聽神經(jīng)病的研究進展

黨炯 郭玉芬 徐百成

蘭州大學第二醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科（蘭州 730030）

聽神經(jīng)病(auditory neuropathy，AN)，自 1996 年由Starr命名后經(jīng)歷了不斷改名的過程，在2008年的意大利國際新生兒聽力篩查會上改名為聽神經(jīng)病譜系障礙，2015年Kaga發(fā)表文章認為對于成人，聽神經(jīng)病不等于聽神經(jīng)病譜系障礙，Kaga團隊以聽性腦干反應（auditory brainstem response，ABR）與耳聲發(fā)射（otoacoustic emissions,OAEs）的結果將聽神經(jīng)病譜系障礙分為三類，認為第三型才是聽神經(jīng)病[1]。同年Starr及Rance發(fā)表文章認為由于聽神經(jīng)病的研究較前明晰，聽神經(jīng)病譜系障礙這一名稱已不再適用，建議再次改名為聽神經(jīng)病[2]。這一疾病的名稱經(jīng)歷了這些爭議后，最終在2017年國際耳內科醫(yī)師協(xié)會舉辦的第二屆國際聽神經(jīng)病論壇確定為聽神經(jīng)病[3]。新生兒中AN的患病率為0.09‰，約有6.5%的先天性感音神經(jīng)性聾的病因為AN[4]。AN的病理生理學特征為外毛細胞功能正常、內毛細胞和聽神經(jīng)突觸和/或聽神經(jīng)功能不良，臨床表現(xiàn)為患者言語識別率受損的程度與聽力受損的程度不相符，患者在噪聲環(huán)境下言語識別率下降；聽力學檢查特征是可引出正常的耳蝸微音電位(co‐chlear microphonics,CM)以及有意義的OAEs，但患者的ABR波形缺失或難以辨認[5]。

AN包括非綜合征型和綜合征型，非綜合征型AN只有聽覺系統(tǒng)的臨床表現(xiàn)，而無其他系統(tǒng)的病變；綜合征型AN包括Charcot-Marie-Tooth病、Friedreich’s ataxia、Guillain-Barre神經(jīng)病、線粒體疾病等，聽力障礙只是系統(tǒng)性神經(jīng)退行性疾病的臨床癥狀之一。

1 內毛細胞帶狀突觸

哺乳動物的突觸聲音編碼發(fā)生在內毛細胞和傳入螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元(spiral ganglion neurons,SGN)突觸后神經(jīng)元之間的第一個聽覺突觸處[6]，即內毛細胞帶狀突觸。它屬于谷氨酸能突觸，包括位于毛細胞基底部的突觸前部位、突觸本身和由SGN的終末樹突及突觸后谷氨酸受體組成的突觸后部位，對聽覺信號傳導及同步化有重要作用。聽覺突觸與其他神經(jīng)突觸有所不同：首先一個SGN只能由一個內毛細胞的活性區(qū)激活，但一個內毛細胞能與數(shù)個SGN的神經(jīng)末梢形成聽覺突觸；其次內毛細胞的靜纖毛偏轉后，位于內毛細胞膜的機械電壓門控通道允許陽離子流入，這種離子流動觸發(fā)了位于內毛細胞基底部突觸附近的電壓依賴性鈣通道的開放，使突觸囊泡融合，并在突觸前釋放谷氨酸，將聲音信號傳遞到SGN，最終傳至聽覺中樞；再者谷氨酸能囊泡通過內毛細胞帶狀突觸時分級釋放是該類突觸形成聲音時間編碼高度特異性的機制；另外內毛細胞帶狀突觸前組織只允許傳遞一種信號，這種信號由時序編碼（最高1 kHz），并且沒有聽覺疲勞性[7]。

2 病因

AN病因復雜，研究表明約48%為特發(fā)性，10%可能與中毒、代謝、免疫和感染因素(如耳毒性藥物、缺氧、高膽紅素血癥、脫髓鞘和病毒感染)有關，約42%與遺傳有關，如常染色體隱性遺傳基因OTOF、PJVK，常染色體顯性遺傳基因OPA1、X染色體隱性遺傳基因AIMF1[8]。多種基因與AN的相關性反映了AN分子機制的復雜性。

OTOF基因突變是非綜合征型AN最常見的分子病因，遺傳方式為常染色體隱性遺傳[9]。OTOF基因位于染色體2p23.3，編碼otoferlin蛋白，這是一類富有多個C2結構域的Ca2+結合蛋白，該蛋白主要分布在耳蝸毛細胞突觸囊泡中，對囊泡啟動、融合和補充有重要作用。OTOF基因的特定突變使otoferlin蛋白缺失或功能穩(wěn)定性降低，影響囊泡的補充速率，進而限制SGN的激活，引起AN。針對蒙古人種的研究表明，AN患者中OTOF基因的突變頻率在日本為56.5%(13/23)，在中國為41.2%(14/32)[9,10]。在相關研究隊列中，OTOF基因在亞洲人群中最主要的突變位點是c.5816G＞A(p.R1939Q)[11,12]，另外發(fā)現(xiàn)了c.5791C＞A(p.Pro1931Thr)、c.5534G＞A(p.Gly1845Glu)及c.4227+5G＞C等突變形式。我國學者對248名非綜合征型聽神經(jīng)病患者進行OTOF基因篩查研究，發(fā)現(xiàn)我國AN患者致病突變集中在外顯子[13]。針對韓國人的研究也表明，OTOF基因的突變位點分布相對集中，主要位于外顯子21到46之間，集中于otoferlin蛋白的C2D、C2E和C2F結構域[14]。另外日本的一項面向2256個聽障患者的隊列研究，發(fā)現(xiàn)了OTOF基因四種新的突變形式：c.3007_3008del(p.L1003fs)、c.3214C＞T(p.Q1072X)、c.4346_4347insGCAT(p.I1449fs)和 c.4960+2T＞C[12]。Nicola等人通過小鼠基因敲除方法證實OTOF基因的Ile515Thr位點的突變會引起otoferlin蛋白水平的下降，推測蛋白降解加速最終引起突觸功能的損害，使聽覺同步性受到影響進而導致AN。Nicola等人還認為Ile515Thr突變可能與溫度敏感性聽神經(jīng)病有關[15]。

PJVK基因是非綜合征型AN的分子病因之一，表現(xiàn)為常染色體隱性遺傳，其中最常見的突變是p.R183w。PJVK基因編碼的pejvakin蛋白與聽覺傳導關系密切，早期的研究顯示pejvakin蛋白可能參與毛細胞和神經(jīng)元信號傳遞[16]，也有研究認為該蛋白作為過氧化物酶相關蛋白，在氧化應激時誘導過氧化物酶體在毛細胞中的增殖[17]。Harris等人發(fā)現(xiàn)PJVK基因突變對外毛細胞功能的影響呈現(xiàn)時間依賴性，表現(xiàn)為隨著年齡增長，外毛細胞的功能下降[18]。但也有研究并沒能證明PJVK基因與AN的明確關系，比如一些PJVK基因無義突變的患者，其聽力進行性下降并且OAE缺失[19]，甚至還發(fā)現(xiàn)與AN密切相關的p.R183w突變的患者，OAE也有缺失。由此可見PJVK基因與AN的相關性尚存在爭議，有待進一步研究明確。

常染色體顯性遺傳的SLC17A8基因編碼vglut3蛋白，在內毛細胞中選擇性表達。vglut3蛋白是谷氨酸信號轉導通路的重要介質，介導內毛細胞帶狀突觸對谷氨酸囊泡的攝取，在聽覺系統(tǒng)中起著重要作用。以往的研究認為SLC17A8基因突變影響了谷氨酸遞質的釋放，使內毛細胞帶狀突觸功能受到影響，引起AN[20]。但Shrestha等人發(fā)現(xiàn)Vglut3-/-小鼠的螺旋神經(jīng)元顯著減少[21]，認為這可能是SLC17A8基因突變引起AN的潛在原因。SLC17A8基因突變引起AN的機制還需要開展深入研究。

AUNX1基因座，定位在chrXq23-q27.3，遺傳方式為X-連鎖隱性遺傳?？v亮等人現(xiàn)已確定引起AUNX1型AN的基因為AIFM1，AIFM1基因編碼凋亡誘導因子-1，這是一種位于線粒體膜間隙的黃素蛋白，其主要功能是誘導細胞凋亡，參與調控線粒體的結構和氧化代謝過程。他們利用全外顯子測序發(fā)現(xiàn)了AIFM1基因一種新的錯義突變p.R451Q，該突變可能通過影響內毛細胞及螺旋神經(jīng)節(jié)細胞的線粒體功能，繼而引起AN。研究認為該基因突變是家族性和偶發(fā)性AN的原因之一[19,22]。最近的研究也表明AIFM1基因突變還與嚴重的線粒體腦肌病、產(chǎn)前腦室肥大、Cowchock綜合征有關[23]，這些疾病的共同特征是發(fā)育障礙，如智力遲鈍、運動功能障礙、肌肉無力以及在MRI表現(xiàn)為大腦形態(tài)異常。

Shimizu等人首次描述了一種特殊的疾?。撼Ｈ旧w顯性視神經(jīng)萎縮(autosomal dominant optic atrophy,ADOA)伴聽力喪失[24]，Amati-Bonneau 等人認為這種疾病是綜合征性AN，其分子病因可能是OPA1基因。Namba等人認為OPA1突變使GTP酶活性降低，從而導致線粒體功能障礙引起綜合征性AN[25]。由于與OPA1基因突變相關的神經(jīng)元特異性功能障礙的潛在分子通路尚不明確，因此OPA1的具體致病機制尚不清楚，現(xiàn)認為該基因突變可能與神經(jīng)元缺乏保護或補償OPA1基因的功能有關。

大量的研究表明AN與上述基因有關，但是研究也發(fā)現(xiàn)該病與最常見的非綜合征聾病基因GJB2突變可能合并存在。K.Rajputa等人對97例AN患者進行病因學研究，發(fā)現(xiàn)有部分患者合并有GJB2突變[26]。對一名中國AN患者進行Sanger測序，發(fā)現(xiàn)該患者發(fā)生GJB2c.235delC突變[27]。由于GJB2突變使內耳離子穩(wěn)態(tài)失衡，引起細胞外的鉀離子蓄積，導致細胞死亡。因此在上述研究中患者的耳聲發(fā)射的存在很可能代表了耳蝸頂端仍然有部分外毛細胞存在。GJB2基因突變引起AN的機制不明，還需進一步的研究確定。

AN的臨床病因較為龐雜，臨床觀察發(fā)現(xiàn)該病與高膽紅素血癥關系密切。聽覺系統(tǒng)對膽紅素高度敏感，當新生兒罹患高膽紅素血癥時，高濃度的游離膽紅素(unconjugated bilirubin,UCB)穿透血腦屏障，引起神經(jīng)細胞復雜的功能改變，選擇性損傷腦干聽覺核團、聽覺神經(jīng)和主要聽覺神經(jīng)元的螺旋神經(jīng)節(jié)，最終導致聽力損失[5]。有研究也證實，向高膽紅素血癥大鼠模型連續(xù)注射促紅細胞生成素(erythropoietin,EPO)可以顯著增強對聽覺神經(jīng)的保護[28]，對臨床上向高膽紅素血癥患兒注射EPO預防AN提供了一定的參考價值。高膽紅素是新生兒常見病，有回顧性研究顯示，高膽紅素血癥新生兒AN的發(fā)生率為2.4%，重度高膽紅素血癥新生兒AN發(fā)生率更高[29]，預防和及時治療高膽紅素血癥是減少AN的重要途徑。

3 臨床特征

AN患者臨床表現(xiàn)具有多樣性，約92.5%（360/389）的AN患者表現(xiàn)為雙側[30]。嬰幼兒患者一般表現(xiàn)為中重度聽覺喪失，僅個別患者存在低頻殘余聽力，言語發(fā)育障礙。而成人患者多表現(xiàn)為成年后低頻聽力下降，伴有言語識別能力的明顯下降，特別是噪聲環(huán)境下的言語識別能力障礙[5]，部分成人患者伴有輕中度耳鳴，感冒、疲勞及環(huán)境噪音等因素會使患者耳鳴加重[31]。純音聽閾可表現(xiàn)為輕、中、重度不等的聽力下降，言語識別率與聽力下降的程度無明顯相關性。嬰幼兒及成人共同的聽力學特征為ABR無法引出或分化差，OAE多表現(xiàn)為正常，CM波均可引出，聲導抗常為A型曲線，鐙骨肌反射無法引出。蘭蘭等學者對AN患者進行對照研究，結果表明安靜環(huán)境下言語識別率好的AN患者在噪聲環(huán)境下言語識別能力下降顯著[32]。綜合征性聽神經(jīng)病患者在發(fā)生聽力障礙的同時或先后還伴發(fā)周圍神經(jīng)病變。研究表明我國綜合征性AN患者周圍神經(jīng)病變多表現(xiàn)為視力下降，其次是感覺運動障礙，如走路不穩(wěn)、四肢末梢麻木、四肢運動障礙、肌張力下降等[33]。溫度敏感性聽神經(jīng)病，是AN的特殊類型，患者表現(xiàn)為聽閾隨體溫的升高而升高。

4 診斷

AN的診斷主要依靠臨床癥狀和聽力學檢查，但也需要神經(jīng)影像學的輔助。與通常的感音神經(jīng)性聾相比，OAE和CM的正常引出是典型AN最重要的特點[5]。由于OAE同時受到外耳道、中耳甚至年齡因素的影響，所以部分AN患者不一定能引出OAE，但這類患者的CM始終存在，因此CM是診斷AN毛細胞活性的可靠方法[34]。ABR異常有助于定位聽覺通路病變的部位，ABR的波I由聽神經(jīng)遠端部分產(chǎn)生，突觸前病變(如OTOF相關的帶狀突觸病變)和聽神經(jīng)的神經(jīng)性病變中均表現(xiàn)為I波缺失[35]。有學者認為，耳蝸電圖(EcochG)為AN的診斷與鑒別提供了有價值的信息，表現(xiàn)為雙側均可引出-SP波形，但AP波或消失或波幅較小。尤其對于嬰幼兒期的AN，它具有更高的敏感性和特異性，甚至可以區(qū)分突觸前障礙與突觸后障礙[36]。有學者研究了聽覺皮層電位與AN的關系，認為P100/N100的缺失與言語感知能力受損高度相關。聽覺皮層電位可用于量化聽神經(jīng)和/或內毛細胞帶狀突觸的時間處理缺陷。所以，P100/N100的缺失也可作為AN的一種診斷方法。磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)和計算機斷層掃描(computed tomog‐raphy scans，CT)是目前診斷聽覺通路結構異常的首選方法，MRI不僅可以確定聽神經(jīng)是否缺失、發(fā)育不良等，還可以用于判斷AN的患兒是否適合人工耳蝸植入。

5 治療

由于AN的病因及發(fā)病機制并不完全明了，目前針對AN的治療主要是人工聽覺輔助治療，而光生物學治療可能是未來能在臨床上運用的有效方法。

5.1 人工耳蝸植入術

近30年來，人工耳蝸植入術（cochlear implant,CI）已經(jīng)成為重度至極重度感音神經(jīng)性聽覺障礙患者的首選治療。多數(shù)AN的聽覺通路結構正常，所以多數(shù)AN行CI效果良好。部分臨床觀察顯示CI對多數(shù)AN有效：Alzhrani等人對早期行CI手術的AN患者與無AN的重度或極重度聽覺障礙的CI患者進行對比，發(fā)現(xiàn)其術后效果無明顯差別[37]。對于聽神經(jīng)完整的AN患者，CI是一種有效方法[38]。OTOF基因突變的AN病變在突觸前，觀察證實該類患者效果好，由此在術前進行基因診斷是精準醫(yī)學的成功實踐。PJVK基因和OPA1基因與CI的關系也是密切的。陳赤烏等人對CI患者進行回顧性研究，發(fā)現(xiàn)PJVK基因突變的患者與CI術后效果差密切相關，他們認為這種結果可能與PJVK基因突變影響了螺旋神經(jīng)節(jié)或腦干聽覺核團有關[39]。據(jù)Katahira等人報道，由OPA1突變引起的AN，其CI術后效果較好[40]。部分AN可能存在聽神經(jīng)的病變及聽覺通路的不完整，這是CI療效不確定的原因，需要在術前進行聽力學和影像學的綜合評估[7,35]。Attias等人對AN患者CI術后療效進行研究發(fā)現(xiàn)，擁有低頻殘余聽力的患者在噪聲下感知語音及音樂感知等方面優(yōu)于無低頻殘余聽力的患者，這可能與低頻殘余聽力可以提供額外的時域信息編碼有關[41]。

5.2 助聽器

佩戴助聽器也是AN的聽覺補償方法之一，Walker等人對12名AN患兒和22名感音神經(jīng)性耳聾(sensorineural hearing loss,SNHL）患兒佩戴助聽器后的效果進行了比較，他們認為助聽器對SNHL患兒和AN患兒的效果是近似的[42]。但Rance等人的研究結果與此有所不同，他們觀察到盡管助聽器具有擴聲效果，但是AN患者使用助聽器后，言語識別能力的改善并不顯著[43]，由此認為助聽器對AN患者的言語識別能力作用有限。Prashanth等對25例獲得性AN患者佩戴耳背式無通道助聽器和耳背式多通道助聽器開展比較研究，結果表明無通道助聽器的效果優(yōu)于多通道助聽器，究其原因是因為多通道助聽器在處理聲音時有言語感知延遲，這種延遲會使多通道助聽器對神經(jīng)不同步的AN患者的助聽效果造成負向影響[44]。由此看來，助聽器對AN患者的效果是有限的，使用助聽器的過程中，應該對患者密切觀察，若助聽器效果不佳，應采用其他治療措施。

5.3 光生物調節(jié)

光生物調節(jié)（photobiomodulation，PBM）治療是一種促進神經(jīng)生長或誘導軸突再生的新方法。有學者嘗試用光生物學治療AN。Min等人利用哇巴因誘導建立聽神經(jīng)病的沙鼠模型，哇巴因是一種Na+-K+-ATP酶抑制劑，可以造成沙鼠的I型螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的快速丟失，而對毛細胞的損傷最小，這與聽覺神經(jīng)病的病理表現(xiàn)相似[45]。Min等人的研究結果表明，光生物學調節(jié)可以通過挽救或再生局部應用哇巴因后受損的神經(jīng)結構來增強聽功能。該研究仍有一定的局限性，尚未完全證明光生物學調節(jié)可以治療AN，但為AN提供了潛在的治療新方向。

6 展望

由于AN是一種異質性疾病，并且致病機制并不十分明了，因此開展AN的病因學和病理學研究具有顯著的必要性?，F(xiàn)今對OTOF基因突變引起AN的機制研究較多，OTOF基因突變引起AN的機制及其人工耳蝸植入術后效果較其他基因較為明確，其他基因突變與AN的關系以及治療有待進一步研究。干細胞治療、基因治療及光生物治療等新型治療方法是未來治療AN的趨勢。在分子水平明確揭示突變基因編碼的蛋白的功能及其與聽覺通路的影響是當今亟需解決的科學問題，針對AN的基礎研究任重而道遠。