基于TSPO-PET/MRI的神经炎症显像揭示颞叶癫痫患者病灶分布异质性及其临床影响因素

【字体: 时间:2026年03月05日 来源:Brain Sciences 2.8

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  本文利用新一代示踪剂[18F]DPA-714进行TSPO(转运体蛋白18kDa)-PET/MRI(正电子发射断层扫描/磁共振成像)研究,揭示了在MRI阴性颞叶癫痫(Temporal Lobe Epilepsy, TLE)患者中,神经炎症分布存在显著的个体间异质性。研究发现,癫痫发作频率和末次发作至PET扫描的间隔时间是影响TSPO-PET结果的关键临床变量,且TSPO-PET在发现常规MRI难以识别的轻微致病性病灶(如局灶性皮质发育不良)方面展现出潜力,可作为术前评估的补充工具。

  
癫痫是一种以反复、无端发作的痫性发作为特征的慢性神经系统疾病,影响着全球超过七千万人。其中,约有三分之一发展为药物难治性癫痫,在颞叶癫痫(Temporal Lobe Epilepsy, TLE)患者中,这一比例甚至高达50-70%。对于药物难治性患者,切除性手术是目前唯一具有潜在治愈可能的方法。然而,精确划定致痫区是决定手术成败的关键,也是巨大的临床挑战。目前,磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)、氟代脱氧葡萄糖-正电子发射断层扫描(Fluorodeoxyglucose-Positron Emission Tomography, FDG-PET)和视频脑电图(Video-Electroencephalography, VEEG)是主要的术前评估手段,但仍有超过20%的患者MRI结果为阴性,这常与手术失败风险相关,部分原因在于传统影像学对微小病灶(如局灶性皮质发育不良,Focal Cortical Dysplasia, FCD)的分辨率有限。
研究背景与目的
近年来,神经炎症在致痫过程中的激活作用日益受到关注,以活化的小胶质细胞为标志。转运体蛋白18kDa(Translocator Protein 18 kDa, TSPO)已成为反应性胶质增生和神经炎症的生物标志物。本研究旨在利用新型第二代TSPO配体[18F]DPA-714,验证TLE患者致痫灶同侧TSPO摄取升高的现象,探索TSPO-PET/MRI结果的异质性,并识别导致这种异质性的潜在临床因素,特别是在MRI阴性的TLE患者中的应用价值。
材料与方法
研究前瞻性地纳入了29名确诊为MRI阴性TLE的患者和10名年龄匹配的健康对照。所有受试者均接受了[18F]DPA-714 PET/MRI扫描。通过目视判读和基于小脑归一化标准摄取值(Cerebellum Normalized Standardized Uptake Values Ratio, SUVRc)计算的不对称指数(Asymmetry Index, AI)进行定量评估。通过逻辑回归分析探讨了TSPO-PET结果与临床因素(如癫痫发作频率、末次发作至扫描的间隔等)之间的关联。对三名接受手术的患者,进一步进行了立体定向脑电图(Stereoelectroencephalography, SEEG)和术后组织病理学评估。
研究结果
视觉与定量评估的发现
在29名TLE患者中,20人(69%)在视觉评估中表现出[18F]DPA-714摄取增高,其中大部分(16/20)涉及颞叶。定量分析显示,这20名患者中至少有1个脑区的不对称指数超过15%,且这些区域主要位于颞叶(17/20,85%),具体在海马/旁海马(6/17)和杏仁核(9/17)。值得注意的是,一部分患者的最高不对称指数出现在颞叶以外的脑区,如顶叶(4/29)和枕叶(5/29)。另有9名患者(31%)未显示目视可见的摄取增高。与健康对照组相比,TLE患者组在海马区的[18F]DPA-714摄取显著升高。
与临床因素的关联
逻辑回归分析揭示,末次癫痫发作至PET扫描的间隔时间与PET阳性结果显著相关,间隔越短,TSPO摄取增高的可能性越大。此外,更高的癫痫发作频率也与阳性PET结果呈正相关趋势。而癫痫病程(发作开始至扫描的间隔)与PET结果无显著关联。18F]DPA-714摄取不对称指数与癫痫发作频率、发病至PET扫描间隔等因素的相关性示意图。">
电生理与病理学验证的异质性
研究对三名显示颞叶外(额叶、枕叶)TSPO高信号但MRI阴性的患者进行了深入分析。SEEG记录成功在TSPO高信号的额叶和枕叶区域捕捉到了异常放电,证实这些信号并非假阳性,而是反映了与癫痫网络相关的异常神经炎症活动。术后的组织病理学检查进一步提供了关键证据:其中,枕叶高信号患者切除组织中存在星形胶质细胞和小胶质细胞的明显聚集;额叶高信号患者的组织经免疫染色显示存在畸形神经元并伴有非磷酸化神经丝蛋白H(SMI-32)的高表达,符合局灶性皮质发育不良IIa型(FCD IIa)的特征;颞叶高信号患者的大脑皮层则表现出神经元特异性核结合蛋白(NeuN)染色显示的小直径神经元微柱状排列,符合局灶性皮质发育不良Ia型(FCD Ia)的病理特征,而常规苏木精-伊红染色未发现明显的畸形神经元或气球样细胞。
讨论与意义
本研究首次系统描绘了TLE患者中TSPO-PET显像的异质性分布模式。研究发现,癫痫发作频率和末次发作至扫描的时间是调节TSPO摄取的关键临床变量,这表明TSPO-PET信号具有时间依赖性,可能反映了癫痫活动诱导的、动态变化的神经炎症过程。这为临床优化TSPO-PET扫描时机(例如,建议在近期发作后一周内进行)以提高诊断率提供了依据。
更重要的是,本研究通过SEEG和病理学证据证实,TSPO-PET能够检测到常规MRI无法识别的、细微或非典型的致痫性病变,如FCD Ia和IIa型。这表明TSPO-PET作为一种非侵入性生物标志物成像工具,在MRI阴性癫痫患者的术前评估中具有重要潜力,可作为现有影像学手段的有效补充,帮助定位传统方法难以发现的致病灶。
研究中观察到的颞叶外TSPO高信号(如额叶、枕叶)及其与异常放电的对应关系,初步揭示了癫痫作为一种异常脑网络疾病的性质,以及神经炎症可能在脑区间传播的机制,为理解癫痫发生发展的网络机制提供了新的影像学视角。
局限性与展望
本研究为单中心研究,样本量有限。所使用的不对称指数阈值(15%)需在更大队列中进一步验证。尽管采用半球不对称指数减少了对参考区域的依赖,但小脑的TSPO表达在癫痫中可能并非完全不受影响,未来研究需纳入动脉血浓度测量进行动力学建模以获得更精确的定量分析。此外,抗癫痫药物治疗以及TSPO基因rs6971多态性对配体结合亲和力的潜在影响也需在未来研究中考虑。
结论
综上所述,本研究揭示了TLE患者中TSPO-PET显像信号存在显著的时空异质性,其与末次发作间隔及发作频率等临床因素密切相关。研究证实TSPO-PET能够发现MRI阴性的微小致痫性病变,如FCD,突显了其作为术前评估补充工具的潜力。然而,TSPO-PET反映的是与癫痫活动相关的神经炎症参与,而非直接的致痫病理学替代标志物或确定性的术前定位工具。其临床应用价值仍需在更大规模、以临床结局为导向的研究中进一步确立。
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