聽力可以再生

阿　茂

鳥類天生能夠自我恢復損傷的聽力。

人類聽力的恢復機制也依然存在，而且有可能被重新喚醒

你可能注意到，最近你媽媽越來越要求你大聲說話；或者，你的電視聲音已經(jīng)比從前開得更大聲了；再或者，你發(fā)現(xiàn)在略為嘈雜的酒吧里你經(jīng)常很難聽清楚朋友的談話聲。

聽力問題很普遍。僅在美國，就有1200萬人患耳鳴或持續(xù)性耳鳴。根據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，全世界范圍內(nèi)有2.78億人患中度到重度雙耳失聰。耳聾問題折磨著大約1/3的60歲以上老人和1/2超過85歲的老人。密執(zhí)根大學的聽力神經(jīng)生物學專家耶和氏?拉斐爾說：“聽力損傷是人群中最普遍的感官缺失癥?！?/p>

絕大多數(shù)嚴重的聽力問題是由內(nèi)耳或者耳與大腦間的神經(jīng)損傷引起的。導致嚴重失聰?shù)念^號原因是內(nèi)耳聽覺器官中一種叫做毛細胞的細胞受到損傷。正是這種細胞的精細構(gòu)造將內(nèi)耳液中的聲波振動信號轉(zhuǎn)化為隨后可以傳遞到大腦的電脈沖信號。

來自鳥類的啟示

在人類，一旦因為老齡、高分貝的噪音、疾病或者治療而受到損傷，這些敏感的細胞就再不能復原或者重新長出。而鳥類則不同于人，它們的毛細胞大約在3周內(nèi)可以重新長出。實際上，除了哺乳動物，很多動物都具有毛細胞的再生能力。

上個世紀80年代，生物學家首次發(fā)現(xiàn)鳥類、硬骨魚和某些兩棲類終生都能長出新的毛細胞。1988年，后來到夏威夷大學的杰夫?寇文和竇?寇坦赤在《科學》雜志上發(fā)表了一篇論文，指出在雞聾了之后其負責聽覺的耳毛細胞可以再生。與此同時，華盛頓大學的愛德?魯布爾在其他鳥類身上也獲得了相似的結(jié)果。魯布爾說：“事實上，除了哺乳動物，所有的脊椎動物的毛細胞都能再生?！?/p>

沒有人知道為什么哺乳動物的耳毛細胞不能再生。魯布爾認為，我們哺乳動物的祖先可能用再生耳毛細胞的能力和聽到高頻定音的能力做了交換：因為我們在發(fā)現(xiàn)獵物和逃避捕食動物時需要后一種能力。這種能力讓我們的感覺細胞更為特異化，特化細胞失去了分化能力；還有人認為可能是哺乳動物壽命開始變長的時候失去了這種能力：因為年長帶來癌癥的風險，故機體自然地可能關(guān)閉了某些類型細胞的再生以避開腫瘤的生長。

不管原因如何，研究人員都認為，既然有些動物的毛細胞能夠再生，那么，哺乳動物也有可能保存著這種能力。那么，人類的聽力是不是也可以失而復得呢？新的研究表明，我們聽力的恢復機制依然存在，而且有可能被重新喚醒。

目前，一場開發(fā)和研制新的恢復聽覺治療的競賽正在火熱進行中。一些關(guān)鍵的試驗已經(jīng)證實了毛細胞再生的可能性，當然，這中間還需要做很多工作，若干年后這將成為治療失聰?shù)目尚修k法。雖然現(xiàn)在毛細胞再生技術(shù)離“治愈”耳聾還相去甚遠，但是，新的研究進展表明，至少可以將它變成為如耳蝸移植等其他干涉療法的補充。

鼠類聽力被成功恢復

首先，人們要知道這些毛細胞是怎么長出來的。人和哺乳動物的毛細胞存在于充滿液體叫做耳蝸的螺旋結(jié)構(gòu)中。圍繞著毛細胞的是無數(shù)的支持細胞。1980年魯布爾的試驗表明，將鳥類的一個毛細胞破壞，附近的一個支持細胞就將獲得分化的信號，在原來的位置上產(chǎn)生出一個新的毛細胞和一個新的支持細胞。在上世紀90年代早期，魯布爾已考慮到應(yīng)該有一個特別的基因在發(fā)出指令，但到底是哪個基因呢？

接下去的幾年，魯布爾小組開始致力于研究嚙齒類動物的耳朵，他們發(fā)現(xiàn)有一個叫做Atoh1的基因很像候選基因。該基因是決定一個內(nèi)耳細胞是生長為毛細胞還是支持細胞的重要基因之一。

2003年，研究人員往豚鼠的內(nèi)耳中輸送了這種基因，兩個月后，他們發(fā)現(xiàn)在豚鼠內(nèi)耳的聽覺器官部位外側(cè)長出了像毛細胞一樣的新細胞。研究人員發(fā)現(xiàn)，聽覺神經(jīng)纖維也擴展到這些細胞了。試驗結(jié)果表明：再生的毛細胞可能會自動地整合到聽覺系統(tǒng)，于是有可能把聲音信號傳送到大腦。

2005年，魯布爾和同事用人工致聾的豚鼠重復這個試驗，結(jié)果表明，耳朵適當部位的細胞可以再生。在記錄了試驗動物聽覺腦干的電活動后，他們得出結(jié)論，豚鼠的部分聽力已經(jīng)恢復。

這只是一個開端。在很多情況下，這些新生的細胞像是毛細胞和支持細胞的雜合體：有的細胞具有纖毛，但卻長在了原來支持細胞所在的地方；輸送該基因的工具是從普通感冒病毒中分離出來的病毒顆粒。這些試驗在實驗室的試驗動物上有效，在未來的臨床治療上卻未必成功。絕大多數(shù)的動物和人對病原體都有免疫性，因而，當你用病毒做載體的時候就會產(chǎn)生問題。為了避免這樣的問題，魯布爾現(xiàn)在正在試驗一種能夠結(jié)合在支持細胞受體上的分子，這種材料能誘導細胞再生卻不會將病毒帶入機體。

誰在“支持”毛細胞生長

另一個研究小組，洛杉磯耳科研究所由尼爾?賽基爾和安迪?格魯夫斯領(lǐng)導的在實驗室則期望通過進一步研究支持細胞來取得毛細胞的重生效果。過去的研究認為，另一種基因——p27Kip1，對抑制支持細胞的分化很是重要。賽基爾等人采用肉汁培養(yǎng)基培養(yǎng)新生老鼠內(nèi)耳的支持細胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有半數(shù)的細胞自行關(guān)閉了p27Kip1基因，并且開始自然分化，產(chǎn)生出支持細胞和毛細胞。這是人們首次在哺乳動物上發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象。

但是，當試驗材料被換成兩周齡小鼠的支持細胞時，結(jié)果就不同了。這些細胞并不關(guān)閉其p27Kip1基因，只有2%的細胞發(fā)生了分化。這表明，小鼠出生后，發(fā)生了某種生物化學過程，永久地關(guān)閉了細胞分化的能力。當研究人員將兩周齡大的小鼠細胞中的p27Kip1基因破壞后，發(fā)現(xiàn)有11%的細胞分裂了。因此，研究人員推測，除了p27Kip1基因，還存在其他封鎖細胞分化的原因。也正是因為這些因素的控制，隨著年齡的增長，哺乳動物的細胞分化才逐漸變得更為困難。

第三個研究小組采用了完全不同的策略。哈佛醫(yī)學院和麻省總醫(yī)院的陳正義沒有把目標瞄準支持細胞，他研究的是怎樣讓毛細胞自己分裂。他們通過控制一種基因成功地促使了毛細胞的生長。遺憾的是，這種效果僅僅是暫時的。這些細胞雖能夠生長，卻不能恰當?shù)爻墒欤?個月后便死掉了，結(jié)果是小鼠的聽力沒有恢復。

10年內(nèi)獲得實際應(yīng)用？

魯布爾表示，在沒有可靠的研究成果之前，他們不會考慮將這種基因治療用于人。

但不管怎么說，賽基爾和格魯夫斯都認為他們已經(jīng)證明哺乳動物細胞具有潛在的再生毛細胞的能力。更重要的是，他們也已感覺到，現(xiàn)在的研究人員已經(jīng)掌握了一種工具或方法讓哺乳動物耳中抑制這種能力的一套遺傳信號打開。或者說，研究人員已經(jīng)打開了通向毛細胞再生的道路。

當然，從培養(yǎng)皿中的試驗到恢復聽力還有好長的一段路要走。但是，對此進行基礎(chǔ)生物學的研究是首要問題。技術(shù)問題比想象的要容易解決，而生物學難題也就是該過程的分子路徑問題，需要花費的時間可能比人們想象的要困難的多。

那么，什么時候這一研究可以用在耳聾的臨床治療上呢？要說幾十年未免讓人喪氣。拉斐爾說：“這需要點運氣，我們需要有更多的人與我們一起努力。”而陳正義則認為，雖然還沒有人知道這種治療到底能恢復多少聽力，但10年內(nèi)，利用人類治療性毛細胞再生技術(shù)可能恢復人們的部分聽力。

不論成功的時間表如何，現(xiàn)在人們已經(jīng)知道內(nèi)耳的毛細胞是能夠再生的，這已經(jīng)給耳聾病人帶來了復聰?shù)南Ｍ?。正如魯布爾所言：“這已經(jīng)不是是否能夠的問題，而是何時能夠的問題了?！?/p>