[Structural heterogeneity of epileptic foci in local drug-resistant epilepsy]

Arkh Patol. 2020;82(6):5-15. doi: 10.17116/patol2020820615.
[Article in Russian]

Abstract

Background: To study etiopathogenesis is one of the most important tasks of modern neurology. Various types of structural changes occur in drug-resistant epilepsy (DRE); however, they are described as distinct phenomena.

Objective: To provide a comprehensive characterization of structural changes in the cortex and adjacent white matter in the electrophysiological activity zone (in the epileptic focus) in patients undergoing surgery for DRE.

Material and methods: Biopsy material of fragments of the temporal lobe and hippocampus from 16 patients aged 21 to 54 years (mean age, 25 years) with DRE were intraoperatively obtained at the Prof. A.L. Polenov Russian Research Institute of Neurosurgery. The investigators studied histological sections stained with H&E, toluidine blue according to the Nissl method and the Spielmeyer method, as well as the results of immunohistochemical reactions with glial fibrillary acidic protein (GFAP), vimentin, and neurofilaments (NF) (Dako antibodies, Denmark).

Results: Histological examination revealed a set of heterogeneous changes, reflecting the complex pathogenetic interactions that developed during the formation of an epileptic focus. Structural brain damage involved both gray and white matter. Focal cortical dysplasia was diagnosed in 14 (87.5%) cases; white matter neuronal heterotopia in 100%; neuronal reactive and destructive changes in 100%; epileptic leukoencephalopathy (vascular demyelination, microcysts, sclerosis and dystonia, gliosis) in 100%, cortical atrophy in 12.5%, and hippocampal sclerosis in 20% (in 2 out of the 10 examinees).

Conclusion: The morphopathological heterogeneity in the structure of epileptic foci reflects the complexity of etiopathogenetic interactions, the polymorphism of epileptic manifestations, and the individual nature of formation of the epileptic system, which requires an integral approach to understanding the pathogenesis and morphogenesis of formation of the epileptic system and provides a direction for a personalized approach to epilepsy treatment.

Изучение этиопатогенеза является одной из важнейших задач современной неврологии. При фармакорезистентной эпилепсии (ФРЭ) встречаются различные виды структурных изменений, однако их описывают как отдельные явления.

Цель исследования: Дать комплексную характеристику структурных изменений в коре и прилегающем белом веществе в зоне электрофизиологической активности (эпилептическом очаге) у больных, оперированных по поводу ФРЭ.

Материал и методы: Биопсийный материал фрагментов височной доли и гиппокампа (ПАО РНХИ им. проф. А.Л. Поленова), полученный интраоперационно от 16 пациентов с локально обусловленной ФРЭ в возрасте от 21 года до 54 лет (средний возраст — 25 лет). Изучали гистологические срезы, окрашенные гематоксилином и эозином, толуидиновым синим по методу Ниссля, по Шпильмейеру, а также результаты иммуногистохимических реакций с глиальным фибриллярным кислым белком (GFAP), виментином (Vimentin), нейрофиламентами (NF) (антитела фирмы Dako, Дания).

Результаты: При гистологическом исследовании выявлен комплекс разнородных изменений, отражающий сложные патогенетические взаимодействия, развивающиеся при формировании эпилептического очага. Структурное поражение мозга захватывало как серое, так и белое вещество. Диагностирована фокальная кортикальная дисплазия в 87,5% (14) случаев, гетеротопия нейронов в белое вещество в 100%, реактивно-деструктивные изменения нейронов в 100%, эпилептическая лейкоэнцефалопатия (демиелинизация, микрокисты, склероз и дистония сосудов, глиоз) в 100%, атрофия коры в 12,5%, «склероз» гиппокампа в 20% (2 из 10 исследованных).

Заключение: Патоморфологическая гетерогенность структуры эпилептических очагов отражает сложность этиопатогенетических взаимодействий, полиморфность проявлений эпилепсии, а также индивидуальный характер формирования эпилептической системы, что требует интегрального подхода для понимания пато- и морфогенеза становления эпилептической системы и дает направление персонализированному подходу к лечению эпилепсии.

Keywords: MR-negative epilepsy; demyelination; drug-resistant epilepsy; epilepsy; epileptic focus; focal cortical dysplasia; gliosis; hippocampal sclerosis; leukoencephalopathy; pathomorphology; structural heterogeneity.

MeSH terms

  • Adult
  • Epilepsy*
  • Glial Fibrillary Acidic Protein
  • Humans
  • Middle Aged
  • Pharmaceutical Preparations*
  • Russia
  • Vimentin
  • Young Adult

Substances

  • Glial Fibrillary Acidic Protein
  • Pharmaceutical Preparations
  • Vimentin