Применение глубокой стимуляции головного мозга в лечении болезни Паркинсона

Данный обзор литературы направлен на исследование тенденций в использовании наиболее эффективной и распространенной формы нейромодуляции, а именно глубокой стимуляции мозга, с конкретным применением к болезни Паркинсона.

Ключевые слова: болезнь Паркинсона, глубокая стимуляция головного мозга.

Болезнь Паркинсона — хроническое нейродегенеративное заболевание, вызванное прогрессирующим разрушением и гибелью нейронов, вырабатывающих нейромедиатор дофамин, и вызывающее моторные нарушения: мышечную ригидность, гипокинезию, тремор покоя, постуральную неустойчивость. Так же характерны немоторные проявления: боль, парестезии, сенсорные аномалии, вегетативная дисфункция, нарушения поведения и сна [1].

На протяжении многих лет основным лечением болезни Паркинсона является терапия леводопой [2], чья эффективность несомненна, однако приводит к леводопа-индуцированным дискинезиям [3]. Появление осложнений, связанных с леводопой, и резистентных к ней симптомов вызывает потребность в разработке лучших методов лечения, в частности в исследовании различных форм нейромодуляции. В 1987 году при проведении стереотаксической таламотомии было замечено, что высокочастотная стимуляция способна остановить экстрапирамидный тремор [4]. Впоследствии в 1994 году впервые была применена глубокая стимуляция мозга в качестве лечения болезни Паркинсона [5]. Клинические испытания показывают, что глубокая стимуляция мозга может превосходить медикаментозную терапию и значительно улучшать двигательные функции и качество жизни пациента [6].

Терапевтический эффект глубокой стимуляция мозга достигается за счет высокочастотных (обычно более 100 Гц) электрических импульсов, которые поступают через электроды, имплантированные в субкортикальные области мозга [7]. В настоящее время считается, что применение электрических импульсов оказывает ингибирующее воздействие на тела нейронов, близко расположенных к электрическому полю, а также возбуждающее действие на аксоны. Глубокая стимуляция мозга вызывает нейрохимические изменения: стимулирует астроциты и индуцирует распространение волн кальция, что приводит к высвобождению аденозина и глутамата [8]. При болезни Паркинсона электрофизиологическим признаком является повышенная бета-активность базальных ганглиев (8–35 Гц), которая подавляется допамином и глубокой стимуляцией мозга высокой частоты [9].

Успех терапии глубокой стимуляции мозга во многом зависит от тщательного отбора пациентов, в ходе которого используют международные критерии:

– Идиопатическая болезнь Паркинсона (согласно критериям болезни Паркинсона Британского банка мозга: брадикинезия, мышечная ригидности, тремор покоя, медленно прогрессирующее течение, эффект от приема леводопы, отсутствие мозжечковой и пирамидной симптоматики) длительностью более 5 лет.

– Инвалидизация, несмотря на оптимальное фармакологическое лечение, включая побочные эффекты от длительного применения леводопы.

– Высокая чувствительность к леводопе (компенсация симптоматики в период “включения”: оцениваются симптомы болезни Паркинсона утром в состоянии “выключения” до приема леводопы и в состоянии “включения” после приема форсированной дозы леводопы).

– Возраст до 70 лет (в связи с риском хирургических осложнений и необратимым ухудшением когнитивных функций после операции).

– Отсутствие когнитивных нарушений.

Критерии, исключающие хирургическое лечение:

– Психические нарушения (острый психоз, деменция, расстройства поведения).

– Органические поражения базальных ганглиев.

– Синдром паркинсонизма (пациенты с вторичным паркинсонизмом плохо реагируют на ГСМ).

– Тяжелые соматические заболевания [10], [11].

Суть глубокой стимуляции мозга состоит в имплантации электродов в зоны мишени, расположенные в подкорковых образованиях головного мозга. Затем электроды соединяются с имплантируемым под кожу стимулятором, обычно под ключицей, который генерирует электрические импульсы и стимулирует ядро. Параметры стимуляции — амплитуда, частота и ширина импульса — задаются врачом [12].

И как только пациент будет признан хорошим кандидатом для глубокой стимуляции мозга, необходимо выбрать точку мишень. Мишени при болезни Паркинсона:

1) субталамическое ядро,

3) промежуточное ядро таламуса.

Стимуляция промежуточного ядра таламуса может быть применена у пациентов с дрожательной формой болезни Паркинсона, поскольку облегчает только тремор. Отсутствие эффективности при других моторных симптомах и риск транзиторной дизартрии ограничивает его использование и в качестве зон стимуляции больший интерес представляет стимуляция бледного шара и субталамического ядра, которая позволяет улучшить весь спектр моторной дисфункции при болезни Паркинсона [13], [14].

Когда основной целью является уменьшение дофаминергических препаратов предпочтительно использовать субталамическое ядро. В случае, когда снижение количества медикаментов не ожидается, и целью является сокращение дискинезий, используется внутренняя часть бледного шара. Если имеется вероятность снижения когнитивных функций пациента, рекомендуется также рассмотреть возможность использования в качестве цели бледный шар, учитывая и другие цели процедуры [15].

Обнаружить целевую область можно с помощью МРТ (большая вероятность погрешности, учитывая небольшие размеры точек мишеней) или записи электрических потенциалов — интраоперационная нейрофизиологическая диагностика, которая может быть использована, в том числе и для регистрации поведенческих реакций пациента [16].

Процедура имплантации хорошо переносится, но, как и все операции, не лишена осложнений, которые выделяют в две группы: связанные с хирургическим вмешательством и связанные с оборудованием. К первой группе относятся: внутричерепные кровоизлияния, судороги, интраоперационная брадикардия, тромбоз глубоких вен, эмболия легочной артерии, аспирационная пневмония. Во вторую группу осложнений входят эрозии и инфекции [17], [18], [19].

В заключении можно сказать, что за прошедшие десятилетия леводопа стала «золотым» стандартом лечения болезни Паркинсона. Однако у большинства пациентов развиваются моторные флуктуации или дискинезии примерно через 5 лет после начала терапии. Глубокая стимуляция мозга улучшает качество жизни и уменьшает двигательные осложнения. Успех применения зависит от тщательного отбора пациентов, и точного размещения электродов. Несмотря на то, что эффекты от стимуляции субталамического ядра и внутренней части бледного шара близки, выбор точки мишени должен быть индивидуализирован и адаптирован к ситуации пациента.

Литература:

1. Jankovic J. Parkinson’s disease: clinical features and diagnosis. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2008;79(4):368–76.
2. Fahn S. Levodopa in the treatment of Parkinson's disease. J Neural Transm Suppl. 2006;71:1–15.
3. Pandey S, Srivanitchapoom P. Levodopa-induced dyskinesia: clinical features, pathophysiology, and medical management. Ann Indian Acad Neurol. 2017;20(3):190–8.
4. Bergman H, Wichmann T, DeLong MR. Reversal of experimental parkinsonism by lesions of the subthalamic nucleus. Science. 1990;249(4975):1436–8.
5. Benabid AL, Pollak P, Gross C, Hoffmann D, Benazzouz A, Gao DM, et al. Acute and long-term effects of subthalamic nucleus stimulation in Parkinson’s disease. Stereotact Funct Neurosurg. 1994;62(1–4):76–84.
6. Deuschl G, Schade-Brittinger C, Krack P, Volkmann J, Schafer H, Botzel K, et al. A randomized trial of deep-brain stimulation for Parkinson’s disease. N Engl J Med. 2006;355(9):896–908.
7. Lozano CS, Tam J, Lozano AM. The changing landscape of surgery for Parkinson’s disease. Mov Disord Off J Mov Disord Soc. 2017;30.
8. Vedam-Mai V, van Battum EY, Kamphuis W, Feenstra MG, Denys D, Reynolds BA, et al. Deep brain stimulation and the role of astrocytes. Mol Psychiatry. 2012;17(2):124–31.
9. Ray NJ, Jenkinson N, Wang S, Holland P, Brittain JS, Joint C, et al. Local field potential beta activity in the subthalamic nucleus of patients with Parkinson’s disease is associated with improvements in bradykinesia after dopamine and deep brain stimulation. Exp Neurol. 2008;213(1):108–13.
10. Williams A, Gill S, Varma T, Jenkinson C, Quinn N, Mitchell R, et al. Deep brain stimulation plus best medical therapy versus best medical therapy alone for advanced Parkinson’s disease (PD SURG trial): a randomised, open-label trial. Lancet Neurol. 2010;9(6):581–91.
11. Munhoz, R., Picillo, M., Fox, S., Bruno, V., Panisset, M., Honey, C., & Fasano, A. (2016). Eligibility Criteria for Deep Brain Stimulation in Parkinson’s Disease, Tremor, and Dystonia. Canadian Journal of Neurological Sciences / Journal Canadien Des Sciences Neurologiques, 43(4), 462–471.
12. Baylis, F. “I Am Who I Am”: On the Perceived Threats to Personal Identity from Deep Brain Stimulation. Neuroethics (2013) 6: 513.
13. Pedrosa DJ, Timmermann L: Review: management of Parkinson’s disease. Neuropsychiatr Dis Treat 2013, 9: 321–340.
14. Chao, Y., Gang, L., Na, Z. L., Ming, W. Y., Zhong, W. S., & Mian, W. S. (2007). Surgical Management of Parkinson’s Disease: Update and Review. Interventional Neuroradiology, 13(4), 359–368.
15. Anand Rughani, MD Jason M Schwalb, MD Christos Sidiropoulos, MD Julie Pilitsis, MD, PhD Adolfo Ramirez-Zamora, MD, et all. 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: Executive Summary. Neurosurgery, Volume 82, Issue 6, 1 June 2018, Pages 753–756.
16. Kobayashi K., Katayama Y. Intraoperative Microelectrode Recording. In: Itakura T. (eds) Deep Brain Stimulation for Neurological Disorders. Springer (2015).
17. Deep-brain stimulation of the subthalamic nucleus or the pars interna of the globus pallidus in Parkinson’s disease. The New England Journal of Medicine. 2001; 345(13):956–63.
18. Sillay KA, Larson PS, Starr PA. Deep brain stimulator hardware-related infections: incidence and management in a large series. Neurosurgery. 2008;62(2):360–6.
19. Chan DTM, Zhu XL, Yeung JHM, Mok VCT, Wong E, Lau C, et al. Complications of deep brain stimulation: a collective review. Asian J Surg. 2009;32(4):258–63.