中耳普通炎性疾病相關(guān)致病基因研究進(jìn)展

黃秀麗綜述，孫永東審校

（四川醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院耳鼻咽喉科，四川瀘州646000）

中耳普通炎性疾病相關(guān)致病基因研究進(jìn)展

黃秀麗綜述，孫永東審校

（四川醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院耳鼻咽喉科，四川瀘州646000）

中耳； 中耳炎； 基因； 黏蛋白類(lèi)； 炎癥趨化因子類(lèi)； 綜述

中耳普通炎性疾病包括分泌性中耳炎、急（慢）性化膿性中耳炎、隱性中耳炎、粘連性中耳炎等[1]，是一類(lèi)由多因素導(dǎo)致的中耳黏膜炎性疾病，屬于耳鼻咽喉科的一類(lèi)常見(jiàn)病和多發(fā)病，病情反復(fù)發(fā)作，難以治愈。目前，有研究顯示這類(lèi)疾病的病因主要包括咽鼓管功能不良、感染、免疫反應(yīng)等方面[2]，但其發(fā)病機(jī)制還不完全明確，隨著基因研究技術(shù)的不斷加強(qiáng)，疾病發(fā)病機(jī)制的基因?qū)W研究已成為熱點(diǎn)，本文就近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)中耳普通炎性疾病相關(guān)基因方面的研究綜述如下。

1 中耳解剖結(jié)構(gòu)相關(guān)基因研究

研究發(fā)現(xiàn)，SLC25A21[3]、MCPH1[4]、Sh3pxd2b[5-6]、Lmna[7]、Phex[8]、Fbxo11[9]等基因突變均可導(dǎo)致老鼠顱面畸形，中耳及咽鼓管發(fā)育不良，出現(xiàn)中耳黏膜增厚、黏膜上皮細(xì)胞纖毛減少、炎癥細(xì)胞滲透、中耳積液等。由于基因突變的機(jī)制不同，在導(dǎo)致解剖結(jié)構(gòu)異常的同時(shí)，也發(fā)生其他的異常改變。例如，小鼠線(xiàn)粒體載體編碼基因SLC25A21[3]突變，導(dǎo)致鄰近基因Pax9表達(dá)下調(diào)，使鼓膜環(huán)減小，中耳黏膜增厚、黏液黏度升高，并影響耳蝸功能；Lmna基因[7]突變導(dǎo)致腹腔巨噬細(xì)胞缺陷，細(xì)胞因子核因子κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor，TNF-α）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 β（transforming growth factor β，TGF-β）表達(dá)失調(diào)，血清鈣、磷異常，影響中耳黏膜細(xì)胞增殖、分化，以及黏膜細(xì)胞之間的轉(zhuǎn)化和代謝功能；Phex基因[8]突變使Phex蛋白C端功能異常，并激活PHEX-fibroblast growth factor 23（FGF23）信號(hào)通路、TNF等細(xì)胞因子表達(dá)增加，血管通透性增強(qiáng)，直接刺激中性粒細(xì)胞進(jìn)入中耳腔，擴(kuò)大炎性反應(yīng)，同時(shí)又能加強(qiáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)，減少中耳黏膜纖毛的運(yùn)動(dòng)阻力，控制炎癥發(fā)展；Fbxo11基因[9]突變影響TGF-β信號(hào)通路表達(dá)，使老鼠在無(wú)菌條件下發(fā)生慢性中耳炎積液。

2 中耳黏膜功能相關(guān)基因研究

有研究發(fā)現(xiàn)，Hsp70和DNAI2（dynein axonemal intermediate chain 2）等結(jié)構(gòu)編碼基因和功能蛋白突變可導(dǎo)致編碼纖毛運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力蛋白臂的預(yù)裝配蛋白DNAAF3（dynein axonemal assembly factor 3）缺陷，改變細(xì)胞ATP、核苷酸、磷酸鹽濃度，導(dǎo)致原發(fā)性纖毛運(yùn)動(dòng)障礙（primary ciliary dyskinesia，PCD）、中耳炎積液[10]； Noben-Trauth等[11]研究報(bào)道，RPL38基因缺乏可導(dǎo)致咽鼓管功能障礙、結(jié)締組織異常礦化，成纖維細(xì)胞肥厚，膽固醇晶體異位沉積在中耳腔、咽鼓管，誘導(dǎo)炎性反應(yīng)，使咽鼓管黏膜出現(xiàn)擴(kuò)張、腫脹、炎性滲出。水通道蛋白、Na+-K+-ATP酶和縫隙連接基因[12-13]等基因突變，導(dǎo)致內(nèi)耳淋巴離子平衡基因表達(dá)失調(diào)，白介素-6（interleukin-6，IL-6）、IL-17及粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF）信號(hào)通路基因的表達(dá)異常，影響中耳水、離子、蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)通道及功能，破壞細(xì)胞內(nèi)離子平衡及耳淋巴流變學(xué)狀態(tài)，并誘導(dǎo)組織重構(gòu)，影響耳蝸毛細(xì)胞的感音功能，導(dǎo)致聽(tīng)力損失。

Tian等[14]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠自發(fā)性CHD7基因缺失突變可導(dǎo)致中耳黏膜上皮細(xì)胞特異性基因表達(dá)異常，使上皮細(xì)胞和杯狀細(xì)胞增殖失調(diào)，黏液產(chǎn)生增多，中耳黏膜上皮纖毛密度下降，黏液過(guò)度積累，阻礙黏膜纖毛的間隙，抑制纖毛運(yùn)動(dòng)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。當(dāng)上皮增生嚴(yán)重?fù)p傷上皮細(xì)胞和纖毛功能時(shí)，纖毛密度出現(xiàn)不可逆下降，同時(shí)耳蝸基底黏膜毛細(xì)胞和靜纖毛數(shù)量減少，但不影響其結(jié)構(gòu)和功能。在普通急性中耳炎時(shí)TLR2基因表達(dá)顯著增加，但CHD7基因突變導(dǎo)致的小鼠慢性中耳炎中TLR2基因表達(dá)沒(méi)有明顯差異，表明CHD7基因突變可能通過(guò)抑制TLR2基因表達(dá)導(dǎo)致慢性中耳炎的發(fā)生。

3 中耳黏蛋白相關(guān)基因研究

一系列研究發(fā)現(xiàn)，MUC2和MUC5AC基因通過(guò)不同的糖蛋白質(zhì)折疊或改變其糖基化水平，產(chǎn)生不同長(zhǎng)度和功能的糖蛋白，影響中耳黏液黏度、黏膜纖毛的活動(dòng)；MUC5B基因可影響蛋白質(zhì)折疊，并綁定轉(zhuǎn)錄因子，控制黏蛋白的表達(dá)；且MUC5AC-b等位基因越長(zhǎng)，越容易導(dǎo)致中耳炎[15-17]。由于黏蛋白基因（mucin genes）MUC6、MUC2、MUC5AC、MUC5B、MUC17、MUC18等都有高度糖基化的串聯(lián)重復(fù)序列和表皮生長(zhǎng)因子（epidermal growth factor，EGF）結(jié)構(gòu)域，促進(jìn)黏蛋白寡聚化，利于中耳黏膜上皮細(xì)胞識(shí)別和清除外來(lái)物質(zhì)，并形成物理保護(hù)屏障[18]。其中MUC17有兩個(gè)EGF結(jié)構(gòu)域，編碼自溶跨膜黏蛋白，保護(hù)上皮細(xì)胞，與橫跨膜的黏蛋白MUC1和MUC4等的功能相似。MUC18與腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移有關(guān)，介導(dǎo)細(xì)胞黏附，激活后與酪氨酸激酶共同誘導(dǎo)粘連，在中耳炎疾病過(guò)程中發(fā)揮重要作用。在測(cè)定小鼠黏蛋白基因表達(dá)情況時(shí)發(fā)現(xiàn)中耳黏膜黏蛋白基因的表達(dá)和調(diào)控情況與中耳炎的發(fā)病有著密切關(guān)系，正常情況下黏蛋白基因的多態(tài)性、差異性表達(dá)維持中耳黏膜的正常功能，當(dāng)這些多態(tài)性黏蛋白基因表達(dá)或者調(diào)控機(jī)制出現(xiàn)異常，分泌異常黏蛋白，中耳液體黏度增加，限制黏膜纖毛的清除功能，黏液累積，導(dǎo)致中耳黏膜炎癥，長(zhǎng)期炎癥刺激可使中耳黏膜組織重塑，聽(tīng)力下降[15]。

4 中耳炎性細(xì)胞因子相關(guān)基因研究

多態(tài)性細(xì)胞因子基因與中耳炎之間有著緊密的聯(lián)系，如 IL-1、IL-6、IL-10、TGF-β，TNF-α、干擾素等[19]。在研究急性中耳炎與病毒性上呼吸道感染（upper respiratory infection，URI）之間基因多態(tài)性表達(dá)時(shí)發(fā)現(xiàn)，IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-1β（-31）、IL-1β（-511）、TNF-α、CX3CR1（CX3C chemokine receptor 1）等表達(dá)水平上調(diào)，增加氣道炎癥，參與中耳黏膜炎癥時(shí)的白細(xì)胞趨化、組織損傷修復(fù)及炎癥因子的調(diào)節(jié)[20-21]。且研究發(fā)現(xiàn)，IL-10、TGF-β1基因型中耳炎的急性發(fā)作與年齡和機(jī)體免疫系統(tǒng)不成熟有關(guān)[22]，不參與中耳炎并發(fā)癥的產(chǎn)生；IL-6、IL-10、TNF-α、IFN基因型與上呼吸道感染后中耳炎的發(fā)生有關(guān)，且接種IL-10（-1082）A/A基因型肺炎球菌疫苗后，能有效預(yù)防中耳炎的發(fā)生。因此推斷IL-6、IL-10、IFN、TGF-β1基因型主要在急性中耳炎早期階段發(fā)揮作用。

5 機(jī)體免疫相關(guān)基因研究

Kim等[23]研究發(fā)現(xiàn)，入侵的病原體能首先被細(xì)胞外的模式識(shí)別受體（pattern recognition receptors，PRRs）識(shí)別，其中Toll樣受體（Toll-like receptor）TLR2和TLR4參與識(shí)別病原微生物配體及綁定細(xì)菌脂多糖（lipooligosaccharide，LOS）[24]，產(chǎn)生級(jí)聯(lián)免疫信號(hào)，加強(qiáng)免疫反應(yīng)。中耳黏膜炎癥時(shí)，TLR9識(shí)別基因CpG表達(dá)上調(diào)[25]，增強(qiáng)TLR9在細(xì)菌DNA對(duì)DIA、AIM2、polymeraseⅢ（Pol-Ⅲ）的感應(yīng)作用，激活NF-κB、TNF-α、IL-6等促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生。但急性中耳炎早期（首次感染72h），TLR-9、核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域1（nucleotide-bindingoligomerization domain 1，NOD-1）、NOD-2、維甲酸誘導(dǎo)基因（retinoic acidinducible gene，RIG-I）等表達(dá)顯著降低，IgA、IgM表達(dá)沒(méi)有差異，致病菌誘導(dǎo)中耳黏膜上皮細(xì)胞因子B表達(dá)，激活補(bǔ)體旁路途徑[26]，促進(jìn)中性粒細(xì)胞激活、聚集，與TLR4等其他先天免疫途徑共同參與調(diào)節(jié)OM免疫反應(yīng)。在中耳感染時(shí)，PRRs表達(dá)上調(diào)可增強(qiáng)急性感染時(shí)機(jī)體免疫防御，由于TLR在不同的細(xì)胞內(nèi)定位不同，識(shí)別病原體的位點(diǎn)也不同，病原體的PRRs位點(diǎn)突變，將刺激機(jī)體產(chǎn)生不正常的免疫炎性反應(yīng)。例如，TLR4突變或表達(dá)異常能減弱宿主對(duì)脂多糖的識(shí)別及免疫反應(yīng)，增加細(xì)菌感染風(fēng)險(xiǎn)，誘發(fā)自發(fā)性中耳炎，導(dǎo)致持續(xù)性炎癥，延遲黏膜修復(fù)[27]；而敲除TLR9信號(hào)基因，則可能延緩中耳黏膜炎性反應(yīng)，抑制黏膜細(xì)胞增生和白細(xì)胞浸潤(rùn)。

研究發(fā)現(xiàn)在中耳炎癥感染3～48 h后，食道癌腫瘤抑制基因Ecrg4（esophageal cancerrelated gene 4）mRNA表達(dá)迅速下降了80%以上[28]，且在體外感染的黏膜中E-crg4基因的表達(dá)、黏膜細(xì)胞的增生、遷移反應(yīng)也明顯被抑制。及早防止Ecrg4基因表達(dá)下降，可減少黏膜增生性反應(yīng)和預(yù)防炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，迅速控制炎癥。中耳黏膜炎癥時(shí)除TNF4以外的所有TNF基因均出現(xiàn)明顯的表達(dá)上調(diào)，當(dāng)TNF基因缺陷時(shí)中耳黏膜細(xì)胞凋亡明顯推遲，即使沒(méi)有感染也出現(xiàn)明顯的黏膜增生，甚至形成黏膜息肉[29]。

6 中耳炎致病菌相關(guān)基因研究

6.1 流感嗜血桿菌 研究發(fā)現(xiàn)流感嗜血桿菌R2866_0112基因[30]、TonB基因[31]突變可改變細(xì)菌LOS的組成，降低流感嗜血桿菌對(duì)血紅素的親和力及轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（TonB-dependent，TBDT）的表達(dá)，降低細(xì)菌毒力和生存能力，增強(qiáng)IgM的識(shí)別和溶菌作用，抑制b型流感嗜血桿菌在中耳的感染。流感嗜血桿菌基因中串聯(lián)重復(fù)的DNA突變，導(dǎo)致細(xì)菌外膜蛋白（outer-membrane proteins，OMPs）P2、P5、P6表達(dá)改變，躲避機(jī)體C反應(yīng)蛋白（C reactive protein，CRP）介導(dǎo)的免疫殺菌反應(yīng)[32]，有利于細(xì)菌從鼻咽部遷移到中耳，也可使細(xì)菌水解酶氨基酸替換產(chǎn)生TEM-1型β-類(lèi)酰胺酶[33]，降低抗生素的親和力，增強(qiáng)細(xì)菌對(duì)氨芐西林類(lèi)、頭孢菌素類(lèi)抗生素的耐藥性。

6.2 葡萄球菌 葡萄球菌屬條件致病菌，研究發(fā)現(xiàn)其過(guò)氧化氫酶基因突變[34]，可降低過(guò)氧化氫酶活性，減少活性氧的釋放，中耳黏膜處于缺氧或低氧環(huán)境，導(dǎo)致HIF-1α（hypoxia-inducible factor 1α）基因異常表達(dá)，IL-1β、TNF-α、NF-κB、血管表皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等細(xì)胞因子增加[35]，同時(shí)減弱吞噬細(xì)胞功能，打破鼻咽部細(xì)菌平衡環(huán)境，細(xì)菌蔓延。采用HSP90 17-DMAG和血管表皮生長(zhǎng)因子受體（vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR）抑制劑抑制HIF-1α基因和HIF-VEGF信號(hào)通路表達(dá)后，能明顯減慢中耳炎動(dòng)物聽(tīng)力損失，減少中耳積液和中耳黏膜炎癥。病理檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)中耳黏膜淋巴管數(shù)量減少，但黏膜厚度和血管數(shù)量沒(méi)有明顯減少，表明低氧誘導(dǎo)因子介導(dǎo)的HIF-VEGF途徑是OM發(fā)病的重要途徑，且HSP90和VEGFR抑制劑能有效抑制OM的發(fā)展。研究者在利用16 SrRNA基因探針[36]檢測(cè)細(xì)菌生物膜的三維聚合物時(shí)發(fā)現(xiàn)ICA基因突變可導(dǎo)致凝固酶陰性的葡萄球菌分離株形成一種特殊的生物膜[37]，并產(chǎn)生黏液，增強(qiáng)細(xì)菌的毒力和侵襲力，更加耐受宿主免疫反應(yīng)，降低抗生素療效。

6.3 肺炎球菌 研究發(fā)現(xiàn)，肺炎球菌細(xì)胞壁（peptidoglycan-polysaccharides，PGPS）能激活中耳黏膜上皮細(xì)胞TLR2受體表達(dá)，產(chǎn)生細(xì)胞因子NF-κB等，并反饋抑制PGPS對(duì)TLR2的誘導(dǎo)作用[38]。但由于PGPS耐受酶的消化，存在剩余的PGPS在中耳黏膜形成持久性刺激因素，保持低水平的TLR2表達(dá)誘導(dǎo)中耳黏膜增生和細(xì)胞因子的產(chǎn)生，導(dǎo)致中耳黏膜慢性炎性發(fā)生。

綜上所述，基因研究是疾病診療方面的一個(gè)重要突破口，目前對(duì)中耳普通炎性疾病相關(guān)基因方面的研究主要是通過(guò)研究基因突變導(dǎo)致的一系列病理生理改變，能在一定程度上解釋疾病的發(fā)展過(guò)程，但在基因治療方面還需要更深入的研究。

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A

1009-5519（2015）20-3106-03

2015-05-28）

黃秀麗（1990-），女，四川仁壽人，碩士研究生，主要從事耳鼻咽喉專(zhuān)業(yè)相關(guān)研究；E-mail：985032193@qq.com。

孫永東（E-mail：sunyongd@126.com）。