回顾性收集2006年1月至2016年12月期间在北京大学第一医院就诊的CSWS患儿21例。纳入标准:(1)符合CSWS诊断标准:癫痫发作; EEG有年龄相关的ESES特征, 即非快速眼动睡眠(non-rapid eye movement sleep, NREM)期棘慢波指数(spike-wave index, SWI)≥ 85%; 认知及神经心理损伤。(2)激素治疗:冲击治疗, 给予激素15~20 mg/(kg· d), 每疗程用3 d、停4 d, 期间给予口服泼尼松1~2 mg/(kg· d), 连续用3个疗程; 疗程结束后泼尼松1~2 mg/(kg· d)序贯口服, 2周后逐渐减量, 总疗程6个月。(3)分别在激素冲击治疗前后6个月内至少接受过1次EEG监测。

收集患儿临床资料:性别、特征年龄、癫痫发作类型及频率、激素治疗前EEG记录距离末次局灶性发作/全面强直-阵挛发作的时间、抗癫痫药应用情况等。特征年龄包括起病年龄、ESES出现年龄、激素治疗年龄和激素治疗前EEG监测时年龄。由于无法获取准确的负性肌阵挛/失张力/肌阵挛/不典型失神发作频率, 因此, 将激素治疗前1个月内上述发作划分为:频繁(几乎每天发作)、偶尔、无。激素治疗前6个月内局灶性发作/全面强直-阵挛发作的频率划分为:< 3次、3~6次、> 6次。激素治疗前EEG记录距离末次局灶性发作/全面强直-阵挛发作的时间划分为:< 3个月、3~6个月、> 6个月。依据激素冲击治疗后3个月内是否有癫痫发作来判断激素控制发作的疗效。将21例分为激素有效组(3个月内无任何类型的发作)和激素无效组(3个月内仍有发作或复发)。本研究经北京大学第一医院生物医学研究伦理委员会批准(2017[1411]), 患儿家属均签署知情同意书。

采用国际标准10-20系统(Neurofax; Nihon-Kohden, Tokyo, Japan), 采样频率为500 Hz, 进行4 h 视频脑电图(video EEG, VEEG)监测, 同时进行三角肌和股四头肌多导肌电图监测。所有患儿均常规行闪光刺激、过度换气及直立伸臂诱发试验(直立伸臂试验用于发现癫痫性负性肌阵挛, 方法为清醒状态下反复让患儿站立, 双臂保持向前平举, 观察是否有一侧或双侧上肢的短暂下垂、点头、站立不稳或跌倒)。所有患儿睡眠期记录持续30~60 min。首先, 人工选取每一份EEG记录中出现睡眠纺锤波和低肌电活动的持续5 min以上的连续EEG片段作为NREM期数据; 然后, 随机选取60 s无肌电伪差的NREM期数据进行分析。EEG的资料分析由两位长期从事神经电生理的专业人员完成, 对棘波和HFOs的标记达成共识。

EEG分析在平均导联为参考导联下进行。棘波分析:走纸速度10 s/page, 灵敏度15~30 μ V/mm, 低频滤波0.53 Hz, 高频滤波70 Hz。随后隐藏棘波标记并调整参数标记HFOs:走纸速度1~2 s/page, 灵敏度3~5 μ V/mm, 低频滤波80 Hz, 高频滤波200 Hz。HFOs的定义:经滤波过滤后出现 4 个及以上连续、波形及频率均匀、振幅明显高于背景波的振荡波^[11]。1次EEG记录中HFOs在5 min内应至少出现2次, 以确保60 s EEG中能标记出相似的振荡波, 减少假性HFOs的标记率。包含人工检测HFOs的EEG片段进一步经时频分析验证(图1), 该分析方法应用Matlab 6.9 (Mathworks Inc., Natick, MA, USA)软件^[12]完成。在时频分析图谱上, 只有与人工检测的HFOs相对应的、频率在80~200 Hz 的孤立高能量中心点才被认为是真正的HFOs。在CSWS患儿激素治疗前后的EEG中, 计算HFOs出现率、棘波出现率及二者复合情况(个数/60 s), 分析激素冲击治疗后HFOs和棘波的变化情况。对于复合于棘波的HFOs, 分别计算二者的最大波幅。

图1

Figure 1

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图1 代表性EEG导联及其对应的时频分析Figure 1 Representative EEG traces and corresponding time-frequency spectra A, raw EEG with the pattern of electrical status epilepticus in sleep during stage Ⅱ non-rapid eye movement period; B, green section in A was expanded in time (1 s/page) and sensitivity (5 μ V/cm) with a low-frequency filter of 80 Hz and a high-frequency filter of 200 Hz; C, the representative time-frequency analysis for the channel P4 in B (black arrow) showed a clear isolated spectra spot in the 140-180 Hz range.

应用SPSS 23.0统计软件。采用Kolmogorov-Smirnov法对计量资料进行正态分布检验, 对于正态分布计量资料, 用均数± 标准差表示, 用Levene’ s test检验方差齐性, 组间比较采用独立样本t检验(方差具齐性时)或t’ 检验(方差非齐性时)。对于非正态分布计量资料, 采用中位数(最小值, 最大值)表示, 组间比较采用秩和检验。计数资料用例数表示, 采用Fisher精确检验比较, 百分比比较采用χ ²检验。激素治疗前CSWS患儿EEG中相互复合的HFOs和棘波, 运用Spearman法进行双变量相关性分析, 得出二者最大波幅的相关性。双侧检验, P< 0.05定义为差异有统计学意义。

21例CSWS患儿中男11例(52.38%)、女10例(47.62%), 患儿平均起病年龄为3.8岁, 具体临床资料见表1。其中19例(90.47%)首次发作类型为局灶性发作, 1例(4.76%)为不典型失神发作, 1例(4.76%)为全面强直-阵挛发作。

表1

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表1(Table 1)

表1 21例CSWS患儿的电临床特征 Table 1 Clinical profile in all 21 CSWS patients

表1 21例CSWS患儿的电临床特征 Table 1 Clinical profile in all 21 CSWS patients

19例病程中均出现多种发作类型, 除了常见的局灶性发作和不典型失神, 其他少见的发作类型包括肌阵挛发作、失张力发作、负性肌阵挛及全面强直-阵挛发作。7例头颅磁共振成像有异常, 包括:巨脑回畸形2例, 丘脑低密度影、丘脑软化灶、脑回发育畸形、枕叶微脑回畸形及脱髓鞘和脑缺血缺氧后遗改变各1例。所有患儿均有不同程度的认知功能受损, 表现为注意力不集中、学习困难、记忆力下降、反应迟钝等。所有患儿均服用过多种抗癫痫药(1~7种, 平均3.6种)。12例(57.14%)激素治疗前的EEG记录到HFOs, 每人平均43.17/60 s(范围4/60 s~93/60 s)。

对激素治疗前HFOs阳性组与阴性组的性别、特征年龄参数、癫痫发作频率、EEG监测距离末次局灶性发作/全面强直-阵挛发作的时间、激素控制发作疗效及抗癫痫药数量进行组间比较(表2), 数据显示HFOs阳性组负性肌阵挛/失张力/肌阵挛/不典型失神发作频率明显较HFOs阴性组频繁(P=0.004), 其他参数在两组间差异无统计学意义。

表2

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表2(Table 2)

表2 CSWS患儿激素治疗前HFOs阳性组和HFOs阴性组间及激素治疗有效组和无效组间电临床特征的比较 Table 2 Comparison of electroclinical characteristics between (a) HFO-positive and HFO-negative group before MPL treatment and (b) excellent and not-excellent outcome group after MPL treatment Parameters Before MPL treatment After MPL treatment HFO-positive HFO-negative P value Excellent outcome Not-excellent outcome P value Number of patients 12 9 14 7 Gender 0.198 1.000 Male 8 3 7 4 Female 4 6 7 3 Age at seizure onset/years, x̅± s 3.5± 2.2 4.3± 2.6 0.452 4.2± 1.6 3.2± 1.7 0.358 Age at initial ESES/years, x̅± s 6.0± 2.1 7.9± 2.7 0.080 7.1± 2.6 6.2± 2.2 0.413 Age at EEG recording before MPL treatment/years, x̅± s 6.8± 2.0 8.2± 2.6 0.196 7.8± 2.4 6.6± 2.2 0.316 Age at MPL treatment/years, x̅± s 7.1± 1.9 8.3± 2.6 0.217 7.8± 2.4 7.6± 2.0 0.550 Time laps to last FMS/GTCS to EEG recording before MPL 0.240 0.827 < 3 months 6 4 6 4 3-6 months 3 0 2 1 > 6 months 3 5 6 2 Frequency of FMS/GTCS (seizures within 6 months before MPL) 0.796 0.415 < 3 months 7 7 10 4 3-6 months 1 0 0 1 > 6 months 4 2 4 2 Frequency of ENM/atonic/myoclonus/AA (seizures within 1 month before MPL) 0.004 0.405 None 1 7 5 3 Frequently 4 0 4 0 Occasionally 7 2 5 4 Effect of MPL 1.000 Excellent 8 6 Not-excellent 4 3 HFOs 1.000 Yes 8 3 No 6 4 Number of AEDs 3.1± 1.3 4.2± 2.0 0.161 3.5± 1.7 3.9± 1.8 0.659 HFO, high-frequency oscillation; ESES, electrical status epilepticus in sleep; EEG, electroencephalography; MPL, methylprednisolone; FMS, focal motor seizures; GTCS, generalized tonic-clonic seizure; ENM, epileptic negative myoclonus; AA, atypical absence; AEDs, antiepileptic drugs.

表2 CSWS患儿激素治疗前HFOs阳性组和HFOs阴性组间及激素治疗有效组和无效组间电临床特征的比较 Table 2 Comparison of electroclinical characteristics between (a) HFO-positive and HFO-negative group before MPL treatment and (b) excellent and not-excellent outcome group after MPL treatment

在CSWS患儿激素治疗前的EEG中共检测到518个HFOs和22 592个棘波。其中441个(85.5%)HFOs复合于棘波, 14.5%独立于棘波; 1.2%的棘波上复合有HFOs。对441个相互复合的HFOs和棘波最大波幅进行相关性分析(图2), 显示HFOs最大波幅与其复合的棘波最大波幅呈正相关性(r=0.279, P< 0.001)。

图2

Figure 2

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图2 441个相互复合的HFOs和棘波最大波幅的相关性分析Figure 2 Correlation between the highest amplitudes of 441 spikes and HFOs associated with each other HFO, high-frequency oscillation. Both the highest amplitudes of spikes and HFOs were logarithmized data. The highest amplitudes of HFOs were significantly positively related with that of the spikes occurring with HFOs (r=0.279, P< 0.001).

CSWS患儿激素冲击治疗前后EEG中的HFOs和棘波出现率见图3。激素冲击治疗后HFOs(P=0.002)和棘波(P=0.006)均显著减少, 减少的百分比分别为91.31%(473/518)和39.42%(8 905/22 592)。13例(61.90%)3个月内未出现任何形式的发作(有效组), 其他8例在治疗后3个月内仍有发作或复发(无效组)。对有效组和无效组患儿的性别、特征年龄参数、癫痫发作频率、EEG监测距离末次局灶性发作/全面强直-阵挛发作的时间及抗癫痫药数量进行组间比较, 各项参数在两组间差异均无统计学意义(表2)。由于HFOs阳性组、阴性组激素治疗有效和无效病例数较少, 无法分别进行统计学分析。分析激素冲击治疗前后两组间HFOs和棘波出现率的变化情况:有效组HFOs出现率减少100.00%, 棘波减少47%; 治疗无效组HFOs出现率减少79%, 棘波增加 14%; 激素治疗有效组HFOs和棘波出现率均较无效组减少的更加明显。

图3

Figure 3

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	图3 激素治疗前后EEG中发作间期HFOs和棘波的出现情况Figure 3 Occurrence of interictal HFOs and spikes during sleep in the pre-and post- methylprednisolone EEG data Patient no. 1-5 and 8-14 had HFOs before methylprednisolone treatment. All patients had spikes before the treatment. Reduction in the rates was statistically significant for both high-frequency oscillations (HFOs, P=0.002) and spikes (P=0.006).

本研究中男性患儿略多于女性, 与既往研究报道相符^{[13, 14]}。患儿平均起病年龄3.9岁, 与文献中2~5岁癫痫发作起病年龄一致^{[15, 16]}。此外, 本组患儿也表现出年龄依赖性的电临床特征, 病程中出现多种发作类型(包括局灶性发作、不典型失神、肌阵挛、失张力、负性肌阵挛和全面强直-阵挛发作等)、认知倒退等^{[16, 17]}。有学者认为患儿年龄在HFOs产生方面具有重要作用^[18], Kobayashi等^[7]发现HFOs阳性的患儿EEG记录距离末次发作的时间明显短于HFOs阴性, 但与EEG记录时的年龄无关, 认为棘波相关的HFOs与发作密切相关, 提示HFOs相对棘波更能预示癫痫发作。本研究比较了HFOs阳性组和阴性组患儿的性别、EEG记录年龄、激素治疗年龄、棘波出现率及EEG监测距离末次发作的时间等电临床特征, 这些均不是导致CSWS组患儿出现HFOs的主要原因。本研究中末次发作仅考虑局灶性发作/全面强直-阵挛发作, Kobayashi等^[7]研究中患儿也以局灶性发作为主, 而负性肌阵挛/失张力/肌阵挛/不典型失神发作在本组患儿出现频繁, 这可能是造成差异的主要原因。动物实验已证实HFOs与自发性癫痫发作相关^[19], Zijlmans等^[20]对人颅内EEG的研究也显示HFOs和癫痫发作均在药物减少后增加, 表明高频与发作密切相关。本组HFOs阳性CSWS患儿表现出更频繁的负性肌阵挛/失张力/肌阵挛/不典型失神发作, 均证实HFOs在一定程度上可反映癫痫发作严重程度, 比传统棘波能够提供更多致痫性相关的信息。

本研究中复合于棘波的HFOs占HFOs总数85.5%, 占棘波总数1.2%, 与文献报道头皮EEG中的结果相似, 发作间期HFOs通常“ 骑行” 在棘波上(约占所有HFOs的40%~90%), 只有不到10%的棘波复合有HFOs^{[3, 11]}。此外, Kobayashi等^[7]发现HFOs与棘波波幅最显著的位置一致或毗邻, 且复合于棘波的HFOs持续时间更长^[21], 本组数据显示复合于棘波的HFOs最大波幅与棘波呈正相关性, 均表明HFOs和棘波在某些物理特性方面有紧密联系。然而, 从细胞机制角度看, 棘波代表兴奋性突触后电位^[22], HFOs可能反映神经元的群峰电位^[23]。有研究认为, HFOs发生区的空间范围比棘波更小^[2], 二者对抗癫痫药及癫痫发作的反应性也不尽相同^[20], 且部分HFOs被发现独立于棘波存在, 又提示棘波和HFOs是相互独立体, 其病理生理机制不同。棘波和HFOs之间的复杂关系尚需要将来进一步研究探讨。

动物实验和临床研究均证实了HFOs和药物之间的相关性。Ito等^[24]早在1977年就应用癫痫猫模型研究了HFOs和药物的关系, 发现卡马西平和苯妥英钠能够减少发作期的高频成分。最近Lé vesque等^[25]发现, 左乙拉西坦处理的动物HFOs和发作间期棘波明显低于对照组。同时也有临床研究发现, HFOs数量在应用抗癫痫药治疗后减少^[26], 当减少抗癫痫药物后, HFOs数量明显增加而棘波数量相对不变^[20]。近期Kobayashi等^[27]报道婴儿痉挛症患儿激素治疗过程中, HFOs的数量随着高度失律的抑制而明显减少。苯二氮卓类药物、乙虎胺、丙戊酸及左乙拉西坦等常用于CSWS患儿的治疗, 但对部分患儿, 抗癫痫药难以控制发作及放电, 而激素则可使ESES现象改善甚至放电完全消失^{[15, 28]}。本研究发现, CSWS患儿激素治疗后HFOs和棘波出现率均较治疗前显著减少, 且HFOs减少较棘波更加显著, 这与我们前期在ABPE患儿中的研究结果相似^[9], 再次证实HFOs对激素治疗较棘波更加敏感。

前期已有研究探讨激素治疗对CSWS患儿的电临床疗效^[29]。本组CSWS患儿激素治疗后发作有效组和发作无效组在治疗前的各项电临床特征均无明显差异, 经过对两组HFOs和棘波出现率的变化情况进行分析, 发现有效组HFOs和棘波出现率均较无效组减少更加明显, 与我们前期在ABPE患儿中观察到的结果相似^[9], 进一步提示头皮EEG中HFOs随激素治疗后明显下降, 且与癫痫发作控制密切相关, 可用于评估疾病活动和治疗疗效。

目前, 有多种方法可以分析HFOs, 其中人工分析最可靠, 可作为HFOs检测的“ 金标准” , 本研究的数据即主要来源于人工分析并辅以时频分析, 但人工分析也是最耗时、耗力的方法。本研究仅对60 s的睡眠期EEG数据进行了分析, 结果发现其可最大地减少肌电伪差, 如能分析更长时间的数据将会使结果更具有稳定性。另外, 由于本研究为回顾性研究, 研究设计存在一定局限, 无法获取精确的发作频率、客观的认知评估及激素治疗后规定时间段(1个月、3个月及6个月)的EEG数据, 将来仍需前瞻性研究评价CSWS患儿中激素治疗对HFOs的影响以及HFOs在临床应用中的意义。

(志谢:感谢浙江大学医学院附属第二医院神经内科癫痫中心王爽教授对时频分析的贡献。)