陳雪萌 宋琦

1 河北醫(yī)科大學(xué)研究生院（石家莊市 050017）

2 解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九八〇醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科（石家莊市 050082）

老年性耳聾（presbycusis），又被稱為年齡相關(guān)性聽力損失（age-related hearing loss，ARHL）。根據(jù)美國(guó)資料，目前70 歲以上的美國(guó)人近2/3 受其影響，并且隨著老年人口持續(xù)增長(zhǎng)，到2020年，預(yù)計(jì)一半以上的聽力喪失患者超過(guò)70 歲[1]。2006年第二次全國(guó)殘疾人抽樣調(diào)查顯示，我國(guó)聽力和言語(yǔ)殘疾總數(shù)為2780 萬(wàn)，占中國(guó)殘疾人總數(shù)的34%，其中老年性聾患者占聽力障礙總?cè)藬?shù)34.1%[2]。世界衛(wèi)生組織估計(jì)，到2025年，在60 歲及以上的人群中，將有超過(guò)5億人患有與年齡相關(guān)的嚴(yán)重聽力損失[3]。

老年性聾已被證明與增加跌倒、抑郁、孤獨(dú)、癡呆和認(rèn)知能力下降的風(fēng)險(xiǎn)獨(dú)立相關(guān)，并可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致每年約30 億美元的醫(yī)療支出[4]。盡管人工助聽和人工耳蝸植入是有效的治療模式，但其治療效果仍不滿意。

目前認(rèn)為，老年性聾的病因內(nèi)包括內(nèi)在因素與外在因素，是一個(gè)復(fù)雜的病理生理過(guò)程，與決定耳蝸退化速度和程度的遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素相關(guān)；同時(shí)，其嚴(yán)重程度還受到既往耳科疾病、慢性疾病、累積噪聲暴露、耳毒性藥物使用和生活方式的影響，可能是遺傳和表觀遺傳因素和環(huán)境壓力因素的累積結(jié)果[5]。有學(xué)者推測(cè)免疫衰老和腸道菌群失調(diào)引起的慢性炎癥，加速與年齡相關(guān)的耳蝸退化，從而促進(jìn)本病的發(fā)展[6]。人類老年性聾的病理研究?jī)H限于尸檢。鑒于在人類隊(duì)列中研究老年性聾的困難，研究人員使用動(dòng)物模型來(lái)幫助確定與ARHL相關(guān)的發(fā)病機(jī)制和遺傳學(xué)因素，并研究衰老同時(shí)控制環(huán)境暴露因素（如噪音或耳毒性藥物）的影響?，F(xiàn)有的動(dòng)物模型包括龍貓、沙鼠、大鼠和小鼠在內(nèi)的多個(gè)物種。如：老年蒙古沙鼠、近交大鼠Fischer 344(F344)白化品系中的兩個(gè)亞品系（DuCrl和NHsd）、小鼠近交系（老年時(shí)具有“良好”聽力的CAST、CBA/CaJ、CBA/J、C3H/HeH，聽覺功能進(jìn)行性下降的BALB、C57BL/6、DBA/2J等）；也有學(xué)者使用基因缺陷（如：抗衰老Klotho基因[7]、γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶1基因Ggt1dwg/dwg）的雜合子或純合子小鼠進(jìn)行相關(guān)研究。其中，C57BL/6 小鼠已被標(biāo)記為AHRL模型[8]。

1964年，Schuknecht[9]根據(jù)耳蝸組織病理學(xué)，將老年性耳聾定義為感音性、神經(jīng)性、血管紋性和基底膜傳導(dǎo)（機(jī)械）性四種主要的分類。感音性老年性聾主要表現(xiàn)為耳蝸基部的毛細(xì)胞逐漸丟失，患者出現(xiàn)陡降型高頻聽力損失；神經(jīng)性老年性聾可有聽覺神經(jīng)纖維缺失，測(cè)聽結(jié)果多表現(xiàn)為與純音閾值不成比例的語(yǔ)言辨別能力減弱；血管紋性老年性聾主要表現(xiàn)為血管紋萎縮，患者呈現(xiàn)相對(duì)平坦的純音聽閾減弱；耳蝸傳導(dǎo)（機(jī)械性）老年性聾，通常耳蝸標(biāo)本沒有光學(xué)顯微鏡下異常，推測(cè)其聽力損失與年齡相關(guān)的基底膜硬度變化有關(guān)。1993年，Schuknecht和Gacek 修訂了該分類方案，指出衰老出現(xiàn)神經(jīng)元缺失是老年性聾可預(yù)見的結(jié)果，感音神經(jīng)細(xì)胞的喪失可能是最不重要的類型，血管紋萎縮是老年性耳聾的主要病因[10]。但目前仍有爭(zhēng)議。本文主要關(guān)注老年性聾的病因及發(fā)病機(jī)理研究進(jìn)展，分別從基因、細(xì)胞、組織等不同層面進(jìn)行總結(jié)。

1 基因水平

主要包括基因改變和表觀遺傳學(xué)現(xiàn)象。

1.1 基因改變

目前已發(fā)現(xiàn)可能影響ARHL 和/或噪聲性聽力損失（Noise-induced hearing loss，NIHL）的約50 個(gè)小鼠和20 個(gè)人類候選基因，大約四分之一重疊[8]。其中研究較多的熱點(diǎn)基因有[11]：

1.1.1GRM7基因

編碼代謝性谷氨酸受體，主要位于內(nèi)、外毛細(xì)胞和螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞膜上，負(fù)反饋調(diào)節(jié)谷氨酸釋放，維持突觸間隙的谷氨酸濃度及傳遞。不同研究中，人種、地區(qū)和位點(diǎn)與老年性聾遺傳易感性關(guān)聯(lián)不盡相同。

1.1.2GRHL2基因

編碼轉(zhuǎn)錄因子，主要位于人上皮組織細(xì)胞膜和細(xì)胞核，參與胚胎發(fā)育調(diào)節(jié)。在內(nèi)耳主要表達(dá)于蝸管細(xì)胞，調(diào)節(jié)和維持上皮形態(tài)及細(xì)胞功能。臨床表現(xiàn)為雙側(cè)中度、進(jìn)行性或遲發(fā)性聽力損失，高頻聽力明顯，具體機(jī)制不詳。

1.1.3TRIOBP基因

編碼肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白，主要位于內(nèi)耳微管、中心體等，可通過(guò)結(jié)合纖絲狀肌動(dòng)蛋白調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架組織、細(xì)胞擴(kuò)張和收縮。突變導(dǎo)致毛細(xì)胞缺失靜纖毛根，喪失功能引發(fā)聽力損失。

1.1.4CDH23基因

編碼鈣黏蛋白23，主要位于內(nèi)耳細(xì)胞膜。突變可能會(huì)導(dǎo)致小鼠外毛細(xì)胞時(shí)序性凋亡，造成高頻區(qū)聽閾升高；甲基化增加引起老年性聾。

1.1.5 線粒體基因

包括13 個(gè)編碼多肽基因、22 個(gè)編碼tRNA 基因、2 個(gè)編碼rRNA 基因。突變或缺失影響氧化應(yīng)激，增齡累積造成線粒體DNA 損傷，導(dǎo)致毛細(xì)胞退化、凋亡，引起ARHL。

1.2 表觀遺傳學(xué)現(xiàn)象

表觀遺傳現(xiàn)象包括DNA 甲基化、RNA 干擾、組蛋白修飾等。人類和小鼠甲基化模式的改變被認(rèn)為在ARHL的發(fā)展中發(fā)揮作用。在老年女性ARHL患者中觀察到P2RX2、KCNQ5、ERBB3和SOCS3等基因的過(guò)甲基化和隨后表達(dá)下降[12]。SLC26A4和P2RX2的過(guò)甲基化增加了男性ARHL 的風(fēng)險(xiǎn)[13]。在動(dòng)物模型中，觀察到ARHL大鼠Gjb2的過(guò)甲基化并導(dǎo)致連接蛋白26 功能下降[14]。在動(dòng)物和人類研究中，鈣粘蛋白23（CDH23）基因的甲基化增加與ARHL 相關(guān)，可能是通過(guò)基因產(chǎn)物減少和內(nèi)耳毛細(xì)胞功能障礙產(chǎn)生影響；老年女性ARHL 患者，外周血標(biāo)本中CDH23CpG 位點(diǎn)甲基化程度與ARHL 呈正相關(guān)[15]。

2 細(xì)胞水平

2.1 氧化應(yīng)激

在血管紋內(nèi)，線粒體有氧代謝產(chǎn)生維持Na+K+ATP 酶活性所需的大量ATP 和活性氧簇（ROS）。血管紋遭受嚴(yán)重ROS負(fù)擔(dān)的病理效應(yīng)，包括線粒體DNA 損傷，可能會(huì)對(duì)聽力產(chǎn)生負(fù)面影響。大鼠模型顯示了抗氧化酶表達(dá)降低與聽力喪失加速、紋狀體血管萎縮和螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞變性之間的聯(lián)系[16]。有證據(jù)表明，線粒體DNA（mtDNA）突變通過(guò)提供能量以及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡發(fā)揮重要作用[17]。Fetoni等人建立的老年性耳聾動(dòng)物模型，發(fā)現(xiàn)Gjb2變異包含大量與耳聾相關(guān)的突變，Gjb2±小鼠表現(xiàn)出ARHL 加速，出現(xiàn)明顯的耳蝸管凋亡和氧化損傷，連接蛋白通道中谷胱甘肽的釋放減少，其轉(zhuǎn)錄控制受核因子E2 相關(guān)因子2（Nrf2）調(diào)控的基因表達(dá)失調(diào)，是氧化還原反應(yīng)細(xì)胞耐受性的關(guān)鍵決定因素[18]。異檸檬酸脫氫酶（IDH）被證明能提供對(duì)毛細(xì)胞和神經(jīng)元的抗氧化保護(hù)。IDH 是有氧代謝的關(guān)鍵成分，促進(jìn)NADPH 和NADH 的生成。后兩種分子由于其抗氧化性，在減少細(xì)胞氧化應(yīng)激中發(fā)揮關(guān)鍵作用。編碼IDH2（內(nèi)耳中IDH 的主要同工酶）基因敲除雄性老鼠顯示NADPH產(chǎn)生減少和內(nèi)耳氧化應(yīng)激負(fù)擔(dān)增加，毛細(xì)胞和螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元加速損失，促進(jìn)ARHL；小鼠體內(nèi)凋亡標(biāo)記物水平升高，證明氧化應(yīng)激增加維持正常聽力的內(nèi)耳細(xì)胞凋亡[19]。此外，人類研究表明，黑色素可能通過(guò)抗氧化機(jī)制提供對(duì)ARHL 的保護(hù)。不同程度的色素沉著會(huì)改變對(duì)噪音引起的聽力損失和老年性耳聾的易感性[20]。這些觀察結(jié)果在小鼠模型中也得到了證實(shí)，其耳保護(hù)機(jī)制被認(rèn)為涉及氧化自由基和金屬離子的螯合，可能最大限度地減少氧化應(yīng)激對(duì)ARHL 進(jìn)展的影響[21]。

2.2 跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)通道

正常的基質(zhì)和離子運(yùn)輸對(duì)維持正常聽力至關(guān)重要。離子轉(zhuǎn)運(yùn)是支持毛細(xì)胞發(fā)育、維持細(xì)胞器功能和內(nèi)淋巴電位所必需的。在動(dòng)物模型中的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白突變會(huì)導(dǎo)致年齡進(jìn)展性聽力損失。

2.2.1 鈉鉀運(yùn)輸

內(nèi)淋巴相對(duì)于外淋巴的高鉀成份，產(chǎn)生“內(nèi)淋巴電位”，對(duì)聲音傳導(dǎo)至關(guān)重要，它使鉀離子以流體波的形式進(jìn)入毛細(xì)胞的機(jī)械感受器，振動(dòng)基底膜，進(jìn)而刺激毛細(xì)胞。耳蝸的血管紋通過(guò)大量的離子輸送通道和泵維持高鉀狀態(tài)，如Na+-K+ATP 酶，有助于維持內(nèi)淋巴中低Na+、高K+濃度。血管紋萎縮在老年人耳內(nèi)已被觀察到，并推測(cè)其導(dǎo)致Na+-K+ATP酶消耗和異常的內(nèi)淋巴電位[10]。

在沙鼠模型中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)血管紋中Na+-K+ATP酶的密度隨著年齡的增長(zhǎng)而下降，這種下降與EP的大小有很好的相關(guān)性[22]，為老年性聾表型提供了支持。在年輕的成年小鼠中，血管紋側(cè)壁中存在特定的功能選擇和Na+-K+ATP 酶亞基的不同類型組裝，隨著年齡的增長(zhǎng)受到破壞，出現(xiàn)失調(diào)[23]。在老年性耳聾的小鼠模型中，α2-Na+/K+-ATPase 的減少可能在年齡相關(guān)性聽力損失的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用[24]。

2.2.2 粘脂素離子通道

粘脂素，也被稱為瞬時(shí)受體電位通道，是一類不同類型的陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)體。該家族中，粘脂蛋白1和粘脂蛋白3 都存在于內(nèi)耳毛細(xì)胞溶酶體，協(xié)助鈣調(diào)節(jié)，缺乏的小鼠表現(xiàn)為早發(fā)老年性聾，且伴有相關(guān)毛細(xì)胞丟失；在Varitint-Waddler（Va）小鼠中，粘脂蛋白3 突變導(dǎo)致其通道組成性激活，過(guò)度開放形成的陽(yáng)離子電流導(dǎo)致溶酶體分解，引起嚴(yán)重的耳聾和毛細(xì)胞死亡[25]。

2.2.3 Wolframin

Wolframin 由WFS1 編碼，有9-10 個(gè)跨膜片段，是一個(gè)大型的陽(yáng)離子選擇性離子通道。Wolfram 綜合征（WS[MIM:222300]）是一種罕見的常染色體隱性遺傳疾病，由WFS1基因突變引起，其中一些突變會(huì)導(dǎo)致非綜合征常染色體顯性低頻感音神經(jīng)性聽力損失[26]。Wolframin 功能障礙引起錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)積累，導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激水平超過(guò)未折疊蛋白反應(yīng)（包括轉(zhuǎn)錄和翻譯修飾）的補(bǔ)償能力，隨年齡增長(zhǎng)，在慢性持續(xù)性壓力情況下，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[27]。

2.2.4 中性氨基酸載體

氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)在ARHL發(fā)展和遺傳中的潛在作用主要集中在SLC7A8 的研究。SLC7A8 是一種鈉獨(dú)立的氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體，以1:1的比例交換中性氨基酸。在內(nèi)耳，SLC7A8定位于螺旋神經(jīng)節(jié)和螺旋韌帶，其功能喪失與高頻聽力損失相關(guān)。在年輕純合子敲除小鼠模型（Slc7a8-/-）中，可出現(xiàn)包括毛細(xì)胞丟失、上皮扁平、螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞丟失、螺旋韌帶和神經(jīng)節(jié)纖維細(xì)胞密度下降等組織學(xué)改變，與Schuknecht[9]描述的混合型老年性耳聾一致，但未出現(xiàn)聽力損傷。隨著年齡增長(zhǎng)，Slc7a8-/-小鼠出現(xiàn)漸進(jìn)性聽力下降，并延伸至低頻；而Slc7a8±小鼠比野生型小鼠在更年輕時(shí)出現(xiàn)高頻聽力損失；野生型小鼠Slc7a8的表達(dá)隨著年齡增長(zhǎng)而增加。研究人員推測(cè)，預(yù)防早期發(fā)病的ARHL 需要完整的SLC7A8 功能，Slc7a8-/-小鼠的遺傳模式為不完全外顯；作者在ARHL 患者中篩選出四種變異（p.Val302Ile，p.Arg418His，p.Thr402Met和p.Val460Glu），均與顯著降低氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)活性有關(guān)，進(jìn)一步支持其致病作用[28]。

2.3 微小核糖核酸和細(xì)胞凋亡

MicroRNAs（miRNA）是一種小的、非編碼的RNA產(chǎn)物，通過(guò)與特定的mRNA序列互補(bǔ)結(jié)合來(lái)調(diào)節(jié)mRNA 靶標(biāo)的轉(zhuǎn)錄，阻止mRNA 的翻譯。眾所周知，老齡化與全部miRNA 產(chǎn)量的整體下降有關(guān)。在患有ARHL 的小鼠內(nèi)耳觀察到促凋亡的miRNA表達(dá)增加，抗凋亡的miRNA 表達(dá)減少，這種變化發(fā)生在解剖變化或聽力損失之前，說(shuō)明其表達(dá)模式的改變可能會(huì)增加ARHL 聽覺細(xì)胞凋亡[29]。已知大多數(shù)下調(diào)的miRNA，如：miR-183 和miR-181 家族，調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和分化的途徑，而所有上調(diào)的miRNA，如：miR-29和miR-34家族，都是促凋亡途徑中的已知調(diào)節(jié)劑，可能激活或增強(qiáng)細(xì)胞凋亡通路，如p53、p27和Bcl2等[30]。

3 組織水平

3.1 耳蝸突觸病

一般認(rèn)為，噪音誘發(fā)耳聾和ARHL 都與毛細(xì)胞密度減少、螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞和神經(jīng)纖維變性有關(guān)。聽力損失也可發(fā)生在毛細(xì)胞：通過(guò)“耳蝸突觸病”（cochlear synaptopathy，CS）機(jī)制，即耳蝸內(nèi)毛細(xì)胞和聽覺神經(jīng)纖維之間的神經(jīng)元突觸減少，而毛細(xì)胞數(shù)量不變[31]。動(dòng)物模型耳蝸免疫染色顯示突觸數(shù)量減少與延遲的螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞變性和正常的毛細(xì)胞計(jì)數(shù)有關(guān)，與Schuknecht 描述的神經(jīng)性老年性耳聾類型一致[32]。人類顳骨切片顯示，隨著年齡增長(zhǎng)，盡管毛細(xì)胞數(shù)量正常，但螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞數(shù)量減少[33]。人群小樣本研究推測(cè)耳蝸突觸病可能是人類老年性聾的重要組成部分，也是老年性聾患者在嘈雜環(huán)境中聽覺性能下降的主導(dǎo)因素[34]。CS 的病理生理學(xué)仍不完全清楚。有研究假設(shè)興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸可能發(fā)揮作用。在多種哺乳動(dòng)物模型中，谷氨酸興奮性毒性已被證明是通過(guò)神經(jīng)末梢腫脹和損傷，使突觸永久失能[33]。人類研究也提示谷氨酸在ARHL 中的潛在作用：存在于螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞以及內(nèi)毛和外毛細(xì)胞突觸上的谷氨酸受體GRM7，調(diào)節(jié)谷氨酸濃度和傳遞。有研究顯示，在中國(guó)漢族人中，GRM7 中rs1485175 的突變等位基因C可能降低噪音誘發(fā)聽力損失的易感性[35]。

3.2 激素因素

3.2.1 胰島素樣生長(zhǎng)因子-1

胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(IGF-1)由肝臟受生長(zhǎng)激素刺激產(chǎn)生。IGF-1 可通過(guò)限制耳蝸炎癥和氧化應(yīng)激的程度以及下調(diào)促凋亡基因表達(dá)來(lái)促進(jìn)耳蝸毛細(xì)胞存活；其在耳蝸發(fā)育晚期表達(dá)最高，在出生后顯著下降；隨著年齡增長(zhǎng)，循環(huán)中具有生物活性的IGF-1 水平下降，導(dǎo)致炎癥增加和細(xì)胞內(nèi)更新機(jī)制的失敗[36]。IGF-1 在小鼠的內(nèi)耳中被檢測(cè)到，包括螺旋神經(jīng)節(jié)、螺旋韌帶、血管紋、毛細(xì)胞和前庭組織。許多導(dǎo)致感音神經(jīng)性聽力損失的突變基因均涉及IGF-1 通路，生長(zhǎng)激素釋放激素受體(GHRHR)、生長(zhǎng)激素受體(GHR)、胰島素樣生長(zhǎng)因子-1 受體(IGFR-1)和IGF-1 本身功能突變都與人感音神經(jīng)性聽力損失相關(guān)[37]。患有Larson's 綜合征(IGF-1 通路突變引起IGF-1 缺乏)的個(gè)體，早期出現(xiàn)ARHL；小鼠模型和人類研究均顯示IGF-1 水平與聽力損失密切相關(guān)，IGF-1 可能是內(nèi)耳的潛在保護(hù)者[38]。

3.2.2 雌激素（ER）

在人類ARHL 中，男性比女性明顯更常見和嚴(yán)重，男性發(fā)病早于女性，因此認(rèn)為雌激素可能具有耳保護(hù)作用[39]。雌激素受體在耳蝸中以不同的水平表達(dá)，ERβ在衰老或聽損傷后的耳蝸功能維持中起主要作用。在毛細(xì)胞、螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元和血管紋部位，雌激素信號(hào)通過(guò)ERβ 增強(qiáng)抗氧化、抗細(xì)胞凋亡和抗炎反應(yīng)，有助于聽力保護(hù)。這些作用除通過(guò)雌激素經(jīng)典途徑介導(dǎo)外，也可能涉及MAPK、PKA和PI3K信號(hào)通路[40]。

3.3 血管損傷因素

同型半胱氨酸具有誘導(dǎo)血管內(nèi)皮損傷的能力，尤其在內(nèi)耳密集的毛細(xì)血管網(wǎng)情況下容易發(fā)生積累效應(yīng)。一項(xiàng)基于美國(guó)的大型橫斷面研究回顧了血清葉酸、維生素B12 和同型半胱氨酸水平與ARHL 之間可能存在的相關(guān)性。研究結(jié)果表明，患者血清同型半胱氨酸水平升高，血清葉酸水平降低，ARHL 風(fēng)險(xiǎn)增高。維生素B12 水平與ARHL 無(wú)關(guān)[41]。小鼠模型證實(shí)同型半胱氨酸水平升高和飲食葉酸缺乏，導(dǎo)致細(xì)胞損傷和Corti 器上皮變平，尤其是耳蝸基底部；螺旋神經(jīng)節(jié)、血管紋和螺旋韌帶也顯示出損傷的跡象，包括氧化負(fù)荷增加、毛細(xì)胞凋亡和聽力損害[42]。

ARHL 的發(fā)生、發(fā)展涉及基因、分子、細(xì)胞等多水平，與遺傳和環(huán)境因素均有關(guān)。隨著現(xiàn)代基因組測(cè)序技術(shù)的普及，可以廣泛發(fā)掘與ARHL 相關(guān)的易感遺傳因子。對(duì)參與ARHL 的主要通路如IGF-1和同型半胱氨酸的研究提示我們激素和飲食因素的可能作用。ARHL 和其他與年齡相關(guān)的疾病有共同的機(jī)制，可能集中在由于衰老、免疫缺陷導(dǎo)致體內(nèi)炎癥過(guò)程積累而出現(xiàn)的低度慢性炎癥上，包括病原體、細(xì)胞碎片、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和腸道微生物群等。未來(lái)研究的方向應(yīng)是將不斷增加的ARHL 知識(shí)應(yīng)用于早期檢測(cè)、預(yù)防和管理。