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中枢神经系统病毒感染继发的癫痫发作

摘要

中枢神经系统(CNS)的病毒感染是癫痫发作和癫痫的常见原因。急性症状性癫痫发作可发生在几乎所有类型的急性中枢神经系统病毒感染的背景下。然而,病毒感染中枢神经系统后,晚期无端癫痫发作和癫痫可能不常见。中枢神经系统病毒感染后癫痫发作的发生率主要取决于感染的脑区。使用抗癫痫药物(AEDs)治疗中枢神经系统病毒感染是否可以预防患者的癫痫发作和继发癫痫,特别是关于AEDs的时间、药物选择和剂量以及持续时间,仍有待确定。病毒性脑炎所致顽固性癫痫患者术后癫痫发作的结局主要取决于致痫带。此外,已知神经炎症广泛参与中枢神经系统病毒感染期间癫痫发作的产生,抗炎疗法在预防中枢神经系统病毒感染继发癫痫发作和癫痫方面的作用有待进一步研究。本文就中枢神经系统病毒感染继发癫痫和癫痫的发生率、机制、临床处理和预后进行综述,并总结常见的中枢神经系统病毒感染可引起癫痫和癫痫。

背景

病毒感染可引起广泛的中枢神经系统(CNS)疾病。许多类型的中枢神经系统病毒感染具有特征性的地理分布模式,它们可以通过旅行跨区域或国家传播[1].了解病毒的流行区域有助于诊断中枢神经系统病毒感染。此外,随着分子生物学和神经影像学技术的发展,中枢神经系统病毒感染的诊断越来越迅速和准确。

癫痫发作是中枢神经系统病毒感染的常见症状,可发生在感染的急性期或康复后的晚期[2].几乎所有类型的急性中枢神经系统病毒感染均可出现急性症状性癫痫发作,而在感染急性期康复后,晚期的无故癫痫发作和癫痫发作可能并不常见[2].先前的研究表明,病毒性脑炎并发癫痫发作可预测随访死亡和严重后遗症[3.].理论上,早期处理中枢神经系统病毒感染后的癫痫发作可能改善预后。然而,关于抗癫痫药物(AEDs)治疗的时间、药物选择和剂量以及持续时间的数据有限。神经外科手术并不总是能产生理想的癫痫发作结果,然而,在某些脑后癫痫患者亚组中,据报道,术后癫痫发作的结果总体上令人满意[4].

在本文中,我们对中枢神经系统病毒感染继发癫痫和癫痫进行了全面综述,主要关注中枢神经系统病毒感染后癫痫和癫痫的临床管理和预后。

中枢神经系统病毒感染的癫痫发作

中枢神经系统的病毒感染可表现为急性症状性或晚期无端癫痫发作[12].多种中枢神经系统病毒感染与癫痫发作有关[124].早期癫痫发作的发生率因中枢神经系统病毒感染而异,可能由于对非惊厥性癫痫发作的诊断不足而被低估[2].急性症状性癫痫发作一般不会复发,但可能会增加随后无缘无故发作和癫痫的风险[1].例如,一项基于人群的研究发现,在病毒性脑炎合并早期癫痫发作的患者中,晚期无端癫痫发作的20年风险为22%,而在病毒性脑炎期间未经历早期癫痫发作的患者中,风险为10% [5].

常见的与癫痫发作相关的中枢神经系统病毒感染

中枢神经系统病毒感染是癫痫发作和获得性癫痫的常见病因。可引致脑炎的病毒种类超过100种[1].病毒性脑炎按流行病学行为可分为散发性脑炎和流行性脑炎[12].大多数类型的流行性病毒性脑炎是由虫媒病毒引起的,虫媒病毒通过蚊虫和蜱等节肢动物传播给人类[2],而它们具有不同的地理分布特征[1].充分了解每种病毒的流行区域,有利于临床诊断中枢神经系统病毒感染。表中列出了与癫痫发作有关的常见病毒1

表1与癫痫发作相关的常见病毒

日本脑炎由日本脑炎病毒引起,是世界上最常见的急性流行性脑炎[1].脑炎患者发生早期癫痫发作的相关因素包括年龄小、局灶性无力、脑电图(EEG)减慢、格拉斯哥昏迷量表评分低、颅内压升高,以及计算机断层扫描或磁共振成像显示皮层和丘脑受累[220.].先前的研究显示,50-80%的脑炎病例有癫痫发作[21];更具体地说,61%的儿童患者和37%的成人患者表现为癫痫发作[2].值得注意的是,反复癫痫持续状态(SE)与不良预后相关[20.].临床调查结果提示,在乙脑流行地区出现中枢神经系统病毒感染症状的患者应高度怀疑乙脑,并应进行病毒学和血清学检测以证实怀疑。

登革热主要在热带和亚热带国家流行。登革脑炎是一种罕见但严重的登革病毒感染并发症。癫痫发作在登革脑炎病例中很常见,发病率为47%,通常为全身性发作[222324].

单纯疱疹病毒性脑炎(HSE)是散发性脑炎中最常见的一种,大多数病例是由单纯疱疹病毒1型(HSV-1)引起的。[1925].HSE最常见的临床症状包括发热、癫痫、头痛和局灶性神经功能缺损[26].HSE炎症以出血性坏死性炎症为特征,易发生在额颞区的致痫区域,并累及大脑皮层[192728],这可以部分解释HSE期间癫痫发作的高发。既往研究表明,75%的HSE病例在感染急性期出现癫痫发作[29], 40-65%的成年患者在HSE症状缓解后出现晚期无端癫痫发作[30.31], 29%的HSE患者有SE [32],这比其他原因更棘手[3334].与HSE相关的主要癫痫发作类型是局灶性癫痫,其次是全身性癫痫发作[35].值得注意的是,HSV在初次感染后可在中枢神经系统组织中存留很长时间[36],形成HSV再激活源,应激、紫外光、免疫抑制状态、并发感染、激素变化、癫痫手术、三叉神经节手术等条件下均可诱发HSV再激活[37383940],从而导致HSE复发。

其他类型的疱疹病毒只导致一小部分脑炎病例。巨细胞病毒是引起宫内感染的常见原因[414243]并与产后癫痫发作密切相关[4445].然而,约90%的先天性巨细胞病毒感染病例是无症状的[46],而只有10-15%的婴儿病例在出生时出现临床症状或体征[47].有症状感染儿童的产后癫痫发生率为10%至56%,而无症状感染儿童的发生率为0.9% [484950].

人体免疫缺陷病毒(艾滋病毒)感染已成为新发癫痫的常见病因,特别是在发展中国家[1].据报告,2-20%的艾滋病毒感染病例有癫痫[51],且多数表现为全身性癫痫;相反,局部癫痫很少观察到[52535455].获得性免疫缺陷综合征患者癫痫发作的原因包括脑部HIV感染,更常见的是继发性中枢神经系统感染[1].进行性多灶性白质脑病(PML)是一种罕见的机会性病毒感染,由一种常见的约翰坎宁安病毒(JCV)引起的免疫功能低下的个体,特别是那些晚期HIV感染。在Miskin等人之前的一项研究中,44%的PML幸存者有癫痫发作,25%的患者在PML症状出现时立即癫痫发作[56].在PML患者中,t1加权造影前磁共振图像上的高皮质信号和免疫重建炎症综合征均与癫痫发作有关[5758].

腮腺炎病毒和麻疹病毒都是成员副黏液病毒科家族和脑炎都与脑炎有关。亚急性硬化性全脑炎(SSPE)是一种由麻疹病毒引起的进行性致命疾病[59].在早期的一项研究中,43%的SSPE患者会发展为癫痫,且致痫活动主要局限于额叶(58%)[59].

新出现的病毒性传染病包括最近传播到新的地理位置、感染新的宿主物种或改变其病理和发病率的旧感染,以及由以前未知的病原体引起的新感染[160].新出现的病毒感染例子包括从马来西亚蔓延至孟加拉国和印度的尼帕病毒感染[1261],以及寨卡病毒(ZIKV)。寨卡病毒是虫媒病毒的最新成员,最初在太平洋地区引起零星疾病,然后大规模爆发[62].

早前一项研究显示,急性尼帕脑炎患者中,有23-27%有癫痫发作,30-54%有持续节段性肌阵挛[61].相对而言,复发性尼帕脑炎患者常出现癫痫发作[161].怀孕期间寨卡病毒感染可导致先天性寨卡综合征(CZS),这是一种独特的出生缺陷和残疾模式,因为寨卡病毒倾向于攻击胎儿大脑的胚胎基质[63].ZIKV感染可引起广泛的潜在神经异常和频繁的癫痫发作[9].在患有cts的婴儿出生一年内观察到癫痫[64].根据以往的研究,癫痫的发病率为9%至71.4% [646566676869],主要发作类型为癫痫痉挛(72%),其次为局灶性运动发作(21%)及强直性发作(4%)[69].

中枢神经系统病毒感染时癫痫发作的机制

在不同类型的中枢神经系统病毒感染中,癫痫发作和癫痫发作的发生率各不相同,这被认为在很大程度上取决于病变的解剖位置[2].HSV主要累及近颞叶,这是已知的高度致痫脑区,而其他病毒如JEV和西尼罗河病毒一般累及皮质下结构和备用大脑皮层[12].

嗜神经病毒可通过血液或轴突转运侵入中枢神经系统,引起神经元损伤、与癫痫发作级联相关的神经回路异常修饰以及感染期间促炎细胞因子的产生[1670].促炎细胞因子可激活先天免疫系统及适应性免疫系统[70].活化的巨噬细胞和小胶质细胞是先天免疫的效应细胞,在病毒感染时可产生白细胞介素(IL)-6和肿瘤坏死因子(TNF)-α [717273].此前有研究发现,浸润的巨噬细胞(炎症细胞)数量与CNS病毒感染期间感染后癫痫发作的高峰重合[74].炎症巨噬细胞在清除大脑病毒中发挥作用,但同时可能通过促进IL-6的产生引发癫痫[71].IL-6和TNF-α等促炎细胞因子已被证明可破坏神经元兴奋/抑制平衡并增加神经元过度兴奋性[717576].在Theiler脑脊髓炎病毒诱发癫痫的小鼠模型中,研究人员发现在病毒感染的急性期,CA3锥体神经元的抑制电流显著降低,兴奋电流显著增加[7778].此外,先前的研究表明,炎症因子可能会破坏血脑屏障,导致脑水肿,最终引发癫痫[17980].中枢神经系统病毒感染继发的急性症状性癫痫发作可引起大脑功能和结构的改变,如神经元丧失、神经发生、小胶质细胞和星形胶质细胞激活、胶质细胞增生和神经回路改变,从而促进癫痫发生和随后的癫痫[7081].

临床管理与预后

快速诊断和及时开始抗病毒治疗对于中枢神经系统病毒感染患者的最佳预后至关重要[19].常规使用皮质类固醇治疗中枢神经系统病毒感染的有效性证据不足[19].临床怀疑患有中枢神经系统病毒感染的患者应实施经验性干预,尽管病毒学检测仍未完成[8283].

中枢神经系统病毒感染期间癫痫发作与严重后遗症密切相关,表明继发癫痫的风险较高[2684].理论上,预防性使用aed进行一级或二级预防可能会改善预后。在之前的系统综述中,Pandey等人试图确定预防性aed使用对病毒性脑炎患者癫痫发作发生的主要和次要预防作用,但未能获得任何相对高质量的出版物[85].此外,由于缺乏循证信息,aed的时间、具体的药物和剂量以及持续时间尚未确定[85].需要对这些问题进行进一步研究。在临床实践中,抗癫痫药物通常用于在感染的急性期发生第一次急性症状性癫痫发作后,防止再次发作[86].对于复杂急性脑损伤患者,预防性使用aed的时间可为1至6个月[8687],而抗癫痫药物的选择主要取决于癫痫发作的类型[88].窄谱aed(如卡马西平、奥卡西平、苯妥英和拉科沙胺)被认为可降低局灶性癫痫患者的癫痫发作频率[888990].广谱aed(如拉莫三嗪、左乙拉西坦、托吡酯、丙戊酸钠和唑尼沙胺)通常用于局灶性癫痫或大多数全身癫痫患者[888990].当CNS病毒感染后癫痫确诊时,建议长期抗癫痫药物治疗。如果第一次AED滴定至治疗剂量未能控制癫痫发作,则添加第二次AED可增加实现无癫痫发作目标的可能性[91].感染后癫痫患者抗癫痫治疗的持续时间应定制化。对于那些至少两年没有癫痫发作的人,考虑停用aed是合理的[88929394].此外,人们普遍认为,一旦确定了SE的诊断,就应开始抗癫痫治疗。强烈建议迅速开始aed治疗,开始重症监护并同时监测,直至临床和电图癫痫停止[95].

促肾上腺皮质激素被认为是治疗婴儿痉挛的有效方法,但由于其抑制免疫反应,可能会对CMV感染后出现婴儿痉挛的患者造成严重的副作用[969798].值得注意的是,先前的研究报道,56%的婴儿痉挛和巨细胞病毒感染患者在更昔洛韦和aed治疗后实现癫痫停止[99].这表明联合抗病毒和抗癫痫方案是首选,以避免类固醇治疗引起的潜在副作用。

几种抗病毒药物主要由CYP3A4代谢,但大多数老一代aed可诱导或抑制这种酶的功能,从而导致抗病毒药物血浆浓度的改变[One hundred.].因此,当抗病毒药物与抗癫痫药物合用时,应重新评估抗病毒药物的疗效。丙戊酸是一种强效肝酶抑制剂,可抑制齐多夫定的代谢[101].相反,卡马西平是一种酶诱导的抗癫痫药物,可显著降低茚地那韦的血药浓度,可能需要增加剂量[102].值得注意的是,第二代或第三代aad,如左乙拉西坦、拉莫三嗪、加巴喷丁和布瓦拉西坦可能是较好的选择,因为它们对CYP3A4酶功能的影响较小[103].

中枢神经系统病毒感染继发癫痫通常难以治疗,即使使用多种ade也是如此[26104105].中枢神经系统病毒感染引起的顽固性癫痫患者应考虑进行癫痫手术[106].但既往研究发现,由于中枢神经系统病毒感染的病变普遍分布广泛,神经外科手术后的癫痫预后并不理想[4107108].值得注意的是,有证据表明某些患者在癫痫手术后可能有良好的预后。最近的一项研究表明,在完全无癫痫发作或术后有明显改善的脑后癫痫患者中,癫痫发作区位于前颞叶结构或局灶回;而在术后癫痫预后相对较差的患者中,癫痫始于多个脑叶[107].因此,应进行严格的术前评估,以确定哪些CNS病毒感染继发的顽固性癫痫患者适合手术治疗。由于头皮脑电图通常不适用于术前评估,应进行立体脑电图或皮质电描记术以阐明致痫带[106107].

值得注意的是,在初次感染后,HSV可在中枢神经系统中建立持续的潜伏感染,成为HSE复发的来源[109110].据我们所知,HSE后HSV再激活的情况很少发生,但有报道称脑病后癫痫的神经手术后HSE复发[110111].因此,对于已知有HSE病史的脑后癫痫患者,术前应考虑使用抗病毒药物进行预防性治疗[109110].

中枢神经系统病毒感染后的免疫炎症反应是导致癫痫发作和癫痫的常见病理生理机制[1].动物实验表明,抗炎疗法可能有助于提高癫痫发作阈值[112].需要进一步的临床试验来评估抗炎药物对中枢神经系统病毒感染继发癫痫发作的影响。

值得注意的是,最近的研究表明,中枢神经系统病毒感染与随后的自身免疫性脑炎(AE)可能存在关联[113114115116117].声发射也是癫痫发作和癫痫的原因之一[118].中枢神经系统病毒感染引起的神经元损伤和神经炎症可导致神经元表面蛋白的暴露,从而引发针对这些抗原的后续抗体的产生[113119].此外,分子拟态也参与了病毒感染中枢神经系统后AE的发病机制[113114].在最近一项对HSE患者队列的前瞻性研究中,27%的病例发生了与n -甲基-自身免疫反应相关的AED-天冬氨酸受体及其他神经元表面蛋白在抗病毒治疗后3个月内的变化[113].此外,AE组与非AE组在HSE期间aed或免疫治疗的使用上无差异[113].但由于本研究病例数量较少,在CNS病毒感染期间预防性使用aed或免疫治疗是否能有效预防AE的发生,尚需进一步研究。

结论

急性症状性和晚期无端癫痫发作均与中枢神经系统病毒感染有关。癫痫发作和癫痫的发病率在各种中枢神经系统病毒感染中有所不同,这可能是由于不同类型的病毒所涉及的大脑区域不同。CNS病毒感染患者预防性常规使用ADEs仍有争议,术后发作结局主要取决于致痫带。CNS病毒感染期间的免疫炎症反应是导致癫痫发作和癫痫的常见病理生理机制,抗炎治疗可能有利于更好的癫痫发作结果。目前,关于中枢神经系统病毒感染继发癫痫和癫痫的发病率、临床管理和预后的数据有限,因此需要进一步的研究来促进对这些方面的了解。

数据和材料的可用性

不适用。

缩写

AE:

自身免疫性脑炎

AED:

抗癫痫药物

巨细胞病毒:

巨细胞病毒

中枢神经系统:

中枢神经系统

CSF:

脑脊髓液

cz:

先天性寨卡综合征

EBV:

爱泼斯坦巴尔病毒

脑电图:

脑电图

艾滋病毒:

人类免疫缺陷病毒

HSE:

单纯疱疹性脑炎

HSV:

单纯疱疹病毒

1型单纯疱疹病毒:

单纯疱疹病毒1型

IL:

白介素

JCV:

约翰·坎宁安病毒

我:

日本脑炎

JEV:

日本脑炎病毒

PML:

进行性多灶性白质脑病

SE:

癫痫持续状态

SSPE:

亚急性硬化性全脑炎

肿瘤坏死因子:

肿瘤坏死因子

带状疱疹:

水痘带状疱疹病毒

ZIKV:

Zika病毒

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资金

国家自然科学基金(No. 81571259, No. 81771390)资助。

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贡献

PZ对研究内容做出了实质性的贡献,起草并修改了手稿,阅读并批准了最终的手稿。YY、JZ、XY、QL对稿件进行了起草和修改,并对最终稿进行了阅读和批准。YC对研究内容做出了实质性的贡献,对手稿进行了修改,并阅读并批准了最终的手稿。

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张鹏,杨勇,邹杰,张鹏。et al。中枢神经系统病毒感染继发的癫痫发作。Acta Epileptologica2, 12(2020)。https://doi.org/10.1186/s42494-020-00022-0

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  • 癫痫发作
  • 癫痫
  • 病毒感染
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