Autismo, epilessia, farmaci antiepilettici Maurizio Elia UOC di Neurologia e Neurofisiopatologia Clinica e Strumentale IRCCS Associazone “Oasi Maria SS” Troina, Italy [email protected] L’epilessia e le anomalie EEG epilettiformi rappresentano due delle più comuni caratteristiche neurologiche associate con il disturbo dello spettro autistico Epilepsy prevalence in ASDs Autistic disorder (AD) Clinical epilepsy develops by adolescence in more than a third of children; its risk is tied to the severity of the underlying brain dysfunction (Tuchman et al., 1991) Asperger’s syndrome There are no specific studies on risk of epilepsy, but extrapolation from the studies on risk factors for autism suggest that the likelihood for developing epilepsy is 5–10% in early childhood Pervasive developmental disorder not otherwise specified The risk of epilepsy is probably linked to the severity of the underlying brain dysfunction. Disintegrative disorder The risk of epilepsy may be as high as 70% (Mouridsen et al., 1999) Rett’s syndrome The risk of epilepsy is more than 90% (Steffenburg et al., 2001) Studies of prevalence of seizures/epilepsy in ASDs (1) Study N Prevalence (%) M:F Age Range Wolf & Goldberg, Goldberg, 1986 64 16/64 (25) - 8-24 yrs Steffenburg & Gillberg, 1986 52 12/52 (23) 3:1 0-9 yrs Gillberg & Steffenburg, 1987 20 5/20 (25) 5.7:1 3-21 yrs Gillberg & Steffenburg, 1987 23 6/23 (26.1) 2.8:1 1616-23 yrs Hoshino et al., 1987 80 6/80 (7.5) 7:1 5-9 yrs Volkmar & Nelson, 1990 192 41/192 (21.4) 3.6:1 2-33 yrs Steffenburg, 1991 52 12/52 (23.1) 3:1 2-12 yrs Tuchman, 1991 302 43/302 (13.9) 2.7:1 1-23 yrs Kurita et al., 1992 214 A 12/196 (6.1) DD 2/18 (11.1) A 5.3:1 DD 5:1 A 7.4 3.6 yrs DD 6.4 2.7 yrs Wong, 1993 246 16/246 (6.5) 6:1 4-15 yrs Giovanardi Rossi et al., 1995 106 25/106 (23.6) 5.6:1 3-31 yrs Elia et al., 1995 63 28/63 (44.5) 1.2:1 4.254.25-26.08 yrs Nevo et al., 1995 44 4/44 (9.1%) - All < 5 yrs Nordin & Gillberg, 1996 27 8/27 (29.6) 2:1 5-19 yrs Kurita, 1997 42 A 1/16 (6.3) AS 2/26 (7.7%) A 4.3:1 AS 5.5:1 A 33-11 yrs AS 33-12 yrs Fombonne et al., 1997 530 121/530 (22.8) 1.8:1 7-16 yrs Tuchman & Rapin, 1997 589 66/589 (11.2) 4.7:1 19 momo-28 yrs Kawasaki et al., 1997 158 62/158 (39.2) 3.1:1 1515-28 yrs Kobayashi & Murata, 1998 179 33/168 (19.6) 5.4:1 6.56.5-28.4 yrs Mouridsen et al., 1998, 1999, 2000 52 A 13/39 (33.3) DD 10/13 (76.9) A 5.3:1 DD 5:1 A 7.9 yrs DD 8.4 yrs FattalFattal-Valevski et al., 1999 55 3/55 (5.4) 3.2:1 35 mos Lewine et al., 1999 50 15/50 (30) - 4-13 yrs Bonde, 2000 18 1/18 (5.6) 3.5:1 2-8 yrs Giovanardi Rossi et al., 2000 60 23/60 (38.3) 7.6:1 1212-29 yrs Voigt et al., 2000 168 0/168 (0) 5.7:1 44.7 mos Studies of prevalence of seizures/epilepsy in ASDs (2) Study N Prevalence (%) M:F Age Range Parmeggiani et al., 2002 121 19/121 (15.7) - - Pavone et al., 2004 72 19/72 (26) 3.8:1 4-21 yrs Hrdlicka et al., 2004 77 17/77 (22.1) 3.8:1 2-26 yrs Canitano et al., 2005 46 6/46 (13) 2.8:1 7.8 yrs Gabis et al., 2005 56 A 14/35 (40) AS 0/3 (0) PDDPDD-NOS 2/18 (11.1) A 4.8:1 AS M 100% PDDPDD-NOS 1.6:1 1-14 yrs Danielsson et al., 2005 120 45/120 (38) 2.5:1 1717-40 yrs Hughes & Melyn, 2005 78 32/78 (41) 7.7:1 0.50.5-21 yrs Kim et al., 2006* 32 0/32 (0) 5.4:1 2-13 yrs Parmeggiani et al.,2007 154 A 16/77 (20.8) PDDPDD-NOS 27/77 (35.1) 1.7:1 3-29 yrs Giannotti et al., 2008 104 20/104 (19.44) - 2.52.5-8 yrs Ekinci et al., 2010 57 8/57 (14.2) 6.1:1 A 3030-183 mos PDDPDD-NOS 3030-192 mos HFA 6868-156 mos Parmeggiani et al., 2010 345 86/345 (24.9) 4:1 2-37 yrs Yasuhara et al., 2010 1014 375/1014 (37) 3.4:1 3-20 yrs Bolton et al., 2011 175 22/150 (22) 2.3:1 2626-56 yrs at ff-u Kohane et al., 2012 14.381 ?/1 4.381 (19.44 (19.44)) 3.8:1 < 35 yrs Kanemura et al., 2013** 21 6/21 (28.6) 1.3:1 3-6 yrs Mulligan & Trauner, 2014 101 24/101(23.1) - 1.71.7-18.3 yrs *The study was performed by means of videovideo-EEG monitoring **Prospective study Studies of prevalence of epileptiform abnormalities in ASDs (1) Study N Type of recording Prevalence of EA n(%) Prevalence Subclinical Abnormalities n(%) Waldo et al., 1978 48 Awake & photic stimulation 7/48 (14.6) - Volkmar & Nelson, 1990 192 Awake & sleep 54/135 (40) 24/135 (17.8%) Steffenburg, 1991 52 Mostly awake; some sleep and/or PS 18/46 (39.1) - Tuchman et al., 1991 181 Variable 41/181 (22.7) 11/181 (6.1) Giovanardi Rossi et al., 1995 106 Awake & sleep 45/106 (42.5) 20/106 (18.9) Tuchman & Rapin, 1997 589 Variable, min. 1 hr of sleep 82/392 (20.9) 43/392 (11) Kurita, 1997 42 Not specified A 2/15 (13.3) AS 2/23 (8.7) Not specified Kawasaki et al., 1997 158 Sleep 60.8 45/158 (28.5) Mouridsen et al., 1998, 1999, 2000 52 Not specified A 7/36 (19.4) DD 7/13 (53.8) Not specified FattalFattal-Valevski et al., 1999 55 Not specified 5/43 (11.6) Not speciified Lewine et al., 1999 50 1 ht, 24 hr, MEG 1hr 13/33 (39.3) 24 hr 21/29 (72.4) MEG 41/50 (82) 1 hr 4/33 (12.1) 24 hr 9/29 (31) MEG 27/50 (54) Giovanardi Rossi et al., 2000 60 Awake & sleep 23/60 (38.3) 4/60 (6.7) Voigt et al., 2000 168 Not specified 4/39 (10.3) 4/39 (10.3) Hashimoto et al., 2001 86 Sleep 37/86 (43) 24/86 (27.9) Parmeggiani et al., 2002 121 Not specified 22/121 (18.2) Not specified Pavone et al., 2004 72 Awake, 1 hr 8/54 (14.8) Not specified Hrdlicka et al., 2004 63 Awake & sleep 24/63 (38) Not specified Canitano et al., 2005 46 Awake & sleep 16/46 (35) Not specified Gabis et al., 2005 56 Awake & sleep + PS and HV A 15/35 (43) AS 0/3 (0) PDDPDD-NOS 2/18 (11.1) Not specified Hughes & Melyn, 2005 59 Awake & sleep + HV 44/59 (74.6) Not specified Baird et al., 2006 64 Sleep (< 4 yr, wo seizures) 20/64 (31.3%) Not specified Chez et al., 2006 889 2424-hr ambulatory digital EEG, retrospective, wo seizures 540/889 (60.7) Not specified Kim et al., 2006 32 Continuous videovideo-EEG monitoring 10/32 (31) Not specified Studies of prevalence of epileptiform abnormalities in ASDs (2) Study N Type of recording Prevalence of EA n(%) Prevalence Subclinical Abnormalities n(%) Parmeggiani et al., 2007 154 Awake & sleep A 35/77 (45.5) PDDPDD-NOS 48/77 (62,3) Not specified Giannotti et al., 2008 104 Continuous videovideo-EEG monitoring ?/21 (40.55) Not specified Ekinci et al., 2010 57 Awake & sleep 14/57 (24.6) Not specified Parmeggiani et al., 2010 345 Awake & sleep 157/345 (45.5) Not specified Yasuhara et al., 2010 1014 Awake & sleep, subs. EEG analysys 870/1014 (85.8 (85.8)) Not specified Kanemura et al., 2013 21 Awake? 11/21 (52.4) Not specified Mulligan & Trauner, 2014 101 2424-hours EEG 60/101(59.4) Not specified L’ampio range di prevalenze delle crisi e delle AE potrebbe dipendere dalle definizioni di autismo, dall’età di arruolamento dei soggetti e dalle modalità di registrazione dell’EEG che non sono omogenee nei diversi studi Cumulative probability of development of epilepsy in subgroups of children with autism as a function of age and severity of the underlying brain dysfunction Diagnostic group Number of cases Autism alone Autism with severe mental retardation but no cerebral palsy Autism with severe mental retardation and cerebral palsy Age 1 yr Age 5 yr Age 10 yr 160 56 0·02 0·07 0·02 0·16 0·08 0·27 21 0·29 0·35 0·67 (Tuchman & Rapin, 2002) 21% Tutti i tipi di crisi possono essere associati con l’autismo: crisi tonico-cloniche generalizzate crisi toniche generalizzate assenze tipiche assenze atipiche crisi atoniche crisi miocloniche spasmi infantili crisi focali con/senza perdita della coscienza Aims of our study to determine the prevalence of epilepsy and EEG paroxysmal abnormalities in two groups of patients, one with AD and another with PDD-NOS to analyze the possible interrelationships of these neurological problems with some clinical, or neuroradiological aspects Subjects 249 subjects (176 males, 73 females, age range 4.67-41.08 years, mean age 15.79 7.12 years) with PDD came consecutively to our observation during a period of 10 years 141 patients (104 males, 37 females, age range 5.17 41.08 years, mean age 17.3 6.95 years) were diagnosed as having AD 108 subjects (72 males, 36 females, age range 4.67 32.5 years, mean age 13.83 6.89 years) fulfilled the criteria for PDD-NOS the range of the follow-up study was 0.6724.17 years, the mean duration 6.12 4.93 years Conclusions (1) 1) the overall prevalence of epilepsy in this study was 22.7% in the group of subjects with AD, and higher (30.56%) in the other group with PDDNOS, although this difference did not reach statistical significance 2) a significantly higher number of females was present in both group of subjects, when seizures were also present 3) the presence of seizures was mostly uncorrelated with all the clinical variables which have been taken in account in both groups Conclusions (2) 4) our study does not support the view that in AD the risk of developing seizures has a peak in adolescence, in fact age at onset of seizures lower than 1 year ranged between approximately 45% and 69% in both groups 5) the clinical picture of epilepsy in AD and PDD- NOS was mostly characterized by complex partial seizures, generalized tonicclonic seizures, and spasms 6) AD and PDD-NOS seem associated more often with a symptomatic partial epilepsy whose outcome is good Conclusions (3) 7) although outcome is relatively benign in our patients, many of them are still treated with antiepileptic politherapy 8) none of the patients who controlled their seizures significantly improved autistic disturbances 9) EEG paroxysmal abnormalities in patients with AD and PDD-NOS were mostly localized over the frontal and temporal regions 10) the subgroup with PDD-NOS and seizures has a significantly higher proportion of neuroradiological abnormalities AD 50,00 50 40 23,08 30 Percent 20 15,38 11,54 3 4 10 0 1 2 No. of drugs PDD NOS 40 37,03 33,03 25,93 30 Percent 20 3,7 10 0 1 2 3 No. of drugs 4 AD 60 53,85 46,15 42,31 15,38 3,85 3,85 3,85 3,85 3,85 3,85 VPA CBZ PB LTG CLB CNZ FBM GBP PRM PHT PDD NOS 59,26 60 48,15 50 40,74 40 30 20 PHT TPM GVG D ZP 3,70 3,70 3,70 3,70 3,70 NTZ ESM LTG PB 7,41 CBZ 10 0 18,52 VPA 50 40 30 20 10 0 wo E & PA wo E, w PA wE “Epiphenomenon” theory “Direct cause and effect” theory • encodes a Serine Threonine Kinase • 23 exons - two transcripts (alternate splicing) CDKL5 deficiency phenotype early seizure onset severe RTT ( Hanefeld variant) – typically seizures have onset < 6 months – seizures often very resistant to therapies severe early onset seizures with poor development, poor eye contact and no RTT-like features characteristic seizure type – pattern may evolve over time – includes infantile spasms spasms, generalised tonic, tonic-clonic seizures, myoclonic seizures, focal seizures, atypical absence seizures facial gestalt? – prominent and broad forehead, straight well-defined eye brows, deep set eyes, short upturned nose, midface hypoplasia hypoplasia, large down-turned mouth males with CDKL5 mutations – seem to be rare (under -ascertained?) – early onset seizures and severe-profound intellectual disability AREE: autistic regression with epileptiform EEG VAA: verbal auditory agnosia BRE: benign rolandic epilepsy ESES: electrical status epilepticus during sleep DD: disintegrative disorder The autism-epilepsy phenotype • Neural networks alterations in cortical-subcortical systems connectivity (Geschwind & Levitt, 2007) alterations in neocortical minicolumns (Casanova et al., 2002) abnormal trajectory of head growth, atypical functional MRI (fMRI) activation, and atypical diffusion tensor imaging (DTI) of white matter tracts during early development (Courchesne et al., 2007) alterations in subcortical systems such as basal gangliasubstantia nigra connectivity (Heida et al., 2008) influences of testosterone on cortical and subcortical systems connectivity in the developing brain (Knickmeyer et al., 2005) La regressione autistica è associata con l’epilessia o con le AE? Sì! Kobayashi et al., 1998 Hrdlicka et al., 2004 Giannotti et al., 2008 Shubrata et al., 2015 La regressione autistica è associata con l’epilessia o con le AE? No! Tuchman & Rapin, 1997 Hrdlicka et al., 2004 Canitano et al., 2005 Chez et al., 2006 Baird et al., 2006 Does LKS inform our understanding of the pathophysiology of ASD? the mean age at language regression in ASD is 1824 mos; in LKS only 12-14% of children regress before age 3 yrs in ASD there is commonly an insidious loss of single words, whereas in LKS the loss is dramatic in ASD regression affects behaviour as well language, in LKS it affects primarily language the EA associated with regression of language are predominantly centrotemporal, and infrequent in ASD; in LKS EA are temporoparietal, normally frequent and strikingly activated during sleep (ESES) Epilessia e autismo: le problematiche del trattamento farmacologico La scelta del farmaco antiepilettico nel bambino con autismo che sviluppa un’epilessia La scelta dello psicofarmaco nel bambino con autismo ed epilessia Le interazioni farmacocinetiche e farmacodinamiche tra FAE e farmaci psicotropi Il trattamento del bambino con epilessia che sviluppa autismo (encefalopatia epilettica) La gestione del bambino con regressione autistica ed anomalie epilettiformi all’EEG Non esistono trial randomizzati controllati o studi clinici ampi che abbiano testato gli effetti dei FAE in popolazioni ben definite di soggetti con epilessia e autismo Efficacy spectrum of available AEDs All seizures & syndromes All seizures exc. absences Partial & tonicclonic Absences only Valproic acid Benzodiazepines Lamotrigine** Topiramate (?) Felbamate (?) Zonisamide (?) Levetiracetam (?) Phenobarbital Primidone Carbamazepine* Phenytoin* Oxcarbazepine* Vigabatrin* Gabapentin* Tiagabine* Pregabalin* Lacosamide Brivaracetam Eslicarbazepine Perampanel Ethosuximide *may esacerbate myoclonic and absence seizures; vigabatrin is also effective in infantile spasms; ** lamotrigine may aggravate severe myoclonic epilepsy (Depositario-Cabacar & Zelleke, 2010) Epilessia e autismo – Acido valproico Diversi report clinici segnalano miglioramenti in bambini che presentano autismo, con o senza crisi, ma con anomalie epilettiformi all’EEG, trattati con VPA (Nass et al., 1990; Plioplys, 1994; Childs & Blair, 1997) Un trial in aperto condotto su 14 soggetti trattati con VPA mostra miglioramento dei sintomi “core” dell’autismo, dell’instabilità affettiva, dell’impulsività e dell’aggressività solo nei bambini con autismo, EEG alterato o storia di crisi (Hollander et al., 2001) Epilessia e autismo – Lamotrigina In uno studio condotto in bambini con epilessie farmacoresistenti, un sottogruppo di 13 bambini con associato autismo mostra riduzione dei “sintomi autistici”, senza concomitante riduzione delle crisi (Uvebrant e Bauziene, 1994) Un successivo trial in DC vs placebo condotto in 28 bambini con autismo e senza crisi non evidenzia significativi miglioramenti degli indicatori comportamentali; i genitori, tuttavia, riferiscono un effetto benefico della lamotrigina (Belsito et al., 2001) Epilessia e autismo – Levetiracetam In uno studio in aperto su 10 bambini con DSA senza epilessia, vengono riferiti effetti positivi su iperattività, impulsività, instabilità dell’umore ed aggressività (Rugino e Samsock, 2002) Un secondo studio in 20 bambini con DSA e senza crisi non mette in evidenza effetti positivi sul comportamento (Wasserman et al., 2006) Epilessia e autismo: le problematiche del trattamento farmacologico La scelta del farmaco antiepilettico nel bambino con autismo che sviluppa un’epilessia La scelta dello psicofarmaco nel bambino con autismo ed epilessia Le interazioni farmacocinetiche e farmacodinamiche tra FAE e farmaci psicotropi Il trattamento del bambino con epilessia che sviluppa autismo (encefalopatia epilettica) La gestione del bambino con regressione autistica ed anomalie epilettiformi all’EEG Neuroleptic drugs and seizure threshold clorpromazina, olanzapina, clozapina aloperidolo altre fenotiazine, tioxanteni, risperidone, quietapina, aripiprazolo, ziprasidone Epilessia e autismo: le problematiche del trattamento farmacologico La scelta del farmaco antiepilettico nel bambino con autismo che sviluppa un’epilessia La scelta dello psicofarmaco nel bambino con autismo ed epilessia Le interazioni farmacocinetiche e farmacodinamiche tra FAE e farmaci psicotropi Il trattamento del bambino con epilessia che sviluppa autismo (encefalopatia epilettica) La gestione del bambino con regressione autistica ed anomalie epilettiformi all’EEG Ranking AEDs for PK Interaction Potential carbamazepine, phenytoin, barbiturates valproic acid rufinamide, felbamate, oxcarbazepine, topiramate, lamotrigine, tiagabine, benzodiazepines, ethosuximide, zonisamide gabapentin, lacosamide, levetiracetam, pregabalin, vigabatrin Livelli plasmatici di aloperidolo (% rispetto al basale) Livelli plasmatici di aloperidolo dopo sommistrazione di dosi crescenti carbamazepina in 11 pazienti schizofrenici 100 80 60 40 20 0 Basale CBZ 100 mg CBZ 300 mg CBZ 600 mg (Yasui-Furukori et al, J Clin Psychopharmacol 2003; 23: 435-440) Plasma concentrations (ng/ml) Interazione tra carbamazepina e risperidone risperidone 60 9-OH-risperidone 50 active moiety 40 30 20 10 0 Before CBZ During CBZ After CBZ (Spina et al., J Clin Psychopharmacol 2001; 21: 108-109) Interazione tra carbamazepina e quetiapina quetiapina da sola quetiapina + carbamazepina (Grimm et al., Br J Clin Pharmacol 2006; 61: 58-69) Interazioni farmacodinamiche tra FAE e nuovi antipsicotici Possibili conseguenze Carbamazepina + Clozapina Da evitare per il possibile potenziamento degli effetti ematologici Segnalati casi di sindrome maligna Valproato + Clozapina Possibili effetti indesiderati di tipo additivo (aumento di peso, sedazione) Segnalati casi di neurotossicità Valproato + Olanzapina Possibili effetti indesiderati di tipo additivo (aumento di peso, sedazione) Interazioni tra litio e FAE Possibili conseguenze Litio + Carbamazepina Segnalati casi di neurotossicità, soprattutto in pazienti con pre-esistenti patologie del SNC Litio + Valproato Possibili effetti indesiderati di tipo additivo (aumento di peso, sedazione, tremore, turbe gastrointestinali) Litio + Nuovi AEDs Non segnalati eventi indesiderati Epilessia e autismo: le problematiche del trattamento farmacologico La scelta del farmaco antiepilettico nel bambino con autismo che sviluppa un’epilessia La scelta dello psicofarmaco nel bambino con autismo ed epilessia Le interazioni farmacocinetiche e farmacodinamiche tra FAE e farmaci psicotropi Il trattamento del bambino con epilessia che sviluppa autismo (encefalopatia epilettica) La gestione del bambino con regressione autistica ed anomalie epilettiformi all’EEG 1 2 Epileptic encephalopaties at risk for ASDs - Treatment Sindrome di West Sindrome di Landau-Kleffner ESES corticosteroids (efficacy 70% of cases), GVG (40-90%), TPM (45%), BZs (20-50%), etc. corticosteroids, GVG, STM, CLB, LEV, DZP, Igs, DK, etc. corticosteroids (efficacy on EEG in 65% of cases), other therapies (eff. in < 50% of cases) Epilepsy in autism: outcome A seizure remission rate of 16% has been reported in autism + MR (Danielsson et al., 2005), but it may be higher (see our data) In pts with intractable seizures and autism, who are not candidates for surgery (also MST), VNS could be useful in reducing seizure frequency and in improving the QoL (Park, 2003) Take home messages L’associazione autismo-epilessia, a motivo anche dell’alta prevalenza in comorbidità dell’epilessia, è stata oggetto di diversi studi Appare ormai confermato il ruolo del sesso (femminile) e della DI quali fattori di rischio di epilessia nell’autismo Al momento attuale, tuttavia, non si possono trarre conclusioni definitive sulla fisiopatologia dell’epilessia nell’autismo Certamente l’epilessia può costituire un fattore aggravante sulla prognosi dell’autismo a lungo termine; più raramente è così per le AE che solo in casi specifici e peculiari (encefalopatie epilettiche, s. di Landau-Kleffner) possono essere correlate con una regressione di tipo autistico L’associazione autismo-epilessia complica certamente la presa in carico farmacologica del bambino/adolescente (interazioni farmacologiche, effetti avversi “incrociati”, ecc.) V’è la necessità di “individualizzare” e di monitorare bene nel tempo la terapia V’è sostanziale consenso sulla necessità di essere “interventisti” nel caso delle encefalopatie epilettica, ma di essere “cauti” nel trattamento delle AE in assenza di epilessia In sintesi, al di là delle pur utili LG disponibili, appare imprescindibile tener conto del bilancio clinico ed EEG nel singolo paziente