中耳普通炎性疾病相關致病基因研究進展

黃秀麗綜述，孫永東審校

（四川醫(yī)科大學附屬中醫(yī)醫(yī)院耳鼻咽喉科，四川瀘州646000）

中耳普通炎性疾病相關致病基因研究進展

黃秀麗綜述，孫永東審校

（四川醫(yī)科大學附屬中醫(yī)醫(yī)院耳鼻咽喉科，四川瀘州646000）

中耳； 中耳炎； 基因； 黏蛋白類； 炎癥趨化因子類； 綜述

中耳普通炎性疾病包括分泌性中耳炎、急（慢）性化膿性中耳炎、隱性中耳炎、粘連性中耳炎等[1]，是一類由多因素導致的中耳黏膜炎性疾病，屬于耳鼻咽喉科的一類常見病和多發(fā)病，病情反復發(fā)作，難以治愈。目前，有研究顯示這類疾病的病因主要包括咽鼓管功能不良、感染、免疫反應等方面[2]，但其發(fā)病機制還不完全明確，隨著基因研究技術的不斷加強，疾病發(fā)病機制的基因?qū)W研究已成為熱點，本文就近年來國內(nèi)外對中耳普通炎性疾病相關基因方面的研究綜述如下。

1 中耳解剖結構相關基因研究

研究發(fā)現(xiàn)，SLC25A21[3]、MCPH1[4]、Sh3pxd2b[5-6]、Lmna[7]、Phex[8]、Fbxo11[9]等基因突變均可導致老鼠顱面畸形，中耳及咽鼓管發(fā)育不良，出現(xiàn)中耳黏膜增厚、黏膜上皮細胞纖毛減少、炎癥細胞滲透、中耳積液等。由于基因突變的機制不同，在導致解剖結構異常的同時，也發(fā)生其他的異常改變。例如，小鼠線粒體載體編碼基因SLC25A21[3]突變，導致鄰近基因Pax9表達下調(diào)，使鼓膜環(huán)減小，中耳黏膜增厚、黏液黏度升高，并影響耳蝸功能；Lmna基因[7]突變導致腹腔巨噬細胞缺陷，細胞因子核因子κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor，TNF-α）、轉(zhuǎn)化生長因子 β（transforming growth factor β，TGF-β）表達失調(diào)，血清鈣、磷異常，影響中耳黏膜細胞增殖、分化，以及黏膜細胞之間的轉(zhuǎn)化和代謝功能；Phex基因[8]突變使Phex蛋白C端功能異常，并激活PHEX-fibroblast growth factor 23（FGF23）信號通路、TNF等細胞因子表達增加，血管通透性增強，直接刺激中性粒細胞進入中耳腔，擴大炎性反應，同時又能加強離子轉(zhuǎn)運，減少中耳黏膜纖毛的運動阻力，控制炎癥發(fā)展；Fbxo11基因[9]突變影響TGF-β信號通路表達，使老鼠在無菌條件下發(fā)生慢性中耳炎積液。

2 中耳黏膜功能相關基因研究

有研究發(fā)現(xiàn)，Hsp70和DNAI2（dynein axonemal intermediate chain 2）等結構編碼基因和功能蛋白突變可導致編碼纖毛運動的動力蛋白臂的預裝配蛋白DNAAF3（dynein axonemal assembly factor 3）缺陷，改變細胞ATP、核苷酸、磷酸鹽濃度，導致原發(fā)性纖毛運動障礙（primary ciliary dyskinesia，PCD）、中耳炎積液[10]； Noben-Trauth等[11]研究報道，RPL38基因缺乏可導致咽鼓管功能障礙、結締組織異常礦化，成纖維細胞肥厚，膽固醇晶體異位沉積在中耳腔、咽鼓管，誘導炎性反應，使咽鼓管黏膜出現(xiàn)擴張、腫脹、炎性滲出。水通道蛋白、Na+-K+-ATP酶和縫隙連接基因[12-13]等基因突變，導致內(nèi)耳淋巴離子平衡基因表達失調(diào)，白介素-6（interleukin-6，IL-6）、IL-17及粒細胞巨噬細胞集落刺激因子（granulocyte macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF）信號通路基因的表達異常，影響中耳水、離子、蛋白轉(zhuǎn)運通道及功能，破壞細胞內(nèi)離子平衡及耳淋巴流變學狀態(tài)，并誘導組織重構，影響耳蝸毛細胞的感音功能，導致聽力損失。

Tian等[14]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠自發(fā)性CHD7基因缺失突變可導致中耳黏膜上皮細胞特異性基因表達異常，使上皮細胞和杯狀細胞增殖失調(diào)，黏液產(chǎn)生增多，中耳黏膜上皮纖毛密度下降，黏液過度積累，阻礙黏膜纖毛的間隙，抑制纖毛運動和信號轉(zhuǎn)導。當上皮增生嚴重損傷上皮細胞和纖毛功能時，纖毛密度出現(xiàn)不可逆下降，同時耳蝸基底黏膜毛細胞和靜纖毛數(shù)量減少，但不影響其結構和功能。在普通急性中耳炎時TLR2基因表達顯著增加，但CHD7基因突變導致的小鼠慢性中耳炎中TLR2基因表達沒有明顯差異，表明CHD7基因突變可能通過抑制TLR2基因表達導致慢性中耳炎的發(fā)生。

3 中耳黏蛋白相關基因研究

一系列研究發(fā)現(xiàn)，MUC2和MUC5AC基因通過不同的糖蛋白質(zhì)折疊或改變其糖基化水平，產(chǎn)生不同長度和功能的糖蛋白，影響中耳黏液黏度、黏膜纖毛的活動；MUC5B基因可影響蛋白質(zhì)折疊，并綁定轉(zhuǎn)錄因子，控制黏蛋白的表達；且MUC5AC-b等位基因越長，越容易導致中耳炎[15-17]。由于黏蛋白基因（mucin genes）MUC6、MUC2、MUC5AC、MUC5B、MUC17、MUC18等都有高度糖基化的串聯(lián)重復序列和表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）結構域，促進黏蛋白寡聚化，利于中耳黏膜上皮細胞識別和清除外來物質(zhì)，并形成物理保護屏障[18]。其中MUC17有兩個EGF結構域，編碼自溶跨膜黏蛋白，保護上皮細胞，與橫跨膜的黏蛋白MUC1和MUC4等的功能相似。MUC18與腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移有關，介導細胞黏附，激活后與酪氨酸激酶共同誘導粘連，在中耳炎疾病過程中發(fā)揮重要作用。在測定小鼠黏蛋白基因表達情況時發(fā)現(xiàn)中耳黏膜黏蛋白基因的表達和調(diào)控情況與中耳炎的發(fā)病有著密切關系，正常情況下黏蛋白基因的多態(tài)性、差異性表達維持中耳黏膜的正常功能，當這些多態(tài)性黏蛋白基因表達或者調(diào)控機制出現(xiàn)異常，分泌異常黏蛋白，中耳液體黏度增加，限制黏膜纖毛的清除功能，黏液累積，導致中耳黏膜炎癥，長期炎癥刺激可使中耳黏膜組織重塑，聽力下降[15]。

4 中耳炎性細胞因子相關基因研究

多態(tài)性細胞因子基因與中耳炎之間有著緊密的聯(lián)系，如 IL-1、IL-6、IL-10、TGF-β，TNF-α、干擾素等[19]。在研究急性中耳炎與病毒性上呼吸道感染（upper respiratory infection，URI）之間基因多態(tài)性表達時發(fā)現(xiàn)，IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-1β（-31）、IL-1β（-511）、TNF-α、CX3CR1（CX3C chemokine receptor 1）等表達水平上調(diào)，增加氣道炎癥，參與中耳黏膜炎癥時的白細胞趨化、組織損傷修復及炎癥因子的調(diào)節(jié)[20-21]。且研究發(fā)現(xiàn)，IL-10、TGF-β1基因型中耳炎的急性發(fā)作與年齡和機體免疫系統(tǒng)不成熟有關[22]，不參與中耳炎并發(fā)癥的產(chǎn)生；IL-6、IL-10、TNF-α、IFN基因型與上呼吸道感染后中耳炎的發(fā)生有關，且接種IL-10（-1082）A/A基因型肺炎球菌疫苗后，能有效預防中耳炎的發(fā)生。因此推斷IL-6、IL-10、IFN、TGF-β1基因型主要在急性中耳炎早期階段發(fā)揮作用。

5 機體免疫相關基因研究

Kim等[23]研究發(fā)現(xiàn)，入侵的病原體能首先被細胞外的模式識別受體（pattern recognition receptors，PRRs）識別，其中Toll樣受體（Toll-like receptor）TLR2和TLR4參與識別病原微生物配體及綁定細菌脂多糖（lipooligosaccharide，LOS）[24]，產(chǎn)生級聯(lián)免疫信號，加強免疫反應。中耳黏膜炎癥時，TLR9識別基因CpG表達上調(diào)[25]，增強TLR9在細菌DNA對DIA、AIM2、polymeraseⅢ（Pol-Ⅲ）的感應作用，激活NF-κB、TNF-α、IL-6等促炎細胞因子的產(chǎn)生。但急性中耳炎早期（首次感染72h），TLR-9、核苷酸結合寡聚化結構域1（nucleotide-bindingoligomerization domain 1，NOD-1）、NOD-2、維甲酸誘導基因（retinoic acidinducible gene，RIG-I）等表達顯著降低，IgA、IgM表達沒有差異，致病菌誘導中耳黏膜上皮細胞因子B表達，激活補體旁路途徑[26]，促進中性粒細胞激活、聚集，與TLR4等其他先天免疫途徑共同參與調(diào)節(jié)OM免疫反應。在中耳感染時，PRRs表達上調(diào)可增強急性感染時機體免疫防御，由于TLR在不同的細胞內(nèi)定位不同，識別病原體的位點也不同，病原體的PRRs位點突變，將刺激機體產(chǎn)生不正常的免疫炎性反應。例如，TLR4突變或表達異常能減弱宿主對脂多糖的識別及免疫反應，增加細菌感染風險，誘發(fā)自發(fā)性中耳炎，導致持續(xù)性炎癥，延遲黏膜修復[27]；而敲除TLR9信號基因，則可能延緩中耳黏膜炎性反應，抑制黏膜細胞增生和白細胞浸潤。

研究發(fā)現(xiàn)在中耳炎癥感染3～48 h后，食道癌腫瘤抑制基因Ecrg4（esophageal cancerrelated gene 4）mRNA表達迅速下降了80%以上[28]，且在體外感染的黏膜中E-crg4基因的表達、黏膜細胞的增生、遷移反應也明顯被抑制。及早防止Ecrg4基因表達下降，可減少黏膜增生性反應和預防炎性細胞浸潤，迅速控制炎癥。中耳黏膜炎癥時除TNF4以外的所有TNF基因均出現(xiàn)明顯的表達上調(diào)，當TNF基因缺陷時中耳黏膜細胞凋亡明顯推遲，即使沒有感染也出現(xiàn)明顯的黏膜增生，甚至形成黏膜息肉[29]。

6 中耳炎致病菌相關基因研究

6.1 流感嗜血桿菌 研究發(fā)現(xiàn)流感嗜血桿菌R2866_0112基因[30]、TonB基因[31]突變可改變細菌LOS的組成，降低流感嗜血桿菌對血紅素的親和力及轉(zhuǎn)運蛋白（TonB-dependent，TBDT）的表達，降低細菌毒力和生存能力，增強IgM的識別和溶菌作用，抑制b型流感嗜血桿菌在中耳的感染。流感嗜血桿菌基因中串聯(lián)重復的DNA突變，導致細菌外膜蛋白（outer-membrane proteins，OMPs）P2、P5、P6表達改變，躲避機體C反應蛋白（C reactive protein，CRP）介導的免疫殺菌反應[32]，有利于細菌從鼻咽部遷移到中耳，也可使細菌水解酶氨基酸替換產(chǎn)生TEM-1型β-類酰胺酶[33]，降低抗生素的親和力，增強細菌對氨芐西林類、頭孢菌素類抗生素的耐藥性。

6.2 葡萄球菌 葡萄球菌屬條件致病菌，研究發(fā)現(xiàn)其過氧化氫酶基因突變[34]，可降低過氧化氫酶活性，減少活性氧的釋放，中耳黏膜處于缺氧或低氧環(huán)境，導致HIF-1α（hypoxia-inducible factor 1α）基因異常表達，IL-1β、TNF-α、NF-κB、血管表皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等細胞因子增加[35]，同時減弱吞噬細胞功能，打破鼻咽部細菌平衡環(huán)境，細菌蔓延。采用HSP90 17-DMAG和血管表皮生長因子受體（vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR）抑制劑抑制HIF-1α基因和HIF-VEGF信號通路表達后，能明顯減慢中耳炎動物聽力損失，減少中耳積液和中耳黏膜炎癥。病理檢查時發(fā)現(xiàn)中耳黏膜淋巴管數(shù)量減少，但黏膜厚度和血管數(shù)量沒有明顯減少，表明低氧誘導因子介導的HIF-VEGF途徑是OM發(fā)病的重要途徑，且HSP90和VEGFR抑制劑能有效抑制OM的發(fā)展。研究者在利用16 SrRNA基因探針[36]檢測細菌生物膜的三維聚合物時發(fā)現(xiàn)ICA基因突變可導致凝固酶陰性的葡萄球菌分離株形成一種特殊的生物膜[37]，并產(chǎn)生黏液，增強細菌的毒力和侵襲力，更加耐受宿主免疫反應，降低抗生素療效。

6.3 肺炎球菌 研究發(fā)現(xiàn)，肺炎球菌細胞壁（peptidoglycan-polysaccharides，PGPS）能激活中耳黏膜上皮細胞TLR2受體表達，產(chǎn)生細胞因子NF-κB等，并反饋抑制PGPS對TLR2的誘導作用[38]。但由于PGPS耐受酶的消化，存在剩余的PGPS在中耳黏膜形成持久性刺激因素，保持低水平的TLR2表達誘導中耳黏膜增生和細胞因子的產(chǎn)生，導致中耳黏膜慢性炎性發(fā)生。

綜上所述，基因研究是疾病診療方面的一個重要突破口，目前對中耳普通炎性疾病相關基因方面的研究主要是通過研究基因突變導致的一系列病理生理改變，能在一定程度上解釋疾病的發(fā)展過程，但在基因治療方面還需要更深入的研究。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.20.022

A

1009-5519（2015）20-3106-03

2015-05-28）

黃秀麗（1990-），女，四川仁壽人，碩士研究生，主要從事耳鼻咽喉專業(yè)相關研究；E-mail：985032193@qq.com。

孫永東（E-mail：sunyongd@126.com）。