ウエスト症候群患者における睡眠徐波に対するホルモンとビガバトリンのばらつきのある効果-作用機序の示唆？

Disparate effects of hormones and vigabatrin on sleep slow waves in patients with West syndrome - An indication of their mode of action?

• Bianka Heinrich
• Bernhard Schmitt
• Bigna K Bölsterli
• Hanne Critelli
• Reto Huber
• Sara Fattinger

抄録

シナプスの恒常性を回復し、学習効率や脳の健全な発達を維持するための生理的プロセスである睡眠中のシナプスのダウンスケーリングは、睡眠徐波（SSW）の傾きの低下と関連している。しかし、このようなシナプスのダウンスケーリングは、高振幅のSSWには反映されていないようです。最近、我々はウエスト症候群（WS）の患者でホルモン治療（副腎皮質刺激ホルモン、プレドニゾロン）中にSSWの傾きが減少したことを示している。しかし、この減少が治療の成功に関連しているのか、ホルモン療法の特異的な効果を反映しているのかは不明である。そこで、我々は、ホルモン、ビガバトリン（VGB）、またはその両方で治療が成功したWS患者61人の昼寝脳波をレトロスペクティブに分析した。治療中（T1）とホルモン治療を中止した2-7ヵ月後（T2）のSSWの傾きを、治療群と健康で年齢をマッチさせた対照群とで比較した。T1では、ホルモン治療は低振幅SSWの傾きを減少させたが、VGBは高振幅SSWの傾きを増加させた（線形混合効果モデル。F =7.04、p<0.001；F =1,646.68、p<0.001；F =3.38、p<0.001）。)T2の時点では、未治療の患者は健康なコントロールとの差がなくなっていたが、まだVGB下にある患者は、T1の時点でVGB下にある患者と同じ変化を示した。この結果は、SSWの傾きに対するVGBとホルモンのばらつきのある効果を示している。特にホルモンは、睡眠中の生理学的なシナプスのダウンスケーリングと同様に、皮質で生成される低振幅のSSWの傾きを減少させるようである。このように、機能的なニューロン接続性の喪失が、ホルモン治療による抗てんかん効果の代替的な説明になるかもしれない。

Synaptic downscaling during sleep, a physiological process to restore synaptic homeostasis and maintain learning efficiency and healthy brain development, has been related to a reduction of the slope of sleep slow waves (SSW). However, such synaptic downscaling seems not to be reflected in high-amplitude SSW. Recently we have shown reduced SSW slopes during hormonal treatment (adrenocorticotrophic hormone, prednisolone) in patients with West syndrome (WS). Yet, whether this reduction was related to successful treatment or reflects a specific effect of hormone therapy is unknown. Thus, we retrospectively analysed nap electroencephalograms of 61 patients with WS successfully treated with hormones, vigabatrin (VGB), or both. The slope of SSW during treatment (T1) and 2-7 months later (T2) when hormonal treatment was tapered off were compared between the treatment groups and healthy, age-matched controls. At T1 hormone treatment reduced the slope of low-amplitude SSW, whereas VGB increased the slope of high-amplitude SSW (linear mixed effect model: F  = 7.04, p < 0.001; F  = 1,646.68, p < 0.001; F  = 3.38, p < 0.001). At T2, untreated patients did not differ anymore from healthy controls, whereas those still under VGB showed the same alterations as those with VGB at T1. This result indicates a disparate effect of VGB and hormone on the SSW slope. In particular, hormones seem to reduce the slope of cortical generated low-amplitude SSW, similar to the physiological synaptic downscaling during sleep. Thus, a loss of functional neuronal connectivity might be an alternative explanation of the antiepileptic effect of hormonal treatment.

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