研究者正在嘗試使用一種有力的影像學檢查工具，對難以尋覓的癲癇病灶進行定位。谷氨酸化學交換飽和轉移（Glutamate chemical exchange saturation transfer，GluCEST）是一(yi)種高分辨(bian)MRI技術，可以檢(jian)測在(zai)海馬(ma)體內有多少(shao)(shao)谷(gu)氨酸。研究(jiu)結(jie)果發(fa)表于科學(xue)轉化(hua)醫學(xue)雜志。谷(gu)氨酸是中(zhong)樞神經系統(tong)中(zhong)最(zui)常見的(de)興奮性(xing)神經遞質。研究(jiu)表明，它在(zai)發(fa)作時、發(fa)作間(jian)以及尸檢(jian)的(de)癲癇病灶中(zhong)含(han)量增加(jia)。“癲癇中(zhong)的(de)核心假設是，當有人(ren)有癲癇發(fa)作時，在(zai)有多少(shao)(shao)谷(gu)氨酸抑制以及多少(shao)(shao)活化(hua)之間(jian)存在(zai)一些匹配錯誤(wu)。”賓夕法尼亞大學(xue)的(de)Kathryn Adamiak Davis表示(shi)。
Davis是研究的第一作者，她表示，這(zhe)個新的工具比目(mu)前可用(yong)的成像方法(fa)在檢(jian)測(ce)包含(han)癲癇網絡的海馬區域(yu)方面(mian)更為敏感。這(zhe)一研究非常小，只包含(han)了(le)4名(ming)癲癇患者，但(dan)研究者表(biao)示結果十分驚人(ren)。
他們預計將發表這一結果，因為他們正在籌備一個更大的研究，使用更加尖端的多層螺旋MRI掃描(miao)技術，而不是在本研究(jiu)(jiu)中(zhong)使(shi)用的單層技術。研究(jiu)(jiu)的共(gong)同(tong)作者Ravinder Reddy及Hari Hariharan擁有成(cheng)像代謝物和使用這(zhe)些(xie)作為(wei)生物標(biao)志物的CEST MRI專利。
顳葉癲癇
作(zuo)者稱，如果能(neng)夠更(geng)好地檢測出癲(dian)癇病灶，則可以顯著改(gai)善病人護理和(he)癲(dian)癇患者的(de)生活品質。
定位相關癲癇（Localization-related epilepsy，LRE），同(tong)樣被稱為部分(fen)發(fa)作性癲癇，是最為常見的癲癇類(lei)型，發(fa)生于80%的藥物抵(di)抗患者(zhe)。在成年人中，顳(nie)葉癲癇（temporal lobe epilepsy，TLE）占(zhan)LRE的(de)65%。顳(nie)葉內側硬化可以在2/3顳(nie)葉癲癇患者(zhe)中的(de)MRI上(shang)被識(shi)別，并且與癲(dian)癇手術最(zui)有利的預后(hou)相關。
耐藥性癲癇患者在外科手術計劃中多使用多模式結構和功能成像進行評估。除了MRI，也包(bao)括18-氟脫(tuo)氧(yang)葡萄糖(tang)PET-CT和腦磁圖描(miao)記術。然而(er)，這些理論在大多數患(huan)者中(zhong)并沒(mei)有充分對癲癇病灶(zao)進行定位。
大約1/3的TLE患(huan)者在常規MRI中并沒有(you)檢出任何病灶(zao)。但(dan)是在進行了癲癇手術的(de)患者中，87%患者具有組織病理學(xue)(xue)的異常，提示病灶(zao)(zao)的確存(cun)在，但是現(xian)在的影像學(xue)(xue)技術(shu)對(dui)于(yu)病灶(zao)(zao)的檢出缺乏敏感性。
新的研究納入了1名男(nan)性、3名女性患者，平均年(nian)齡40歲，被認定(ding)為(wei)無病(bing)灶型(xing)TLE，并且納入11名健康成人(ren)作為對(dui)照（3名男性、8名女性(xing)，平均(jun)年齡35歲）。
癲癇患者中有一半癲癇發作來自(zi)左(zuo)側(ce)海(hai)馬，另一半來自(zi)右側(ce)海(hai)馬。所有患者對(dui)多種(zhong)抗癲癇病物(wu)(wu)耐藥，曾(ceng)對(dui)其(qi)進行嘗試，無論(lun)使用幾種(zhong)藥物(wu)(wu)均(jun)沒有反應。
每一名患者均在同一時間點進行了GluCEST的檢查。在CEST技術的幫助下，研究者可以通過(guo)測量(liang)水(shui)中的氫(qing)濃度來間接(jie)測量(liang)谷氨酸。
作者表示，CEST成像是通過磁場強度為7T的MRI掃描完成的(de)。GluCEST的靈敏度和測量(liang)谷氨酸的傳(chuan)統MRI檢查相(xiang)比(bi)至少高(gao)出兩個(ge)數(shu)量級，它還可以在(zai)比(bi)磁共振波譜（MRS）或光譜成像高得多的空(kong)間分(fen)辨率水平下對體內的谷氨(an)酸(suan)進行成像。
在這項研究中，研究人員通過顯示海馬的一個層面便可得到結果，雖然他們現在使用的技術可以得到60個層面的圖(tu)(tu)像。“因此我們(men)可以(yi)得(de)到絕大(da)多數腦(nao)部的谷氨酸濃(nong)度分布圖(tu)(tu)像。”Davis表示。
結果顯示，這4名患有癲癇(xian)的患者，在致癲癇(xian)（同(tong)側）的海馬區(qu)與對側相比，由GluCEST測得的谷氨(an)酸濃度無論是質量上還是數量上均明顯增高(gao)，研究人員能夠(gou)得到(dao)一個(ge)準確數字來創(chuang)建一個(ge)感興(xing)趣區域，Davis稱，“這一(yi)掃(sao)描(miao)同樣被拿給(gei)盲法下的癲癇專家(jia)看，他們(men)也(ye)能夠識別所(suo)有患者谷氨酸面積(ji)的增加(jia)。”
在研究的患者中，GluCEST信(xin)號在同(tong)側(ce)（癲癇發作(zuo)的）頭部與對(dui)側(ce)顯著不同(tong)（單尾，P=0.03）。對(dui)海馬尾、整(zheng)個半球及不包(bao)括枕葉的半球（包(bao)括主(zhu)要的顳(nie)葉和顳(nie)葉內側(ce)結構(gou)）進行(xing)的類似比較差異則無(wu)統計學意義。
一個癲癇患者隨后接受了顱內腦電圖評價和右顳葉切除術。該患者的病理結果顯示，手術切除區域與顳葉內側硬化一致。作者表示，這一點“給了GluCEST進一步(bu)信心”。其他三例(li)患者的手術正在計劃中(zhong)。
這一充滿希望的新方法與MRS相比(bi)有數(shu)個(ge)優點，MRS是除GluCEST之外唯一可以(yi)無(wu)創測量人(ren)腦內(nei)谷氨(an)酸含量的技術(shu)。除了(le)分辨(bian)率更高之外，它耗時更短(duan)，也更少受(shou)制于運(yun)動偽影。GluCEST比PET-CT的(de)空間分辨率(lv)更(geng)高，PET-CT曾被用來測量(liang)健康對照組的谷氨酸受體(ti)。
新的影像學工具可以減少侵入性顱內監測的需求，這種監測帶來更高的發病率及死亡率，費用也更貴。“現在在進行手術的患者中，我們認為癲癇發作來自海馬，但目前尚不清楚是哪一側，并且在MRI上并(bing)沒有病灶，這時我(wo)們會經常在顱(lu)骨下插入顱(lu)內電極(ji)，并(bing)進(jin)行侵入性(xing)的檢查。”作者稱。
另外，這一檢查可以獲得關于預后的信息，幫助醫生制定最佳的治療方案。“我們現在的MRI會漏診微小的病(bing)變，而這一項觀察腦興奮性網(wang)絡(luo)根本功(gong)能的檢查為(wei)指(zhi)引我們選擇正(zheng)確的治療方(fang)案帶來了希望，也(ye)許可以讓患者(zhe)從有(you)創檢查中(zhong)解放出(chu)來。”
癲癇影響了全世界6500萬人(ren)口(kou)。大約1/3患者的癲癇發作(zuo)無法被藥物控(kong)制。Davis稱，大(da)多數抗癲(dian)癇(xian)藥物通過增加(jia)谷氨酸的抑制(zhi)(zhi)或降低活化作用而起效。“現在認(ren)為我們(men)所(suo)有(you)的治療都是在調(diao)整(zheng)抑制(zhi)(zhi)與活化的平衡(heng)。”
除了使用多層技術進行一項更大的研究之外，Davis等人正(zheng)在擴大他(ta)們對所有類型(xing)抗藥性癲(dian)癇(xian)的研究(jiu)。他(ta)們同樣在動(dong)物模型(xing)上使用更強(qiang)的MRI（9.4T）進(jin)行一些工作。
高水平谷氨酸
項目的資助者，生物醫學成像和生物工程研究所（NIBIB）事業部的(de)Richard Conroy表示(shi)，盡(jin)管這(zhe)一(yi)研究規模很(hen)小(xiao)，但是仍然有兩項重要(yao)的(de)意義。
其一是這項研究首次證實了之前所懷疑的事實——在癲癇發作的區域谷氨酸水平增高；其二是，這項研究使用了高強度的影像學檢查，從而代替了與MRS相關(guan)的一(yi)些“背景功能”。Conroy補充，典(dian)型(xing)的MRS僅(jin)僅(jin)顯示了大腦的一個區域(yu)，這可(ke)謂(wei)是一“挑戰(zhan)”。
Conroy承認，該研究只有一(yi)名(ming)患者(zhe)提供了決定性的證(zheng)據。“部分爭(zheng)論內容是，他(ta)們在掃描中發現的谷(gu)氨酸水(shui)平異(yi)常于病例(li)中被證(zheng)實，但也只是一(yi)例(li)患者(zhe)，所(suo)以(yi)很難作為有力的例(li)證(zheng)。”
他還表示，另一項挑戰是7T的MRI掃描(miao)設(she)備(bei)，這種設(she)備(bei)僅在(zai)學術中心才有，Davis稱，目前全國各地有(you)20～25個這樣的掃描設(she)備。
Conroy同(tong)樣(yang)評(ping)論(lun)稱(cheng)，不(bu)同(tong)種(zhong)類的(de)癲癇分類不(bu)是基于病灶位(wei)置，而是和(he)藥物抵抗有關。“因(yin)此問題的(de)重點是，一旦應用于更(geng)大的(de)人群，會(hui)不(bu)會(hui)他們只能在亞組的(de)亞組中才能看到這一情(qing)況？”
另一個問題是，他表示，是否較低磁場強度的MRI，如(ru)應用(yong)更為廣泛的1.5T及3T的設備，也能(neng)夠檢測出谷氨酸的差異。“一(yi)旦你知道(dao)你在(zai)尋找什(shen)么，便可能(neng)會在(zai)更常見的MRI中變得(de)更容易證明。”
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