鄧麗莎 胡炯炯 馬兆鑫

耳聾是最常見的感覺障礙性疾病，其中遺傳因素導(dǎo)致的耳聾占50%～60%[1-2]。遺傳性耳聾根據(jù)是否伴有耳外組織的異?；虿∽兛煞譃榫C合征型耳聾和非綜合征型耳聾。鰓耳腎綜合征(branchio-oto-renal syndrome，BORS)是常染色體顯性遺傳性綜合征型耳聾疾病，在人群中的發(fā)病率約為1/40 000，而在聾啞兒童中的發(fā)病率約為2%[3]。然而國內(nèi)對BORS的研究報道較少且多為個案，缺乏對該綜合征的認(rèn)識和重視。孫淑萍等[4]于2014年報道了2例BORS患者，2例最初都被誤診為單純耳前瘺管進(jìn)行治療，其中1例因診斷不清進(jìn)行了2次手術(shù)。之所以出現(xiàn)上述情況，主要是對該病認(rèn)識不清。本文主要對該病的臨床特點、治療現(xiàn)狀及遺傳學(xué)研究進(jìn)展作一綜述，旨在加強國內(nèi)臨床醫(yī)師對該病的認(rèn)識和重視，從而減少誤診、漏診，以期達(dá)到精準(zhǔn)診斷和精準(zhǔn)治療。

1 臨床特點及診斷標(biāo)準(zhǔn)

BORS為綜合征型耳聾疾病，臨床表現(xiàn)豐富多樣，具有高度異質(zhì)性，即使同一家系中不同患者的表型及嚴(yán)重程度也可出現(xiàn)極大差異。BORS的典型臨床表現(xiàn)包括耳聾、耳前瘺管、鰓裂異常、腎臟畸形。其中，耳聾是BORS最常見的表型，具體可表現(xiàn)為傳導(dǎo)性耳聾、感音神經(jīng)性耳聾或混合性耳聾，約半數(shù)以上患者表現(xiàn)為混合性耳聾，常伴發(fā)耳部畸形(包括外耳、中耳、內(nèi)耳畸形)。其嚴(yán)重程度從輕度、中度、重度至極重度不等，其中70%為非進(jìn)展性耳聾，剩余則為進(jìn)展性耳聾[5]。耳前瘺管和鰓裂異常是第一、二鰓弓先天發(fā)育異常所致。鰓裂異常包括鰓裂瘺和鰓裂囊腫，占頸部病變率高達(dá)45%，這通常是患者尋求醫(yī)療救治的主要原因[6-7]。Chang等[8]對BORS患者進(jìn)行B超或腎盂造影檢測的研究發(fā)現(xiàn)，約67%的受檢者表現(xiàn)出腎臟畸形，其中腎臟缺如占29%，發(fā)育不全和發(fā)育不良分別占19%和14%；腎盂輸尿管連接部梗阻占10%；腎盞憩室或囊腫占10%；腎盞、腎盂擴張，腎盂積水和膀胱輸尿管反流各占5%等。如無腎臟畸形，又可稱之為鰓耳綜合征(branchiootic syndrome, BOS)。除了上述已報道的BORS相關(guān)癥狀，Salinas-Torres等[9]報道了1例BORS患者同時表現(xiàn)出骨骼缺陷。Au等[10]首次報道了1例遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)彎曲的新生兒患者后期被診斷為BORS。由此可見，BORS患者也可表現(xiàn)為骨骼或關(guān)節(jié)發(fā)育不良。

BORS的臨床診斷主要依據(jù)家族史和臨床表現(xiàn)?；诖髽颖?BORS 患者表型特征分析，Chang等[8]提出迄今被普遍接受的BORS診斷標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為患者需滿足如下條件之一方可診斷為該病：①具有至少3項主要表現(xiàn)；②具有2項主要表現(xiàn)，并同時有至少2項次要表現(xiàn)；③具備1項主要表現(xiàn)，且有至少1個一級親屬中有BORS患者。其中主要臨床表現(xiàn)包括：①鰓裂瘺管或囊腫；②耳聾；③耳前瘺管；④腎臟畸形(腎臟缺如、發(fā)育不全、發(fā)育不良，腎盂輸尿管連接部梗阻，腎盞憩室或囊腫，腎盞、腎盂擴張，腎盂積水，膀胱輸尿管反流等)。次要臨床表現(xiàn)包括：①外耳異常(耳前凸起、杯狀耳、副耳郭，外耳道閉鎖或狹窄等)；②中耳畸形(聽骨鏈畸形、錯位、脫臼或固定，鼓室狹窄或畸形等)；③內(nèi)耳異常(耳蝸發(fā)育不全、耳蝸及前庭導(dǎo)管擴張、外半規(guī)管發(fā)育不全等)；④其他：面部不對稱或味覺異常等。Song等[11]認(rèn)為，EYA1基因突變分析應(yīng)當(dāng)作為東亞人口BORS/BOS診斷中不可分割的一部分。因此，對于單純依據(jù)臨床表現(xiàn)難以確診的可疑BORS患者，常見致病基因突變檢測可作為臨床診斷有益的補充，同時為產(chǎn)前診斷以及BORS患兒早期植入人工耳蝸提供可靠的依據(jù)。若常見耳聾基因突變未檢出，則患者耳聾可能為非遺傳因素導(dǎo)致，如使用藥物、孕婦妊娠期受病毒感染、分娩時受傷等，但不能排除其他基因突變的可能，需進(jìn)一步完善家系病史調(diào)查、擴大突變基因檢查范圍，防止漏診。

2 常見致病基因及新突變

在OMIM數(shù)據(jù)庫中，已經(jīng)登記了2個BORS和3個BOS(表1)。該病已報道的致病基因包括EYA1、SIX1、SIX5和SALL1，并有SHARPIN、FGF3和HOXA等數(shù)個基因推測可致病[12-13]。

2.1EYA1基因EYA1基因與多種人類疾病有關(guān)，包括BOS、BORS、先天性白內(nèi)障和眼前段異常等。EYA1蛋白功能的幾個不同方面受到影響，例如磷酸酶活性，EYA1-SIX，Dach-Ga亞基的相互作用，或者上述2方面同時受影響可導(dǎo)致BORS。 Musharraf等[14]的最新研究發(fā)現(xiàn)，BORS相關(guān)的EYA1錯義突變S454P、L472R和L550P會導(dǎo)致哺乳動物細(xì)胞中EYA1蛋白的蛋白酶體降解增強，表明蛋白質(zhì)的不穩(wěn)定性是EYA1的致病機制之一。

表1 BORS/BOS OMIM數(shù)據(jù)庫條目

目前，EYA1基因異常被認(rèn)為是BORS最常見的病因，約40%的BORS患者攜帶此基因突變。目前已經(jīng)報道169種不同的雜合致病突變體，包括移碼突變、終止突變、剪接突變和錯義突變。隨著基因檢測技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來越多的EYA1新突變被發(fā)現(xiàn)。2014年，Kim等[15]首次報道在韓國BORS患者中發(fā)現(xiàn)EYA1基因外顯子中的錯義突變c.418G>A干擾了正常剪接。2015年，Dantas等[16]在首次發(fā)現(xiàn)EYA1基因外顯子4～10部分重復(fù)與BOS表型共分離。2016年，Spahiu等[6]報道1例BORS并發(fā)現(xiàn)1個嚴(yán)重影響蛋白質(zhì)功能的EYA1基因新突變c.1627C>T。2017年，Klingbeil等[17]通過全外顯子測序在6個不同家系中發(fā)現(xiàn)3個新突變：c.525delT、c.979T>C和c.1768delG。盡管越來越多的致病突變被發(fā)現(xiàn)，但其致病機制仍未研究透徹。

EYA1基因與BORS相關(guān)臨床表現(xiàn)的關(guān)系尚不十分明確。Zhang等[18]通過將EYA1基因突變類型分為框移突變和非框移突變的研究提示，EYA1基因框移突變與BORS表型的嚴(yán)重性沒有明確關(guān)系(P=0.799)。其中，框移突變具體可分為剪接突變、插入突變、無義變體、>3-bp 的重復(fù)或缺失突變等；非框移突變包括致病性錯義突變、3-bp以下的缺失突變等。Krug等[19]在1個包含124個BORS家系的研究中發(fā)現(xiàn)，攜帶有EYA1基因突變的患者最常見的癥狀是腎臟發(fā)育不全，表明EYA1基因突變可能與腎臟畸形嚴(yán)重程度密切相關(guān)。

2.2SIX1基因和SIX5基因 在脊椎動物中，SIX基因家族分為3個亞群：SIX1/SIX2(So)，SIX3/SIX6(Optix)和SIX4/SIX5(Dsix4)。其中，研究最廣泛的是SIX1，其涉及許多組織和器官，如肌肉、腎、聽覺系統(tǒng)、感覺器官、顱面結(jié)構(gòu)等[20]。SIX蛋白質(zhì)是一種引發(fā)EYA蛋白質(zhì)核異位的轉(zhuǎn)錄因子。SIX蛋白質(zhì)不但可以導(dǎo)致EYA1核易位，還可以維持EYA1穩(wěn)定。EYA1被蛋白酶體機械泛素化和降解的過程，就是通過與SIX蛋白質(zhì)的相互作用而阻止的[14]。Ruf等[21]首先通過直接測序篩選出SIX1中的3個突變：Y129C、delE133和R110W，與此同時，通過功能分析發(fā)現(xiàn)位于SIX結(jié)構(gòu)域(SD)中的R110W突變干擾Eya1-Six1復(fù)合物的形成，而Y129C和delE133突變不僅影響蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，還影響SIX1結(jié)合DNA的能力，從而首次證實SIX1是BORS的致病基因。2007年，Sanggaard等[22]發(fā)現(xiàn)SIX1新突變W122R影響EYA1-SIX1相互作用而致病。1年后，Kochhar[23]等篩選了247個BORS家族并檢測出5個新的SIX1突變：c.50T>A，c.218A>C，c.317T>G，c.329G>A，c.334C>T和1個先前報道過的突變c.328C>T(p.R110W)。所有突變要么影響EYA1-SIX1相互作用，要么影響DNA結(jié)合，且都在蛋白結(jié)合的SIX結(jié)構(gòu)域(SD)。最新研究[24]發(fā)現(xiàn)，SIX1主要通過單螺旋與EYA相互作用，并且該螺旋中單個氨基酸的突變足以破壞該相互作用。截至目前，共有9個BORS相關(guān)的SIX1基因突變被發(fā)現(xiàn)(表2)，其中7個是錯義突變，1個是框移缺失。

表2 BORS相關(guān)的SIX1突變

2007年，Hoskins等[25]報道了SIX蛋白家族的第2個成員SIX5為BORS的新致病基因。SIX5之所以被認(rèn)為是BORS的一個很好的候選基因，一方面是因為它與已知的BORS致病基因SIX1相似，另一方面則是因為線蟲與已知的BORS致病基因EYA1相互作用。Hoskins等[25]共發(fā)現(xiàn)了4個無義突變：A158T、A296T、G365R和T552M，并通過功能研究發(fā)現(xiàn)EYA1與SIX5相互作用且轉(zhuǎn)錄活性降低，表明SIX5為BORS相關(guān)基因。然而，Krug等[26]在140例BORS患者中篩查EYA1、SIX1和SIX5基因時，在一個先前報道攜帶SIX5Thr552Met突變的患者中檢測到一個缺失3個外顯子的EYA1基因異常，這使得我們開始質(zhì)疑SIX5基因在BORS發(fā)生、發(fā)展中的作用。

SIX1同源基因靶向敲除小鼠的研究發(fā)現(xiàn)，SIX1基因敲出后的小鼠表型不一，其表型多變的機制包括：單倍體劑量不足、顯性負(fù)性突變以及功能獲得性突變等。單倍劑量不足是指一個等位基因突變后，另一個等位基因能正常表達(dá)，但只有正常水平50%的蛋白質(zhì)，不足以維持細(xì)胞正常的生理功能。顯性負(fù)性突變后不僅自身無功能，還能抑制或阻斷同一細(xì)胞內(nèi)野生型信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白的作用。功能獲得性突變即指一個基因突變后獲得新功能。其中，顯性負(fù)性突變以及功能獲得性突變最為常見，這在BORS家系基因突變機制中有報道[27]。

2.3SALL1基因 2014年，Morisada等[13]報道了1例日本人BORS散發(fā)病例，并通過陣列比較基因組雜交的方法發(fā)現(xiàn)SALL1基因16號染色體上的6Mb微缺失與BORS表型相關(guān)。Engels等[28]也曾報道過SALL1基因突變導(dǎo)致BORS，因此SALL1基因極有可能是BORS的新致病基因，目前其致病機制尚不明確。

3 治療和預(yù)防

目前BORS的治療主要為對癥處理。對于未感染的耳前瘺管和鰓裂瘺可暫不處理，一旦感染，手術(shù)徹底切除是唯一的根治辦法；外耳道狹窄若無癥狀可不治療，但多數(shù)患者可合并外耳道膽脂瘤，故需及時處理；對于有腎臟畸形(腎臟缺如、發(fā)育不全、發(fā)育不良，腎盂輸尿管連接部梗阻，腎盞憩室或囊腫，腎盞、腎盂擴張，腎盂積水，膀胱輸尿管反流等)的患者，應(yīng)行腎功能檢查。腹部B超或腎盂造影等檢查。避免使用腎毒性藥物，病變較輕時可不予治療或給予藥物治療。有手術(shù)指征者及時手術(shù)治療，必要時行透析治療或腎移植。聽力下降者可予佩戴助聽器，必要時行人工耳蝸植入；同時應(yīng)避免使用耳毒性藥物，以改善聽力和更好地利用剩余聽力。由于大多數(shù)BORS患者聽力損失表現(xiàn)為傳導(dǎo)性耳聾，目前可嘗試通過中耳探查性切開術(shù)和聽骨重建來改善聽力。Miyagawa等[29]證明，對于具有復(fù)雜外耳、中耳和內(nèi)耳異常的BOS患者，骨傳導(dǎo)聽力植入是一個很好的治療選擇。為了提高手術(shù)效果，術(shù)后可進(jìn)行個體化聽覺康復(fù)。避免近親結(jié)婚以及對有明確致病基因突變的家系進(jìn)行產(chǎn)前診斷和遺傳咨詢可有效減少該病患兒的出生。

總的來說，目前尚無針對耳聾的根治方法，基因治療和干細(xì)胞移植是較有前景的治療方法。近幾年來有多項研究通過向耳蝸內(nèi)導(dǎo)入相應(yīng)的野生型基因，逆轉(zhuǎn)了包括TMC、KCNQl在內(nèi)的基因敲除小鼠動物模型的聽力表型，成功地保留了部分聽力[30-32]。這一系列研究提示，基因治療有望成為從根本上治療遺傳性耳聾的有效方法。干細(xì)胞治療耳聾是近些年耳科的研究熱點之一。有研究發(fā)現(xiàn)，notch信號在毛細(xì)胞的分化過程中起關(guān)鍵作用。當(dāng)notch信號被抑制時，新的毛細(xì)胞可以被誘導(dǎo)生成，噪聲刺激引起的聽力損傷可以被部分恢復(fù)[33]。因此在耳蝸里調(diào)控notch信號通路可能是一種讓毛細(xì)胞再生的有效方法，這也給遺傳性耳聾的治療提供了新思路。

4 總結(jié)與展望

本文圍繞BORS的臨床特點及其常見致病基因的遺傳學(xué)研究進(jìn)展進(jìn)行了簡單的回顧，同時對BORS的治療與預(yù)防作了簡單介紹。近年來，盡管BORS的遺傳學(xué)研究取得了較大進(jìn)展，但由于其高度遺傳異質(zhì)性，仍有許多BORS家系與已報道的相關(guān)位點不連鎖，提示BORS致病基因譜還遠(yuǎn)未完善，其致病機制也有待深入研究。因此目前的主要研究任務(wù)就是找到并認(rèn)定BORS致病基因及其突變位點和突變類型，豐富和完善BORS致病基因庫，并探明其分子生物學(xué)致病機制，為臨床精準(zhǔn)診斷、精準(zhǔn)治療和防范以及遺傳咨詢工作的開展奠定分子病因?qū)W基礎(chǔ)。截至目前，耳聾基因治療的基礎(chǔ)研究也取得了很大的進(jìn)展，但是要實現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化還存在許多阻礙，主要是缺乏理想的基因載體。與病毒載體相比，非病毒載體具有高安全性，可作為耳聾基因治療的理想載體，然而其轉(zhuǎn)染效率較低且缺乏靶向性，因此如何提高非病毒載體的轉(zhuǎn)染效率和靶向性是未來研究要面臨的主要挑戰(zhàn)。最新研究發(fā)現(xiàn)，通過對納米粒子表面修飾后的多功能復(fù)合基因載體，如PHEA-g-C18-Arg8納米粒子[34]，能通過鼓室內(nèi)途徑成功導(dǎo)入內(nèi)耳，這或許將是人類基因治療載體發(fā)展的新方向。如果上述問題得以攻破，基因治療將成為從根本上治愈耳聾的有效方法。當(dāng)下我們應(yīng)該做到的是加強宣教，提高人們對遺傳性疾病的認(rèn)識和防范意識，積極開展遺傳咨詢服務(wù)工作。相信經(jīng)過一兩代人的努力干預(yù)，可逐步降低BORS致病基因在人群中的攜帶比例，進(jìn)而從根本上降低BORS的發(fā)病率，從而極大程度地減輕個人和社會的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。