学异常。另一项纳入621例复杂性热性惊厥患儿的研究中，24.7%在至少1年随访后发展为癫痫。研究人员此前的动物实验亦表明，复杂性热性惊厥暴露可显著增加小鼠成熟后对戊四唑（pentylenetetrazol，PTZ）诱导惊厥的敏感性。因此，预防热性惊厥对儿童的健康发育具有重要意义。

二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）是一种人体必需的omega-3多不饱和脂肪酸，在大脑中高度富集，对神经功能至关重要。DHA可激活核因子E2相关因子2-抗氧化反应元件信号通路，降低氧化应激；增强超氧化物歧化酶活性和总抗氧化能力，从而保护细胞免受氧化应激诱导的凋亡；并具有抗炎作用。DHA对脑发育和功能亦不可或缺，影响信号转导、神经传递和突触可塑性，并维持神经元膜的结构完整性。研究人员此前报道，DHA可上调细胞色素P450家族19亚家族A1（cytochrome P450 family 19 subfamily A1，CYP19A1）——即芳香化酶，该酶将睾酮转化为17β-雌二醇（17β-estradiol，E2），且DHA的神经保护作用依赖于脑内合成的E2。

然而，DHA在癫痫治疗中的临床研究结果并不一致。部分研究显示补充omega-3脂肪酸（含DHA）可减少难治性癫痫患者发作频率和持续时间，并降低肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor alpha，TNF-α）和白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）水平；但也有两项随机对照试验未观察到高剂量鱼油对药物难治性癫痫的显著疗效。因此，需结合临床样本和动物模型仔细评估DHA在不同病理条件下的作用机制。研究人员此前利用棉籽油作为omega-3缺乏饮食，发现母体DHA摄入可显著延长子代热性惊厥潜伏期并提高首次惊厥发生时的体温；但棉籽油中含有棉酚，具有诱导线粒体功能障碍等多种药理作用，可能干扰实验结果。因此，本研究在常用大豆油中添加DHA，在小鼠模型中重新评估其对热性惊厥及惊厥后惊厥易感性增高的影响，并利用热性惊厥患儿样本进一步探讨其作用机制。

**二、研究内容概述**

本研究采用孕期母鼠DHA饮食干预模型，从胚胎第5天至出生后第21天给予对照组或DHA补充饮食，并于出生后第9天给予芳香化酶抑制剂来曲唑（letrozole）以阻断E2合成，于出生后第10天通过热辐射诱导热性惊厥。研究人员检测了子代大脑皮层DHA和E2水平、热性惊厥发作潜伏期和阈值体温、复杂性热性惊厥后小胶质细胞活化程度及炎症因子表达，并在小鼠成年后（8-9周龄）通过PTZ攻毒实验评估远期惊厥易感性。同时，研究还利用BV-2小胶质细胞系进行体外热刺激实验，并收集了15例热性惊厥患儿和11例对照儿童的外周血样本，测定血清DHA、E2及细胞因子水平并进行相关性分析。

**三、主要关键技术方法**

本研究采用的主要技术方法包括：气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）测定大脑皮层和血清中不饱和脂肪酸浓度；高效液相色谱（high-performance liquid chromatography，HPLC）结合酶免疫分析法测定脑组织E2含量；免疫组织化学染色评估小胶质细胞形态学变化（离子钙结合适配器分子1（ionized calcium-binding adapter molecule 1，Iba1）和CD68双标）及阿米巴样评分；实时荧光定量聚合酶链反应（quantitative polymerase chain reaction，qPCR）检测炎症因子mRNA表达；PTZ急性攻毒实验评估成年期惊厥易感性；人血清细胞因子采用LEGENDplex流式细胞术检测。人类样本队列来自产业医科大学医院和北九州综合医院（2018年11月至2021年7月招募），对照组为1-6岁无发热、无惊厥、无神经疾病史儿童，热性惊厥组为1-8岁患儿。

**四、研究结果**

**3.1 DHA饮食摄入引起的脑内E2水平变化及惊厥易感性改变**：母体自妊娠第5天起摄食DHA补充饮食，可显著提高子代出生后第10天和第21天大脑皮层DHA和E2水平，至第56天组间差异消失。出生后第9天单次注射来曲唑几乎完全消除了DHA饮食引起的皮层E2升高，这种抑制效应持续至第21天，但第56天已恢复，与来曲唑在脑内的代谢动力学一致。在热性惊厥诱导实验中，DHA饮食显著延长了首次惊厥发作潜伏期并提高了惊厥发作时的直肠温度，而来曲唑完全消除了这些保护效应；但DHA饮食不改变各组最高体温及复杂性热性惊厥的发生比例。研究还发现，仅从出生后第1天至第21天给予DHA饮食也可提高皮层DHA和E2水平，但升高幅度低于从胚胎第5天即开始补充的方案，提示孕期起始的DHA摄入可能更为有效。

**3.2 热性惊厥后小胶质细胞活化与远期惊厥易感性的关系**：在出生后第10天诱导复杂性热性惊厥后第1天（P11），小鼠大脑皮层小胶质细胞阿米巴样评分和CD68表达显著升高，提示小胶质细胞活化；母体DHA摄入明显抑制了这种活化，而来曲唑阻断了DHA的抑制作用。至惊厥后第11天（P21），热性惊厥诱导的小胶质细胞活化已消退。与之一致的是，复杂性热性惊厥后第1天皮层IL-1β和IL-6 mRNA表达显著升高，DHA饮食明显抑制了这种升高，来曲唑同样阻断了DHA的效应。体外实验显示，BV-2小胶质细胞在40°C培养条件下IL-1β mRNA表达显著升高，E2预处理以浓度依赖性方式抑制该升高；雌激素受体α（estrogen receptor α，ERα）激动剂丙基吡唑三醇（propylpyrazoletriol，PPT）较ERβ激动剂双芳基丙腈（diarylpropionitrile，DPN）表现出更强的抑制效应，提示ERα介导了E2的抗炎作用。在成年期（8-9周龄）PTZ攻毒实验中，经历复杂性热性惊厥的小鼠对40 mg/kg和60 mg/kg PTZ的惊厥反应显著增强，惊厥评分更高、强直-阵挛发作潜伏期更短；而母体DHA摄入显著减轻了这种远期惊厥易感性增高，来曲唑同样阻断了DHA的保护作用。

**3.3 热性惊厥患儿血清DHA、E2与细胞因子的相关性**：在26名儿童血清样本中，DHA与E2浓度呈显著正相关（Spearman ρ=0.5211），而二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）、花生四烯酸（arachidonic acid，ARA）和α-亚麻酸（alpha-linolenic acid，ALA）与E2无显著相关。热性惊厥患儿血清DHA和E2水平均显著低于对照组。在15例热性惊厥患儿中，血清E2与IL-1β呈显著负相关（ρ=-0.5211），与单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）呈中度负相关趋势，而与TNF-α和IL-6无显著相关性。

**五、讨论与结论**

本研究利用小鼠模型和人血清样本，系统揭示了母体DHA摄入通过增加子代脑内E2水平来发挥抗热性惊厥和减轻惊厥后神经炎症的作用。DHA饮食延长了热性惊厥发作潜伏期并提高了发作阈值体温，但一旦惊厥发生，其严重程度不受DHA影响。机制上，DHA通过上调CYP19A1促进脑内E2合成，E2作用于小胶质细胞ERα受体，抑制热性惊厥后小胶质细胞活化和IL-1β等促炎因子的表达，从而减轻神经炎症反应，最终降低成年后惊厥易感性。来曲唑实验证实了脑内E2的关键因果作用。

从发育阶段来看，哺乳期（P1-P21）单独补充DHA虽可提高脑内DHA和E2水平，但效果弱于从妊娠期即开始补充的方案，这可能与胎脑血脑屏障相对不成熟、更有利于DHA入脑有关。本研究中DHA补充剂量换算为人等效剂量约为52 mg/kg/天，高于孕期常规推荐量（200 mg/天），属治疗性剂量范围，但仍低于成人长期摄入无安全性忧虑的上限。

人血清样本分析显示，热性惊厥患儿DHA和E2水平均低于对照，且DHA与E2正相关、E2与IL-1β负相关，与动物实验结论相互印证。但需注意，人类研究属于横断面设计，样本量较小，且缺乏发热无惊厥对照组，因此这些关联不能推断因果关系，仅作为支持性和相关性证据。未来需通过人体剂量-反应研究明确DHA补充的最佳剂量和时机。

综上所述，母体DHA摄入通过升高子代脑内E2水平延迟热性惊厥发作，并在惊厥发生后减轻神经炎症，从而降低远期惊厥易感性。孕期及婴儿期充足的DHA摄入可能有助于预防热性惊厥及其长期不良后果。