论著
脑深部电刺激治疗儿童肌张力障碍
中华实用儿科临床杂志, 2021,36(4) : 279-282. DOI: 10.3760/cma.j.cn101070-20201231-01975
摘要
目的

总结脑深部电刺激(DBS)对肌张力障碍的治疗效果。

方法

收集2017年4月至2020年7月北京大学第一医院收治的肌张力障碍患儿的临床资料和外周血DNA,完善患儿DBS术前及术后肌张力障碍评分量表运动评分,完善全外显子测序检测。

结果

共收集32例运用DBS治疗的肌张力障碍患儿。其中男16例,女16例;12例采用苍白球内侧核靶点治疗,20例患儿采用丘脑底核靶点治疗。发现20例(62.5%)致病基因突变,包括PANK2 9例,KMT2B 3例,GNAO1 2例,GCDH 2例,PINK1、NDUFAF6、DYT27ADCY5各1例。术后随访1个月~3年8个月,仅1例因家庭护理不当出现局部感染,术后缓解率波动在5.66%~95.92%。

结论

运用DBS治疗后肌张力障碍患儿均有一定程度缓解,无明显不良反应,表明DBS是儿童肌张力障碍有效且安全的治疗方法。

引用本文: 杨海波, 章清萍, 文泳欣, 等.  脑深部电刺激治疗儿童肌张力障碍 [J] . 中华实用儿科临床杂志, 2021, 36(4) : 279-282. DOI: 10.3760/cma.j.cn101070-20201231-01975.
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肌张力障碍又称肌张力不全或肌紧张不全,是一种运动障碍性疾病,其特征为持续性或间歇性肌肉收缩引起的异常运动和/或姿势,常重复出现;常因随意动作诱发或加重,伴肌肉兴奋的泛化[1]。该病是位列帕金森病、原发性震颤之后的第3大运动障碍性疾病,致残率高,严重影响患者的生存质量[2]。肌张力障碍所累及肌肉的范围广,肌肉收缩强度变化大,表现形式多样,诊断与分类较复杂,在临床工作中常被误诊为脑性瘫痪或癫痫等,目前多数肌张力障碍性疾病采用药物治疗效果不佳。本研究对32例肌张力障碍患儿行脑深部电刺激(deep brain stimulation,DBS)治疗,现总结其临床特点及治疗效果,探讨DBS对儿童遗传性肌张力障碍的治疗效果和主要流程。

1 资料与方法
1.1 研究对象

选择2017年4月至2020年7月在北京大学第一医院儿科神经内科或儿外科诊治的肌张力障碍患儿。入组标准:(1)非手术疗法无法有效改善致残性运动症状或伴剧痛的肌张力障碍;(2)对肉毒毒素(BTX)无效且致残性的肌张力障碍;(3)运用DBS效果显著的肌张力障碍疾病,如DYT1全身型肌张力障碍;(4)年龄≤18岁。排除标准:(1)肌张力障碍无明显致残性;(2)口服药物或BTX治疗效果好;(3)运用DBS无效的肌张力障碍疾病;(4)生命体征不稳定,不适合手术者。本研究通过医院医学伦理委员会批准(批准文号:2020-119),患儿监护人均签署知情同意书。

1.2 方法
1.2.1 临床资料收集

收集患儿一般资料、发病年龄、治疗经过及辅助检查结果。术前完善肌张力障碍评分量表(BFMDRS)运动评分[3]

1.2.2 DBS手术治疗及术后缓解评估

DBS手术由北京大学第一医院小儿外科杨海波医师团队负责,针对儿童肌张力障碍的DBS管理,目前本多学科协作诊疗中心已收获一定经验(图1)[4]。首先进行体格检查、血尿代谢分析及头颅磁共振成像(MRI)检查,必要时完善全外显子测序及电生理学检查,确定肌张力障碍的病因及类型。术前从运动、心理、认知、语言、营养、康复等多角度评估。由于肌张力障碍患儿无法控制自身运动,且疼痛刺激加重身体扭动和姿势异常,需在全身麻醉下安置头部立体定向框架,随后完成术前MRI或CT定位扫描。将术前影像资料和术前定位影像资料进行图像融合处理,制定手术计划,DBS手术全程在气管插管全身麻醉下进行。手术主要方式为在苍白球内侧核(globus pallidus internus,GPI)或丘脑底核(subthalamic nucleus,STN)进行脑深部微电极刺激。术后再行头颅CT检查,与术前MRI进行融合以确认电极植入的精确位置与手术计划一致。术后1周开机,规律复诊,根据患儿或其父母的反馈,调整刺激参数以达到更好的临床效果或减少不良反应。术后缓解评估应用BFMDRS进行运动评分。DBS术后缓解率=(术后BFMDRS运动评分-术前BFMDRS运动评分)/术前BFMDRS运动评分×100%。

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图1
DBS治疗儿童肌张力障碍的流程
Figure 1
DBS treatment process for children with dystonia
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注:DBS:脑深部电刺激;MRI:磁共振成像 DBS:deep brain stimulation;MRI:magnetic resonance imaging

图1
DBS治疗儿童肌张力障碍的流程
Figure 1
DBS treatment process for children with dystonia
1.2.3 基因突变分析

抽取患儿及其父母外周血2~3 mL,提取DNA(Qiagen公司,德国)。采用家系全外显子测序。筛选得到单核苷酸多态性及插入缺失标记在千人基因组、ESP6500si、ExAC_ALL、ExAC_EAS健康人群数据库频率≤0.05,且经SIFT、PolyPhen2、MutationTaster、GERP++等数据库预测为致病性的位点作为与疾病相关的候选位点,用PCR和Sanger测序进行验证。

1.3 统计学处理

采用SPSS 20.0软件进行数据分析。统计DBS术前及术后的BFMDRS运动评分,计算术后缓解率。运用Mann-Whitney U检验计算GPI和STN其术后缓解率的统计学差异,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 一般资料

共收集32例行DBS治疗的肌张力障碍患儿(表1)。其中男16例,女16例;就诊年龄为2.41~17.00岁;起病年龄2个月~8.8岁;DBS手术年龄2.42~17.00岁。就诊时临床诊断:继发性肌张力障碍23例,原发性肌张力障碍9例。

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表1

肌张力障碍患儿32例基因检测及手术治疗信息

Table 1

Genetic testing and surgical treatment information in 32 children with dystonia

表1

肌张力障碍患儿32例基因检测及手术治疗信息

Table 1

Genetic testing and surgical treatment information in 32 children with dystonia

病例性别致病基因原发性/继发性起病年龄靶点手术年龄(岁)随访时间(月)DBS术后缓解(%)
1阴性继发性5岁STN9.343.041.00
2阴性继发性1岁STN17.737.26.90
3阴性继发性1岁STN13.036.519.30
4PANK2继发性1岁STN7.935.862.58
5KMT2B原发性8.8岁GPI8.430.895.92
6阴性继发性2个月GPI6.029.710.96
7NDUFAF6继发性3岁GPI15.626.027.94
8GCDH继发性1岁GPI10.825.719.75
9GCDH继发性10个月GPI4.124.415.19
10PANK2继发性8个月STN5.322.855.88
11阴性原发性2.7个月GPI7.915.263.01
12阴性继发性3岁GPI10.315.161.97
13PANK2继发性1岁STN7.314.721.09
14阴性继发性3个月GPI2.414.013.38
15ADCY5原发性6个月STN8.613.86.29
16PANK2继发性1岁STN9.113.557.33
17GNAO1原发性6个月GPI4.311.57.79
18阴性原发性6个月GPI4.011.363.52
19KMT2B原发性6个月GPI15.711.070.83
20阴性继发性1个月GPI6.319.013.55
21PANK2继发性6个月STN5.96.126.76
22KMT2B原发性6岁GPI8.96.525.00
23PINK1原发性10岁STN11.06.323.53
24PANK2继发性6个月STN6.06.167.53
25PANK2继发性6个月STN5.06.150.70
26阴性继发性3个月STN7.05.616.11
27阴性继发性5个月STN6.04.219.35
28PANK2继发性10个月STN4.03.27.62
29PANK2继发性7个月STN9.03.652.70
30GNAO1继发性6个月STN5.03.332.26
31阴性继发性6个月STN9.03.15.66
32COL6A3原发性6个月STN5.02.98.82

注:STN:丘脑底核;GPI:苍白球内侧核;DBS:脑深部电刺激 STN:subthalamic nucleus;GPI:globus pallidus internus;DBS:deep brain stimulation

2.2 DBS手术治疗及术后缓解评估

12例采用GPI靶点治疗,20例采用STN靶点治疗,过程均顺利。除17岁患儿采用局部麻醉手术外,其余均采用全身麻醉镇静手术,且该患儿术中出现呕吐。术后随访1个月~3年8个月,仅1例患儿术后因家庭护理不当出现局部感染,摘除了DBS相关颅内电极脉冲发生器和延长导线,因其术后缓解率良好,计划感染控制后再次置入DBS。术后缓解率波动在5.66%~95.92%。继发性肌张力障碍患儿术后缓解率波动在5.66%~67.53%;原发性肌张力障碍患儿术后缓解率波动在7.79%~95.92%。

2.3 基因突变分析

32例患儿中,20例(62.5%)发现致病基因突变,其中PANK2 9例(术后缓解率波动在7.62%~67.53%),KMT2B 3例(术后缓解率波动在25%~95.52%),GNAO1 2例(术后缓解率波动在7.79%~32.26%),GCDH 2例(术后缓解率波动在15.19%~19.75%),PINK1(术后缓解率23.53%)、NDUFAF6(术后缓解率27.94%)、DYT27(术后缓解率8.82%)及ADCY5突变(术后缓解率6.29%)各1例;余12例未发现致病基因突变(术后缓解率波动在6.9%~63.52%)。

2.4 GPI和STN术后缓解率比较

采用GPI或STN作为手术靶点,12例采用GPI作为手术靶点,其术后缓解率波动在7.79%~95.92%;20例采用STN作为手术靶点,其术后缓解率波动在5.66%~67.53%,但2组比较差异无统计学意义(U=0.787,P=0.448)。

3 讨论

目前国内尚未见多例运用DBS治疗儿童肌张力障碍的经验分享,本研究以儿童运动障碍性疾病多学科协作诊疗中心的经验讨论,分享对儿童肌张力障碍的诊断思路、DBS治疗的主要流程及术后效果,旨在加深基层医院儿科医师对于此类疾病的认识。

肌张力障碍最广泛接受的分类为2种主要类型[5]:原发性肌张力障碍(肌张力障碍是唯一的临床体征,包括特发性或遗传性疾病,无神经病理学异常)和继发性肌张力障碍(由于神经变性引起的肌张力障碍)。本研究亦使用该法进行分类:继发性肌张力障碍23例,原发性肌张力障碍9例。最新指南示肌张力障碍可依据临床特征和病因2条主线进行分类[6]:(1)按照临床特征分类,依据发病年龄、症状分布、时间模式、伴随症状等;(2)根据病因分类,组织病理、结构影像和遗传学研究是判断肌张力障碍病因的重要手段,可相互补充。肌张力障碍正确分类可缩小诊断范围的下一步临床步骤,从而为潜在的预后、检查和诊疗选择提供依据,但目前较少文章运用此分类方法。

目前肌张力障碍的病理生理学仍有争议。部分致病基因明确的患儿其脑部并未发现宏观或微观异常;仅在颈部肌张力障碍的患者中发现小脑浦肯野细胞消失和神经元肿胀;亦有文献报道,肌张力障碍涉及激动肌和相应的拮抗肌肌群同时激活[7]。肌张力障碍的神经化学机制不明,可能涉及多巴胺能、胆碱能和谷氨酸能神经递质系统。采用正电子发射计算机断层显像和功能性MRI神经成像对无结构异常的肌张力障碍患儿进行检查,发现肌张力障碍可能与大脑多个区域异常活动有关,包括运动皮质、辅助运动区、小脑和基底核等[8,9]

肌张力障碍的遗传学方式包括常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传,X连锁和线粒体突变。原发性肌张力障碍以散发为主,目前已发现29种单基因突变引起的肌张力障碍(DYT1~DYT29)[10],本研究共发现了20例(62.5%)患儿存在基因突变,阳性率较高。

肌张力障碍的治疗以对症治疗为主,以维持运动范围和预防挛缩。目前治疗包括口服药物、注射BTX和DBS。口服药物治疗包括左旋多巴、抗胆碱能药(苯海索、丁苯那嗪等)、苯二氮类药物(如氯硝西泮、地西泮等)、巴氯芬及唑吡坦、多巴胺受体激动剂,主要用于全身性肌张力障碍。BTX干扰神经肌肉接头处乙酰胆碱的释放,引起局部肌无力,主要应用于局灶型或节段型肌张力障碍,是颈部肌张力障碍患者异常姿势、运动及改善疼痛的一线治疗。BTX不良反应轻微,一般在注射后5~7 d起效,疗效持续3~6个月,配合牵伸训练能维持更长有效周期[11]。外科手术治疗适用于药物治疗和BTX治疗失败的严重肌张力障碍患者,通常以皮质-基底核-丘脑-皮质途径为靶点。本研究收集的32例患儿对口服药物及BTX效果均不理想。

治疗肌张力障碍的其他神经外科手术包括外周神经支配肌切开术、根除术和巴氯芬泵鞘内注射。1960年采用双侧丘脑毁损术治疗全身型肌张力障碍,但其严重及永久性的并发症限制了该手术的使用[12]。1987年法国学者Benabid教授及其团队率先提出了利用高频率电刺激的概念:直接刺激手术靶点以模拟手术毁损效果[13]。DBS利用与起搏器连接的电极发射电流至大脑,这些电极放置在特定的目标靶点,通过调节刺激模式达到个体最佳的临床疗效,包括脉冲幅度、脉宽、刺激频率;植入电极导线并与放置在锁骨下区域的皮下的起搏器进行连接。

DBS治疗机制尚未明确,学术界提出了一些假设,如"经典比率模型""干扰理论"和"暴发理论"等[14]。相比传统手术,DBS主要有以下几个优势:(1)精准度高:早期针对严重精神疾病患者实施的如脑前额叶切除手术的切除范围广且术后并发症多,而DBS利用立体定向头架来指导电极的植入,精确度可达毫米;(2)创伤小:毁损手术直接破坏或移除脑组织,而DBS对大脑可能造成的创伤仅来源于电极植入本身;(3)可逆性:DBS的本质是神经调控,电刺激可人为关闭和开启;(4)可调节性:刺激参数可根据需要进行调整,以发挥最大效益并减少不良反应。DBS作为一种非破坏性、可逆的治疗方法,被应用于多种亚型的肌张力障碍患者,如全身型、节段型或局灶型肌张力障碍,尤其对DYT1基因突变导致的肌张力障碍儿童临床反应最佳[15]。本研究中,术后缓解率最高的是2例KMT2B突变患儿(70.83%~95.92%),第3例KMT2B突变患儿术后缓解率稍低(25.00%),但其术后随访的时间稍短,后期将跟踪其术后随访;PANK2突变患儿亦有6例其术后缓解率超过50.00%,与既往报道相符[16,17]

本研究1例患儿DBS采用局部麻醉手术,但术中不良反应明显,因而建议DBS采用全身麻醉镇静手术。虽然统计学分析示选择STN和GPI其术后缓解率并无差异,但根据国内外文献报道,核团的可视性、核团定位的难易程度、是否更易精准植入电极、省电及有些病变累及到GPI区域等,本多学科协作诊疗中心仍倾向于选择STN作为肌张力障碍患者DBS的治疗靶点[18,19]。本研究患儿术后均有一定缓解(缓解率波动在5.66%~95.92%),且部分患儿缓解显著(最高缓解率为95.92%)。仅1例患儿因术后家庭护理不当出现局部感染而摘除DBS器械,但感染控制后仍考虑再次置入DBS。此外,DBS随访便捷,对于出行不便的外地患者,可通过互联网远程程序控制系统调整刺激参数。但DBS同时需要坚持物理康复训练,并坚持原发病的治疗。目前本研究患儿随访时间最长为3年8个月,部分患儿缓解明显,亦无患儿出现明显不良反应,后期仍需继续观察,不断完善DBS术后有无严重不良反应。

DBS具有治疗的有效率高和可逆、可调控及并发症少等特点,推荐予DBS治疗儿童肌张力障碍。本研究将继续积累病例,总结不同致病基因的临床特点,并将继续进行术后随访,评估DBS术后效果。

利益冲突
利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献
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