鈣黏蛋白23基因多態(tài)性與飛行學(xué)員噪聲性聽力損失的關(guān)系△

鄭晨 王瑾琳 張素偉 李大鵬 鄭偉 李小帥 郭睿

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·臨床研究·

鈣黏蛋白23基因多態(tài)性與飛行學(xué)員噪聲性聽力損失的關(guān)系△

鄭晨 王瑾琳＊張素偉 李大鵬＊＊鄭偉 李小帥＊＊＊郭睿

目的 探討鈣黏蛋白23(CDH 23)基因單核苷酸多態(tài)性與飛行學(xué)員長期接觸噪聲導(dǎo)致聽力下降的關(guān)系。 方法 抽取某航校2012級1 000例飛行學(xué)員進(jìn)行聽力學(xué)檢測。經(jīng)過2年的飛行訓(xùn)練，有47例學(xué)員發(fā)生聽力損失，且聽力損失頻段均位于高頻頻段。選取同樣訓(xùn)練環(huán)境聽力無下降的47例為對照組。抽取外周血，進(jìn)行CDH 23基因部分外顯子序列測定。應(yīng)用SPSS19.0統(tǒng)計軟件χ2檢驗進(jìn)行組間基因缺失率的比較。結(jié)果 在對照組與實驗組之間，CDH 23基因rs1227049、rs1227051基因位點(diǎn)的GG、AG和AA基因型分布，差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；rs3752752基因位點(diǎn)的GG、AG和AA基因型分布，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，且AG型基因頻繁出現(xiàn)在實驗組中，GG型基因頻繁出現(xiàn)在對照組中。結(jié)論 飛行學(xué)員聽力損失以高頻聽力損失為主，CDH 23基因多態(tài)性可能與噪聲性聽力損失具有相關(guān)性。飛行學(xué)員攜帶CDH 23基因AG型可能增加高頻聽力損失的發(fā)生率。(中國眼耳鼻喉科雜志，2017，17：162-165)

鈣黏蛋白23；噪聲性聽力損失；單核苷酸多態(tài)性

噪聲性聽力損失(noise induced hearing loss,NIHL)是長期處于職業(yè)噪聲暴露環(huán)境中引起的感音神經(jīng)性聽力障礙。據(jù)國外文獻(xiàn)[1]報道，大約有20%的歐洲工人暴露在噪聲中，他們有一半工作時間處于噪聲狀態(tài)，以至于不得不提高聲音和其他人說話。據(jù)估計，5億人可能有患NIHL的風(fēng)險。NIHL是環(huán)境和遺傳因素相互作用導(dǎo)致的復(fù)雜疾病。近年來已經(jīng)證實很多遺傳因素與聽力損失相關(guān)聯(lián)。國內(nèi)外文獻(xiàn)證實鈣黏蛋白23(cadherin 23，CDH 23)基因單核苷酸多態(tài)性(single-nucleotide polymorphism, SNP)與NIHL有一定的相關(guān)性。飛行人員的聽力健康對飛行安全至關(guān)重要。鑒于高年級飛行學(xué)員已上機(jī)實習(xí)并經(jīng)常暴露于飛行訓(xùn)練的噪聲環(huán)境中，我們根據(jù)飛行學(xué)員連續(xù)訓(xùn)練2年的聽力檢測情況，搜集部分NIHL對象及其相關(guān)參照對象進(jìn)行CDH 23部分外顯子的測序，探討CDH 23基因SNP與飛行學(xué)員長期接觸噪聲導(dǎo)致聽力下降的聯(lián)系。

1 資料與方法

1.1研究對象 2013年5～7月及2014年5～7月某航校2012級1 000例飛行學(xué)員，均為16～25歲男性，平均年齡為20.5歲。經(jīng)耳科檢查排除外耳、中耳疾病，無家族聽力遺傳病及全身疾病。具有基本相同的生活和訓(xùn)練環(huán)境。對全部受試者進(jìn)行純音測聽氣導(dǎo)檢測，將有聽力損失者設(shè)為試驗組，隨機(jī)選取無聽力損失者作為對照組。

1.2 方法

1.2.1 聽力學(xué)檢查 經(jīng)受測人員知情同意后，由專業(yè)醫(yī)師采用丹麥MSA84-1聽力檢測儀對受檢者在隔音室進(jìn)行聽力學(xué)檢測，詳細(xì)記錄雙耳氣導(dǎo)、骨導(dǎo)在0.25、0.5、1、2、4、6、8 kHz頻率處的聽力情況。

1.2.2 判斷標(biāo)準(zhǔn) 比較1 000例飛行學(xué)員各頻率的聽力情況。高頻聽力損失標(biāo)準(zhǔn)：氣導(dǎo)聽力在0.25、3 kHz頻率處聽力損失≤25 dB，在0.5、1、2 kHz頻率處聽力損失≤20 dB，在0.25、0.5、1、2、3 kHz 5個頻率中僅1個頻率聽力損失超過上述標(biāo)準(zhǔn)10 dB，4、6、8 kHz頻率上雙耳聽力損失總值≤210 dB者均合格[2-4]。

1.2.3 DNA的提取 采集試驗組與對照組肘靜脈血5 mL，枸櫞酸鈉抗凝，-20 ℃凍存。采用試劑盒(北京賽百盛基因技術(shù)有限公司提供)提取模板DNA。

1.2.4 序列測定 引物設(shè)計采用Prime Prlmier 5軟件，采用聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction, PCR)引物序列及反應(yīng)條件見表1。PCR對全部樣本DNA進(jìn)行擴(kuò)增、純化。引物由北京賽百盛生物技術(shù)公司設(shè)計并合成。PCR引物序列及退火溫度見表1。50 μL反應(yīng)體系包括29.6 μL H2O，0.4 μL Taq DNA聚合酶(5 U/μL)，上游引物0.5 μL，下游引物0.5 μL，4 μL DNA模板，dNTP 200 μmol，MgCl22 mmol。PCR程序包括：94 ℃預(yù)變性5 min；94 ℃變性30 s； 58 ℃復(fù)性30 s；72 ℃延伸30 min。32個循環(huán)后72 ℃末次延伸8 min。所得樣本產(chǎn)物全部送北京諾賽生物技術(shù)公司進(jìn)行基因分型。

表1 CDH23基因4個SNP位點(diǎn)的PCR引物序列反應(yīng)條件

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 使用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件建立數(shù)據(jù)庫并進(jìn)行統(tǒng)計分析，基因組各基因型的分布均以頻率表示；基因組多態(tài)位點(diǎn)基因型分布的頻率比較采用χ2檢驗。

2 結(jié)果

2.1 純音測聽氣導(dǎo)檢測結(jié)果 1 000例受試人員經(jīng)純音測聽檢測，953例各頻段聽力均正常，47例出現(xiàn)聽力損失，并且聽力損失均發(fā)生在高頻段(0.4、0.6、0.8kHz)，聽力損失發(fā)生率為4.7%。在0.4 kHz頻段，左、右耳聽閾位移為(23.08±7.03)dB和 (23.50±7.20)dB；在0.6 kHz頻段,左、右耳聽閾位移為(27.80±13.77)dB和(26.73±16.45)dB；在0.8 kHz頻段，左、右耳聽閾位移為(25.15±8.36)dB和(24.86±9.28)dB，均顯著增高(圖1)。

圖1. 對照組和實驗組聽閾位移情況比較 虛線為對照組；實線為實驗組

2.2 基因型的判斷 CDH 23基因SNP與飛行學(xué)員長期接觸噪聲導(dǎo)致聽力下降的聯(lián)系見表2。rs3752752基因位點(diǎn)的GG、AG和AA基因型分布(圖2～4)及其A/G等位基因頻率在試驗組與對照組之間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。rsl227049基因位點(diǎn)的CC、CG和GG基因型分布及其C/T等位基因頻率在2組之間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。rsl227049基因位點(diǎn)的CC、CG和GG基因型分布及其C/T等位基因頻率在2組之間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

表2 CDH23基因SNP與飛行學(xué)員長期接觸噪聲導(dǎo)致聽力下降的聯(lián)系[n(%)]

圖2. CDH23 rs3752752 基因位點(diǎn)的多態(tài)性變化(AG型)

圖3. CDH23 rs3752752 基因位點(diǎn)的多態(tài)性變化(AA型)

圖4. CDH 23 rs3752752 基因位點(diǎn)的多態(tài)性變化(GG型)

3 討論

本研究的目的是調(diào)查CDH 23基因SNP與飛行學(xué)員聽力損失的關(guān)系。飛行學(xué)員入學(xué)時經(jīng)過層層選拔，肩負(fù)著國家重要使命，其健康尤為重要，特別是聽力及視力方面。飛行學(xué)員在早期上機(jī)訓(xùn)練中長期暴露于噪聲環(huán)境中，而正常的聽力是保證飛行安全的重要因素。據(jù)文獻(xiàn)[5]報道，飛行人員經(jīng)過一段時間的飛行訓(xùn)練會首先表現(xiàn)為高頻聽力損失。本研究中某航校1 000例參試人員經(jīng)純音測聽檢測，953例各頻段聽力均正常，47例出現(xiàn)聽力損失，并且聽力損失均發(fā)生在高頻段。

近年來，耳聾基因研究發(fā)展迅速。動物研究證實，CDH 23在毛細(xì)胞中的作用是形成硬纖毛連接和頂端連接,是人類基因編碼蛋白中的重要組成部分，被認(rèn)為是毛細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)通道[6]。CDH 23是截至目前為止第1個被證實與小鼠噪聲引起聽力喪失有關(guān)的易感基因[7]。遺傳分析表明，CDH 23純合子是老年性耳聾的主要決定因素以及NIHL的易感基因之一[8]。CDH 23變異可導(dǎo)致小鼠耳內(nèi)經(jīng)聲波刺激引起的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通道開放概率增加，從而引起K+離子泄漏和呈開放狀態(tài)；反之導(dǎo)致細(xì)胞膜Ca2+離子通道過度開放，進(jìn)入的Ca2+離子可能導(dǎo)致毛細(xì)胞死亡[9]。CDH 23基因突變可改變基因編碼程序，使靜纖毛束在聲音傳導(dǎo)中的擺動達(dá)不到最大強(qiáng)度，導(dǎo)致長期處于噪聲環(huán)境中的人們更易發(fā)生NIHL[10]。小鼠CDH 23基因突變能夠使毛細(xì)胞的靜纖毛組織遭到破壞，引起內(nèi)耳神經(jīng)上皮細(xì)胞退化導(dǎo)致耳聾和前庭功能失調(diào)，使小鼠在噪聲環(huán)境下增加聽力損失的概率。

有大量文獻(xiàn)報道，CDH 23基因?qū)?nèi)耳有一定的保護(hù)作用，參與耳內(nèi)靜纖毛與毛細(xì)胞束的形成。聲音是通過聲波對纖毛的機(jī)械刺激進(jìn)行擺動轉(zhuǎn)化成電刺激進(jìn)行傳遞的。長時間接觸噪聲會導(dǎo)致毛細(xì)胞纖毛的機(jī)械損傷，劇烈噪聲暴露能夠損傷內(nèi)耳毛細(xì)胞的靜纖毛，使靜纖毛在聲音刺激時通過擺動轉(zhuǎn)化成電刺激進(jìn)行傳遞的過程受阻，因此這種靜纖毛的損傷改變被認(rèn)為是導(dǎo)致NIHL的誘發(fā)因素之一。Kowalski等[11]從3 860例工人中篩選出314例聽力受損者和313例聽力正常者進(jìn)行研究，利用PCR技術(shù)檢測參試者的CDH 23基因，結(jié)果提示CDH 23基因rs3752752的缺失、變異會增加NIHL的易感性。楊杪等[12]通過對在噪聲暴露下工作的194例工人進(jìn)行研究，也得出了相似的結(jié)論。但目前也有研究認(rèn)為CDH 23基因rs1227049和rs1227051,2個核苷酸位點(diǎn)多態(tài)性與NIHL不具有明顯的相關(guān)性。

我們選用CDH 23基因rs1227049和rs1227051、rs3752752進(jìn)行測序研究，試驗組與對照組之間CDH 23基因rs1227049、rs1227051基因位點(diǎn)的GG、AG和AA基因型分布未發(fā)現(xiàn)明顯差異(P>0.05)；與楊杪等[12]的研究結(jié)果不相符。在本研究中，rs3752752的GG型在試驗組的百分比明顯大于對照組，而AG型在實驗組的百分比明顯小于對照組；rs375275位點(diǎn)的GG、AG和AA基因型分布在2組間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。這與Kowalski等[11]的結(jié)果基本相符。進(jìn)一步研究耳聾基因的遺傳變異，對聽覺器官的保護(hù)有特別重要的意義。CDH 23基因多態(tài)性可能在NIHL的發(fā)病過程中起重要作用。攜帶rs3752752 GG基因型的個體對NIHL更為易感。

總之，本研究初步證明CDH 23基因位點(diǎn)的遺傳變異可能是導(dǎo)致NIHL的一個主要因素。飛行學(xué)員是一個特殊的群體，肩負(fù)著國家的重要使命，應(yīng)加強(qiáng)對飛行學(xué)員的教育，加強(qiáng)飛行員對航空性疾病的防范意識。本次研究有較多不足，如飛行學(xué)員在入校時經(jīng)過層層體檢，身體素質(zhì)較好，故聽力損失者較少。應(yīng)增加研究樣本量，進(jìn)行多因素分析，如性別、地域、生活習(xí)慣及長期參加飛行訓(xùn)練應(yīng)是下一步調(diào)研的重點(diǎn) 。

[ 1 ] Alberti P. Noise-induced hearing loss—a global problem[M]. Prasher D, Luxon L. Advances in noise research, Vol. 1,Protection against noise. London, UK: I. Whurr Publisher Ltd,1998:7Y15.

[ 2 ] 盧世秋，厲淑紅，劉偉，等．對招收飛行學(xué)員聽力檢查高頻標(biāo)準(zhǔn)的商榷[J]．中華航空航天醫(yī)學(xué)雜志，2002，13(4)：252-254．

[ 3 ] 郭睿，王廣云，陳同欣，等.飛行學(xué)員高頻聽力損失的變化跟蹤及評價[J]．武警醫(yī)學(xué)，2011，22(12)：1032-1033．

[ 4 ] 李大鵬，張紅蕾，郭睿，等.噪聲對飛行學(xué)員高頻聽力影響及招收飛行學(xué)員體檢部分聽力標(biāo)準(zhǔn)的探討[J].中國眼耳鼻喉科雜志，2015，15(5)：331-334.

[ 5 ] 李佳，張紅蕾，郭睿，等.某航校飛行學(xué)員高頻聽力損失研究[J].中華耳科學(xué)雜志，2014,12(1):109-111.

[ 6 ] Fortunato G, Marciano E, Zarrilli F, et al. Paraoxonase and superoxide dismutase gene polymorphisms and noise-induced hearing loss[J]. Clin Chem, 2004,50(11):2012-2018.

[ 7 ] Carlsson PI, Borg E, Grip L, et al. Variability in a noise susceptibility in a Swedish population: the role of 35 del G mutation in the Connexin 26 (GJB2) gene[J]. Audiol Med, 2004,2(2):123-130.

[ 8 ] van Eyken E, van Laer L, Fransen E, et al. The contribution of GJB2 connexin 35delG to age related hearing impairment and noise-induced hearing loss[J]. Otol Neurotol, 2007, 28(7):970.

[ 9 ] Johnson KR, Yu H, Ding D, et al. Separate and combined effects of SOD1 and Cdh23 mutations on age-related hearing loss and cochlear pathology in C57BL/6J mice[J].Hear Res, 2010,268(2):85-92.

[10] Wang Y, Hirose K, Liberman MC. Dynamics of noise-induced cellular injury and repair in the mouse cochlea[J]. J Assoc Res Otolaryngol, 2002,3(3):248.

[11] Kowalski TJ, Pawelczyk M, Rajkowska E, et al. Genetic variants of CDH23 associated with noise-induced hearing loss[J].Otol Neurotol,2014,35(2):358-365.

[12] 楊杪，譚皓，鄭建如，等．鈣粘蛋白23基因多態(tài)性與噪聲性聽力損失易感性的關(guān)系研究[J]．衛(wèi)生研究,2006，35(1)：19-22．

(本文編輯 楊美琴)

試題6.答案：D。 流行性角結(jié)膜炎由腺病毒8型、腺病毒19型、腺病毒29型和腺病毒37型(人腺病毒D亞組)引起。咽結(jié)膜熱是由腺病毒3型、腺病毒4型和腺病毒7型引起的一種表現(xiàn)為急性濾泡性結(jié)膜炎伴有上呼吸道感染和發(fā)熱的病毒性結(jié)膜炎，傳播途徑主要是呼吸道分泌物。

試題7.答案：C。 患者越年輕、矯正度數(shù)越高、切削深度越深，LASEK術(shù)后就越容易發(fā)生Haze，Haze程度也越嚴(yán)重。另外，術(shù)后早期皮質(zhì)類固醇藥物應(yīng)用不規(guī)范，術(shù)中上皮瓣制作不良，術(shù)后接收紫外線照射等也會造成和加重Haze。

試題8.答案：D。 核黃素紫外線角膜交聯(lián)是指核黃素在一定波長的紫外線照射下被激活，產(chǎn)生氧自由基或者單態(tài)氧，從而誘導(dǎo)膠原纖維之間共價鍵形成，以此來增加膠原纖維共價鍵密度，增加膠原纖維直徑，提高組織對蛋白水解酶的耐受性，從而使組織的生物機(jī)械強(qiáng)度增加。

Relationship between cadherin 23 gene polymorphism and noise induced hearing loss in flying cadets

ZHENGChen,WANGJin-lin＊,ZHANGSu-wei,LIDa-peng＊＊,ZHENGWei,LIXiao-shuai＊＊＊,GUORui.
DepartmentofOtorhinolaryngology,AirForceGeneralHospitalofPeople′sLiberationArmy,Beijing100142,China

GUO Rui, Email: gr522@sina.com

Objective To investigate the relationship between cadherin 23 (CDH 23) gene single-nucleotide polymorphism and noise induced hearing loss in flying cadets. Methods One thousand flying cadets of a flying school (2012) are organized for the audiometry detection. As a result, 47 flying cadets suffered from hearing loss after a 2-year flying training and the frequency of hearing loss all took place at high frequency band. Meanwhile, another 47 flying cadets without hearing loss in the same training environment were selected as the control group. The peripheral blood was drawn for the determination of exon sequence of CDH 23 gene. The statistical software SPSS 19.0χ2test was used to compare the gene deletion frequency between the two groups. Results Between the normal hearing group and the hearing loss group, genetic loca GG, AG and AA of rs1227049 and rs1227051 of CDH 23 gene took on genotype distribution, and the differences were not statistically significant (P>0.05). And genetic loca GG, AG and AA of rs3752752 took on genotype distribution, and the differences were statistically significant (P<0.05). AG gene in rs3752752 appeared frequently in the group with hearing loss and GG gene appeared frequently in the group with normal hearing. Conclusions Loss of hearing mostly occurs in high frequency band. CDH 23 gene polymorphism may be related to noise-induced hearing loss. Therefore, those flying cadets with AG type CDH 23 gene may have higher risk of high frequency hearing loss. (Chin J Ophthalmol and Otorhinolaryngol,2017,17:162-165)

Cadherin 23; Noise induced hearing loss; Single-nucleotide polymorphism

總后“十二五”重大課題項目(AKJ11J003)

中國人民解放軍空軍總醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科 北京 100142；＊河南省人民醫(yī)院檢驗科 鄭州 450003；＊＊安徽省亳州市人民醫(yī)院耳 鼻喉科 亳州 236800;＊＊＊內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市林西縣醫(yī)院耳鼻喉科 赤峰 025250

郭睿(Email：gr522@sina.com)

10.14166/j.issn.1671-2420.2017.03.004

2016-07-14)