癫痫患者静息态脑电图（EEG）网络受血液同型半胱氨酸水平的影响

《Neuroscience》：EEG resting-state brain networks in epileptic patients as affected by blood homocysteine levels

本研究探讨血同型半胱氨酸（Hcy）水平对癫痫患者静息态脑网络相位滞后指数（PLI）的影响，发现Hcy升高组在α、β、δ波段PLI特征（如O1-Fz、Fp2-Pz、F4-Pz连接）显著异常，α波段受影响最显著，且所有显著PLI特征与Hcy均呈正相关。提示Hcy可能通过调控特定脑区功能连接影响癫痫发生发展机制。

　　

任哲|高静|李颖|岳梦妍|崔北佳|刘金|齐晨阳|崔晓晓|李毅|韩久岩|王斌|赵婷|王娜|陈亚楠|赵盼|孙磊|韩雄

中国河南省郑州市河南省人民医院神经内科

摘要

目的

本研究旨在探讨血液同型半胱氨酸（Hcy）水平对癫痫患者（PWEs）脑电图（EEG）静息状态网络（RSNs）相位滞后指数（PLI）的影响。

方法

回顾性地纳入了91名新诊断为局灶性癫痫且未服用抗癫痫药物（ASMs）的患者，将其分为Hcy正常组（Hcy < 15 μmol/L，n = 57）和Hcy升高组（Hcy > 15 μmol/L，n = 34）。记录了9个临床特征，并计算了四个频段（α、β、δ和θ）的684个PLI特征。比较了两组数据之间的差异并进行了相关性分析。

结果

在α、β和δ频段的PLI特征上，两组之间存在显著差异。O1-Fz（左枕叶-中额叶区域）、Fp2-Pz（右额极-顶叶区域）和F4-Pz（右额叶-顶叶区域）在三个频段上都存在显著差异，其中α频段受影响最为显著。相关性分析显示，α: C4-F8（右中央区-右额颞区）、α: T3-Pz（左中颞区-顶叶区）以及δ频段：F3-Fz（左额叶-中额叶区）的相关系数最大，且所有具有统计学意义的特征与Hcy之间存在正相关。

结论

本研究提示，Hcy可能通过影响特定脑区的RSNs（尤其是α频段）来影响癫痫的发生和发作，为研究Hcy与脑网络之间的相互作用机制提供了新的思路。

引言

癫痫是一种常见的慢性神经系统疾病，全球约有7000万人患病，每年新增约240万例（Ren等人，2022年）。虽然其病因涉及代谢、遗传和神经化学等多种因素，但大脑的高代谢需求以及癫痫灶的高代谢特性表明，代谢失调在癫痫发作中起核心作用（Chan和Liu，2021年；Fei等人，2020年；Masino和Rho，2019年）。这使人们越来越关注同型半胱氨酸（Hcy）作为影响神经元兴奋性和癫痫发病机制的关键代谢物的作用（Djuric等人，2018年；Tao等人，2020年）。 Hcy是一种含硫氨基酸，是甲硫氨酸和半胱氨酸代谢的重要中间产物。其主要代谢途径之一是再甲基化过程，如果在此过程中错误地产生了N-Hcyyl化蛋白质，该物质会产生细胞毒性和促炎效应，从而加剧神经系统疾病的发病机制（Gurda等人，2015年）。近年来，越来越多的研究发现Hcy参与了癫痫的发病机制，例如高Hcy水平会影响神经递质系统、兴奋性氨基酸受体和神经元兴奋性，从而促进癫痫发作（Hrncic等人，2010年），并通过介导免疫反应、细胞毒性等多种机制促进癫痫发作（Jakubowski，2019年）。另一项研究发现，高Hcy具有促发癫痫的作用，主要是因为Hcy增强了毒蕈碱引起的癫痫发作和神经元细胞丢失（Baldelli等人，2010年）。这些发现表明，血清中的Hcy水平对癫痫的发生和发作有显著影响。 计算脑电图（EEG）静息状态网络（RSNs）的相位滞后指数（PLI）属于一种定量EEG分析技术，能够评估不同脑区之间的功能连接强度，并研究大脑在静息状态下的内在活动模式，从而量化脑网络（Xie等人，2022年）。目前该技术广泛应用于神经系统疾病的研究中；一项研究使用PLI分析了严重脑损伤患者在疾病早期的EEG反应性，发现PLI在预测患者的清醒和意识恢复方面具有潜在价值（Bouchereau等人，2023年）。癫痫越来越多地被视作一种脑网络组织紊乱的疾病（Marino等人，2019年）。作为量化EEG信号功能连接的可靠指标，PLI相比传统的频谱功率分析具有明显优势。PLI对体积传导伪迹的敏感性较低，能够更准确地估计不同脑区之间的长距离神经耦合，并具有更高的空间分辨率（Nolte等人，2004年；Stam等人，2007年）。相比之下，频谱功率分析主要捕捉局部神经元活动强度，容易受到传导距离伪迹的影响，空间精度相对较低（Pegg等人，2020年）。在癫痫研究中，发现颞叶癫痫患者的θ频段前颞叶PLI值升高，并与癫痫发作的严重程度相关（Mao等人，2022年）。此外，PLI在预测癫痫患者（PWEs）对药物的反应性以及区分药物难治性和药物敏感型癫痫方面具有潜力（Wei等人，2024年）。总之，尽管PLI目前被广泛用作神经系统疾病的重要定量EEG分析技术，但Hcy引起的细胞毒性和促氧化活性如何调节脑网络连接以促进癫痫发生的机制仍不明确。研究Hcy水平与PWEs中PLI连接性测量之间的关系可能为揭示癫痫发病的代谢神经机制提供新的见解。 基于上述发现，我们假设PWEs中的血液Hcy通过影响RSNs进而影响癫痫的发生和发作。EEG RSNs的PLI可以评估PWEs中的脑网络状态，本研究首次提出使用PLI特征来探索Hcy对不同脑区不同频段脑网络的影响，为揭示Hcy与脑网络在癫痫中的相互作用机制提供新的证据。

参与者选择

本研究回顾性地纳入了2023年10月至2024年11月期间到河南省人民医院癫痫中心就诊的91名新诊断为局灶性癫痫且未服用抗癫痫药物的患者。这91例患者被分为Hcy正常组（Hcy < 15 μmol/L，n = 57）和Hcy升高组（Hcy > 15 μmol/L，n = 34）（Ganguly和Alam，2015年；Kurul等人，2007年；Sandhya等人，2024年）。

PWEs中Hcy正常组和升高组之间的临床特征比较

Hcy正常组包含17名男性（18%）和40名女性（44%），而Hcy升高组包含31名男性（34%）和3名女性（4%）。Hcy正常组和Hcy升高组的平均年龄分别为30.16 ± 14.407岁和26.00 ± 12.742岁。两组癫痫发病的平均年龄分别为24.72 ± 12.561岁和21.76 ± 13.342岁。两组的病程分别为5.91 ± 7.558年和4.38 ± 7.245年。详细信息见表1。

PWEs中Hcy正常组和升高组的临床特征比较

本研究共纳入了9个临床特征，其中性别和MRI阴性这两个特征在两组之间存在显著差异。Hcy升高组中男性的比例显著高于女性，这与之前的一项研究结果相似（Zhao等人，2021年）。尽管在统计分析中已将性别作为协变量进行考虑，但仍需注意...

未引用的参考文献

Chaturvedi等人（2019年）。

CRediT作者贡献声明

任哲：撰写 - 审稿与编辑、撰写 - 原稿、可视化、资源收集、调查、数据分析、概念构建。 高静：撰写 - 审稿与编辑、调查、数据分析、概念构建。 李颖：撰写 - 审稿与编辑、撰写 - 原稿、调查、数据分析、概念构建。 岳梦妍：撰写 - 审稿与编辑、数据分析、概念构建。 崔北佳：撰写 - 审稿与编辑。

资助

本研究得到了河南省共建计划（授权编号：CKQ20230062）和23456人才工程（授权编号：ZC20200371）的资助。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。