何盛梅 王曉云 趙厚育
聽力障礙是全球重大公共衛(wèi)生問題,我國(guó)聽力障礙居各類殘疾人數(shù)的首位,據(jù)全國(guó)第二次殘疾人抽樣調(diào)查顯示,我國(guó)聽力障礙存在兩極分化趨勢(shì),其中老年人以輕、中度聽力殘疾為主,而兒童則以重度、極重度居多,并且大部分為重度或極重度感音神經(jīng)性聽力損失(sensorineural hearing loss,SNHL)[1]。由于嬰幼兒及兒童時(shí)期是聽覺及言語(yǔ)發(fā)育的最佳時(shí)期,若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和干預(yù),將對(duì)患兒聽覺及言語(yǔ)能力造成不可逆轉(zhuǎn)的影響[2]。老年人的聽力損失與早期認(rèn)知衰退和癡呆等有關(guān)[3]。聽力損失得不到治療,會(huì)導(dǎo)致人際溝通障礙,進(jìn)而可能遭受排斥、孤立,甚至歧視,從而促發(fā)孤獨(dú)感、挫折感和社會(huì)隔離感[3,4]。因此,對(duì)于聽力損失的治療顯得尤為重要。
SNHL是聽力障礙的常見臨床類型,其致病因素多,除先天遺傳因素外,還包括耳毒性藥物、噪聲、感染、自身免疫性疾病、腫瘤、老齡化等因素,從而導(dǎo)致其發(fā)病機(jī)制不盡相同,病理改變也復(fù)雜多變,給臨床治療帶來(lái)了諸多困難[5]。據(jù)估算,聽力損失問題得不到處理,每年將給全球造成額外費(fèi)用多達(dá)7500億美元,及早預(yù)防、診斷和治療聽力損失具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[6]。
目前,關(guān)于SNHL的具體發(fā)病機(jī)制尚不清楚,大部分類型的SNHL仍無(wú)確切有效的治療藥物,除部分突發(fā)性耳聾外。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中,有研究認(rèn)為內(nèi)耳炎癥和氧化應(yīng)激是引起各種類型SNHL的重要發(fā)病機(jī)制[7~9],因此,針對(duì)抗氧化和抗炎的靶向治療為預(yù)防或改善SNHL提供了希望。
過量活性氧產(chǎn)生導(dǎo)致的氧化應(yīng)激可能是SNHL的發(fā)病機(jī)制之一,針對(duì)這一發(fā)病機(jī)制,研究了抗氧化藥物在治療SNHL中的作用。依布硒啉是一種具有谷胱甘肽過氧化物酶活性的抗氧化藥物,可選擇性清除過氧化物,減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)。Kil等[10]在大鼠暴露于噪聲前后予以口服依布硒啉,可刺激谷胱甘肽過氧化物酶表達(dá),通過清除活性氧減少外毛細(xì)胞丟失和血管紋損傷;Lynch等[11]在順鉑誘導(dǎo)的藥物性耳聾大鼠模型中發(fā)現(xiàn),口服依布硒啉可防止耳毒性藥物所致的外毛細(xì)胞丟失,減少聽力損失。此外,N-乙酰半胱氨酸是一種已知的具有肝臟保護(hù)特性的抗氧化劑,對(duì)順鉑介導(dǎo)的藥物性聽力損失具有保護(hù)作用。早期動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),N-乙酰半胱氨酸可以減少活性氧的產(chǎn)生,顯著抑制活性氧介導(dǎo)的毒性事件的級(jí)聯(lián)反應(yīng),這可能是對(duì)抗各種耳毒性藥物所致聽力損失的有效藥物[12]。另外,N-乙酰半胱氨酸與鎂聯(lián)合對(duì)噪聲引起SNHL的臨時(shí)閾值偏移具有顯著保護(hù)作用,以高頻聽力下降的保護(hù)作用最為明顯[13]。乳酸林格氏液作為與血液等滲的液體,傳統(tǒng)上常用于失血引起的血容量不足,在耳毒性研究中,Choe等[14]發(fā)現(xiàn)乳酸林格氏液在經(jīng)鼓室給藥時(shí)可以對(duì)抗順鉑誘導(dǎo)的耳毒性。Nader等[15]在豚鼠中發(fā)現(xiàn)乳酸林格氏液作為保護(hù)劑是通過維持pH平衡穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)。其他抗氧化劑,如維生素A、維生素C、維生素E和α-硫辛酸等在動(dòng)物研究中均有報(bào)道對(duì)年齡、藥物及噪聲所致的SNHL具有保護(hù)作用[16]。然而,基于抗氧化的治療策略目前并沒有在臨床治療中作為主要治療方案,抗氧化治療還是以動(dòng)物研究為主,仍處于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究階段。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)所用抗氧化藥物均為現(xiàn)成的商品藥,這些藥物的聽力保護(hù)作用為進(jìn)一步臨床應(yīng)用提供了指導(dǎo)??寡趸幬锸亲鳛镾NHL治療的主要方案還是輔助方案,需要進(jìn)一步臨床研究,以及具體用藥時(shí)機(jī)、用藥劑量及藥物的遞送方式等均需要探索。
噪聲、耳毒性藥物、病毒感染等因素可激活炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng),這也是導(dǎo)致SNHL發(fā)生的重要原因,因此,抗炎治療是SNHL 藥物治療的重要手段。皮質(zhì)類固醇是一種有效的抗炎劑,可通過抑制耳蝸中炎癥因子的產(chǎn)生,對(duì)耳毒性藥物所致聽力損失具有改善作用[17]。同樣,對(duì)噪聲性聽力損失的預(yù)防和治療也有一定作用。甲潑尼龍治療可提高小鼠毛細(xì)胞存活率,降低噪聲性聽力損失的發(fā)生[18]。生物制劑是一種新型的用于SNHL研究的抗炎藥物,具有靶向特異性且易于被人體吸收的特點(diǎn),通過抑制特定的炎癥因子發(fā)揮抗炎作用。其中IL-1β是一種促炎因子,吉伏單抗(Gevokizumab)是一種以 IL-1β為目標(biāo)的,具有聽力保護(hù)作用的生物抑制劑,屬于抗IL-1β的特異性抗體,可與 IL-1β結(jié)合,阻斷由 IL-1β誘發(fā)的炎癥反應(yīng),對(duì)聽力損失具有保護(hù)作用[19];同樣,阿納金拉(Anakinra)也可競(jìng)爭(zhēng)性與IL-R的受體結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合,從而防止炎癥和免疫刺激的進(jìn)一步反應(yīng)。阿納金拉可有效減輕自身免疫性聽力損失,尤其是對(duì)皮質(zhì)類固醇耐藥的自身免疫性聽力損失[20];除此以外,還有針對(duì) TNF-α受體的生物制劑(如依那西普),主要通過抑制 TNF-α受體,進(jìn)而阻斷 TNF-α通路的激活,抑制炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng),這可能是另一種具有聽力保護(hù)作用的生物制劑[21]??寡字委煵粌H在基礎(chǔ)研究中發(fā)現(xiàn)具有聽力保護(hù)作用,而且也在臨床治療中得到了應(yīng)用,部分患者在經(jīng)過積極抗炎治療后,聽力得到一定恢復(fù),糖皮質(zhì)激素是目前臨床應(yīng)用最廣泛的藥物,特別是結(jié)合營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)類藥物(如甲鈷胺、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子等)、改善循環(huán)類藥物(如銀杏葉提取物、巴曲酶等)使用,能夠?qū)NHL起到良好的治療效果。生物制劑類藥物目前已處于臨床前期研究階段,未來(lái)可能會(huì)為更多類型的SNHL提供治療策略。
臨床存在經(jīng)藥物治療后無(wú)法痊愈患者,并且對(duì)先天感音神經(jīng)性聾,目前尚無(wú)有效藥物治療。對(duì)于這些患者,可考慮使用聽力輔助裝置,常用的包括:助聽器(氣導(dǎo)和骨導(dǎo))和植入式骨導(dǎo)助聽器(骨錨式助聽器和骨橋)、人工中耳植入振動(dòng)聲橋(vibrant soundbridge,VSB)、人工耳蝸植入(CI)、聽性腦干植入(auditory brainstem implant,ABI)、中腦植入(auditory midbrain implant,AMI)等。
助聽器和人工中耳都是通過提高聲音強(qiáng)度的輔助裝置,對(duì)保留殘余聽力患者的聽功能改善具有重要意義。對(duì)于外置配戴式助聽裝置,難免存在堵耳效應(yīng)、耳道皮膚刺激、聲音傳導(dǎo)失真等缺陷[22]。因此,很多患者配戴后反饋舒適度差及言語(yǔ)識(shí)別率不高,加上耳聾患者存在身體缺陷而產(chǎn)生自卑心理,導(dǎo)致患者不愿配戴助聽器。但是,助聽器設(shè)計(jì)和研發(fā)技術(shù)不斷改善,更加人性化,舒適的助聽裝置和配戴方式已有推廣應(yīng)用,如骨導(dǎo)助聽器、軟帶、粘貼或牙傳導(dǎo)等,可為患者提供舒適度和美觀度的輔聽設(shè)備。
除此以外,隨著科技的發(fā)展及電子工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步,植入式助聽裝置相繼研發(fā)并應(yīng)用于臨床,有效彌補(bǔ)了外置配戴式助聽器的缺陷。其中VSB就是一種半植入式的人工中耳聽覺裝置,其工作原理是采用聽覺處理器接收外界聲信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào), 經(jīng)放大器和語(yǔ)音處理器處理,通過信號(hào)傳輸線路,進(jìn)入與中耳振動(dòng)系統(tǒng)耦合的輸出傳感器,將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為自身的振動(dòng),帶動(dòng)聽骨鏈或者驅(qū)動(dòng)內(nèi)耳淋巴, 以改善或重建聽力[23]。主要適用于:①中-重度感音神經(jīng)聾;②傳導(dǎo)性或混合性聾氣骨導(dǎo)差≤10 dB;③言語(yǔ)識(shí)別率≥50%;④近兩年來(lái)聽力波動(dòng)≤15 dB;⑤中耳內(nèi)有合適的結(jié)構(gòu)以供漂浮質(zhì)量傳感器錨定;⑥因各種原因不適合或不愿配戴助聽器, 或者配戴效果欠佳[24]。其傳入聲音所產(chǎn)生的能量比較集中,信號(hào)傳導(dǎo)穩(wěn)定且高效,反饋的音色及音質(zhì)更加真實(shí)自然,有效避免了陰影效應(yīng)、皮膚刺激、聲音失真等缺陷。由于裝置可以部分或全部植入體內(nèi),提高了舒適度,并且從外觀上更能令人接受。
然而,對(duì)于雙耳重度、極重度或依靠助聽器不能進(jìn)行正常聽覺言語(yǔ)交流的SNHL患者,目前最主要和有效的治療方法是CI。人工耳蝸是一種可以將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),直接刺激聽神經(jīng)纖維,從而產(chǎn)生聽覺的特殊聲—電轉(zhuǎn)換電子裝置,其工作原理是通過模擬耳蝸功能將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),取代受損毛細(xì)胞,直接刺激耳蝸螺旋神經(jīng)節(jié)和殘存的聽神經(jīng)纖維,產(chǎn)生聽覺信息傳入中樞。隨著CI的研究和發(fā)展,對(duì)CI手術(shù)的認(rèn)識(shí)及掌握也不斷深入,已被國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用在重度、極重度SNHL的臨床治療中,取得了良好的效果。通過該技術(shù)幫助重度和極重度SNHL患者重建聽覺,已成為臨床治療SNHL最有價(jià)值的方法。
CI依賴于聽神經(jīng)的完整性、耳蝸殘存毛細(xì)胞及螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的數(shù)量和質(zhì)量。對(duì)于臨床上由于腫瘤、外傷或手術(shù)導(dǎo)致聽神經(jīng)損傷,使耳蝸螺旋神經(jīng)節(jié)與中樞之間的神經(jīng)通路完全中斷或缺如,從而出現(xiàn)SNHL的患者,通過助聽器及人工耳蝸無(wú)法為此類患者恢復(fù)聽覺。聽性腦干植入裝置為此類患者的聽力恢復(fù)帶來(lái)了曙光,它能直接刺入腦干聽覺區(qū)域,并將聲信號(hào)傳至大腦聽覺中樞,從而使患者接受聽覺信號(hào)[25,26]。ABI可增加患者對(duì)環(huán)境聲的感知和言語(yǔ)的理解,提高患者的唇讀能力[27]。但不管是CI還是ABI都存在價(jià)格昂貴,人群普及率不高。因此,在SNHL的治療發(fā)展進(jìn)程中,如何降低成本及研制更優(yōu)質(zhì)廉價(jià)的新產(chǎn)品,仍是亟需解決的問題。
基因治療是近年來(lái)興起的一種治療方法,為SNHL的治療提供了新的治療方案。內(nèi)耳毛細(xì)胞是將聲音轉(zhuǎn)換為電神經(jīng)沖動(dòng)的重要細(xì)胞感受器,當(dāng)暴露于損傷因素如耳毒性藥物、噪聲、感染、自身免疫性疾病、老齡化等時(shí),容易造成內(nèi)耳毛細(xì)胞或聽神經(jīng)損傷/凋亡。內(nèi)耳毛細(xì)胞或螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元損傷、丟失是SNHL的直接原因,這也是SNHL基因治療的主要研究方向,采用質(zhì)粒載體、腺病毒、腺相關(guān)病毒或其他載體將目的基因?qū)氚屑?xì)胞,通過基因置換、基因添加、基因上調(diào)或基因下調(diào)等方式調(diào)節(jié)相關(guān)基因,干預(yù)疾病的發(fā)生、發(fā)展,達(dá)到治療目的[28,29]。
內(nèi)耳毛細(xì)胞或螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元損傷/凋亡的原因可以歸為炎癥和氧化應(yīng)激。各種損傷因素可以導(dǎo)致耳蝸組織發(fā)生炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激,釋放炎癥介質(zhì)和活性氧,進(jìn)而導(dǎo)致毛細(xì)胞或螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元損傷、凋亡[30]。因此,利用基因技術(shù)向內(nèi)耳轉(zhuǎn)染抗炎、抗氧化或細(xì)胞凋亡抑制基因可能為SNHL的聽力恢復(fù)帶來(lái)希望。利用腺病毒載體將抗氧化酶類基因,如超氧化物歧化酶和過氧化氫酶,導(dǎo)入豚鼠耳蝸中, 可以有效清除活性氧,防止氧化應(yīng)激所致毛細(xì)胞損傷[31,32]。另外,在豚鼠聽力損傷模型中過表達(dá)X連鎖凋亡抑制蛋白,可以減輕順鉑、氨基糖苷類藥物及噪音等對(duì)毛細(xì)胞造成的損傷和凋亡,起到保護(hù)聽力的作用[33]。類似作用的基因還有HSP70、HSP32、HSP27等熱休克蛋白,同樣對(duì)毛細(xì)胞損傷和凋亡具有一定保護(hù)作用[34]。神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子可以對(duì)損傷的螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞起保護(hù)作用,其中神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子3、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子發(fā)現(xiàn)可以恢復(fù)噪聲、藥物及內(nèi)耳缺血損傷的螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞功能,避免聽力損傷。膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(glial cell line-derived neurotrophic factor,GDNF)在聽覺系統(tǒng)中,如耳蝸毛細(xì)胞、下丘、上橄欖復(fù)合體、聽神經(jīng)等部位均有表達(dá),在聽力損傷或缺失時(shí),GDNF表達(dá)下調(diào),通過上調(diào)GDNF可以營(yíng)養(yǎng)神經(jīng),保護(hù)聽覺傳導(dǎo)通路神經(jīng)功能[35,36]。
然而,針對(duì)毛細(xì)胞凋亡,還可通過基因治療的方法促使毛細(xì)胞再生,進(jìn)而恢復(fù)聽力。轉(zhuǎn)錄因子Atoh1是毛細(xì)胞發(fā)育分化調(diào)控的關(guān)鍵因子。在聽力受損的小鼠橢圓囊中,Atoh1基因過表達(dá)可誘導(dǎo)支持細(xì)胞增殖并促進(jìn)其分化為毛細(xì)胞樣細(xì)胞,對(duì)恢復(fù)小鼠聽力具有積極作用[37,38]。同樣,Gfi1、Bmi1和Pou4f3在毛細(xì)胞的正常分化、存活和成熟中發(fā)揮重要作用。Gfi1是GPS家族轉(zhuǎn)錄因子之一,Gfi1可以協(xié)同Atoh1調(diào)節(jié)新生小鼠耳蝸毛細(xì)胞再生,當(dāng)Gfi1表達(dá)缺陷時(shí),小鼠表現(xiàn)出異常的毛細(xì)胞發(fā)育,而在Gfi1不表達(dá)時(shí),耳蝸和前庭毛細(xì)胞的成熟受阻。Bmi1基因?qū)ψ?干細(xì)胞的增殖起到調(diào)節(jié)作用,研究發(fā)現(xiàn),Bmi1可以激活WNT信號(hào),影響支持細(xì)胞的增殖,促進(jìn)毛細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。Pou4f3是具有POU結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)錄因子,在內(nèi)耳毛細(xì)胞的發(fā)育中起重要作用,Pou4f3不僅可以單獨(dú)調(diào)控與毛細(xì)胞再生相關(guān)基因Gfi1和Nr2f2表達(dá),而且也是Atoh1的直接靶基因。在成年小鼠耳蝸中,Pou4f3的異位表達(dá)可以協(xié)同Atoh1促進(jìn)支持細(xì)胞向毛細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化,維持毛細(xì)胞功能。因此,Pou4f3單獨(dú)激活其活性或與Atoh1協(xié)同均可促進(jìn)毛細(xì)胞的再生,這可能是聽力損傷潛在的治療靶點(diǎn)[39~42]。還有很多諸如Lin28類似的基因,可以將成熟的支持細(xì)胞去分化為祖細(xì)胞樣細(xì)胞,通過有絲分裂和非有絲分裂機(jī)制產(chǎn)生毛細(xì)胞,促進(jìn)毛細(xì)胞再生,恢復(fù)聽覺功能[43]。
盡管上述基因治療取得了一定研究進(jìn)展,但目前仍處于基礎(chǔ)研究階段,臨床轉(zhuǎn)化仍有待進(jìn)一步研究,距離臨床應(yīng)用仍有很長(zhǎng)距離,比如倫理問題、最佳治療基因、理想基因載體及載體導(dǎo)入途徑等,需要逐一克服和解決。
干細(xì)胞治療是再生醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn),其強(qiáng)大的自我復(fù)制與多向分化潛能為毛細(xì)胞再生研究提供了新策略。目前用于SNHL耳蝸毛細(xì)胞再生的干細(xì)胞主要有胚胎干細(xì)胞、內(nèi)耳干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞等[44]。胚胎干細(xì)胞在適宜條件下幾乎可分化為所有的細(xì)胞類型,通過對(duì)鼠的胚胎干細(xì)胞進(jìn)行體外誘導(dǎo),發(fā)現(xiàn)胚胎干細(xì)胞可分化為毛細(xì)胞前體細(xì)胞,進(jìn)一步對(duì)毛細(xì)胞前體細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo),可以促使前體細(xì)胞表達(dá)myosin VIIA、espin、parvalbumin3等毛細(xì)胞標(biāo)志物;而將前體細(xì)胞移植到雞胚的聽泡中,前體細(xì)胞可以遷移至聽泡上皮并進(jìn)一步分化成熟,表明通過對(duì)胚胎干細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)可以促進(jìn)其向毛細(xì)胞分化[45]。間充質(zhì)干細(xì)胞也是毛細(xì)胞再生最有前景的干細(xì)胞,在患有SNHL的小鼠中通過體內(nèi)靜脈輸注臍血間充質(zhì)干細(xì)胞,可以使耳蝸螺旋神經(jīng)元形態(tài)改善,數(shù)量增加,個(gè)別小鼠還出現(xiàn)耳蝸毛細(xì)胞的再生;在輸注5周后,小鼠的聽覺腦干誘發(fā)電位閾值明顯下降,提示內(nèi)耳聽力得到改善[46]。干細(xì)胞的再生修復(fù)能力有望成為毛細(xì)胞再生治療的理想方法。
除了利用干細(xì)胞的多能性促使毛細(xì)胞再生進(jìn)行替代治療,干細(xì)胞還能分泌多種細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子和外泌體等細(xì)胞活性物質(zhì)維持毛細(xì)胞功能,促進(jìn)內(nèi)耳的修復(fù)[47]。Kamiya等[48]通過對(duì)耳蝸纖維細(xì)胞損傷模型研究發(fā)現(xiàn),間充質(zhì)干細(xì)胞移植組聽力恢復(fù)情況較對(duì)照組好,通過免疫組化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),移植后干細(xì)胞的連接蛋白表達(dá)陽(yáng)性,提示干細(xì)胞分泌蛋白可能對(duì)修復(fù)耳蝸纖維細(xì)胞損傷具有積極作用。通過嗅覺上皮神經(jīng)干細(xì)胞植入對(duì)噪音引起的聽力損失具有恢復(fù)作用,其作用機(jī)制主要是嗅覺上皮神經(jīng)干細(xì)胞能夠分泌神經(jīng)生長(zhǎng)因子和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子3,這可能有助于預(yù)防神經(jīng)元損傷。外泌體是內(nèi)耳細(xì)胞間通訊的一種新機(jī)制,可以介導(dǎo)非自主的生存信號(hào)并保護(hù)感覺毛細(xì)胞免受應(yīng)激刺激損傷,通過干細(xì)胞分泌外泌體作用,將其遞送至內(nèi)耳,防止或逆轉(zhuǎn)聽力損失[49]。
干細(xì)胞療法為SNHL治療帶來(lái)了新希望,但是,如何將體內(nèi)誘導(dǎo)移植的干細(xì)胞分化為具有正常功能的毛細(xì)胞,如何重建新生毛細(xì)胞與螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元之間的連接,以及如何減少移植干細(xì)胞的細(xì)胞毒性和致瘤性等都是干細(xì)胞治療從基礎(chǔ)向臨床轉(zhuǎn)化需要解決的問題。
綜上所述,SNHL在臨床上通過藥物治療、助聽器、人工耳蝸植入等方法可以取得一定療效,但均存在一定局限性,不能從根本上解決聽障問題?;蛑委熂案杉?xì)胞移植療法是治療SNHL的理想途徑之一,目前仍停留在基礎(chǔ)研究的實(shí)驗(yàn)階段,發(fā)展到臨床研究仍需進(jìn)一步探索,未來(lái)可能是基因治療、干細(xì)胞移植、藥物治療與人工耳蝸植入的個(gè)性化聯(lián)合療法,需要多學(xué)科交叉融合發(fā)展。