祝穎超凡啟軍陳波蓓*
1浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科(杭州 310000)
2溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院耳鼻咽喉科(溫州 325000)
3溫州醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院(溫州 325000)
內(nèi)耳聽功能是人類最重要的感覺功能之一,其受損將導(dǎo)致感音神經(jīng)性聾,這是人類尚未完全解決的難題。隨著營養(yǎng)學(xué)的深入發(fā)展,營養(yǎng)素與聽力損失的相關(guān)研究開始備受矚目[1,2]。維生素A(vitamin A,VA)是一類脂溶性維生素,它不僅參與人體正常視覺的維持,而且在生長發(fā)育、細(xì)胞增殖分化及調(diào)節(jié)代謝等方面發(fā)揮作用[3]。近年來,維生素A的相關(guān)研究在免疫學(xué)[4,5]、腫瘤學(xué)[6,7]、再生醫(yī)學(xué)[8]等方面取得了重要成果。在耳科領(lǐng)域,維生素A對內(nèi)耳聽功能的影響被逐漸證實(shí)。本文將回顧國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),就維生素A與內(nèi)耳聽功能的關(guān)系及研究進(jìn)展綜述如下。
有多項(xiàng)研究結(jié)果顯示視黃醇和維生素A原類胡蘿卜素的攝入量及血清水平與老年人聽力障礙患病率呈負(fù)相關(guān)[9,10]。在GOPINATH等的藍(lán)山聽力研究(BMHS)中,2956名年齡在50歲以上的參與者數(shù)據(jù)顯示維生素A攝入量最高的五分之一人群患中度以上聽力損失(>40dB HL)的風(fēng)險(xiǎn)降低47%[11]。Ju Wan Kang等分析50-80歲成年人的聽力和維生素?cái)z入量的數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)視黃醇等在選擇性頻率下與聽力改善有顯著相關(guān)性[12]。以上研究說明適當(dāng)干預(yù)飲食中視黃醇和維生素A原類胡蘿卜素的攝入可一定程度地預(yù)防年齡相關(guān)性聽力損失。然而Curhan等的大型前瞻性隊(duì)列研究觀察到除β-胡蘿卜素和β-隱黃素以外,其他類胡蘿卜素或維生素A的攝入量與女性聽力損失的風(fēng)險(xiǎn)無關(guān)[13];Shar-gorodsky等的前瞻性研究從1986年開始對40歲到74歲之間的男性進(jìn)行定期問卷調(diào)查,在2004年以自我報(bào)告的形式調(diào)查他們的聽力損失情況,結(jié)果顯示維生素?cái)z入量和聽力損失風(fēng)險(xiǎn)之間沒有明顯的關(guān)聯(lián)[14]。但Curhan及Shargorodsky研究的聽力數(shù)據(jù)都以自我報(bào)告的方式獲得,沒有用客觀的測聽數(shù)據(jù)評估聽力損失,也沒有調(diào)整相關(guān)混雜因素,這些可能影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。雖然維生素A及聽力損失的相關(guān)性已被多次報(bào)道,但是該領(lǐng)域的流行病學(xué)研究還存在空白:首先,現(xiàn)有的研究對象大多為中老年人,因而缺乏其他年齡段的數(shù)據(jù),維生素A(包括衍生物)可能已在研究前發(fā)揮部分作用,從而影響研究結(jié)果;其次,該領(lǐng)域的研究數(shù)據(jù)多來自于發(fā)達(dá)國家,未見國內(nèi)相關(guān)報(bào)道;最后,大多數(shù)研究旨在調(diào)查年齡相關(guān)性聽力損失與維生素A的關(guān)聯(lián),未見其他類型聽力損失的相關(guān)研究。
維甲酸(retinoic acid,RA)是維生素A的活性代謝物,其合成酶、分解酶及受體都于胚胎時(shí)期在內(nèi)耳有表達(dá)。RA合成酶(RALDHs,又稱視黃醛脫氫酶)包括RALDH1、RALDH2、RALDH3、RALDH4,RA分解酶(CYP26,又為細(xì)胞色素P450超家族成員)包括 CYP26A1、CYP26B1、CYP26C1。RALDHs及CYP26協(xié)調(diào)RA在內(nèi)耳的表達(dá)。維甲酸受體屬于核類配體激活的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子超家族,其家族包括2個(gè)成員:維甲酸受體(retinoic acid receptors,RARs)和維甲類 X受體(retinoid X receptors,RXRs),每個(gè)家族可分為3個(gè)亞型:α、β和γ[15]。任一種RARs和RXRs可在體內(nèi)外形成異二聚體。異二聚體和維甲酸結(jié)合后通過RA反應(yīng)元件(RAREs)發(fā)揮作用。RARs和RXRs負(fù)責(zé)傳導(dǎo)RA信號[16]。RALDHs、CYP26和 RARs、RXRs均于特定時(shí)期、特殊部位在內(nèi)耳表達(dá),它們彼此協(xié)調(diào)互補(bǔ),從而調(diào)控內(nèi)耳中的維甲酸在不同時(shí)期、不同部位的生理作用[17,18]。
Romand等提出RA在內(nèi)耳發(fā)育的三個(gè)階段中起作用:1、聽泡發(fā)育期,在聽泡上皮與周圍間質(zhì)之間及菱腦與聽泡外胚層之間發(fā)生相互作用[19];2、在聽泡發(fā)育后,RA可能參與正常內(nèi)耳結(jié)構(gòu)的形成;3、在胚胎期及在出生后,RA都有促進(jìn)毛細(xì)胞分化、再生的作用,可繼續(xù)對內(nèi)耳功能產(chǎn)生影響[16,19,20]。他的實(shí)驗(yàn)證明RARα/RARγ基因無效突變的小鼠,將產(chǎn)生嚴(yán)重的內(nèi)耳畸形[19]。在Raz的實(shí)驗(yàn)中,研究者分別抑制小鼠耳蝸中RA與RARα受體的結(jié)合和RA合成。在抑制RA與RARα受體結(jié)合后,毛細(xì)胞的數(shù)量明顯減少且排列雜亂無章,內(nèi)外毛細(xì)胞的特征模式被破壞。抑制RA合成后,感覺上皮長度、毛細(xì)胞總數(shù)和毛細(xì)胞平均密度(與對照組相比)顯著減少[21]。Kelley等在體外將外源性RA加入小鼠胚胎耳蝸后顯著增加了毛細(xì)胞的數(shù)量,導(dǎo)致大量額外的毛細(xì)胞和支持細(xì)胞生長,其中包括兩排內(nèi)毛細(xì)胞和多達(dá)11排的外毛細(xì)胞[22]?;仡櫖F(xiàn)有的動(dòng)物研究,RA在內(nèi)耳發(fā)育中有確切的作用,期待強(qiáng)有力的流行病學(xué)及臨床證據(jù)進(jìn)一步證實(shí)維生素A對胎兒內(nèi)耳的影響。
活性氧(reactive oxygen species,ROS)和活性氮(reactive nitrogen species,RNS)是細(xì)胞的代謝產(chǎn)物,正常情況下它們會(huì)被內(nèi)源性抗氧化劑清除,保持機(jī)體氧化-抗氧化平衡。在病理情況下,如噪聲刺激、耳毒性藥物、病毒感染和血管損傷時(shí),該平衡被破壞,ROS和RNS在內(nèi)耳堆積會(huì)進(jìn)一步誘發(fā)內(nèi)耳不可逆損傷和細(xì)胞凋亡[23-26]。Clerici在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)向鼓階內(nèi)注射ROS會(huì)降低高頻復(fù)合動(dòng)作電位(CAP)的敏感性[27]。Yingzi He等的實(shí)驗(yàn)證明減少內(nèi)耳ROS的積累可以降低氨基糖苷和順鉑耳毒性,提高毛細(xì)胞的存活率[28]。Capaccio等的臨床研究測定了39名突發(fā)性耳聾患者的血清ROS濃度和總抗氧化能力(TAC),其中有25名患者的血清ROS水平顯著高于健康成人[29]。
抗氧化劑對內(nèi)耳的保護(hù)作用已被多次證實(shí)[26,30,31]。維生素A及其衍生物有淬滅單線態(tài)氧,防止脂質(zhì)過氧化的作用[10],進(jìn)而影響機(jī)體氧化-抗氧化平衡[32]。以此推斷,維生素A作為活性氧代謝物清除劑和脂質(zhì)過氧化抑制劑對內(nèi)耳氧化應(yīng)激損傷有潛在保護(hù)作用[33]。這一論點(diǎn)常在流行病學(xué)研究中被提及,用于解釋維生素A與聽力損失的相關(guān)性[9-11,13],然而目前的研究只能證實(shí)維生素A有抗氧化作用及氧化應(yīng)激會(huì)誘發(fā)毛細(xì)胞凋亡而導(dǎo)致內(nèi)耳聽功能障礙,尚缺直接的證據(jù)證明維生素A及其衍生物的抗氧化特性可在內(nèi)耳發(fā)揮保護(hù)作用。
細(xì)胞凋亡是指由基因控制的、主動(dòng)有序的細(xì)胞死亡,它的發(fā)生涉及一系列基因的激活、表達(dá)及調(diào)控,是一種生理性的細(xì)胞死亡方式。c-Jun氨基末端激酶(JNK)屬于絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族一員,參與細(xì)胞應(yīng)激、增殖、凋亡、轉(zhuǎn)化及損傷修復(fù)等。JNK通路在暴露于各種因素時(shí)被激活,如炎癥因子、耳毒性藥物、噪聲刺激、氧化應(yīng)激等,從而介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的啟動(dòng)[34,35]。有研究表明,JNK通路激活可能是內(nèi)耳細(xì)胞應(yīng)激的普遍結(jié)果,通過抑制JNK信號通路激活保護(hù)內(nèi)耳細(xì)胞是防治聽力損失的方法之一[36,37]。全反式維甲酸(ATRA)是維生素A的中間代謝產(chǎn)物。Ahn等研究了ATRA對小鼠內(nèi)耳細(xì)胞的保護(hù)作用,與噪聲組相比,用ATRA喂養(yǎng)的小鼠在噪聲暴露后的聽閾提高幅度小,持續(xù)時(shí)間短,毛細(xì)胞存活率顯著高于噪聲組。此外,研究者在噪聲組的Corti器、血管紋和螺旋神經(jīng)節(jié)處觀察到TUNEL陽性細(xì)胞及磷酸化c-Jun陽性細(xì)胞,但是在空白對照組和ATRA組均未見TUNEL陽性細(xì)胞和磷酸化c-Jun陽性細(xì)胞,噪聲暴露后耳蝸中TUNEL陽性細(xì)胞的位置與c-Jun陽性細(xì)胞的位置一致[38]。Ahn的實(shí)驗(yàn)揭示了ATRA可在內(nèi)耳中抑制JNK信號通路發(fā)揮其抗凋亡作用從而保護(hù)噪聲暴露的毛細(xì)胞,但是JNK信號通路不只有ATRA可激活,ATRA也可能具有其他可能的抗凋亡機(jī)制,因此有必要進(jìn)行更進(jìn)一步的探索,以確定維生素A抗內(nèi)耳細(xì)胞凋亡的具體機(jī)制。
在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,有研究者嘗試使用全反式維甲酸(ATRA)及視黃酸受體(RARs)選擇激動(dòng)劑治療噪聲性聾,結(jié)果顯示這些藥物可逆轉(zhuǎn)聽力損失并減少毛細(xì)胞死亡,證明了維生素A可能對內(nèi)耳有保護(hù)作用[39,40]。COLLEEN等發(fā)現(xiàn)與營養(yǎng)完整的對照飲食組小鼠相比,在飲食中添加β-胡蘿卜素、維生素C和E以及鎂元素對小鼠永久性閾值漂移(PTS)有保護(hù)作用[41]。
2014年,Emmett提出假說:妊娠期維生素A缺乏癥可能是發(fā)展中國家感音神經(jīng)性聾的原因之一,作者認(rèn)為在維生素A普遍缺乏地區(qū),產(chǎn)前常規(guī)補(bǔ)充維生素A可維持內(nèi)耳正常發(fā)育,并降低由內(nèi)耳畸形導(dǎo)致的感音神經(jīng)性聾的風(fēng)險(xiǎn)[42]。
有兩項(xiàng)臨床研究分別對突發(fā)性耳聾患者及聽力正常的患者進(jìn)行干預(yù)。Kaya等將126位突發(fā)性耳聾患者分為兩個(gè)治療組,對照組接受常規(guī)治療,實(shí)驗(yàn)組在常規(guī)治療的基礎(chǔ)上接受了維生素A、C、E和硒的治療,結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組的完全痊愈率明顯高于對照組[25]。然而這項(xiàng)治療研究基于維生素A和其他藥物聯(lián)合作用,并沒有充足的證據(jù)說明維生素A對于突發(fā)性聾有治療效果。Karabulut等使用13-順式-維甲酸(13-cis retinoid acid,13-CRA)治療尋常型痤瘡患者,并在治療前后進(jìn)行純音聽閾測試,結(jié)果表明,這種維生素A衍生物可在短期內(nèi)改善受試者的聽力水平。可這項(xiàng)研究的樣本量僅38例(76耳),且沒有設(shè)立對照組[43]。
以上研究都肯定了維生素A防治感音神經(jīng)性聾的潛力,但仍有問題尚待解決:1、已有詳細(xì)的機(jī)制闡述維生素A可保護(hù)噪聲暴露的毛細(xì)胞,并具有逆轉(zhuǎn)噪聲性聽力損失的潛力,如果進(jìn)一步的研究可證實(shí)維生素A可保護(hù)噪聲暴露人群的聽力損失,那么其將有潛力成為治療噪聲性聾的藥物之一;2、結(jié)合流行病學(xué)調(diào)查及動(dòng)物研究可推斷,飲食中的維生素A類營養(yǎng)攝入量對聽功能有一定保護(hù)作用,但是這些研究多和其他營養(yǎng)素同時(shí)分析,無法獨(dú)立支持維生素A的效用,因此我們還缺乏針對飲食維生素A攝入量及聽力損失的研究數(shù)據(jù);3、現(xiàn)維生素A對內(nèi)耳發(fā)育的作用已在動(dòng)物研究中得到詳細(xì)闡述,但其應(yīng)用進(jìn)展只停留于Emmett的假說上,這項(xiàng)假說有待被可靠的流行病學(xué)或臨床研究證實(shí);4、現(xiàn)有干預(yù)性臨床研究較少,且證據(jù)力度不足。綜上所述,盡管有不少研究者試圖發(fā)掘維生素A在防治感音神經(jīng)性聾中的應(yīng)用價(jià)值,可該領(lǐng)域的進(jìn)展不足以改變現(xiàn)有的預(yù)防及臨床決策。
聽功能障礙是一個(gè)嚴(yán)重的公共問題[44],尤其在發(fā)展中國家,聽力損失導(dǎo)致的殘疾給社會(huì)帶來巨大的負(fù)擔(dān),給患者帶來心理和生活壓力[45-48]。因此相關(guān)疾病的防治對于全球衛(wèi)生健康發(fā)展有重大意義[49-51]。本文從流行病學(xué)調(diào)查中總結(jié)維生素A及內(nèi)耳聽力障礙的相關(guān)性,并嘗試闡明相關(guān)機(jī)制,探索維生素A在防治感音神經(jīng)性聾中的應(yīng)用前景,綜上所述我們有理由相信維生素A與內(nèi)耳聽功能存在一定相關(guān)性。但目前在該領(lǐng)域的研究仍存在一些問題:1、現(xiàn)有的流行病學(xué)數(shù)據(jù)多集中于發(fā)達(dá)國家的中老年人群,這意味著低年齡段及發(fā)展中國家的數(shù)據(jù)缺失,未來的研究對象應(yīng)該納入多年齡段、多地區(qū)的人群,填補(bǔ)現(xiàn)有研究數(shù)據(jù)的空白;2、現(xiàn)有的研究關(guān)注點(diǎn)多集中于內(nèi)耳發(fā)育和噪聲性聾,針對其他因素導(dǎo)致的內(nèi)耳聽功能損傷的研究較少;3、雖本文列舉多角度的文獻(xiàn)證明維生素A與內(nèi)耳聽功能的相關(guān)性,但是各項(xiàng)研究的論點(diǎn)較為發(fā)散,未形成體系。流行病學(xué)及臨床研究與與基礎(chǔ)研究的論點(diǎn)之間尚無法互相印證,還需更多的研究深入討論才能形成邏輯閉環(huán)。
綜上所述,現(xiàn)有的文獻(xiàn)初步證明了維生素A對內(nèi)耳聽功能有影響,但深刻認(rèn)識兩者間的機(jī)制還需要投入大量、深入的研究工作。這些研究成果將為維生素A及內(nèi)耳聽功能的進(jìn)一步研究提供理論依據(jù),也為今后感音神經(jīng)性聾的防治提供新思路。