爆震性聽(tīng)力損失的研究進(jìn)展

李智慧呂佳蕙 王新蘭 鐘翠萍*

1 中國(guó)人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九四〇醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科（蘭州 730050）

2 寧夏醫(yī)科大學(xué)臨床學(xué)院研究生院（銀川 750004）

爆震性聽(tīng)力損失（Explosion Induced Hearing Loss,EIHL）又稱爆震性聾，由脈沖噪聲或壓力波對(duì)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)造成傷害，是一種急性聲損傷，爆震傷中的常見(jiàn)傷害。在和平年代的今天，軍事活動(dòng)中的爆破訓(xùn)練和軍事戰(zhàn)爭(zhēng)、恐怖分子的恐怖襲擊、煤氣瓦斯爆炸以及火災(zāi)爆炸等常常發(fā)生。爆炸時(shí)空氣壓縮，氣壓迅速升高，以沖擊波的形式向外擴(kuò)散，沖擊波的傳播速度可達(dá)8000米/秒，壓力可達(dá)大氣壓力的3萬(wàn)倍，如此快的速度讓人無(wú)法躲避，如此高的壓力足以對(duì)人體造成嚴(yán)重傷害[1]。

爆震傷可分為四級(jí):初級(jí)爆震傷、次級(jí)爆震傷、三級(jí)爆震傷和四級(jí)爆震傷，其中初級(jí)爆震傷是指由于沖擊波的直接作用，以肺、腸道、中耳和眼睛等充氣器官破裂的形式造成傷害[1]。與脈沖噪聲相比，爆震波的傳播速度是其2倍，能量是其10倍[2]，可對(duì)周?chē)?tīng)覺(jué)系統(tǒng)（Peripheral Auditory Systems,PAS）和中樞聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)（Central Auditory Systems,CAS）造成更嚴(yán)重、更持久的聽(tīng)覺(jué)損傷[3]。耳朵作為一個(gè)充氣器官，對(duì)爆震沖擊波極其敏感，更容易受到傷害，可引起耳鳴、傳導(dǎo)性或感音神經(jīng)性耳聾、聽(tīng)覺(jué)亢進(jìn)等[4]。EIHL的機(jī)制目前尚未明確，近年來(lái)的研究顯示，可分為早期的爆震沖擊波對(duì)聽(tīng)力系統(tǒng)的急性損傷，后期的代謝紊亂、氧化應(yīng)激、谷氨酸興奮性毒性作用、鈣超載和炎癥反應(yīng)等[5]，后期損傷與噪音性聽(tīng)力損失的機(jī)制大致相同。本文主要對(duì)EIHL的近年研究進(jìn)行綜述，希望能為爆震傷引起的聽(tīng)力損失的防治提供新思路。

1 PAS損傷

1.1 爆震傷后的外耳損傷

外耳由耳廓和外耳道組成，具有收集聲波,辨別聲源方向的作用。爆震可造成耳廓撕裂傷、擦傷、燒傷，甚至攣縮、缺失，外耳道出血、挫傷等，降低聽(tīng)覺(jué)的敏感性，影響聲音的定位[2，5]。

1.2 爆震傷后的中耳損傷

中耳由鼓膜、鼓室、聽(tīng)骨鏈、咽鼓管、鼓竇等組成，對(duì)聲音具有增壓作用。鼓膜（TM）由外向內(nèi)分別為上皮層、纖維層和粘膜層，纖維層是鼓膜的核心結(jié)構(gòu)層，由外層放射形纖維和內(nèi)層環(huán)形纖維組成，放射形纖維層可承受的斷裂強(qiáng)度遠(yuǎn)高于環(huán)形纖維層。Liang等人[6]研究了爆震沖擊波對(duì)鼓膜機(jī)械性能的影響，他們將壓力為50kPa（188dB）的沖擊波（低于人體鼓膜的破裂閾值（70kPa）作用在包含完整的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的新鮮的人類(lèi)尸體顳骨上，發(fā)現(xiàn)鼓膜未穿孔，只有纖維層中的環(huán)形纖維排列是隨機(jī)紊亂的，而對(duì)照組中的環(huán)形纖維排列良好。隨爆震強(qiáng)度的增加，損傷程度加重，可出現(xiàn)鼓膜穿孔、聽(tīng)骨鏈斷裂等[7,8]，沖擊波達(dá)34.5kPa（0.352kg／cm2，184.7dB）可造成少量鼓膜破裂，達(dá) 103.6kPa（1.056kg／cm2，194.3dB）可造成50%鼓膜破裂[9]，繼續(xù)增加至392～686kPa（4～7kg／cm2，205.8～210.7dB）可導(dǎo)致聽(tīng)骨鏈脫位或斷裂，蝸窗破裂以及內(nèi)耳損傷[10]。爆震傷后鼓膜可表現(xiàn)為單發(fā)穿孔或多發(fā)穿孔、邊緣翻轉(zhuǎn)、出血或充血等[11]。鼓膜充血具有時(shí)間變化性，爆震后鼓膜立即充血，12h達(dá)高峰，48h后開(kāi)始減輕，可持續(xù)7天左右[12]。在耳中，耳蝸內(nèi)的壓力隨外耳道的壓力增加而增加，且前庭階的壓力大于鼓階的壓力。Peacock等人[13]研究發(fā)現(xiàn)鐙骨足板的位移程度隨外耳道壓力（PEAC）和前庭階壓力（PSV）的增加而線性增加，壓力越高，鐙骨足板位移距離越大。

1.3 爆震傷后的內(nèi)耳損傷

內(nèi)耳由前庭、半規(guī)管和耳蝸組成，前庭和半規(guī)管負(fù)責(zé)平衡功能，耳蝸將聲音轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)聽(tīng)神經(jīng)傳入大腦皮質(zhì)。楊俊慧等人[12]研究發(fā)現(xiàn)，低強(qiáng)度的爆震沖擊波作用于豚鼠耳蝸后，螺旋韌帶與血管紋充血，螺旋器（Corti器）上的外毛細(xì)胞排列紊亂，螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞、血管紋細(xì)胞及外毛細(xì)胞均出現(xiàn)形態(tài)學(xué)改變：細(xì)胞核染色體固縮，在細(xì)胞核膜周邊聚集成塊；部分細(xì)胞線粒體輕度腫脹、數(shù)量增多，部分細(xì)胞出現(xiàn)胞漿空泡化；部分細(xì)胞胞漿減少，體積變??；細(xì)胞膜皺縮，但結(jié)構(gòu)基本保持完整[14]。

聲音強(qiáng)度增加,耳蝸內(nèi)毛細(xì)胞上的螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的突觸末稍會(huì)受到損傷，突觸小結(jié)損失，這一過(guò)程稱為突觸病[15]。爆震沖擊波致傷后，耳蝸外毛細(xì)胞的靜纖毛束損傷，鉀離子排出受阻，內(nèi)淋巴積液，過(guò)多的內(nèi)淋巴液刺激毛細(xì)胞釋放過(guò)量的谷氨酸，谷氨酸的興奮性毒性導(dǎo)致離子和水進(jìn)入突觸，使突觸腫脹、損傷、壞死[16]。突觸損失是噪聲損傷的早期表現(xiàn)，與聽(tīng)閾的變化無(wú)直接關(guān)系[17]。Hick‐man等人[18]將麻醉的龍貓暴露于160-175dB的爆震沖擊波中，永久性聽(tīng)力閾值升高或暫時(shí)性聽(tīng)力閾值升高40dB以上的龍貓，耳蝸突觸損失20-40%，主要集中在耳蝸中部和基底部。隨爆震強(qiáng)度的增加，可發(fā)生Corti器更為嚴(yán)重的損傷。爆震還可以改變耳蝸微循環(huán)流速，血管收縮,從而影響耳蝸內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和毛細(xì)胞的能量供應(yīng),嚴(yán)重的可引起毛細(xì)胞的死亡[5]。

2 CAS損傷

CAS將聲音電信號(hào)進(jìn)行編碼處理，形成聽(tīng)力。爆震以沖擊波的形式對(duì)人體全身均可造成傷害，對(duì)聽(tīng)力的影響除了損傷外耳、中耳和內(nèi)耳，還會(huì)引起CAS的損傷。爆震傷患者可出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、認(rèn)知和聽(tīng)覺(jué)障礙。在一項(xiàng)500人的軍事研究中，爆震相關(guān)的創(chuàng)傷性腦損傷患者中67%的患者出現(xiàn)明顯的聽(tīng)力閾值升高，59%的患者出現(xiàn)耳鳴[19]。

2.1 CAS受損的檢測(cè)

聽(tīng)功能檢查的方法中，畸變產(chǎn)物耳聲發(fā)射（DPOAE）反應(yīng)耳蝸外毛細(xì)胞的功能狀態(tài)，聽(tīng)性腦干反應(yīng)（ABR）的I波是顱外聽(tīng)神經(jīng)纖維的誘發(fā)電位反應(yīng)，ABR的IV波和V波主要由中腦的下丘傳入產(chǎn)生，中潛伏期反應(yīng)（MLR）可反應(yīng)丘腦皮質(zhì)傳遞和大腦皮質(zhì)激活的損傷；聽(tīng)覺(jué)多頻穩(wěn)態(tài)反應(yīng)（ASSR）可反應(yīng)時(shí)間加工障礙，提示聽(tīng)覺(jué)腦干和下丘區(qū)域功能受損；爆震傷后，DPOAE、ABR、MLR、ASSR波形振幅下降可分別顯示聽(tīng)覺(jué)通路中的耳蝸、聽(tīng)神經(jīng)、腦干和皮質(zhì)受到損傷[3]。Race等人[3]研究發(fā)現(xiàn)爆震沖擊波作用下 MLR、ASSR、ABR（I、IV 和 V 波）、DPOAE的振幅出現(xiàn)不同程度的下降，ABR閾值升高，聽(tīng)覺(jué)腦干和下丘腦的功能受損，皮層傳輸和皮層激活障礙。

2.2 中樞聽(tīng)覺(jué)皮層形態(tài)學(xué)改變

星形膠質(zhì)細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中具有復(fù)雜的功能，當(dāng)中樞受到損傷時(shí)可反應(yīng)性增生[20]。Kal‐lakuri等人[21]研究發(fā)現(xiàn)爆震后聽(tīng)覺(jué)皮層反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞增多，且爆震暴露后1天聽(tīng)力閾值變化與雙側(cè)星形膠質(zhì)細(xì)胞計(jì)數(shù)之間存在相關(guān)性，即聽(tīng)力閾值升高，膠質(zhì)細(xì)胞增多。聽(tīng)覺(jué)皮層銀染色可見(jiàn)，爆震暴露組的聽(tīng)覺(jué)皮層神經(jīng)元軸突出現(xiàn)腫脹、回縮球、空泡等退行性改變；而對(duì)照組的軸突無(wú)改變。PI3K作為第二信使，調(diào)節(jié)細(xì)胞的增值和凋亡。Smith等人[22]研究發(fā)現(xiàn)，爆震后龍貓聽(tīng)覺(jué)皮層的免疫熒光染色可見(jiàn)，PI3K的表達(dá)水平與聽(tīng)力功能呈負(fù)相關(guān)，爆震暴露后可能通過(guò)下調(diào)PI3K/AKT通路使細(xì)胞凋亡來(lái)?yè)p傷聽(tīng)覺(jué)皮層。Hoechst染色可見(jiàn)中樞聽(tīng)覺(jué)皮層細(xì)胞核分布不均，核碎裂。這一現(xiàn)象只在3次爆震后才出現(xiàn)，可見(jiàn)，隨著爆震的累積，聽(tīng)覺(jué)皮層的神經(jīng)元細(xì)胞損傷加重。

2.3 中樞聽(tīng)覺(jué)皮層代謝改變

葡萄糖作為機(jī)體的主要能源物質(zhì)，代謝后為機(jī)體提供能量，尤其大腦僅以葡萄糖作為唯一能量供應(yīng)。一旦代謝紊亂，大腦供能不足，影響大腦區(qū)域的功能。葡萄糖代謝越來(lái)越受人們關(guān)注，用正電子發(fā)射斷層掃描（PET/CT）測(cè)量18F-氟脫氧葡萄糖（[18F]FDG）攝取情況，可以早期發(fā)現(xiàn)機(jī)體葡萄糖代謝障礙，已廣泛用于阿爾茲海默癥、抑郁癥、肺癌等疾病的葡萄糖代謝檢測(cè)[23,24]。Jaiswal等人[25]研究發(fā)現(xiàn)大鼠暴露于低強(qiáng)度爆震沖擊波（15psi約103kPa）后，聽(tīng)覺(jué)皮層[18F]FDG呈團(tuán)塊狀攝取減少，表明爆震后聽(tīng)覺(jué)皮層葡萄糖攝取不足，不能供給皮層正?；顒?dòng)所需的能量，從而出現(xiàn)聽(tīng)力損失。

爆震傷中，原發(fā)性爆震傷、頭部的挫裂傷、血管神經(jīng)及周?chē)M織損傷引起的感染等均可使聽(tīng)覺(jué)通路神經(jīng)投射區(qū)的腦組織水腫、缺血梗死、出血等，從而影響聽(tīng)力[2]。

3 耳聾相關(guān)生物標(biāo)記物的變化

噪聲暴露后，機(jī)體內(nèi)相關(guān)的基因、分子表達(dá)異常，相應(yīng)的可出現(xiàn)出現(xiàn)代謝紊亂、氧化應(yīng)激、谷氨酸興奮性毒性作用、鈣超載和炎癥反應(yīng)等病理生理變化，爆震性聽(tīng)力損傷作為急性聲損傷，也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的一系列變化。

3.1 爆震后耳聾相關(guān)基因的變化

爆震沖擊波暴露后，細(xì)胞凋亡信號(hào)通路相關(guān)的Caspase-3蛋白、毛細(xì)胞內(nèi)氧化損傷相關(guān)的4-HNE、缺氧應(yīng)激相關(guān)的HIF-IQ等表達(dá)顯著升高[26]。由于個(gè)體差異的存在，有的人對(duì)噪聲具有很強(qiáng)的耐受性，而有的人對(duì)噪聲極其敏感。人類(lèi)基因中，鈣粘蛋白和原鈣粘蛋白基因、抗氧化酶基因、熱休克蛋白基因、鉀離子循環(huán)有關(guān)基因等是與噪聲性耳聾可能相關(guān)的易感基因[27]。Valiyaveettil等人[28]研究發(fā)現(xiàn)，反復(fù)接觸爆震后，在海馬、小腦、額葉皮層和中腦等部位與聽(tīng)力障礙有關(guān)的鈣粘蛋白和原鈣粘蛋白基因的表達(dá)存在差異，表明腦中不同區(qū)域鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)失衡，從而直接影響中央聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)對(duì)聲音信號(hào)的處理，導(dǎo)致聽(tīng)覺(jué)損傷。海馬和中腦中與聽(tīng)力下降相關(guān)的抗氧化酶的基因表達(dá)顯著增加；海馬中熱休克蛋白8和熱休克轉(zhuǎn)錄因子5表達(dá)明顯增加，而小腦和中腦中熱休克蛋白8和熱休克蛋白2顯著降低；海馬體中常染色體隱性耳聾缺陷基因Otoan‐corin的表達(dá)顯著增加（約3.4倍），而聽(tīng)覺(jué)帶狀突觸谷氨酸胞吐的關(guān)鍵基因Otoferlin表達(dá)下降（約1.8倍）。由此可見(jiàn)，爆震傷后耳聾相關(guān)基因差異性表達(dá)，蛋白合成障礙，聽(tīng)力傳導(dǎo)通路結(jié)構(gòu)改變，聽(tīng)力受損。

3.2 爆震后的炎癥反應(yīng)

研究表明炎癥反應(yīng)參與了噪聲性耳聾的過(guò)程，噪聲暴露后，耳蝸中巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞增多[29]，耳蝸細(xì)胞和血清中白細(xì)胞介素-6（IL-6）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、Toll樣受體-4（TLR-4）和白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）等濃度升高[30-33]。C反應(yīng)蛋白（CRP）是感染或組織損傷等炎癥反應(yīng)急性期肝臟合成的蛋白，具有促炎和抗炎的雙重作用，在臨床中廣泛用于炎癥的診斷和監(jiān)測(cè)[34]。趙睿等人的研究發(fā)現(xiàn)，聽(tīng)力下降的患者CRP可達(dá)35.3mg/L,而正常人的CRP僅為3.3mg/L[35]。血常規(guī)是患者的常規(guī)檢驗(yàn)，聽(tīng)力下降的患者中可發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比值升高、中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)[36]和單核細(xì)胞計(jì)數(shù)升高、TNF-α濃度升高[37]。Wang[38]等人在軍事爆破隊(duì)員爆震前后分別留取血清，檢測(cè)細(xì)胞因子，結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，63種細(xì)胞因子中有5種顯著升高：（單核細(xì)胞趨化因子1（MCP1）、粒細(xì)胞集落刺激因子（GCSF）、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（HGF）、巨噬細(xì)胞集落刺激因子（MCSF）、調(diào)節(jié)活化正常T細(xì)胞表達(dá)和分泌因子（RANTES），這些細(xì)胞因子均與細(xì)胞炎癥反應(yīng)有關(guān)，它們的升高，表明炎癥反應(yīng)參與了EIHL的過(guò)程。炎癥是指機(jī)體對(duì)某種刺激如感染、創(chuàng)傷等損傷因子的刺激所產(chǎn)生的一種以防御為主的基本病理生理過(guò)程，爆震作為一種高強(qiáng)度的噪聲刺激作用于機(jī)體，發(fā)生炎癥反應(yīng)。

4 EIHL的防護(hù)

爆炸事故瞬間發(fā)生，難以預(yù)測(cè)，但軍事訓(xùn)練員、消防隊(duì)員和工廠人員等長(zhǎng)期處于爆震傷的風(fēng)險(xiǎn)中，對(duì)于他們，必要的防護(hù)措施是必不可少的。目前對(duì)聽(tīng)力的防護(hù)措施主要為護(hù)耳器，不僅可以減輕爆震事故對(duì)聽(tīng)力的損傷，而且對(duì)后期聽(tīng)力的恢復(fù)也有一定的幫助[39]。在爆震事故中，不僅需要對(duì)聽(tīng)力的保護(hù)，還需要護(hù)目鏡、面罩、呼吸器等防護(hù)設(shè)備的保護(hù)。各種防護(hù)用具的選擇、搭配值得人們?nèi)パ芯俊Ｗo(hù)目鏡和面罩的綁帶在太陽(yáng)穴的位置較薄，可以減小耳罩襯墊與皮膚的間隙，更好的保護(hù)聽(tīng)力，耳塞則沒(méi)有這種影響[40]，耳罩、耳塞雙重防護(hù)效果更佳。耳罩杯的深度越深，降噪效果越好[41]。目前護(hù)耳器的形式多種多樣，令人難以抉擇，只有選擇合適的護(hù)耳器，并正確佩戴，才可以取得滿意防護(hù)效果。

5 結(jié)語(yǔ)

在爆震傷中，聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)更易受到損傷，卻也更易被人們忽略。EIHL可表現(xiàn)為耳鳴、耳聾、聽(tīng)覺(jué)亢進(jìn)等，影響患者的身心健康，降低生活質(zhì)量。聽(tīng)力一旦受損，想要治愈卻很困難，故而，最重要的就是防患于未然，處于爆震事故風(fēng)險(xiǎn)中的從業(yè)人員佩戴護(hù)耳器可以有效的保護(hù)聽(tīng)力，減少損傷；EIHL的患者早發(fā)現(xiàn)、早治療，減少后遺癥。因此，EIHL的研究可以更好的為爆震防護(hù)措施提供依據(jù)。近年的研究表明，爆震對(duì)外周和中樞聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)均可造成嚴(yán)重的損傷，但EIHL的具體機(jī)制尚不完全清楚，有待進(jìn)一步研究，為EIHL的防治提供新思路。