耳鳴相關(guān)基因研究進展

于瀾 王秋菊

1解放軍總醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科醫(yī)學(xué)部（北京100853）

2國家耳鼻咽喉疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心（北京100853）

1 引言

耳鳴是指在沒有外界聲源或電刺激存在的情況下，患者自覺耳內(nèi)或顱內(nèi)有聲音的一種主觀癥狀，是一種內(nèi)在聲音的感知而不是外界存在的聲源[1]。據(jù)統(tǒng)計，人群中約10%-30%有耳鳴感受，其中多數(shù)可耐受耳鳴，但少數(shù)患者的生活受到嚴(yán)重影響[2]。《耳鳴臨床應(yīng)用指南》中提到，美國有超過5000萬人抱怨耳鳴，發(fā)生率為10%～15%[3]。耳鳴易影響睡眠、注意力、社會交往和工作[4]，還易使患者產(chǎn)生神經(jīng)衰弱、焦慮、憂郁的現(xiàn)象[5]。耳鳴作為一種常見的主觀癥狀困擾著人們的學(xué)習(xí)、工作和生活，深入了解耳鳴的病因和病理機制有助于對耳鳴進行診斷和干預(yù)。

耳鳴是耳鼻喉科最常見的主訴之一，其病因包括環(huán)境因素和遺傳因素[6]。隨著遺傳學(xué)研究的重大突破和快速發(fā)展，耳鳴的遺傳因素也逐漸受到學(xué)術(shù)界的關(guān)注。遺傳易感性可能對某些患者耳鳴的起源有著重要作用，而非遺傳因素可能在決定有遺傳易感的受試者是否會發(fā)展為耳鳴方面起主導(dǎo)作用[7]。耳鳴受心理、耳部疾病、遺傳因素等綜合影響，本文主要介紹與耳鳴有關(guān)的遺傳基因研究進展。

2 流行病學(xué)

2004年，文獻報道與聽力下降相關(guān)聯(lián)的耳鳴提示可能為家族性耳鳴[8]。2007年，1147例比利時耳鳴患者的研究發(fā)現(xiàn)家族性耳鳴與平坦型聽力圖相關(guān)[9]。2007年，Hendrickx等[10]在一項涉及7個歐洲國家、198個家庭的多中心研究中報道，來自于有耳鳴家庭的個體的耳鳴發(fā)生率是來自于無耳鳴家庭個體的1.7倍。但Kvestad等[11]在2010年對一個挪威大家庭的研究，顯示耳鳴只有0.11的遺傳率。2017年比利時的研究小組利用復(fù)雜性狀遺傳分析(Genetic Analysis of Complex Traits,GACT)軟件，估計全基因組關(guān)聯(lián)分析（Genome Wide Association Study,GWAS）中所有單核苷酸多態(tài)性（singlenucleotide polymorphisms,SNPs）可解釋3.2%的變異。這項GWAS研究還發(fā)現(xiàn)了一些可能與耳鳴有關(guān)的通路(如氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和5-羥色胺受體介導(dǎo)的信號傳遞)[12]。如果一種性狀或疾病在同卵雙胞胎中，同時發(fā)生的概率高于異卵雙胞胎，那么這種性狀或疾病是可遺傳的。2017年瑞典一項多中心研究選取了10,000對雙胞胎登記數(shù)據(jù)進行研究，發(fā)現(xiàn)耳鳴在同卵雙胞胎中發(fā)生率高于異卵，說明了遺傳基因可能在耳鳴中起著重要作用，尤其強調(diào)了雙側(cè)（0.56）耳鳴的遺傳性，男性雙側(cè)耳鳴的遺傳性為0.68[7]。

表1 耳鳴遺傳基因相關(guān)的研究Table 1 Studies on correlated gene of tinnitus

3 遺傳相關(guān)性研究

耳鳴可作為唯一主訴出現(xiàn)，也可能伴隨其他癥狀和疾病，例如梅尼埃病和老年性聾等。在一些個體中，耳鳴逐漸發(fā)展，而在另一些個體中耳鳴突然發(fā)作，這種個體對耳鳴的易感性可以通過不同環(huán)境和內(nèi)在因素的影響來解釋，包括遺傳因素[10]。耳鳴不論是產(chǎn)生于外周還是中樞，異常信號必須上傳到大腦皮層才能被感知為耳鳴，即聽覺中樞特別是大腦皮層參與了耳鳴的產(chǎn)生與維持。本文列舉了近些年與耳鳴相關(guān)的基因研究，見表1。

3.1 生長相關(guān)蛋白基因

檢測神經(jīng)元功能可塑性基因GAP-43屬于生長相關(guān)蛋白（growth associated protein,）中的一種，廣泛分布于大腦、小腦、海馬以及脊髓、背根神經(jīng)節(jié)和自主神經(jīng)系統(tǒng)。體外培養(yǎng)脊髓神經(jīng)元的結(jié)果表明，GAP-43的表達與神經(jīng)元的發(fā)育和可塑性有直接關(guān)系[13]。對水楊酸鈉致耳鳴的大鼠研究中顯示[14]，耳鳴大鼠聽皮層中GAP-43蛋白陽性神經(jīng)元的表達明顯高于非耳鳴大鼠，說明水楊酸鈉組大鼠聽皮層產(chǎn)生了新的連接，在大鼠耳鳴的維持中起到了重要作用。

3.2 即刻早期基因

即刻早期基因（Immediate early genes,IEGs）cfos，能在靜止細(xì)胞受到各種刺激時迅速表達。研究顯示[15]，耳鳴大鼠的c-fos基因表達增多，且FOS蛋白在耳鳴模型大鼠聽皮層中的表達顯著增高，說明耳鳴大鼠出現(xiàn)神經(jīng)元的異常電活動以及神經(jīng)元功能活動增加。從研究結(jié)果看來，F(xiàn)OS蛋白不僅參與了耳鳴的發(fā)生，也反映了耳鳴動物聽皮層中神經(jīng)電活動的異常和功能可塑性改變。

早期生長反應(yīng)基因-1（Early growth response-1，Egr-1）也是一種即刻早期基因。研究表明，突觸可塑性常表現(xiàn)為長時程增強（long-term potentiation，LTP），而早期生長反應(yīng)基因Egr-1的表達能作為引發(fā)LTP的分子標(biāo)識（LTP常常伴隨著Egr-1表達的升高）[16]。研究發(fā)現(xiàn)[17]，用低強度的短陣脈沖刺激（theta burst stimulation，TBS）正常小鼠聽皮層后可引發(fā)持續(xù)40分鐘的突觸反映的長時程增強，而在Egr-1基因敲除小鼠，給予相同刺激時聽覺皮層所引起的LTP被明顯減弱或完全阻斷，說明Egr-1在神經(jīng)元活動中維持著可塑性的改變。趙德安[14]等對耳鳴大鼠模型的研究中顯示聽皮層和下丘Egr-1的表達水平顯著增高，而耳蝸核及上橄欖核中，隨著水楊酸鈉的注射次數(shù)的增多，Egr-1的mRNA表達水平總體出現(xiàn)下降趨勢。黃治物[18]等研究顯示，慢性注射水楊酸后大鼠聽皮層Egr-1表達顯著下降。

3.3 細(xì)胞骨架活性調(diào)節(jié)基因

細(xì)胞骨架活性調(diào)節(jié)（activity regulated cytoskeleton,ARC）基因是一種可被不同形式的神經(jīng)活性迅速誘導(dǎo)的即刻早期基因，ARC基因的動態(tài)表達對于聽覺神經(jīng)元持續(xù)產(chǎn)生并精確調(diào)控突觸強度和細(xì)胞興奮性有著重要的作用[19]，因此，ARC表達水平的降低對于聽覺腦干神經(jīng)元突觸可塑性具有不利影響[20]。研究顯示[13，21]，耳鳴大鼠下丘神經(jīng)元中ARC的mRNA表達水平顯著上升，說明ARC蛋白參與了耳鳴大鼠聽皮層的重塑。

3.4 受體基因

耳鳴最常見的是源于腦干水平、皮質(zhì)下區(qū)域（包括邊緣系統(tǒng)）和皮層區(qū)域的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙。研究顯示很多神經(jīng)遞質(zhì)和受體也都與耳鳴相關(guān)。有學(xué)者[22，23]對水楊酸誘導(dǎo)耳鳴的大鼠行多巴胺受體（dopamine receptor,DR）和大麻素受體（cannabinoid receptor,CR）的研究，結(jié)果顯示，水楊酸誘導(dǎo)耳鳴可能與耳蝸和許多耳鳴相關(guān)腦區(qū)DR1A基因mRNA表達增加有關(guān)，但與CR1基因mRNA表達減少有關(guān)。研究表明，N-甲基-D-天冬氨酸受體（N-methyl-D-aspartate Receptor,NMDAR）的活化在控制或影響突觸可塑性中起重要作用[24]。關(guān)于環(huán)氧合酶（COX）和NMDAR的基因表達，Hwang等研究表明[25]，耳鳴小鼠在耳蝸和中腦中，COX-2的mRNA表達略有下降，但NR2B的mRNA表達增加。賈明輝等報道，大鼠聽皮層的正常發(fā)育與NMDAR的亞型NR2A的表達升高有關(guān)，而耳鳴大鼠聽皮層中NR2A的表達無論在數(shù)量上還是染色體強度上都顯著提高[15]。Jia等[26]發(fā)現(xiàn)耳鳴小鼠聽覺皮層的NR2A基因表達增加，認(rèn)為高劑量水楊酸引起耳鳴并且NMDAR基因表達沿著聽覺途徑增加。Puel等[27]發(fā)現(xiàn)耳鳴患者內(nèi)耳的NMDAR功能和表達增強。谷氨酸代謝受體7（Glutamate metabotropic receptor 7，GRM7）可能與耳鳴嚴(yán)重程度有關(guān)[28]。γ-氨基丁酸（GABA）受體的功能與耳鳴有關(guān)，Chan YC等[29]研究結(jié)果顯示，鈍頂螺旋藻(Spirulina platensis,SP)可以增加GRAβ3的基因表達來減輕水楊酸鹽導(dǎo)致的耳鳴。螺旋藻可降低水楊酸誘導(dǎo)耳鳴中KCC2基因的表達[30]。

3.5 鉀循環(huán)途徑相關(guān)基因

關(guān)于鉀循環(huán)途徑與耳鳴的相關(guān)性，Rajkowska等[31]對128例耳鳴患者和498例正常人研究顯示，鉀循環(huán)途徑中的相關(guān)基因是引起耳鳴的潛在性因素，其中KCNE1和SLC12A2基因的2個變體存在顯著關(guān)聯(lián)：KCNE1與獨立于聽力損失的耳鳴相關(guān)，SLC12A2與噪聲誘發(fā)的聽力損失有關(guān)。水楊酸誘導(dǎo)耳鳴可能與KCC2基因mRNA表達增加有關(guān)，但與耳蝸及部分耳鳴相關(guān)腦區(qū)NKCC1基因mRNA表達無關(guān)。

3.6 神經(jīng)營養(yǎng)因子和腫瘤壞死因子

膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（Glial cell line-Derived Neurotrophic Factor,GDNF）和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（Brain Derived Neurotrophic Factor,BDNF）在中樞聽覺通路和內(nèi)耳的早期發(fā)展中起著關(guān)鍵作用[32,33]。研究顯示[34，35]，GDNF和BDNF與耳鳴存在正相關(guān)，在BDNF發(fā)生錯義突變的攜帶者中，與聽力損失關(guān)聯(lián)的耳鳴發(fā)生風(fēng)險顯著降低。神經(jīng)營養(yǎng)因子與皮質(zhì)和海馬的神經(jīng)再生缺陷有關(guān)系[36]。在耳鳴病因?qū)W中，BDNF等神經(jīng)營養(yǎng)因子扮演著重要角色。但據(jù)Coskunoglu A等報道，BDNF基因多態(tài)性與耳鳴無相關(guān)性[37]。關(guān)于腫瘤壞死因子(Tumor Necrosis Factor,TNF)阻滯劑對耳鳴動物模型耳蝸炎性細(xì)胞因子基因表達的影響，Hwang JH等發(fā)現(xiàn)治療組TNFR1和TNFR2的mRNA水平均明顯低于對照組，提出神經(jīng)炎癥可能是水楊酸誘導(dǎo)耳鳴的一種新的機制[38]。

4 小結(jié)

耳鳴作為耳科學(xué)研究熱點一直備受人們關(guān)注。由于耳鳴是一種主觀癥狀，目前缺乏客觀有效的評估方法，再加上其病因及病理機制的復(fù)雜性，耳鳴患者的治療效果并不十分理想。近十余年來，隨著遺傳學(xué)的發(fā)展，各國研究學(xué)者陸續(xù)開展了耳鳴與基因相關(guān)的研究。本文將目前報道的與耳鳴相關(guān)的基因研究進行了總結(jié)回顧，望為之后的耳鳴研究提供一些參考。本文列舉了近些年與耳鳴相關(guān)的基因研究，研究主要涉及耳鳴與生長相關(guān)蛋白、即刻早期基因、細(xì)胞骨架活性調(diào)節(jié)基因、受體基因、鉀循環(huán)途徑相關(guān)基因和神經(jīng)營養(yǎng)因子等。然而，盡管近幾年的數(shù)據(jù)強調(diào)了遺傳因素在耳鳴中的重要作用，但缺乏與任何特定遺傳位點的強相關(guān)性，并且缺少具有統(tǒng)計學(xué)意義的遺傳學(xué)研究[39]。有些基因被認(rèn)為是耳鳴的候選基因，但后續(xù)研究沒有發(fā)現(xiàn)或未能證實先前報道的相關(guān)性，缺乏可重復(fù)性的主要原因可能是群體分層或病例與對照之間的差異。研究對象的選擇可能產(chǎn)生選擇偏倚、假陽性或無意義的結(jié)果。耳鳴常被作為單一臨床癥狀進行研究，而這些耳鳴患者可能屬于不同亞型，其潛在機制可能不盡相同。耳鳴相關(guān)的基因變異可能也會導(dǎo)致聽力下降或焦慮等，即基因的多效性[40]。

綜上，耳鳴易受多種因素影響，且致病機制并未形成完善統(tǒng)一的認(rèn)識，相關(guān)基因?qū)е露Q的證據(jù)還不足，耳鳴的致病基因和遺傳模式需進一步研究和探討，人類耳鳴相關(guān)基因的研究目前仍處于起步階段。已有流行病學(xué)研究通過同卵和異卵雙胞胎多年的隨訪結(jié)果支持耳鳴具有遺傳性。下一步需要根據(jù)表型對受試者進行仔細(xì)精確的選擇，制定規(guī)范的納排標(biāo)準(zhǔn)和選擇合適的評估量表，將有助于識別耳鳴基因或與耳鳴相關(guān)合并癥的基因[41]。耳鳴候選基因的鑒定可為耳鳴的診斷和治療提供依據(jù)，使耳鳴的個性化干預(yù)做到精準(zhǔn)有效。