局灶性脑皮质发育不良Ⅱ型两种亚型临床病理特点分析
2017-01-16 09:31 作者:三博脑科医院
病理科/姚坤 段泽君 刘长青 胡泽良 边宇 齐雪岭
[摘要] 目的 观察局灶皮层发育不良(focal cor tical dysplasia,FCD)Ⅱa和FCDⅡb临床病理特点,探讨两者之间的临床、影像、病理及预后的关系。方法 对2007年4月至2012年01月在三博脑科医院接受癫痫灶外科手术切除治疗的73例FCDⅡ进行临床病理回顾性分析。结果 73例FCDⅡ型平均发病年龄为11.0岁,平均病程为11.2年,其中FCDⅡa型32例(平均发病年龄7.1岁,平均病程12.0年),病灶多位于颞叶,FCDⅡb型41例(平均发病年龄4.1岁,平均病程12.3年),额叶多发;FCDⅡb的患者相对FCDⅡa的MRI显示明显的局灶性皮层增厚,皮层白质分界不清,T2WI和FLAIR呈高信号;FCDⅡ型患者;通过镜下组织结构观察,FCDⅡb除了具有同FCDⅡa相同的皮层层柱状结构不良和异常神经元外,还具有特征性的气球样细胞。术后癫痫控制总为79.45%,FCDⅡa组术后癫痫控制为68.75%,FCDⅡb组术后癫痫控制为87.8%;结论 FCDⅡ两种亚型具有各自不同的临床病理特点,其中由于FCDⅡb具有更显著的MRI特点,病灶范围相对局限,为病灶完全切除提供可能,FCDⅡb预后好于FCDⅡa。
[关键词] 癫痫;局灶皮层发育不良Ⅱ型;病理;临床
近年来,对于难治性癫痫,外科手术切除是一个行之有效的治疗方法,癫痫外科的快速发展为癫痫的病理形态学研究提供了宝贵的资料。越来越多的研究表明,局灶皮层发育不良(Focal corticaldysplasia,FCD)是造成难治性癫痫重要原因之一,而其中FCDⅡ是与难治性癫痫关系密切的疾病类型。按照国际抗癫痫联盟2011年新分类,FCDⅡ共分两型,FCDⅡa和FCDⅡb,这两型除了具有独特的病理学特点外,也具有各自的影像和临床表现。为了进一步分析FCDⅡ两种病理亚型临床病理特征,深入了解两者之间的临床、影像的及预后的关系,现对我院2007年4月至2012年01月收治的经术后病理证实为FCDⅡ型的癫痫病例进行回顾性分析。
资料与方法
1. 临床资料
收集2007年4月至2012年01月北京三博脑科医院病灶切除术后病理证实为FCDⅡ型的难治性癫痫病人标本,其中男性40例,女性33例,男女比例为1.2∶1;发病年龄从出生15天-41岁不等(平均5.4岁);病程2-32.5年(平均12.2年)。所有患者均行脑磁图、脑电图监测、头颅CT、头颅MRI检查以及神经心理智能评估等检查,若癫痫灶仍不能定位,则进行颅内电极埋藏术,进一步定位癫痫灶的准确位置,设计手术切口和入路。术后对病人进行长期随访。其中FCDⅡa型男性16例,女性16例,FCDⅡb型男性24例多,女性17例。
2. 病理方法
2.1 对手术切除脑组织新鲜标本进行大体拍照,后沿标本冠状面,垂直于皮层表面的方向, 每间隔5mm将标本逐一切开,相同方向平放,行解剖面拍照。10%中性缓冲福尔马林溶液固定24h。取材,脑组织块常规包埋,连续切片(厚5微米),分别进行HE染色、免疫组化染色(根据HE染色挑选组织块进行免疫组化染色,EnVision二步法):使用的一抗所对应的抗原包括神经元核抗原(NeuN,Dako公司,1∶4000)、神经丝蛋白(NF,Dako公司,1∶100)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP,Dako公司,1∶1000)、Nestin(Dako公司,1∶200)、CD68(Dako公司,1∶200)、波形蛋白(vimentin,Dako公司,1∶200)等。读片时详细描述皮层分层结构、细胞形态、异常细胞数量、分布及其病变周围脑组织皮层神经元结构。
2.2 病理诊断
按照2011年Blumcke等提出的分类标准进行FCDⅡa和FCDⅡb病理分型诊断。FCDⅡa病理结构为皮层层状、柱状结构紊乱, 可见形态异常神经元。FCDⅡb除皮层层状、柱状结构紊乱、形态异常神经元外还可见气球样细胞。
3.疗效随访
术后随访1-5年。手术疗效按Engel分为4级:Ⅰ级,发作完全消失或仅有先兆;Ⅱ级,发作极少(≤3次/年);Ⅲ级,发作>3次/年,但发作减少≥75%;Ⅳ级,发作减少<75%。Ⅰ-Ⅲ级认为有效,Ⅳ级认为无效。
4.统计学方法
结果采用SPSS13.0统计软件进行统计学分析。使用独立样本t检验分析两组均数之间的差异;使用X2检验比较两组计数资料之间的差异。P<0.05为差异有统计学意义。
结果
1、临床结果
73例患者均表现为难治性癫痫,男性40例,女性33例,发病年龄0-46岁(平均11.0岁),病程2-33年(平均12.1年) (表1)。癫痫发作形式以复杂部分性发作为主,并多数继发全面性强直一阵挛发作。F C DⅡa和F C DⅡb的病例发作频率均差别比较大,从3-5次/年到40-50次/d不等。两个亚型平均病程均为12年,没发现明显性别差异。32例FCDⅡa型的平均发病年龄7.1岁;41例FCDⅡb型的平均发病年龄4.1岁;两个亚型之间发病年龄差异具有统计学意义(t=2.004,P=0.049,P<0.05)。FCDⅡ患者致病灶所在的脑叶包括额叶(35例)、颞叶(13例)、顶叶(9例)、枕叶(6例)及多叶(10例)。其中FC DⅡb型发生在额叶29例,非额叶1 2例,主要位于额叶;FCDⅡa型发生在额叶6例,非额叶26例。两个亚型之间发生部位差异亦具有统计学意义(X2=19.458,P=O.0001)(表1)。
2、病理学结果
大体标本观察: F C D Ⅱ a 标本可见脑组织质软,切面灰质与白质分界尚清,肉眼病变不明显。FCDⅡb型肉眼可见脑组织质软,切面灰质与白质分界模糊,局灶皮层增厚(图1);镜下观察FCDⅡ型病变主要有皮质结构的异常和细胞水平的异常。皮质结构的异常包括异常细胞分布区周围发育成熟的神经元呈层状结构不良和柱状结构不良。细胞水平的异常表现为形态异常神经元和气球样细胞。按照2011年Blumcke等提出的分型标准,本组73例病例中,32例FCDⅡa中均出现皮层层状、柱状结构不良(图2A,2B),并可见异常神经元(图2C);NF可清晰标记异常神经元(图2 D);41例F C DⅡb存在层、柱状结构不良(图3A,3B)和异常神经元(图3E,3F)基础上,还可见气球样细胞(图3C,3D)气球样细胞分布在皮层深部、以及皮层与白质交界处,这可能是导致皮层白质界限模糊的原因。部分气球细胞向神经元和胶质细胞双向分化,呈Nestin(图4A)、Vimentin(图4B)和GFAP(图4C)表达,偶尔CD68阳性(图4D)。NF和NeuN可以清晰标记形态异常神经元(图4E,4F)。
图1 典型FCDⅡb标本皮层局灶增厚(箭头处)
图2 典型FCDⅡa病理形态结构
A:脑皮层层状结构不良(H E×1 0 0);B:脑皮层柱状结构不良(HE×100);C:形态异常神经元,畸形核(HE×200);D:NF标记形态异常神经元(IHC×200)
图3 典型FCDⅡb病理形态结构及免疫组化特点
A:脑皮层柱状结构不良(HE×100);B:脑皮层层状结构不良(HE×100);C:气球样细胞,细胞核偏位或未见细胞核,胞质非常丰富均质红染(HE×200);D:气球样细胞,细胞核偏位,胞质非常丰富,呈球形(HE×400);E:形态异常神经元,畸形核(HE×200);F:形态异常神经元,畸形核(HE×400)
图4 A:Nestin 标记气球样细胞(×200);B:Vimentin标记气球样细胞(×400);C:GFA P 标记气球样细胞(×200);D:部分气球样细胞CD68阳性(×200);E:NeuN标记形态异常神经元(×400);F:NF标记形态异常神经元(×400);
3 影像学结果
41例FCDⅡb型MRI均显示不同形式、不同程度的异常,如局灶性皮层增厚,灰白质分界不清,呈斑片状,T1WI低、T2WI高信号影,边界模糊,占位效应不明显,FLAIR呈高信号及白质异常(图5)。32例FCDⅡa型中有16例出现较对侧FLAIR信号稍高密度影或混杂信号影,其余未见显著异常。
图5 典型FCDⅡb患者影像学资料(箭头所指处为异常部位)。A: Flair,轴位;B: Flair,矢状位;C:T2W1,轴位
4 随访结果
73例FCDⅡ相关性癫痫行手术治疗,58例有效,包括F C DⅡa 2 2例,F C DⅡb 3 6例。两组术后之间的统计结果:FCDⅡa68.75%(22/32),FCDⅡb组87.8%(36/41),总79.45%。经四格表资料校正X2检验,两组差异有统计学意义(X2=3.997,P=0.046,P<0.05 )。
讨论
难治性癫痫临床表现为长期、反复发作,经过一定阶段的正规药物治疗仍无法控制,发病率占癫痫的30%左右,是一种需要手术切除的癫痫类型。FCD与难治性癫痫密切相关,其中FCDⅡ型是引起难治性癫痫的一种重要原因,1971年Taylor和他的同事次发现和定义FCD,他们在这些术后标本上发现结构紊乱的皮层、异常神经元外,在个别病例中还发现一种起源不明的气球样细胞(Balloon cell),这些发现为后来FCDⅡ的分类和定义奠定了基础。在过去的10几年中,针对于FCDⅡ的影像特点、临床表现以及组织结构制定了许多分类的标准。目前我们按照2011年国际癫痫联盟推荐的Blumcke等提出的分类标准,将FCDⅡ共分两种亚型,回顾医院5年来FCDⅡa和FCDⅡb病例,我们发现两种类型病理结构存在差异外,这两种亚型的临床、影像及预后也存在一些差异。而对这些差异的深入分析可以更好地了解这两种亚型,并希望通过对这些资料的分析为临床术前诊断和术后抗癫痫治疗提供帮助。
病理结构 FCDⅡb除了具有与FCDⅡa相同的皮层层状、柱状结构不良、异常神经元外,还具有独特的气球样细胞,而气球样细胞被认为是导致难治性癫痫产生的重要原因。气球样细胞是巨大的球形细胞,胞核偏心,胞质呈嗜酸性,部分气球细胞胞核较大,染色质粗而深染,常出现在深层皮质和皮质和白质交界处。Amnica等研究发现气球细胞和异常神经元可能通过酪氨酸激酶受体蛋白持续的表达逃脱细胞编程死亡;这些异常神经元能与新皮质和其他异位部位相互连接,可能形成具有高度兴奋性的神经元网络,这些都有可能使皮质过度兴奋,增加脑组织的致痫性。对于气球样细胞的来源一直 难以确定,有研究将气球样神经元按GFAP、NF表达可分为3种亚型:神经元分化型、星形胶质胞分化型及未定型,认为气球样细胞是一种发育过程中迷失的细胞。也有人将FCDⅡa、FCDⅡb的癫痫手术切除标本与相对正常的脑组织利用免疫组化双重标记及共聚焦成像技术进行对照研究,发现FCDⅡa、FCDⅡb中的异常神经元及FCDⅡb中的气球样细胞均存在胶质及神经元的双向表达,而气球样细胞为明显。我们发现气球样细胞表达Nestin和GFAP,这显示气球样细胞确实存在胶质及神经元的双向表达,与文献一致,而异常神经元只表达NF、NeuN等神经元标记,并未出现胶质细胞方向的表达。
影像方面 本组41例FCDⅡb均有显著影像特点,MRI均显示明显局灶性皮层增厚,灰白质分界不清,呈斑片状,T2WI高信号影,边界模糊,FLAIR呈高信号,通过影像可以发现明确的病灶部位,通过常规EEG脑电图进一步协助,为手术定位和完全切除提供一些帮助;而在32例FCDⅡa中,有18例影像出现一侧较对侧FLAIR信号稍高密度影或混杂增强信号影,但信号模糊,特点不明显,并不能清晰判断致癫灶准确范围,而需进一步通过EEG脑电图或植入电极来进行定位,在其中的15例患者MRI观察到的范围远远小于通过EEG脑电图定位的实际病灶范围,这都为完全切除病灶造成一定困难。其它14例FCDⅡa核磁表现无显著异常,只能通过EEG脑电图、脑磁图或植入电极等手段确定切除范围,我们认为病灶部位模糊、弥散导致FCDⅡa患者无法完全切除病灶,预后相对不好。
临床表现方面 FCDⅡa和FCDⅡb癫痫发作形式均以复杂部分性发作为主,并多数继发全面性强直-阵挛发作。病例之间的发作频率均差别比较大,从3-5次/年到40-50次/d不等。癫痫发作病程两组相近,发病平均年龄均在儿童期,但FCDⅡa平均发病年龄7.1岁,FCDⅡb年龄的平均发病年龄4.1岁。也就是说FCDⅡb患者平均发病年龄较小。在病灶部位上,我们发现FCDⅡb手术切除致病灶所在的脑叶主要位于额叶(29例),而FCDⅡa型仅6例位于额叶,也就是说在本组统计中FCDⅡb多发生在额叶,这是FCDⅡb的一个显著临床特点。
总之,外科手术是难治性癫痫有效治疗手段,特别是在FCDⅡ患者中。在国外一项长期随访数据发现对于FCDⅡ型术后患者中,三分之一患者术后可以完成注意力集中的工作(如驾驶),这其中一半的人不需要服用任何抗癫痫药从事正常工作。还有报道认为,虽然FCDⅡ型患者组织学表现较重,但是由于病变相对局限,所以预后较好。国内对81例诊断为FCD的病例进行了回顾性研究,发现癫痫术后FCDⅡ组高,达到69%,他们认为病理改变越重的FCD,癫痫病灶多相对较局限,特别是具有气球样细胞的病例,利用MRI就可见病变部位的病例,手术相对容易定位,完全切除效果较好。国外统计数据癫痫术后控制率FCDⅡa为67%,FCDⅡb可达80%,Ⅱb手术后疗效远高于FCDⅡa。本组FCDⅡ型预后总为79.45%,其中FCDⅡb组为87.8%高于FCDⅡa组,除了FCDⅡb中6例累及2个以上脑叶外预后为EngelⅢ级外,其它预后大部分达到EngelⅠ级,我们统计的数据表明FCDⅡb组癫痫控制高于FCDⅡa,并且两型FCDⅡ患者的术后癫痫控制率均远高于国内外同类数据。
虽然目前FCDⅡ致癫痫机制并不清楚,但彻底切除致癫灶是预后良好的重要因素,从Urbach等报道可知,病理诊断为FCDⅡb的患者中,术后如仍具有无法控制的癫痫发作者,往往术后核磁显示仍有局灶FCDⅡb病灶残留,也就是说病变范围较广导致无法全部切除的病例往往预后较差,这与本组资料分析结论一致。还有研究发现缺乏显著特异的核磁影像和需要颅内电极植入帮助确定病灶范围这两个因素也与预后差密切相关。本组两种亚型中均存在术后控制不好的病例,这些病例虽然有核磁观察到显著病灶,但病灶范围弥散,或观察到的病灶范围远小于EEG脑电图观测到的放电范围,亦或由于核磁MRI无法观察到确切病灶,需要颅内电极植入来进行术前评估定位,这些均提示病灶范围广泛,为完全切除病灶带来难度,术后效果均不理想。
(参考文献略)