JNNP:外伤性癫痫发作的重要脑生物标志物：抗癫痫药治疗（EpiBioS4Rx）的癫痫生物信息学研究的初步报告
2020-08-30 MedSci原创 MedSci原创
外伤性脑损伤（TBI）与癫痫发作和创伤后癫痫病（PTE）的继发性损伤相关。尽管先前的工作已经确定了一些潜在的生物标记物，但尚无一项全面的研究对TBI中的生物标记物进行验证，以显示有发生癫痫和诱发癫痫发
外伤性脑损伤（TBI）与癫痫发作和创伤后癫痫病（PTE）的继发性损伤相关。尽管先前的工作已经确定了一些潜在的生物标记物，但尚无一项全面的研究对TBI中的生物标记物进行验证，以显示有癫痫发作和诱发癫痫发作风险的表型。作者报告了TBI早期发作的结构性磁共振成像（MRI）生物标志物的初步评估。
在分析时统计了96名患者。在中度重度TBI出现额叶或颞出血性挫伤后，在72小时对患者进行筛查并入组。纳入标准为6-100岁和格拉斯哥昏迷量表（GCS）。排除标准为单独的弥漫性轴索损伤，单独的硬膜外或硬膜下出血，单独的缺氧性脑损伤，妊娠和先前存在的神经退行性或癫痫性疾病。在全部样本中，男性80例，女性20例，平均年龄为42岁（SD = 21岁）。平均场GCS为8.29（SD = 4.45）。在TBI后的前7天，至少有72个小时的的24小时cEEG数据。在3 T MR系统上获取高分辨率MRI数据。虽然获得了一组MR数据，但目前的工作集中在T1加权（MPRAGE）数据上。在每个部位都对MRI参数进行了优化，其重复时间（TR）在1.9到2.3 ms之间，且各向同性的分辨率大约为1 mm。在每个点记录了急性癫痫发作事件，并将其上传到中央研究电子数据捕获（REDcap）平台，并由一个专家团队，使用Ottman PTE问卷在出院时以及受伤后第30天和第90天对PTE进行纵向评估。将患者分为三组：无癫痫发作的患者（无癫痫发作组），癫痫发作的患者从受伤后第一周开始（早期组），以及在受伤后第一周开始经历至少一次癫痫发作的患者（晚期组）。
MRI数据分析：通过程序检查皮层功能带变薄和皮层下局部体积不足。简而言之，使用optiBET9提取T1加权数据，并使用基于FMRIB软件库的算法进行分割（FSL；用于皮质下结构）和Freesurfer（用于皮质结构）。作者计算了标准化的大脑体积（使用SIENAX） ），并在所有分析中将其用作归一化因子（即协变量）。然后在两个算法分析中输入皮质和皮质下分割。首先，作者进行了方差分析，以皮质带变薄和皮质下局部容量不足（在每个体素处）为因变量，以组（无癫痫发作，早期癫痫发作，晚期癫痫发作）为自变量，控制了年龄，性别，损伤严重程度，MR诊断后一天的受伤和脑容量正常化。进行多组比较时，采用聚类校正评估了p <0.05的显著性。通过事后成对比较（采用Tukey-Kramer校正）对表现出组显著作用的聚类进行随访。
其次，我们在分析模型中结合了人口统计，临床和MR数据，以评估它们在预测癫痫发作易感性（早期和晚期崩溃）中的相对重要性。为了降低MR数据（即体素）的维数，我们首先提取了68个皮质（每半球34个）和15个皮质下（每半球七个，加上脑干）ROI的平均形状统计数据，并将其输入主成分分析（使用varimax旋转），保留特征值> 1的所有分量（此后称为MR分量）。然后将人口统计学信息（即年龄，性别，MR诊断受伤后的天数），临床数据（入院GCS总数），标准化的脑容量和MR成分输入二元Logistic回归分析。为了比较每组变量在预测癫痫发作中的相对重要性。
在本报告中，作者提供了TBI后早期急性期结构异常与癫痫发作之间关系的初步证据。具体而言，继发于TBI的癫痫发作似乎与右海马和颞皮质的结构形状变化有关，这与先前的动物和人类报告一致。尽管如此，早期和晚期发病与这些地区结构病理的不同模式有关。此外，作者的数据显示，MR数据，人口统计数据和损伤严重程度的临床测量值可以以较高的AUC，准确性，特异性，敏感性和精密度将遭受癫痫发作的患者与未发生癫痫发作的患者（受伤后90天）分开。
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