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浅谈DBS治疗帕金森的GPi和STN核团选择问题

 龙在天涯ok 2022-11-20 发布于北京
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疾病环路

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生理状态下基底节-丘脑-皮层运动环路参与运动控制,帕金森病患者黑质致密部多巴胺神经元丢失,导致运动调节的直接通路和间接通路连接异常,造成机体功能紊乱,从而出现临床表现。

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2013, Svjetlana Miocinovic, JAMA Neurol

纹状体是基底节主要的输入区,而GPi和SNr则是主要的输出区。输入区和输出区通过直接通路(皮层-内侧苍白球)和间接通路(皮层-外侧苍白球-丘脑底核-内侧苍白球)相连,STN位于运动调节的间接通路重要环节,STN传递信息给GPi,因此STN的神经电活动直接影响着GPi 的神经电活动。运动调节的直接通路和间接通路都需要通过GPi核团,因此GPi核团对于运动功能的调控发挥着至关重要的作用。SNc(黑质致密部)神经元的多巴胺能投射可以调整神经元放电、稳定基底节网络。正常情况下,直接通路和间接通路之间相互制约,保持平衡以控制正常的运动。若两个通路中某个环节或某种递质代谢异常,平衡便出现紊乱。多巴胺和乙酰胆碱是纹状体内两种重要的神经递质,功能相互拮抗,维持二者之间的平衡,对基底节环路活动起着重要的调节作用。帕金森病是由于黑质腹侧的致密部(SNc)多巴胺能神经元变性、缺失——该区传讯给大脑基底核,导致纹状体内多巴胺含量显著降低,造成乙酰胆碱系统功能相对亢进,STN和GPi神经元放电增加,从而使得丘脑过抑制,导致肌张力增高、运动减少等临床表现。

大脑基底核与外界联系的路径大致依其投射位置可分为五条,分别为运动回路、动眼回路、联合皮质回路、边缘系统回路和眼眶额叶皮质回路。由于帕金森病会影响基底核上游信息的传递,因此前述的所有回路都会受到波及,使得帕金森病患者会出现动作、注意力和学习上的障碍。

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Mahlon R. DeLong 2015




脑深部电刺激(deep brain stimulationDBS)治疗帕金森(PD)到底选择哪个核团更好一些呢?我们从文献和专家共识的相关内容摘取出来核团相关的内容供阅读参考。

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不同靶点DBS治疗PD

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帕金森病运动症状治疗方法和作用靶点汇总:

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(Mahlon R. DeLong 2015)

STN-DBS主要通过调控丘脑底核-内侧苍白球环路,使丘脑底核传输到内侧苍白球的纤维束头端输出相对正常的电信号或者神经递质。
GPi-DBS通过调控从丘脑底核传入到内侧苍白球的纤维束尾端,从而使内侧苍白球接受到相对正常的神经信号或者神经递质。
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中国专家共识中对DBS治疗帕金森的核团靶点的阐述:

2020年《中国帕金森病脑深部电刺激疗法专家共识》(第二版)

在手术治疗-靶点选择一节中载明:

位于基底核环路的丘脑底核(STN)、苍白球内侧部(GPi)是治疗PD的最常用靶点。随机对照试验表明,两者均能改善PD的运动症状,两者在改善药物疗效波动引起的运动障碍症状和提高患者生命质量方面同样有效。STN-DBS的优势包括:对震颤、肌强直和运动迟缓具有良好的临床疗效,能改善运动障碍和运动波动,在减少多巴胺能药物方面更有效。GPi-DBS对异动症的改善可能优于STN,但在减少多巴胺能药物方面不如STN。以减药为目的患者建议优先考虑STN,有认知减退或情绪障碍的患者建议优先考虑GPi。……丘脑腹中间核(Vim)是治疗各种震颤,包括PD震颤的重要靶点。但Vim-DBS对PD的其他症状如肌强直、运动迟缓以及药物引起的异动症等无明显的治疗作用。脚桥核(PPN)参与了运动的起始和维持。目前研究表明,该靶点对PD的步态障碍核跌倒可能有效,但对姿势稳定性影响尚不明确。

总结:专家共识显示,STN和GPi DBS在手术流程和术后程控参数调整方面无明显差异,一般从1.0或者1.5 V起(脉宽60 μs,频率130 Hz),逐渐增大刺激,测试每个触点的治疗窗后再选择最佳刺激触点。两个核团治疗效果的异同点总结为下表:

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国外专家共识或者指南对DBS治疗帕金森的核团靶点的阐述

1. 2017年美国神经外科医师协会(AANS)和神经外科医师大会(CNS)联合指南委员会刊发题为Congress of Neurological Surgeons Systematic Review and Evidence-Based Guideline on Subthalamic Nucleus and Globus Pallidus Internus Deep Brain Stimulation for the Treatment of Patients with Parkinson’s Disease的指南,结论中指出:

译文:

(1) 考虑到双侧STN DBS在治疗帕金森病运动症状方面至少与双侧GPi DBS一样有效(通过UPDRS-III评分的改善来衡量),可以考虑在接受手术的患者中选择任意一个靶点来治疗运动症状(I级)。

(2) 当手术的主要目的是减少帕金森病患者的多巴胺能药物时,则应行双侧STN DBS,而不是GPi DBS (I级)。

(3) 在减少异动症方面,没有足够的证据做出靶点选择建议。但如果不是以减药为目的的患者,主要目的是降低严重的药物开期异动症,应该选择GPi靶点(I级)。

(4) 在考虑帕金森病DBS患者生活质量的改善时,没有任何依据推荐双侧DBS在一个靶点优于另一个靶点(I级)。

(5) 如果接受DBS的患者存在认知能力下降,尤其是处理速度和工作记忆方面,那么临床医生应考虑使用GPi DBS而不是STN DBS,同时考虑手术的其他靶点(I级)。

(6) 如果接受DBS的患者存在明显的抑郁风险,那么临床医生应考虑GPi刺激,而不是STN刺激,同时考虑其他手术靶点 (I级)。

(7) 在降低手术不良事件方面,没有足够的证据推荐哪个靶点的双侧DBS具有优势。

原文:

1) Given that bilateral STN DBS is at least as effective as bilateral GPi DBS in treating motor symptoms of Parkinson’s disease (as measured by improvements in UPDRS-III scores) consideration can be given to the selection of either target in patients undergoing surgery to treat motor symptoms (Level I).

2) When the main goal of surgery is reduction of dopaminergic medications in a patient with Parkinson’s disease, then bilateral STN DBS should be performed instead of GPi DBS (Level I).

3) There is insufficient evidence to make a generalizable recommendation regarding the target selection for reduction of dyskinesias. However, when the reduction of medication is not anticipated and there is a goal to reduce the severity of 'on’ medication dyskinesias, the GPi should be targeted (Level I).

4) When considering improvements in quality of life in a patient undergoing DBS for Parkinson’s disease, there is no basis to recommend bilateral DBS in 1 target over the other (Level I).

5) If there is significant concern about cognitive decline, particularly in regards to processing speed and working memory in a patient undergoing DBS, then the clinician should consider using GPi DBS rather than STN DBS while taking into consideration other goals of surgery (Level I).

6) If there is significant concern about the risk of depression in a patient undergoing DBS, then the clinician should consider using pallidal rather than STN stimulation while taking into consideration other goals of surgery (Level I).

7) There is insufficient evidence to recommend bilateral DBS in 1 target over the other in order to minimize the risk of surgical adverse events.

2. 2019年,加拿大的帕金森病指南Canadian guideline for Parkinson disease:在证据总结表3中运动症状治疗推荐总结C49载明,STN-DBS和GPi-DBS对运动波动和异动治疗有效,证据等级为A级(证据等级最高为A级)。

原文:

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3. 2022年,巴西的专家指南Guidelines for Parkinson’s disease treatment: consensus from the Movement Disorders Scientifc Department of the Brazilian Academy of Neurology – motor symptoms在deep brain stimulation for the treatment of PD patients一节中单独提到DBS靶点问题:DBS最常用的靶点是STN和GPi,二者在治疗运动症状或者并发症方面效果无差异。STN-DBS可以减少近50%的药量,因此以减药为目的的患者优先选择STN-DBS,有认知障碍和抑郁风险的患者优先选择GPi-DBS。Vim-DBS主要用于治疗严重的震颤性PD。

原文:

The two most common DBS targets are the STN and globus pallidus pars interna (GPi). Randomized trials have demonstrated no significant difference in the degree of motor improvement or complications between the two targets (with improvement in motor scores by 25%–60%, measured by UPDRS-III scores)78.

STN-DBS can reduce the need for dopamine replacement medications by approximately 50%. Therefore, when the primary goal of surgery is to reduce dopaminergic medications, bilateral STN-DBS procedures should be performed instead of GPi78,79. However, patients with STN-DBS can exhibit decreases in visual-motor processing speed and worsening depression scores compared to patients with GPi-DBS78. Therefore, if there is significant concern about cognitive issues, GPi-DBS should be considered, rather than STN (76). Similarly, if there is significant concern about the risk of depression, the GPi target should be selected78.

Ventral intermediate nucleus (Vim) DBS improves tremor but has no effect on other symptoms; therefore, Vim DBS should be considered only for severe tremor-dominant PD without other bothersome cardinal parkinsonian symptoms68,80. Other targets such as the pedunculopontine nucleus have been suggested as options for DBS, particularly for gait and balance symptoms; however, no trials meeting evidence-based inclusion criteria have been published to date75.

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总结

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从文献和国内外专家共识或指南中,DBS治疗帕金森的靶点常用STN和GPi两个核团,以减药为目的的患者优先选择STN-DBS,有认知障碍和抑郁风险的患者优先选择GPi-DBS,对于异动症选择哪个靶点更合适需要进一步临床研究去证明。

来源:ZFJ

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