癲癇持續狀態（Status epilepticus，SE）是一種由于終止癲癇發作的機制失效或導致異常長時間癲癇發作的機制啟動而導致的狀態，需要緊急應用抗癲癇藥物。難治性 SE 需用麻醉藥物，并可能導致腦損傷、分子和細胞改變（如炎癥、神經元和星形膠質細胞損傷），可能導致神經系統的后遺癥和癲癇的進一步發展。基于人口統計學、臨床和腦電圖（EEG）情況的預后評分是可用的，可以預測死亡風險，但對幸存者腦損傷的嚴重程度的評估較差。需要新的生物標志物以更準確地預測重癥監護室住院患者的預后。在此，我們總結了 SE 患者和動物模型的研究結果。在腦脊液和血液中可以檢測到特異的蛋白質標記物。最早被描述的神經元死亡標志物之一是神經元特異性烯醇化酶（Neuron-specific enolase，NSE）。SE 后的炎癥反應所導致的膠質增生可以通過增高的 S100-β或一些細胞因子（高遷移率族蛋白 1）被檢測到。其他蛋白質，如顆粒蛋白前體（programanulin）可能反映了大腦對興奮性毒性的適應所產生的神經保護機制。這些新的生物標志物旨在前瞻性地確定殘障的嚴重程度和發展，以及 SE 患者隨后的癲癇。我們通過評估每種生物標志物的腦特異性、在體液中的穩定性和對諸如溶血等外部干擾的敏感性來討論其優缺點。最后，我們強調需要進一步開發和驗證這些生物標志物，以便更好地評估嚴重的 SE 患者。
引用本文： AurélieHanin, VirginieLambrecq, Jér?meAlexandre Denis, 孫威 譯, 慕潔 審. 癲癇持續狀態的腦脊液和血液生物標志物. 癲癇雜志, 2021, 7(4): 367-378. doi: 10.7507/2096-0247.20210060 復制
要點
? 難治性癲癇持續狀態與分子和細胞的改變有關，二者可能導致腦損傷、神經元丟失和隨后的癲癇
? 從癲癇持續狀態的患者和動物模型中獲得的體液和腦組織中可以檢測到特異的生物標志物
? 神經元特異性烯醇酶蛋白是一種有用的神經元丟失的生物標志物，由于其最高水平與最壞的結局相關
? 細胞因子水平升高可能提示感染或自身免疫性癲癇持續狀態，并明確需要個體化治療的具體病因
? 需要對這些生物標志物和臨床資料進行進一步縱向隨訪研究，以更好地評估其在癲癇持續狀態中的預后價值
癲癇是最常見的神經系統疾病之一，影響了大約 0.7% 的人群。癲癇持續狀態（Status epilepticus，SE）是一種由于癲癇發作終止機制失效或導致異常長時間癲癇發作的機制啟動而導致的狀態。大多數 SE 可以用足夠的抗癲癇藥物治療，這類患者通常恢復良好。然而，約 25% 的 SE 病例是難治性的，需應用麻醉藥物。對于這些患者，SE 可能導致腦損傷，伴有細胞和分子改變（如炎癥，或神經元和星形膠質細胞損傷），這可能導致隨后的不可逆的神經系統后遺癥（圖 1）、癲癇的進一步進展，死亡率為 7%～39%。死亡率的差異取決于 SE 的癥狀學（非驚厥性 SE 伴昏迷的死亡率增加）、意識水平（意識障礙患者的死亡率增加）和年齡（65 歲以上患者的死亡率增加）。
圖1
1 例 17 歲新發持續性難治性癲癇持續狀態患者的進行性腦磁共振成像（MRI）變化
MRI 是在全面性癲癇持續狀態發作數天后（a，c）和 8 周后（b，d）進行的。軸位液體衰減反轉恢復（FLAIR）序列（a，b）顯示在屏狀核和丘腦枕（箭頭）出現初始高信號。冠狀位 T1 序列（c，d）顯示第二次 MRI （d）出現嚴重萎縮，累及皮質和皮質下區域，即腦室擴大和海馬萎縮（箭頭）
新的生物標志物結合臨床資料、腦電圖（EEG）（圖 2）和磁共振成像（MRI）（圖 1），可以幫助臨床醫生更準確地預測 SE 的結局。腦脊液（CSF）生物標志物已經在神經系統疾病如阿爾茨海默病、帕金森病、多發性硬化癥或腦外傷中確定。在 SE 中，即使腦脊液生物標志物已經被提出，仍無一個在臨床中被證實用于診斷 SE 或預測其臨床結局。
圖2
癲癇持續狀態時主要的腦電圖改變
截取自同一患者（如圖 1 所示）的雙導腦電圖（a），顯示與高劑量巴比妥相關的長時間等電壓活動（描記的最初數秒），交替出現反復癲癇發作，開始和結束時出現高波幅棘波。腦電圖信號的時頻分析（b）顯示了癲癇發作的頻譜特征。截取自一個的 20 歲的表現為抗 NMDA 受體腦炎相關的難治性癲癇持續狀態患者的雙導腦電圖（c）。腦電圖顯示發作期活動持續增減。較長時間（10 min）的時頻分析（d）顯示兩次癲癇發作的頻譜特征。發作 c 的頻譜特征顯示在虛線框中
在本綜述中，我們對目前在 CSF 和血液中有前景的 SE 生物標志物的研究進行了概述（表 1、圖 3）。我們就進一步開發和驗證這些生物標志物、以及它們在 SE 患者評估中的應用進行了討論。
表1
癲癇持續狀態的潛在的 CSF 和血液生物標志物
圖3
與癲癇持續狀態病理生理學相關的生物標志物
癲癇持續狀態時，出現分子和細胞改變：神經元死亡后釋放神經元特異性烯醇化酶（1）和出現產生細胞因子的神經炎癥（2）。血腦屏障被破壞；白蛋白可加重炎癥過程（3），白細胞可被吸引（4）。所有這些過程導致膠質增生（5），后者可通過 GFAP 和 S100-B 分析確定。所有這些分子都能穿過血腦屏障，并在血液樣本中被檢測出來（6） 注：BBB，血腦屏障；GFAP，膠質纖維酸性蛋白；IL，白介素；NSE，神經元特異性烯醇化酶
1 生物標志物如何幫助管理癲癇持續狀態
SE 可能出現很多臨床表現（即局灶性 SE、失神性 SE、全面性驚厥性 SE、肌陣攣性 SE、非驚厥性 SE）。驚厥性 SE 的診斷主要依賴于臨床評估。另一方面，非驚厥性 SE 的診斷依賴于 EEG 記錄（圖 2），這需要專業的臨床人員和設備，并非所有醫療單位都能隨時提供。雖然臨床癥狀學和腦電圖是診斷 SE 的最好特征，但非腦電圖的生物標志物將會有很大幫助，特別是對非驚厥性 SE 的診斷。
臨床 SE 預后因素，如全面性驚厥性持續狀態、高齡患者、SE 持續時間長，與死亡率較高相關。但最重要的預后因素是潛在的病因：與停用抗癲癇藥物相關的 SE 患者相比，中毒后 SE 或與急性腦損傷相關的 SE 患者的死亡率更高。然而，單一病因引起的 SE 的結局具有異質性。基于人口統計學、臨床和腦電圖狀況的預后評分是可用的。然而，他們預測了不良結局（如死亡），但是幸存者腦損傷的嚴重程度卻沒有得到很好的評價。需要新的生物標志物以更準確地預測重癥監護室收治的 SE 患者的預后。即使一些生物化學的生物標志物對 SE 無特異性，我們也認為它們可以與臨床資料和臨床輔助資料（EEG 和 MRI）相結合，幫助臨床醫生預測 SE 的預后。
可以確定 SE 病因的生物標志物在臨床實踐中可能非常有用。現在有指南來確定急性期 SE 的病因。癲癇持續狀態病因識別工具（Status epilepticus etiology identification tool，SEEIT）是基于癥狀學、頭部計算機斷層掃描（CT）掃描和初步血液檢查［如血糖、基礎代謝檢查，和抗癲癇藥物水平（若可以的話）］。根據這些最初的結果，這一工具旨在提出更具體的血液或腦脊液檢查。我們可以推測我們未來分離出 SE 急性原因的特異性生物標志物的能力。類似地，我們可以確定可能提示感染性或自身免疫性 SE 的生物標志物，如細胞因子水平或特異性白細胞介素。
生物標志物也可用于確定需要個體化治療的具體的病因。因此，最近特別提出了白細胞介素 6 （IL-6）單克隆抗體用于新發難治性癲癇持續狀態（New onset refractory status epilepticus，NORSE）和 IL-1 受體拮抗劑在熱性感染相關癲癇綜合征（Febrile infection-related epilepsy syndrome，FIRES）中的應用。
2 對癲癇持續狀態的生理反應及晚期后果
一個好的體液生物標志物是如下的一種分子：① 在體液中的檢測為高敏感性和高特異性；② 生化檢測簡單、快速和可靠；③ 在體液中穩定，與 SE 中發生的分子和細胞改變有關。
在 SE 期間，首先發生生理反應，然后病理性的晚期后果可導致神經元死亡和隨后的癲癇。
驚厥性 SE 時，一些生理變化發生在腦部以外；其中許多可能會加重急性腦損傷。這些變化包括：① 體溫升高；② 血漿兒茶酚胺濃度立即顯著升高，可引起腦血流量增加；③ 低血糖；④ 明顯而迅速進展的酸中毒，輕則可能對大腦有益，重則可能對大腦有害。
我們對 SE 的晚期后果和致癇過程的認識主要來自于誘發性 SE 動物模型。癲癇發生是指最初的大腦損傷（如顱腦外傷、卒中或 SE）觸發一系列分子和細胞改變，最終導致自發性癲癇發作的現象。SE 后可見五種主要改變。
① 一個主要的變化是神經元死亡。這種急性神經變性的起源主要來自興奮毒性過程。海馬和杏仁核以及包括丘腦在內的許多顳外區域都有這種現象。減少神經變性的治療方法降低了大鼠 SE 后的行為學結果。神經元丟失可以通過特異性蛋白如神經元標志物的血藥濃度來評估；
② 神經發生增加可以在幾天內檢測到，并持續達 SE 發作后的 4 周。這一過程可能反映了大腦對神經元死亡的適應，并可以通過參與神經生長因子的介質的水平進行評估，如顆粒蛋白前體（Progranulin，PGRN）。然而，神經發生僅限于某些大腦區域，尤其是海馬；
③ 膠質增生是由炎癥反應引起的。已報道，膠質細胞標志物膠質纖維酸性蛋白（Glial fibrillary acidic protein，GFAP）和膠質細胞分泌的蛋白（如細胞因子和趨化因子）的表達增加，這是神經元死亡后興奮中毒過程中細胞因子釋放和與清除過程相關的膠質細胞激活的結果。膠質增生可能改變離子穩態、進一步增加神經元興奮性；
④ 血腦屏障（Blood-brain barrier，BBB）破壞可能通過直接機制（鉀內流）或通過腦內血清蛋白的滲漏促進癲癇發生的發展，導致膠質細胞激活、炎癥和鉀緩沖障礙；
⑤ 軸索損傷可以通過檢測腦脊液中的 tau 蛋白來評估。
3 癲癇持續狀態的潛在的腦脊液和血液生物標志物
腦脊液（Cerebrospinal fluid，CSF）是一種很有前途的生物標志物的來源。與血漿或血清相比，腦脊液與腦的細胞外間隙接觸密切，其組成密切反映腦內發生的生化改變。腦脊液生物標志物已在阿爾茨海默病、帕金森病、多發性硬化癥或顱腦外傷等神經系統疾病中被證實。
在 SE 中，即使腦脊液生物標志物已經被提出，沒有一個被證實可用于臨床。一些在腦內高表達的蛋白（如 S100-B、神經元特異性烯醇化酶和細胞因子）在血清中即使濃度低也可以被檢測到。從 SE 的血液生物標記物中獲益是非常有用的，因為腰椎穿刺是侵入性的，不能在常規的臨床護理中對 SE 患者系統地進行檢查，并且在數天或數周的動態研究和患者隨訪時不易被重復檢查。
在此，我們概述了與 SE 的病理生理學相關的生物標志物。
4 酸中毒
SE 患者和動物模型中可見明顯的、迅速進展的酸中毒。在人類，一項針對 29 例不同病因的成人全面性 SE 患者的研究顯示，所有 SE 患者的腦脊液乳酸水平均升高，平均值為（3.74±0.31） mmol/L，而對照組為（1.60±0.10） mmol/L。該研究提示，乳酸升高的幅度可作為發病率或死亡率的預測指標，因為預后差的患者 CSF 乳酸水平［（5.36±0.58） mmol/L］明顯高于恢復良好的患者［（3.01±0.22） mmol/L］。然而，CSF 乳酸升高常見于急性腦損傷后，可能對驚厥性 SE 并不特異。
注射荷包牡丹堿所致的大鼠 SE 模型亦可見酸中毒，在誘導癲癇發作后 5 min pH 值從（7.41±0.06）降至（6.91±0.48）。
然而，肌肉劇烈收縮后亦可發生酸中毒。雖然肌肉收縮后乳酸水平升高，驚厥性 SE 后可能明顯升高，但酸中毒與 SE 并無特異性關聯。盡管如此，CSF 乳酸和預后之間的相關性是有希望的，酸中毒可能提供一個相關的 SE 生物標志物。
5 急性神經元損傷
神經元損傷的標志物如 NSE，也稱為烯醇化酶-2，可以對 SE 中的腦損傷程度進行評估。烯醇化酶是在所有能進行糖酵解的組織的細胞質中表達的一種酶。它催化 2-磷酸-D-甘油酸轉化為磷酸烯醇丙酮酸，是厭氧糖酵解（一種促使葡萄糖生成乳酸的反應）的關鍵酶。根據組成二聚體的亞基（α，β，γ）的不同，已經描述了許多同工酶。在神經系統中，膠質細胞表達 αα 亞型。神經元表達的 NSE 是一種非常穩定的 γ 亞基同型二聚體，半衰期約為 24 小時。它存在于中樞和周圍神經系統或神經內分泌組織中，尤其是在胺前體攝取脫羧（Amine precursor uptake decarboxylation，APUD）系統的細胞中。使用 γ 亞單位特異性的單克隆抗體檢測 NSE。
NSE 水平與局灶性或全面性發作的關系首先被研究。31 例頻繁發作或耐藥性癲癇發作的患者血清和 CSF 中 NSE 水平均升高。然而，NSE 水平與癲癇發作持續時間的相關性存在矛盾的結果。
與 12 例對照組相比，CSF 中 NSE 濃度的增加首次在 11 例患有隱源性/遠期癥狀性 SE（1 個月以上沒有任何急性神經系統損傷）的患者中被報道。SE 患者的 CSF-NSE 平均濃度（30.8±18.33 ng/mL）高于對照組（10.76±3.08 ng/mL）。在一項前瞻性研究中，監測了 19 例持續性 SE 患者（包括 11 例的 1 個月以上沒有任何急性神經系統損傷者）的血清 NSE，NSE 水平分別在確診 SE 后 24、48、72 h 和 7 天進行。在 SE 發作后 24h 和 48h 時，所有患者的血清 NSE 的平均峰值（24.87 ng/mL）和 11 例無急性神經系統損傷的病人血清 NSE 的平均峰值（15.44 ng/mL）較正常對照組（5.36 ng/mL）和癲癇對照組增高（4.61 ng/mL）。NSE 在 SE 后 7d 正常。此外，預后與血清 NSE 峰值高度相關：血清 NSE 水平與第 1 周時的格拉斯哥預后量表評分（Glasgow Outcome Scale score）負相關。NSE 水平也與 SE 持續時間相關：SE 起病時 NSE 水平正常的患者，SE 的時間明顯短于 NSE 水平較高的患者。在另一項研究中，測定了四種 SE 亞型的血清 NSE 水平：復雜部分性 SE、失神性 SE、全面性驚厥性 SE 和急性癥狀性肌陣攣性 SE（其中 1/3 繼發于缺氧）。與對照組（5.02 ng/mL）相比，所有四種亞型 NSE 均顯著升高，而且在復雜部分性 SE （23.88 ng/mL）和急性癥狀性肌陣攣性 SE （37.83 ng/mL）中 NSE 水平更高。與急性癥狀性 SE（即患者有 1 個月內的神經系統損傷，包括缺氧）相比，NSE 水平沒有明顯改變者見于遠期癥狀性 SE 患者（即患者 1 個月以上沒有任何急性神經系統損傷，或者有慢性癲癇或者停藥）。根據格拉斯哥預后評分，急性癥狀性肌陣攣性 SE 中 NSE 水平最高的患者預后最差。
鋰-匹羅卡品誘導的 SE 大鼠也觀察到類似的結果。在該模型中，血清 NSE 水平從對照狀態的 （5.4±0.4 ）ng/mL（平均值±SD）上升到 SE 后的 （30.4±1.3 ）ng/mL。SE 后血清 NSE 水平升高與腦損傷的大體組織學證據相關。
血清中 NSE 水平升高可用血腦屏障通透性增加所解釋。NSE 具有良好的神經元特異性（腫瘤除外），并且似乎與 SE 持續時間和預后相關，這是有效的預后生物標志物的兩個關鍵要求。然而，臨床上常用的兩種抗癲癇藥物，即卡馬西平和奧卡西平，可降低血清 NSE 水平。此外，NSE 對外周血和 CSF 的溶血高度敏感。的確，通過體外溶解紅細胞和血栓細胞，NSE 水平明顯升高，并且可以看到 NSE 水平人為升高，因為血紅蛋白濃度達 47 mg/dL。為了更好地監測這一生物標志物，需要一種合適的預分析方法來避免溶血。
因此，盡管 NSE 具有良好的特性（良好的神經元特異性、體液中的穩定性、與 SE 中出現的細胞改變［即神經元死亡］的相關性，且與 SE 的持續時間和預后有良好的相關性），目前 NSE 仍未被用作一個有效的 SE 生物標志物。
6 血腦屏障的完整性
BBB 是中樞神經系統（CNS）最重要的血管屏障。它是由一種特殊的血管內皮組成，后者與星形膠質細胞、神經元和周細胞相互作用，限制許多物質從血液進入大腦。在匹魯卡品致癇大鼠中，BBB 功能障礙更嚴重的大鼠自發性癲癇發作數量增加，提示 BBB 功能障礙在癲癇發生中的潛在的直接作用。CSF/血清白蛋白比值可以檢測 BBB 功能障礙。白蛋白主要在肝臟中合成；因此，CSF 中的大部分白蛋白是通過 BBB 來自于血液。CSF/血清白蛋白比值升高，提示 BBB 損害，見于各種 CNS 疾病如炎癥性疾病、腦腫瘤或顱腦外傷的患者。
已報道，與 20 例對照組患者（4.79×10?3）相比，11 例 SE 患者（33.4×10?3）腦脊液/血清白蛋白比值升高。31 例全面強直-陣攣性發作患者的腦脊液/血清白蛋白比值高于 25 例無癲癇發作的患者（8.4±2.6 vs. 4.7±1.4）。
7 急性星形膠質細胞損傷
BBB 功能障礙導致的腦內血清蛋白滲漏可能導致膠質細胞激活和炎癥。在 SE 中，已有報道膠質細胞標志物（GFAP）和膠質細胞產生的蛋白（如細胞因子、趨化因子、S100-β 蛋白亦稱 S100-B）的表達增加。
S100 蛋白是一類鈣結合蛋白家族，具有細胞內外功能，如維持細胞骨架結構，細胞內通訊，調節細胞周期和能量代謝，并在神經細胞生長中發揮作用。S100 蛋白由兩個亞基（α 和 β）組成，形成二聚體結構（即 αα，αβ，或 ββ）。S100-B 蛋白至少含有一個 β 亞基。S100-B 先前被認為對星形膠質細胞和雪旺細胞具有特異性，但 S100-B 也可在腦外的細胞類型（如軟骨細胞、脂肪細胞、黑素細胞）中檢測到，盡管濃度較低。S100-B 經腎臟清除，在血液中的半衰期約為 1.5 h。在納米濃度下，S100-B 可以增強發育過程中神經元的存活，刺激皮質神經元的軸突生長。相比之下，微摩爾水平的 S100-B 通過誘導細胞凋亡和刺激促炎性細胞因子的表達產生毒性作用。由于 S100-B 在腦和 CSF 中表達，在正常受試者血清中濃度低，在 BBB 障礙時可能滲出，在細胞溶解時釋放，因此被提出作為神經系統疾病的生物標志物。據報道，CSF 和血清 S100-B 水平在急性腦損傷（如顱腦外傷）中升高，且與損傷的嚴重程度成正比。
已在孤立的癲癇發作中研究了 S100-B。我們進行了一項研究來評估除了臨床變量外，S100-B 與和肽素在預測癲癇發作后急診住院患者預后方面的性能。與其他患者相比，預后不良（7 天內死亡、住院、癲癇發作復發、再住院或返回急診科）的患者 S100-B 血清水平更高。然而，這個生物標志物并沒有改善對癲癇發作后不良預后的預測。據我們所知，沒有其他研究評價 S100-B 作為 SE 患者的生物標志物。
在鋰-匹魯卡品 SE 大鼠模型中研究了星形膠質細胞的動態改變。S100-B 的 CSF 水平從第一天開始（SE 期間）到后期（標志為出現自發性癲癇發作）均升高，提示 SE 發作后星形膠質細胞激活。與對照組相比，鋰-匹魯卡品誘導的 SE 后第一天血清中 S100-B 水平下降，在 14 天時升高。血清 S100-B 水平的升高提示星形膠質細胞的激活和 BBB 的長期改變。
S100-B 是一種潛在的 SE 的生物標志物：它在大腦和 CSF 中表達，當 BBB 發生改變如 SE 時，可在血液中釋放，在 SE 大鼠模型和癲癇發作患者中升高。然而，仍需在 SE 患者中對 S100-B 進行評估。
膠質纖維酸性蛋白（GFAP）是一種 CNS 特異性的中間絲，僅在白質內星形膠質細胞中表達。在 CNS 中，GFAP 對于星形膠質細胞的結構組織、星形膠質細胞與一些神經元（包括浦肯野細胞）之間的通訊以及維持 BBB 的完整性都具有至關重要的作用。
與對照組相比，癲癇發作的患兒 CSF 的 GFAP 水平升高。此外，發作的持續時間與 CSF 的 GFAP 水平及 SE 嚴重程度呈正相關。另一方面，癲癇發作的病因似乎并不影響 GFAP 水平。據我們所知，沒有其他針對兒童或者成人的研究。在血液中，GFAP 可能是比 S100-B 更好的 SE 的生物標志物，因為大腦外從未檢測到 GFAP 的產生。SE 動物模型的免疫組化研究表明，SE 后海馬、黑質和皮質區 GFAP 染色進行性增加。
最后，基于目前在 SE 動物模型和癲癇患者的研究，由于在大腦和 CSF 中表達、能夠在血液中被釋放、在 SE 后升高，S100-B 和 GFAP 有可能成為 SE 的相關生物標志物。然而，為了更好地評估這些生物標志物識別 SE 患者、預測其臨床預后的能力，有必要對大量的 SE 患者進行進一步的縱向隨訪研究。
8 神經炎癥
越來越多的證據表明腦部炎癥在癲癇中的作用。繼發于 BBB 破壞或神經元死亡的膠質細胞激活可誘導神經炎癥，并可導致 SE 患者 CSF 和血液中細胞因子/趨化因子的增加。細胞因子如 Il-1β、Il-6、CRP、高遷移率族蛋白 1 （High mobility group box 1，HMGB1）已被檢測，以確定他們在癲癇中的潛在生物標志物的意義。
HMGB1 滿足一個良好的體液生物標志物的許多標準，包括在血液中良好的穩定性。在海馬內注射海人酸后的小鼠星形膠質細胞和從海馬硬化手術中獲得的人類癲癇組織中發現 HMGB1 染色增高。此外，HMGB1 拮抗劑可延遲首次自發性癲癇發作的時間，減少癲癇發作的復發。它也必須在人體體液中進行評估。
在 IL-1β 中觀察到相互矛盾的結果。IL-1 受體（IL-1R）及其配體促炎細胞因子 IL-1β 通常與 BBB 破壞和神經元損傷相關，提示 BBB 在癲癇小鼠和癲癇患者的腦部炎癥中都發揮著關鍵作用。與 16 例對照者相比，8 例長時間局灶性或反復強直-陣攣性癲癇患者 CSF 中白細胞介素-1 受體拮抗劑（IL-1ra）升高、IL-1β 水平下降。癲癇發作后患者的 IL-1ra 水平升高或降低均有報道。此外，一項對 85 例全面強直-陣攣性癲癇的兒童進行的研究報道，CSF 中 IL-1β 與 NSE 水平呈正相關。據我們所知，尚無其他評價 IL-1β 作為 SE 患者的生物標志物的研究。
在 SE 動物模型，SE 后的腦細胞內可見 IL-1R 和 IL-1β 的誘導。如，在 SE 大鼠的海馬內觀察到快速和持續增加的 Il-1β 信使核糖核酸（mRNA）。Il-1β 是一個不太穩定的分子，這解釋了在目前描述的不一致的結果中，為何在癲癇發作和樣本之間的時間間隔可能起著重要的作用。
IL-6 似乎是一種很好的體液生物標志物，在所有對癲癇患者和 SE 動物模型進行的研究中都顯示了血液水平的升高。在患者反復全面強直-陣攣性癲癇發作后也觀察到 CSF 的 IL-6 升高。然而，目前還缺乏關于患者 SE 過程中血液或 CSF 中細胞因子水平的研究。
在 SE 中可見急性炎癥反應。然而，據我們所知，SE 后細胞因子水平的紊亂以及血液的細胞因子或 HMGB1 水平與患者預后之間的相關性并未被研究。
9 急性軸索損傷
兩種最成熟的軸索損傷的 CSF 生物標志物是 tau 蛋白（一種磷酸化微管相關蛋白）和神經絲輕鏈蛋白（NFL）。
只有少數研究評估了 tau 蛋白作為癲癇發作相關神經元損傷的預后生物標志物的潛力。SE 患者 CSF 的 tau 蛋白水平升高，并與預后相關。在 28 例無急性腦損傷、CNS 感染或神經退行性疾病的 SE 患者中，有 14 例 CSF 的 tau 水平升高。此外，與抗癲癇藥物控制的 SE 患者相比，出現難治性 SE 的患者 CSF 的 tau 水平更高。而且，CSF tau 水平與 SE 持續時間、較高風險的后遺癥和繼發性癲癇呈正相關。然而，使用異丙酚治療的患者 CSF tau 蛋白水平顯著升高，已知異丙酚可誘導 tau 蛋白磷酸化。在難治性和超難治性 SE 病例中 tau 蛋白的顯著增加，以及 tau 蛋白對患者持續狀態嚴重程度、發展為殘疾和繼發性癲癇的前瞻性的識別能力值得進一步驗證。
神經絲由神經元特異性中間絲組成。每根絲由一個輕鏈亞基（NFL）和一個中鏈亞基（NFM）或一個重鏈亞基（NFH）組成。與對照組相比，SE 患者和反復全面強直-陣攣性發作的患者中發現了高水平的 NFH。然而，沒有研究將 NFH 水平與患者的臨床預后相關聯。
10 神經發生
體液生物標志物可以反映 SE 的嚴重程度以及大腦對興奮毒性的適應所產生的神經保護機制。然而，目前關于 SE 后人類神經保護機制的知識還很缺乏。PGRN 負責軸突的生長和限制過度的神經炎癥反應。越來越多的證據提示 PGRN 在溶酶體中的作用。
在患者中，SE 和單次強直-陣攣性發作后 CSF 中 PGRN 水平升高，但兩組之間并沒有觀察到顯著性差異。未發現 PGRN 水平與 SE 時間相關。此外，較高的 CSF PGRN 水平對臨床預后無影響。然而，該隊列是異質性的，且并不完全足夠。為了進一步研究 SE 和 PGRN 之間的關系，尚需一個具有更多的同質患者的更大的隊列。
在匹魯卡品誘導的 SE 大鼠中研究了 PGRN 的作用。有報道在皮質和海馬中 mRNA 和蛋白的升高。PGRN 的升高是延遲的，在 SE 發病后 48～96h 達到高峰。PGRN 升高主要見于活化的小膠質細胞中，這可以解釋其升高延遲。提高腦 PGRN 水平可能通過激活內溶酶體系統和促進再生而起到神經保護作用。因此，PGRN 可能成為一種潛在的 SE 治療的新策略。
神經營養因子參與神經元的存活以及神經元前體的增殖和分化，可以作為 SE 的預后的生物標志物。SE 后神經營養因子的上調被認為反映了一種潛在的神經保護作用。此外，研究表明，在匹魯卡品 SE 模型中表達 FGF-2/BDNF 的載體與增加神經發生、限制神經元損傷和減少自發性癲癇發作有關。
11 其他潛在的生物標志物
本綜述報道了一些在 SE 中報道的 CSF 和血液中潛在的蛋白質生物標志物。近年來，其他類型的體液生物標志物如脂類或 microRNAs 生物標志物也被研究。
CSF 的 microRNAs 是顳葉癲癇和 SE 的很有希望的生物標志物；20 個 microRNAs 在 SE 患者和對照組患者之間有差異表達。這些 microRNAs 的靶點包括調節神經元死亡、神經炎癥或膠質增生的蛋白質；這些機制參與了 SE 的后期結果。因此，這一新的方法可用于區別 SE 與其他神經系統疾病。
脂類也可以為 SE 提供一個新的生物標志物來源。事實上，腦內膽固醇穩態紊亂在神經系統疾病中已被報道，其中興奮毒性起重要作用。此外，腦內膽固醇的累積與神經元丟失和癲癇異常有關。在大腦、血清或 CSF 水平可檢測的脂類生物標志物的可用性可能代表了前瞻性預后研究的新工具。SE 中內源性神經類固醇已有研究。
它們可以通過 γ-氨基丁酸 A （GABAA）受體氯通道復合物調節神經元的興奮性。最近的兩項研究報道了 SE 患者 CSF 中的低水平神經類固醇（即別孕烯醇酮和孕酮），提示它們可能被用作一種新的治療藥物。首個用于成人超難治性 SE 的別孕烯醇酮為其作為一種新型治療藥物的臨床開發提供了原則證據。然而，二期試驗未能證明其有效性。
有些生物標記物對 SE 的一個臨床亞型或病因更為特異。因此，確定新發難治性癲癇持續狀態（最嚴重的 SE 類型）的特異性生物標志物可能是有用的。
12 結論
CSF 和血液中可以檢測到大量反映 CNS 內不同細胞類型或結構損傷的與 SE 相關的生物標志物。本文綜述了旨在識別 SE 的診斷和預后標志物的動物和人類研究結果。
驚厥性 SE 的診斷主要依賴于臨床評估。另一方面，非驚厥性 SE 的診斷依賴于腦電圖記錄。在這種情況下，非腦電圖的生物標志物，如神經元或軸索損傷蛋白，可能對非驚厥性 SE 的診斷和治療很有意義。
生物標志物也可以用于確定 SE 的病因。NSE 水平升高與 SE 臨床亞型的相關性大于與 SE 病因的相關性。另一方面，早期細胞因子水平的增加，如 Il-1β、Il-6、或 S100-B，應該更多地與感染性或自身免疫性 SE 相關。這些生物標志物可以指導特異性治療的啟動。
基于人口統計學、臨床和腦電圖情況的預后評分已經可用。然而，它們主要是預測死亡率，而幸存者腦損傷的嚴重程度尚不清楚。NSE、tau 蛋白和 GFAP 的最高水平與最差的預后相關。全面強直-陣攣性癲癇發作和 SE 后血清 NSE 水平升高，可能主要是由于 NSE 通過滲透性增強的 BBB 擴散增加，導致從腦向血清轉移。血清 NSE 也可能是癲癇發作的相關生物標志物，與神經元死亡無關。否則，這種解釋不能解釋 CSF 中 NSE 的增加。
需要對這些生物標志物和臨床資料進行進一步的縱向隨訪研究來評估它們的預后價值，尤其是它們對于前瞻性地確定患者發展為繼發性癲癇或預測認知預后的能力。
據我們所知，本綜述中所述的生物標志物中沒有一個是疾病特異性的。在輕度顱腦損傷（酸中毒、NSE、S100-B、細胞因子、白蛋白、CSF/血清比值），卒中（NSE、S100-B、細胞因子、PGRN）和感染（細胞因子）中也報道了蛋白生物標志物。一個好的體液生物標志物是一種分子，它在體液中的檢測可以提供高度敏感性和特異性的結果。應該在特異性和敏感性的表現之間做到折衷。這可以用受試者工作特征（ROC）曲線來表示，以評價生物標志物的價值并確定閾值（圖 4，Freund， et al）。沒有任何關于 SE 中生物標志物的研究報道了 ROC 曲線，以確定其性能。且在關于生物標志物的報道中，僅 1 篇按照指南統一報道了體液生物標志物在神經系統疾病中的研究。然而，該研究旨在建立癲癇發作后 S100-B 的增量預后價值，因此與 SE 無關。根據 Simon 的分類，其他研究由于設計不當，對于可能用于確定一個生物標志物的臨床用途也有最低水平的證據。因此，我們不能根據性能對不同的生物標志物進行排名。需要更多的遵循這些指南的研究，以驗證其臨床潛力。我們也建議進行獨立的研究，通過特定的設計來評估用于 SE 診斷、特定病因或預后的生物標志物。
圖4
S100-B 的受試者工作特征曲線示例
引自：Predictive Value of S100-B and Copeptin for Outcomes following Seizure the BISTRO International Cohort Study （p.8），Yonathan Freund，2015，PLOS One. 該研究評估了除臨床變量外 S100-B 在預測癲癇發作患者預后方面的性能。繪制了受試者工作特征曲線，可以通過計算曲線下面積來評價生物標志物的價值，并可以通過 Youden 法來確定閾值。S100-B 的敏感性為 0.57，特異性為 0.53。最好的生物標志物應該同時具有大約 100% 的敏感性和大約 0 分的“1-特異性”
良好的體液生物標志物是一種生化檢測簡單、快速、可靠，并在體液中穩定的分子。我們可以從檢測的實用性來評價這些不同的生物標志物。首先，根據生化檢測的平均時間，我們可以將上述生物標志物分為三類：對于酸中毒生物標志物、S100-B 和 NSE 的數小時；對于白蛋白比率和細胞因子水平的數天；對于 PGRN 和 tau 蛋白可達數周。其次，要考慮生化檢測的可靠性。與評估 PGRN 或 tau 水平的人工方法相比，在檢測 S100-B 和 NSE 水平時使用的自動方法的數據可能更可靠。然而，NSE 對溶血非常敏感，需要一種合適的預分析方法來進行良好的監測。第三，有些生物標記物在體液中不太穩定。如，與 Il-6 相比 Il-1β 是一種不穩定的分子，與 NSE 相比 S100-B 蛋白半衰期較短，這解釋了為什么癲癇發作和樣本之間間隔的時間會導致不同的結果。從其物理和生化特性來看，NSE 似乎是最有價值的生物標志物。
確定合適的生物標志物可以幫助臨床醫生做出更準確的診斷，特別是對非驚厥性 SE；確定 SE 的病因；預測臨床預后；并進行治療。生物標記物將與臨床和臨床輔助資料（腦電圖和 MRI）相結合，以對重癥監護室收治的 SE 患者進行整體觀察。
致謝 感謝 Stephen Withmarsh 和 Mark Williams（大腦和脊髓研究所，ICM，Inserm U 1127，CNRS UMR 7225，索邦大學，F-75013，法國巴黎）對文稿的批判性閱讀。本研究得到了“未來投資”項目（ANR-10-IAIHU-06）、“醫學研究基金會”（FDM20170839111）和巴黎公立醫院研究基金會（EPIRES- Marie-Laure PLV Merchandising）的支持。
利益沖突 V.N. 報告來自 UCB、LivaNova 和 EISAI 的個人費用，但不包括提交的工作。其他作者沒有披露。我們確認，我們已經閱讀了該雜志在涉及道德出版問題上的立場，并確認本報告符合這些準則。
要點
? 難治性癲癇持續狀態與分子和細胞的改變有關，二者可能導致腦損傷、神經元丟失和隨后的癲癇
? 從癲癇持續狀態的患者和動物模型中獲得的體液和腦組織中可以檢測到特異的生物標志物
? 神經元特異性烯醇酶蛋白是一種有用的神經元丟失的生物標志物，由于其最高水平與最壞的結局相關
? 細胞因子水平升高可能提示感染或自身免疫性癲癇持續狀態，并明確需要個體化治療的具體病因
? 需要對這些生物標志物和臨床資料進行進一步縱向隨訪研究，以更好地評估其在癲癇持續狀態中的預后價值
癲癇是最常見的神經系統疾病之一，影響了大約 0.7% 的人群。癲癇持續狀態（Status epilepticus，SE）是一種由于癲癇發作終止機制失效或導致異常長時間癲癇發作的機制啟動而導致的狀態。大多數 SE 可以用足夠的抗癲癇藥物治療，這類患者通常恢復良好。然而，約 25% 的 SE 病例是難治性的，需應用麻醉藥物。對于這些患者，SE 可能導致腦損傷，伴有細胞和分子改變（如炎癥，或神經元和星形膠質細胞損傷），這可能導致隨后的不可逆的神經系統后遺癥（圖 1）、癲癇的進一步進展，死亡率為 7%～39%。死亡率的差異取決于 SE 的癥狀學（非驚厥性 SE 伴昏迷的死亡率增加）、意識水平（意識障礙患者的死亡率增加）和年齡（65 歲以上患者的死亡率增加）。
圖1
1 例 17 歲新發持續性難治性癲癇持續狀態患者的進行性腦磁共振成像（MRI）變化
MRI 是在全面性癲癇持續狀態發作數天后（a，c）和 8 周后（b，d）進行的。軸位液體衰減反轉恢復（FLAIR）序列（a，b）顯示在屏狀核和丘腦枕（箭頭）出現初始高信號。冠狀位 T1 序列（c，d）顯示第二次 MRI （d）出現嚴重萎縮，累及皮質和皮質下區域，即腦室擴大和海馬萎縮（箭頭）
新的生物標志物結合臨床資料、腦電圖（EEG）（圖 2）和磁共振成像（MRI）（圖 1），可以幫助臨床醫生更準確地預測 SE 的結局。腦脊液（CSF）生物標志物已經在神經系統疾病如阿爾茨海默病、帕金森病、多發性硬化癥或腦外傷中確定。在 SE 中，即使腦脊液生物標志物已經被提出，仍無一個在臨床中被證實用于診斷 SE 或預測其臨床結局。
圖2
癲癇持續狀態時主要的腦電圖改變
截取自同一患者（如圖 1 所示）的雙導腦電圖（a），顯示與高劑量巴比妥相關的長時間等電壓活動（描記的最初數秒），交替出現反復癲癇發作，開始和結束時出現高波幅棘波。腦電圖信號的時頻分析（b）顯示了癲癇發作的頻譜特征。截取自一個的 20 歲的表現為抗 NMDA 受體腦炎相關的難治性癲癇持續狀態患者的雙導腦電圖（c）。腦電圖顯示發作期活動持續增減。較長時間（10 min）的時頻分析（d）顯示兩次癲癇發作的頻譜特征。發作 c 的頻譜特征顯示在虛線框中
在本綜述中，我們對目前在 CSF 和血液中有前景的 SE 生物標志物的研究進行了概述（表 1、圖 3）。我們就進一步開發和驗證這些生物標志物、以及它們在 SE 患者評估中的應用進行了討論。
表1
癲癇持續狀態的潛在的 CSF 和血液生物標志物
圖3
與癲癇持續狀態病理生理學相關的生物標志物
癲癇持續狀態時，出現分子和細胞改變：神經元死亡后釋放神經元特異性烯醇化酶（1）和出現產生細胞因子的神經炎癥（2）。血腦屏障被破壞；白蛋白可加重炎癥過程（3），白細胞可被吸引（4）。所有這些過程導致膠質增生（5），后者可通過 GFAP 和 S100-B 分析確定。所有這些分子都能穿過血腦屏障，并在血液樣本中被檢測出來（6） 注：BBB，血腦屏障；GFAP，膠質纖維酸性蛋白；IL，白介素；NSE，神經元特異性烯醇化酶
1 生物標志物如何幫助管理癲癇持續狀態
SE 可能出現很多臨床表現（即局灶性 SE、失神性 SE、全面性驚厥性 SE、肌陣攣性 SE、非驚厥性 SE）。驚厥性 SE 的診斷主要依賴于臨床評估。另一方面，非驚厥性 SE 的診斷依賴于 EEG 記錄（圖 2），這需要專業的臨床人員和設備，并非所有醫療單位都能隨時提供。雖然臨床癥狀學和腦電圖是診斷 SE 的最好特征，但非腦電圖的生物標志物將會有很大幫助，特別是對非驚厥性 SE 的診斷。
臨床 SE 預后因素，如全面性驚厥性持續狀態、高齡患者、SE 持續時間長，與死亡率較高相關。但最重要的預后因素是潛在的病因：與停用抗癲癇藥物相關的 SE 患者相比，中毒后 SE 或與急性腦損傷相關的 SE 患者的死亡率更高。然而，單一病因引起的 SE 的結局具有異質性。基于人口統計學、臨床和腦電圖狀況的預后評分是可用的。然而，他們預測了不良結局（如死亡），但是幸存者腦損傷的嚴重程度卻沒有得到很好的評價。需要新的生物標志物以更準確地預測重癥監護室收治的 SE 患者的預后。即使一些生物化學的生物標志物對 SE 無特異性，我們也認為它們可以與臨床資料和臨床輔助資料（EEG 和 MRI）相結合，幫助臨床醫生預測 SE 的預后。
可以確定 SE 病因的生物標志物在臨床實踐中可能非常有用。現在有指南來確定急性期 SE 的病因。癲癇持續狀態病因識別工具（Status epilepticus etiology identification tool，SEEIT）是基于癥狀學、頭部計算機斷層掃描（CT）掃描和初步血液檢查［如血糖、基礎代謝檢查，和抗癲癇藥物水平（若可以的話）］。根據這些最初的結果，這一工具旨在提出更具體的血液或腦脊液檢查。我們可以推測我們未來分離出 SE 急性原因的特異性生物標志物的能力。類似地，我們可以確定可能提示感染性或自身免疫性 SE 的生物標志物，如細胞因子水平或特異性白細胞介素。
生物標志物也可用于確定需要個體化治療的具體的病因。因此，最近特別提出了白細胞介素 6 （IL-6）單克隆抗體用于新發難治性癲癇持續狀態（New onset refractory status epilepticus，NORSE）和 IL-1 受體拮抗劑在熱性感染相關癲癇綜合征（Febrile infection-related epilepsy syndrome，FIRES）中的應用。
2 對癲癇持續狀態的生理反應及晚期后果
一個好的體液生物標志物是如下的一種分子：① 在體液中的檢測為高敏感性和高特異性；② 生化檢測簡單、快速和可靠；③ 在體液中穩定，與 SE 中發生的分子和細胞改變有關。
在 SE 期間，首先發生生理反應，然后病理性的晚期后果可導致神經元死亡和隨后的癲癇。
驚厥性 SE 時，一些生理變化發生在腦部以外；其中許多可能會加重急性腦損傷。這些變化包括：① 體溫升高；② 血漿兒茶酚胺濃度立即顯著升高，可引起腦血流量增加；③ 低血糖；④ 明顯而迅速進展的酸中毒，輕則可能對大腦有益，重則可能對大腦有害。
我們對 SE 的晚期后果和致癇過程的認識主要來自于誘發性 SE 動物模型。癲癇發生是指最初的大腦損傷（如顱腦外傷、卒中或 SE）觸發一系列分子和細胞改變，最終導致自發性癲癇發作的現象。SE 后可見五種主要改變。
① 一個主要的變化是神經元死亡。這種急性神經變性的起源主要來自興奮毒性過程。海馬和杏仁核以及包括丘腦在內的許多顳外區域都有這種現象。減少神經變性的治療方法降低了大鼠 SE 后的行為學結果。神經元丟失可以通過特異性蛋白如神經元標志物的血藥濃度來評估；
② 神經發生增加可以在幾天內檢測到，并持續達 SE 發作后的 4 周。這一過程可能反映了大腦對神經元死亡的適應，并可以通過參與神經生長因子的介質的水平進行評估，如顆粒蛋白前體（Progranulin，PGRN）。然而，神經發生僅限于某些大腦區域，尤其是海馬；
③ 膠質增生是由炎癥反應引起的。已報道，膠質細胞標志物膠質纖維酸性蛋白（Glial fibrillary acidic protein，GFAP）和膠質細胞分泌的蛋白（如細胞因子和趨化因子）的表達增加，這是神經元死亡后興奮中毒過程中細胞因子釋放和與清除過程相關的膠質細胞激活的結果。膠質增生可能改變離子穩態、進一步增加神經元興奮性；
④ 血腦屏障（Blood-brain barrier，BBB）破壞可能通過直接機制（鉀內流）或通過腦內血清蛋白的滲漏促進癲癇發生的發展，導致膠質細胞激活、炎癥和鉀緩沖障礙；
⑤ 軸索損傷可以通過檢測腦脊液中的 tau 蛋白來評估。
3 癲癇持續狀態的潛在的腦脊液和血液生物標志物
腦脊液（Cerebrospinal fluid，CSF）是一種很有前途的生物標志物的來源。與血漿或血清相比，腦脊液與腦的細胞外間隙接觸密切，其組成密切反映腦內發生的生化改變。腦脊液生物標志物已在阿爾茨海默病、帕金森病、多發性硬化癥或顱腦外傷等神經系統疾病中被證實。
在 SE 中，即使腦脊液生物標志物已經被提出，沒有一個被證實可用于臨床。一些在腦內高表達的蛋白（如 S100-B、神經元特異性烯醇化酶和細胞因子）在血清中即使濃度低也可以被檢測到。從 SE 的血液生物標記物中獲益是非常有用的，因為腰椎穿刺是侵入性的，不能在常規的臨床護理中對 SE 患者系統地進行檢查，并且在數天或數周的動態研究和患者隨訪時不易被重復檢查。
在此，我們概述了與 SE 的病理生理學相關的生物標志物。
4 酸中毒
SE 患者和動物模型中可見明顯的、迅速進展的酸中毒。在人類，一項針對 29 例不同病因的成人全面性 SE 患者的研究顯示，所有 SE 患者的腦脊液乳酸水平均升高，平均值為（3.74±0.31） mmol/L，而對照組為（1.60±0.10） mmol/L。該研究提示，乳酸升高的幅度可作為發病率或死亡率的預測指標，因為預后差的患者 CSF 乳酸水平［（5.36±0.58） mmol/L］明顯高于恢復良好的患者［（3.01±0.22） mmol/L］。然而，CSF 乳酸升高常見于急性腦損傷后，可能對驚厥性 SE 并不特異。
注射荷包牡丹堿所致的大鼠 SE 模型亦可見酸中毒，在誘導癲癇發作后 5 min pH 值從（7.41±0.06）降至（6.91±0.48）。
然而，肌肉劇烈收縮后亦可發生酸中毒。雖然肌肉收縮后乳酸水平升高，驚厥性 SE 后可能明顯升高，但酸中毒與 SE 并無特異性關聯。盡管如此，CSF 乳酸和預后之間的相關性是有希望的，酸中毒可能提供一個相關的 SE 生物標志物。
5 急性神經元損傷
神經元損傷的標志物如 NSE，也稱為烯醇化酶-2，可以對 SE 中的腦損傷程度進行評估。烯醇化酶是在所有能進行糖酵解的組織的細胞質中表達的一種酶。它催化 2-磷酸-D-甘油酸轉化為磷酸烯醇丙酮酸，是厭氧糖酵解（一種促使葡萄糖生成乳酸的反應）的關鍵酶。根據組成二聚體的亞基（α，β，γ）的不同，已經描述了許多同工酶。在神經系統中，膠質細胞表達 αα 亞型。神經元表達的 NSE 是一種非常穩定的 γ 亞基同型二聚體，半衰期約為 24 小時。它存在于中樞和周圍神經系統或神經內分泌組織中，尤其是在胺前體攝取脫羧（Amine precursor uptake decarboxylation，APUD）系統的細胞中。使用 γ 亞單位特異性的單克隆抗體檢測 NSE。
NSE 水平與局灶性或全面性發作的關系首先被研究。31 例頻繁發作或耐藥性癲癇發作的患者血清和 CSF 中 NSE 水平均升高。然而，NSE 水平與癲癇發作持續時間的相關性存在矛盾的結果。
與 12 例對照組相比，CSF 中 NSE 濃度的增加首次在 11 例患有隱源性/遠期癥狀性 SE（1 個月以上沒有任何急性神經系統損傷）的患者中被報道。SE 患者的 CSF-NSE 平均濃度（30.8±18.33 ng/mL）高于對照組（10.76±3.08 ng/mL）。在一項前瞻性研究中，監測了 19 例持續性 SE 患者（包括 11 例的 1 個月以上沒有任何急性神經系統損傷者）的血清 NSE，NSE 水平分別在確診 SE 后 24、48、72 h 和 7 天進行。在 SE 發作后 24h 和 48h 時，所有患者的血清 NSE 的平均峰值（24.87 ng/mL）和 11 例無急性神經系統損傷的病人血清 NSE 的平均峰值（15.44 ng/mL）較正常對照組（5.36 ng/mL）和癲癇對照組增高（4.61 ng/mL）。NSE 在 SE 后 7d 正常。此外，預后與血清 NSE 峰值高度相關：血清 NSE 水平與第 1 周時的格拉斯哥預后量表評分（Glasgow Outcome Scale score）負相關。NSE 水平也與 SE 持續時間相關：SE 起病時 NSE 水平正常的患者，SE 的時間明顯短于 NSE 水平較高的患者。在另一項研究中，測定了四種 SE 亞型的血清 NSE 水平：復雜部分性 SE、失神性 SE、全面性驚厥性 SE 和急性癥狀性肌陣攣性 SE（其中 1/3 繼發于缺氧）。與對照組（5.02 ng/mL）相比，所有四種亞型 NSE 均顯著升高，而且在復雜部分性 SE （23.88 ng/mL）和急性癥狀性肌陣攣性 SE （37.83 ng/mL）中 NSE 水平更高。與急性癥狀性 SE（即患者有 1 個月內的神經系統損傷，包括缺氧）相比，NSE 水平沒有明顯改變者見于遠期癥狀性 SE 患者（即患者 1 個月以上沒有任何急性神經系統損傷，或者有慢性癲癇或者停藥）。根據格拉斯哥預后評分，急性癥狀性肌陣攣性 SE 中 NSE 水平最高的患者預后最差。
鋰-匹羅卡品誘導的 SE 大鼠也觀察到類似的結果。在該模型中，血清 NSE 水平從對照狀態的 （5.4±0.4 ）ng/mL（平均值±SD）上升到 SE 后的 （30.4±1.3 ）ng/mL。SE 后血清 NSE 水平升高與腦損傷的大體組織學證據相關。
血清中 NSE 水平升高可用血腦屏障通透性增加所解釋。NSE 具有良好的神經元特異性（腫瘤除外），并且似乎與 SE 持續時間和預后相關，這是有效的預后生物標志物的兩個關鍵要求。然而，臨床上常用的兩種抗癲癇藥物，即卡馬西平和奧卡西平，可降低血清 NSE 水平。此外，NSE 對外周血和 CSF 的溶血高度敏感。的確，通過體外溶解紅細胞和血栓細胞，NSE 水平明顯升高，并且可以看到 NSE 水平人為升高，因為血紅蛋白濃度達 47 mg/dL。為了更好地監測這一生物標志物，需要一種合適的預分析方法來避免溶血。
因此，盡管 NSE 具有良好的特性（良好的神經元特異性、體液中的穩定性、與 SE 中出現的細胞改變［即神經元死亡］的相關性，且與 SE 的持續時間和預后有良好的相關性），目前 NSE 仍未被用作一個有效的 SE 生物標志物。
6 血腦屏障的完整性
BBB 是中樞神經系統（CNS）最重要的血管屏障。它是由一種特殊的血管內皮組成，后者與星形膠質細胞、神經元和周細胞相互作用，限制許多物質從血液進入大腦。在匹魯卡品致癇大鼠中，BBB 功能障礙更嚴重的大鼠自發性癲癇發作數量增加，提示 BBB 功能障礙在癲癇發生中的潛在的直接作用。CSF/血清白蛋白比值可以檢測 BBB 功能障礙。白蛋白主要在肝臟中合成；因此，CSF 中的大部分白蛋白是通過 BBB 來自于血液。CSF/血清白蛋白比值升高，提示 BBB 損害，見于各種 CNS 疾病如炎癥性疾病、腦腫瘤或顱腦外傷的患者。
已報道，與 20 例對照組患者（4.79×10?3）相比，11 例 SE 患者（33.4×10?3）腦脊液/血清白蛋白比值升高。31 例全面強直-陣攣性發作患者的腦脊液/血清白蛋白比值高于 25 例無癲癇發作的患者（8.4±2.6 vs. 4.7±1.4）。
7 急性星形膠質細胞損傷
BBB 功能障礙導致的腦內血清蛋白滲漏可能導致膠質細胞激活和炎癥。在 SE 中，已有報道膠質細胞標志物（GFAP）和膠質細胞產生的蛋白（如細胞因子、趨化因子、S100-β 蛋白亦稱 S100-B）的表達增加。
S100 蛋白是一類鈣結合蛋白家族，具有細胞內外功能，如維持細胞骨架結構，細胞內通訊，調節細胞周期和能量代謝，并在神經細胞生長中發揮作用。S100 蛋白由兩個亞基（α 和 β）組成，形成二聚體結構（即 αα，αβ，或 ββ）。S100-B 蛋白至少含有一個 β 亞基。S100-B 先前被認為對星形膠質細胞和雪旺細胞具有特異性，但 S100-B 也可在腦外的細胞類型（如軟骨細胞、脂肪細胞、黑素細胞）中檢測到，盡管濃度較低。S100-B 經腎臟清除，在血液中的半衰期約為 1.5 h。在納米濃度下，S100-B 可以增強發育過程中神經元的存活，刺激皮質神經元的軸突生長。相比之下，微摩爾水平的 S100-B 通過誘導細胞凋亡和刺激促炎性細胞因子的表達產生毒性作用。由于 S100-B 在腦和 CSF 中表達，在正常受試者血清中濃度低，在 BBB 障礙時可能滲出，在細胞溶解時釋放，因此被提出作為神經系統疾病的生物標志物。據報道，CSF 和血清 S100-B 水平在急性腦損傷（如顱腦外傷）中升高，且與損傷的嚴重程度成正比。
已在孤立的癲癇發作中研究了 S100-B。我們進行了一項研究來評估除了臨床變量外，S100-B 與和肽素在預測癲癇發作后急診住院患者預后方面的性能。與其他患者相比，預后不良（7 天內死亡、住院、癲癇發作復發、再住院或返回急診科）的患者 S100-B 血清水平更高。然而，這個生物標志物并沒有改善對癲癇發作后不良預后的預測。據我們所知，沒有其他研究評價 S100-B 作為 SE 患者的生物標志物。
在鋰-匹魯卡品 SE 大鼠模型中研究了星形膠質細胞的動態改變。S100-B 的 CSF 水平從第一天開始（SE 期間）到后期（標志為出現自發性癲癇發作）均升高，提示 SE 發作后星形膠質細胞激活。與對照組相比，鋰-匹魯卡品誘導的 SE 后第一天血清中 S100-B 水平下降，在 14 天時升高。血清 S100-B 水平的升高提示星形膠質細胞的激活和 BBB 的長期改變。
S100-B 是一種潛在的 SE 的生物標志物：它在大腦和 CSF 中表達，當 BBB 發生改變如 SE 時，可在血液中釋放，在 SE 大鼠模型和癲癇發作患者中升高。然而，仍需在 SE 患者中對 S100-B 進行評估。
膠質纖維酸性蛋白（GFAP）是一種 CNS 特異性的中間絲，僅在白質內星形膠質細胞中表達。在 CNS 中，GFAP 對于星形膠質細胞的結構組織、星形膠質細胞與一些神經元（包括浦肯野細胞）之間的通訊以及維持 BBB 的完整性都具有至關重要的作用。
與對照組相比，癲癇發作的患兒 CSF 的 GFAP 水平升高。此外，發作的持續時間與 CSF 的 GFAP 水平及 SE 嚴重程度呈正相關。另一方面，癲癇發作的病因似乎并不影響 GFAP 水平。據我們所知，沒有其他針對兒童或者成人的研究。在血液中，GFAP 可能是比 S100-B 更好的 SE 的生物標志物，因為大腦外從未檢測到 GFAP 的產生。SE 動物模型的免疫組化研究表明，SE 后海馬、黑質和皮質區 GFAP 染色進行性增加。
最后，基于目前在 SE 動物模型和癲癇患者的研究，由于在大腦和 CSF 中表達、能夠在血液中被釋放、在 SE 后升高，S100-B 和 GFAP 有可能成為 SE 的相關生物標志物。然而，為了更好地評估這些生物標志物識別 SE 患者、預測其臨床預后的能力，有必要對大量的 SE 患者進行進一步的縱向隨訪研究。
8 神經炎癥
越來越多的證據表明腦部炎癥在癲癇中的作用。繼發于 BBB 破壞或神經元死亡的膠質細胞激活可誘導神經炎癥，并可導致 SE 患者 CSF 和血液中細胞因子/趨化因子的增加。細胞因子如 Il-1β、Il-6、CRP、高遷移率族蛋白 1 （High mobility group box 1，HMGB1）已被檢測，以確定他們在癲癇中的潛在生物標志物的意義。
HMGB1 滿足一個良好的體液生物標志物的許多標準，包括在血液中良好的穩定性。在海馬內注射海人酸后的小鼠星形膠質細胞和從海馬硬化手術中獲得的人類癲癇組織中發現 HMGB1 染色增高。此外，HMGB1 拮抗劑可延遲首次自發性癲癇發作的時間，減少癲癇發作的復發。它也必須在人體體液中進行評估。
在 IL-1β 中觀察到相互矛盾的結果。IL-1 受體（IL-1R）及其配體促炎細胞因子 IL-1β 通常與 BBB 破壞和神經元損傷相關，提示 BBB 在癲癇小鼠和癲癇患者的腦部炎癥中都發揮著關鍵作用。與 16 例對照者相比，8 例長時間局灶性或反復強直-陣攣性癲癇患者 CSF 中白細胞介素-1 受體拮抗劑（IL-1ra）升高、IL-1β 水平下降。癲癇發作后患者的 IL-1ra 水平升高或降低均有報道。此外，一項對 85 例全面強直-陣攣性癲癇的兒童進行的研究報道，CSF 中 IL-1β 與 NSE 水平呈正相關。據我們所知，尚無其他評價 IL-1β 作為 SE 患者的生物標志物的研究。
在 SE 動物模型，SE 后的腦細胞內可見 IL-1R 和 IL-1β 的誘導。如，在 SE 大鼠的海馬內觀察到快速和持續增加的 Il-1β 信使核糖核酸（mRNA）。Il-1β 是一個不太穩定的分子，這解釋了在目前描述的不一致的結果中，為何在癲癇發作和樣本之間的時間間隔可能起著重要的作用。
IL-6 似乎是一種很好的體液生物標志物，在所有對癲癇患者和 SE 動物模型進行的研究中都顯示了血液水平的升高。在患者反復全面強直-陣攣性癲癇發作后也觀察到 CSF 的 IL-6 升高。然而，目前還缺乏關于患者 SE 過程中血液或 CSF 中細胞因子水平的研究。
在 SE 中可見急性炎癥反應。然而，據我們所知，SE 后細胞因子水平的紊亂以及血液的細胞因子或 HMGB1 水平與患者預后之間的相關性并未被研究。
9 急性軸索損傷
兩種最成熟的軸索損傷的 CSF 生物標志物是 tau 蛋白（一種磷酸化微管相關蛋白）和神經絲輕鏈蛋白（NFL）。
只有少數研究評估了 tau 蛋白作為癲癇發作相關神經元損傷的預后生物標志物的潛力。SE 患者 CSF 的 tau 蛋白水平升高，并與預后相關。在 28 例無急性腦損傷、CNS 感染或神經退行性疾病的 SE 患者中，有 14 例 CSF 的 tau 水平升高。此外，與抗癲癇藥物控制的 SE 患者相比，出現難治性 SE 的患者 CSF 的 tau 水平更高。而且，CSF tau 水平與 SE 持續時間、較高風險的后遺癥和繼發性癲癇呈正相關。然而，使用異丙酚治療的患者 CSF tau 蛋白水平顯著升高，已知異丙酚可誘導 tau 蛋白磷酸化。在難治性和超難治性 SE 病例中 tau 蛋白的顯著增加，以及 tau 蛋白對患者持續狀態嚴重程度、發展為殘疾和繼發性癲癇的前瞻性的識別能力值得進一步驗證。
神經絲由神經元特異性中間絲組成。每根絲由一個輕鏈亞基（NFL）和一個中鏈亞基（NFM）或一個重鏈亞基（NFH）組成。與對照組相比，SE 患者和反復全面強直-陣攣性發作的患者中發現了高水平的 NFH。然而，沒有研究將 NFH 水平與患者的臨床預后相關聯。
10 神經發生
體液生物標志物可以反映 SE 的嚴重程度以及大腦對興奮毒性的適應所產生的神經保護機制。然而，目前關于 SE 后人類神經保護機制的知識還很缺乏。PGRN 負責軸突的生長和限制過度的神經炎癥反應。越來越多的證據提示 PGRN 在溶酶體中的作用。
在患者中，SE 和單次強直-陣攣性發作后 CSF 中 PGRN 水平升高，但兩組之間并沒有觀察到顯著性差異。未發現 PGRN 水平與 SE 時間相關。此外，較高的 CSF PGRN 水平對臨床預后無影響。然而，該隊列是異質性的，且并不完全足夠。為了進一步研究 SE 和 PGRN 之間的關系，尚需一個具有更多的同質患者的更大的隊列。
在匹魯卡品誘導的 SE 大鼠中研究了 PGRN 的作用。有報道在皮質和海馬中 mRNA 和蛋白的升高。PGRN 的升高是延遲的，在 SE 發病后 48～96h 達到高峰。PGRN 升高主要見于活化的小膠質細胞中，這可以解釋其升高延遲。提高腦 PGRN 水平可能通過激活內溶酶體系統和促進再生而起到神經保護作用。因此，PGRN 可能成為一種潛在的 SE 治療的新策略。
神經營養因子參與神經元的存活以及神經元前體的增殖和分化，可以作為 SE 的預后的生物標志物。SE 后神經營養因子的上調被認為反映了一種潛在的神經保護作用。此外，研究表明，在匹魯卡品 SE 模型中表達 FGF-2/BDNF 的載體與增加神經發生、限制神經元損傷和減少自發性癲癇發作有關。
11 其他潛在的生物標志物
本綜述報道了一些在 SE 中報道的 CSF 和血液中潛在的蛋白質生物標志物。近年來，其他類型的體液生物標志物如脂類或 microRNAs 生物標志物也被研究。
CSF 的 microRNAs 是顳葉癲癇和 SE 的很有希望的生物標志物；20 個 microRNAs 在 SE 患者和對照組患者之間有差異表達。這些 microRNAs 的靶點包括調節神經元死亡、神經炎癥或膠質增生的蛋白質；這些機制參與了 SE 的后期結果。因此，這一新的方法可用于區別 SE 與其他神經系統疾病。
脂類也可以為 SE 提供一個新的生物標志物來源。事實上，腦內膽固醇穩態紊亂在神經系統疾病中已被報道，其中興奮毒性起重要作用。此外，腦內膽固醇的累積與神經元丟失和癲癇異常有關。在大腦、血清或 CSF 水平可檢測的脂類生物標志物的可用性可能代表了前瞻性預后研究的新工具。SE 中內源性神經類固醇已有研究。
它們可以通過 γ-氨基丁酸 A （GABAA）受體氯通道復合物調節神經元的興奮性。最近的兩項研究報道了 SE 患者 CSF 中的低水平神經類固醇（即別孕烯醇酮和孕酮），提示它們可能被用作一種新的治療藥物。首個用于成人超難治性 SE 的別孕烯醇酮為其作為一種新型治療藥物的臨床開發提供了原則證據。然而，二期試驗未能證明其有效性。
有些生物標記物對 SE 的一個臨床亞型或病因更為特異。因此，確定新發難治性癲癇持續狀態（最嚴重的 SE 類型）的特異性生物標志物可能是有用的。
12 結論
CSF 和血液中可以檢測到大量反映 CNS 內不同細胞類型或結構損傷的與 SE 相關的生物標志物。本文綜述了旨在識別 SE 的診斷和預后標志物的動物和人類研究結果。
驚厥性 SE 的診斷主要依賴于臨床評估。另一方面，非驚厥性 SE 的診斷依賴于腦電圖記錄。在這種情況下，非腦電圖的生物標志物，如神經元或軸索損傷蛋白，可能對非驚厥性 SE 的診斷和治療很有意義。
生物標志物也可以用于確定 SE 的病因。NSE 水平升高與 SE 臨床亞型的相關性大于與 SE 病因的相關性。另一方面，早期細胞因子水平的增加，如 Il-1β、Il-6、或 S100-B，應該更多地與感染性或自身免疫性 SE 相關。這些生物標志物可以指導特異性治療的啟動。
基于人口統計學、臨床和腦電圖情況的預后評分已經可用。然而，它們主要是預測死亡率，而幸存者腦損傷的嚴重程度尚不清楚。NSE、tau 蛋白和 GFAP 的最高水平與最差的預后相關。全面強直-陣攣性癲癇發作和 SE 后血清 NSE 水平升高，可能主要是由于 NSE 通過滲透性增強的 BBB 擴散增加，導致從腦向血清轉移。血清 NSE 也可能是癲癇發作的相關生物標志物，與神經元死亡無關。否則，這種解釋不能解釋 CSF 中 NSE 的增加。
需要對這些生物標志物和臨床資料進行進一步的縱向隨訪研究來評估它們的預后價值，尤其是它們對于前瞻性地確定患者發展為繼發性癲癇或預測認知預后的能力。
據我們所知，本綜述中所述的生物標志物中沒有一個是疾病特異性的。在輕度顱腦損傷（酸中毒、NSE、S100-B、細胞因子、白蛋白、CSF/血清比值），卒中（NSE、S100-B、細胞因子、PGRN）和感染（細胞因子）中也報道了蛋白生物標志物。一個好的體液生物標志物是一種分子，它在體液中的檢測可以提供高度敏感性和特異性的結果。應該在特異性和敏感性的表現之間做到折衷。這可以用受試者工作特征（ROC）曲線來表示，以評價生物標志物的價值并確定閾值（圖 4，Freund， et al）。沒有任何關于 SE 中生物標志物的研究報道了 ROC 曲線，以確定其性能。且在關于生物標志物的報道中，僅 1 篇按照指南統一報道了體液生物標志物在神經系統疾病中的研究。然而，該研究旨在建立癲癇發作后 S100-B 的增量預后價值，因此與 SE 無關。根據 Simon 的分類，其他研究由于設計不當，對于可能用于確定一個生物標志物的臨床用途也有最低水平的證據。因此，我們不能根據性能對不同的生物標志物進行排名。需要更多的遵循這些指南的研究，以驗證其臨床潛力。我們也建議進行獨立的研究，通過特定的設計來評估用于 SE 診斷、特定病因或預后的生物標志物。
圖4
S100-B 的受試者工作特征曲線示例
引自：Predictive Value of S100-B and Copeptin for Outcomes following Seizure the BISTRO International Cohort Study （p.8），Yonathan Freund，2015，PLOS One. 該研究評估了除臨床變量外 S100-B 在預測癲癇發作患者預后方面的性能。繪制了受試者工作特征曲線，可以通過計算曲線下面積來評價生物標志物的價值，并可以通過 Youden 法來確定閾值。S100-B 的敏感性為 0.57，特異性為 0.53。最好的生物標志物應該同時具有大約 100% 的敏感性和大約 0 分的“1-特異性”
良好的體液生物標志物是一種生化檢測簡單、快速、可靠，并在體液中穩定的分子。我們可以從檢測的實用性來評價這些不同的生物標志物。首先，根據生化檢測的平均時間，我們可以將上述生物標志物分為三類：對于酸中毒生物標志物、S100-B 和 NSE 的數小時；對于白蛋白比率和細胞因子水平的數天；對于 PGRN 和 tau 蛋白可達數周。其次，要考慮生化檢測的可靠性。與評估 PGRN 或 tau 水平的人工方法相比，在檢測 S100-B 和 NSE 水平時使用的自動方法的數據可能更可靠。然而，NSE 對溶血非常敏感，需要一種合適的預分析方法來進行良好的監測。第三，有些生物標記物在體液中不太穩定。如，與 Il-6 相比 Il-1β 是一種不穩定的分子，與 NSE 相比 S100-B 蛋白半衰期較短，這解釋了為什么癲癇發作和樣本之間間隔的時間會導致不同的結果。從其物理和生化特性來看，NSE 似乎是最有價值的生物標志物。
確定合適的生物標志物可以幫助臨床醫生做出更準確的診斷，特別是對非驚厥性 SE；確定 SE 的病因；預測臨床預后；并進行治療。生物標記物將與臨床和臨床輔助資料（腦電圖和 MRI）相結合，以對重癥監護室收治的 SE 患者進行整體觀察。
致謝 感謝 Stephen Withmarsh 和 Mark Williams（大腦和脊髓研究所，ICM，Inserm U 1127，CNRS UMR 7225，索邦大學，F-75013，法國巴黎）對文稿的批判性閱讀。本研究得到了“未來投資”項目（ANR-10-IAIHU-06）、“醫學研究基金會”（FDM20170839111）和巴黎公立醫院研究基金會（EPIRES- Marie-Laure PLV Merchandising）的支持。
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