中耳普通炎性疾病相关致病基因研究进展

黄秀丽综述，孙永东审校

（四川医科大学附属中医医院耳鼻咽喉科，四川泸州646000）

中耳普通炎性疾病相关致病基因研究进展

黄秀丽综述，孙永东审校

（四川医科大学附属中医医院耳鼻咽喉科，四川泸州646000）

中耳； 中耳炎； 基因； 黏蛋白类； 炎症趋化因子类； 综述

中耳普通炎性疾病包括分泌性中耳炎、急（慢）性化脓性中耳炎、隐性中耳炎、粘连性中耳炎等[1]，是一类由多因素导致的中耳黏膜炎性疾病，属于耳鼻咽喉科的一类常见病和多发病，病情反复发作，难以治愈。目前，有研究显示这类疾病的病因主要包括咽鼓管功能不良、感染、免疫反应等方面[2]，但其发病机制还不完全明确，随着基因研究技术的不断加强，疾病发病机制的基因学研究已成为热点，本文就近年来国内外对中耳普通炎性疾病相关基因方面的研究综述如下。

1 中耳解剖结构相关基因研究

研究发现，SLC25A21[3]、MCPH1[4]、Sh3pxd2b[5-6]、Lmna[7]、Phex[8]、Fbxo11[9]等基因突变均可导致老鼠颅面畸形，中耳及咽鼓管发育不良，出现中耳黏膜增厚、黏膜上皮细胞纤毛减少、炎症细胞渗透、中耳积液等。由于基因突变的机制不同，在导致解剖结构异常的同时，也发生其他的异常改变。例如，小鼠线粒体载体编码基因SLC25A21[3]突变，导致邻近基因Pax9表达下调，使鼓膜环减小，中耳黏膜增厚、黏液黏度升高，并影响耳蜗功能；Lmna基因[7]突变导致腹腔巨噬细胞缺陷，细胞因子核因子κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor，TNF-α）、转化生长因子 β（transforming growth factor β，TGF-β）表达失调，血清钙、磷异常，影响中耳黏膜细胞增殖、分化，以及黏膜细胞之间的转化和代谢功能；Phex基因[8]突变使Phex蛋白C端功能异常，并激活PHEX-fibroblast growth factor 23（FGF23）信号通路、TNF等细胞因子表达增加，血管通透性增强，直接刺激中性粒细胞进入中耳腔，扩大炎性反应，同时又能加强离子转运，减少中耳黏膜纤毛的运动阻力，控制炎症发展；Fbxo11基因[9]突变影响TGF-β信号通路表达，使老鼠在无菌条件下发生慢性中耳炎积液。

2 中耳黏膜功能相关基因研究

有研究发现，Hsp70和DNAI2（dynein axonemal intermediate chain 2）等结构编码基因和功能蛋白突变可导致编码纤毛运动的动力蛋白臂的预装配蛋白DNAAF3（dynein axonemal assembly factor 3）缺陷，改变细胞ATP、核苷酸、磷酸盐浓度，导致原发性纤毛运动障碍（primary ciliary dyskinesia，PCD）、中耳炎积液[10]； Noben-Trauth等[11]研究报道，RPL38基因缺乏可导致咽鼓管功能障碍、结缔组织异常矿化，成纤维细胞肥厚，胆固醇晶体异位沉积在中耳腔、咽鼓管，诱导炎性反应，使咽鼓管黏膜出现扩张、肿胀、炎性渗出。水通道蛋白、Na+-K+-ATP酶和缝隙连接基因[12-13]等基因突变，导致内耳淋巴离子平衡基因表达失调，白介素-6（interleukin-6，IL-6）、IL-17及粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（granulocyte macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF）信号通路基因的表达异常，影响中耳水、离子、蛋白转运通道及功能，破坏细胞内离子平衡及耳淋巴流变学状态，并诱导组织重构，影响耳蜗毛细胞的感音功能，导致听力损失。

Tian等[14]研究发现，小鼠自发性CHD7基因缺失突变可导致中耳黏膜上皮细胞特异性基因表达异常，使上皮细胞和杯状细胞增殖失调，黏液产生增多，中耳黏膜上皮纤毛密度下降，黏液过度积累，阻碍黏膜纤毛的间隙，抑制纤毛运动和信号转导。当上皮增生严重损伤上皮细胞和纤毛功能时，纤毛密度出现不可逆下降，同时耳蜗基底黏膜毛细胞和静纤毛数量减少，但不影响其结构和功能。在普通急性中耳炎时TLR2基因表达显著增加，但CHD7基因突变导致的小鼠慢性中耳炎中TLR2基因表达没有明显差异，表明CHD7基因突变可能通过抑制TLR2基因表达导致慢性中耳炎的发生。

3 中耳黏蛋白相关基因研究

一系列研究发现，MUC2和MUC5AC基因通过不同的糖蛋白质折叠或改变其糖基化水平，产生不同长度和功能的糖蛋白，影响中耳黏液黏度、黏膜纤毛的活动；MUC5B基因可影响蛋白质折叠，并绑定转录因子，控制黏蛋白的表达；且MUC5AC-b等位基因越长，越容易导致中耳炎[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联重复序列和表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）结构域，促进黏蛋白寡聚化，利于中耳黏膜上皮细胞识别和清除外来物质，并形成物理保护屏障[18]。其中MUC17有两个EGF结构域，编码自溶跨膜黏蛋白，保护上皮细胞，与横跨膜的黏蛋白MUC1和MUC4等的功能相似。MUC18与肿瘤细胞的转移有关，介导细胞黏附，激活后与酪氨酸激酶共同诱导粘连，在中耳炎疾病过程中发挥重要作用。在测定小鼠黏蛋白基因表达情况时发现中耳黏膜黏蛋白基因的表达和调控情况与中耳炎的发病有着密切关系，正常情况下黏蛋白基因的多态性、差异性表达维持中耳黏膜的正常功能，当这些多态性黏蛋白基因表达或者调控机制出现异常，分泌异常黏蛋白，中耳液体黏度增加，限制黏膜纤毛的清除功能，黏液累积，导致中耳黏膜炎症，长期炎症刺激可使中耳黏膜组织重塑，听力下降[15]。

4 中耳炎性细胞因子相关基因研究

多态性细胞因子基因与中耳炎之间有着紧密的联系，如 IL-1、IL-6、IL-10、TGF-β，TNF-α、干扰素等[19]。在研究急性中耳炎与病毒性上呼吸道感染（upper respiratory infection，URI）之间基因多态性表达时发现，IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-1β（-31）、IL-1β（-511）、TNF-α、CX3CR1（CX3C chemokine receptor 1）等表达水平上调，增加气道炎症，参与中耳黏膜炎症时的白细胞趋化、组织损伤修复及炎症因子的调节[20-21]。且研究发现，IL-10、TGF-β1基因型中耳炎的急性发作与年龄和机体免疫系统不成熟有关[22]，不参与中耳炎并发症的产生；IL-6、IL-10、TNF-α、IFN基因型与上呼吸道感染后中耳炎的发生有关，且接种IL-10（-1082）A/A基因型肺炎球菌疫苗后，能有效预防中耳炎的发生。因此推断IL-6、IL-10、IFN、TGF-β1基因型主要在急性中耳炎早期阶段发挥作用。

5 机体免疫相关基因研究

Kim等[23]研究发现，入侵的病原体能首先被细胞外的模式识别受体（pattern recognition receptors，PRRs）识别，其中Toll样受体（Toll-like receptor）TLR2和TLR4参与识别病原微生物配体及绑定细菌脂多糖（lipooligosaccharide，LOS）[24]，产生级联免疫信号，加强免疫反应。中耳黏膜炎症时，TLR9识别基因CpG表达上调[25]，增强TLR9在细菌DNA对DIA、AIM2、polymeraseⅢ（Pol-Ⅲ）的感应作用，激活NF-κB、TNF-α、IL-6等促炎细胞因子的产生。但急性中耳炎早期（首次感染72h），TLR-9、核苷酸结合寡聚化结构域1（nucleotide-bindingoligomerization domain 1，NOD-1）、NOD-2、维甲酸诱导基因（retinoic acidinducible gene，RIG-I）等表达显著降低，IgA、IgM表达没有差异，致病菌诱导中耳黏膜上皮细胞因子B表达，激活补体旁路途径[26]，促进中性粒细胞激活、聚集，与TLR4等其他先天免疫途径共同参与调节OM免疫反应。在中耳感染时，PRRs表达上调可增强急性感染时机体免疫防御，由于TLR在不同的细胞内定位不同，识别病原体的位点也不同，病原体的PRRs位点突变，将刺激机体产生不正常的免疫炎性反应。例如，TLR4突变或表达异常能减弱宿主对脂多糖的识别及免疫反应，增加细菌感染风险，诱发自发性中耳炎，导致持续性炎症，延迟黏膜修复[27]；而敲除TLR9信号基因，则可能延缓中耳黏膜炎性反应，抑制黏膜细胞增生和白细胞浸润。

研究发现在中耳炎症感染3～48 h后，食道癌肿瘤抑制基因Ecrg4（esophageal cancerrelated gene 4）mRNA表达迅速下降了80%以上[28]，且在体外感染的黏膜中E-crg4基因的表达、黏膜细胞的增生、迁移反应也明显被抑制。及早防止Ecrg4基因表达下降，可减少黏膜增生性反应和预防炎性细胞浸润，迅速控制炎症。中耳黏膜炎症时除TNF4以外的所有TNF基因均出现明显的表达上调，当TNF基因缺陷时中耳黏膜细胞凋亡明显推迟，即使没有感染也出现明显的黏膜增生，甚至形成黏膜息肉[29]。

6 中耳炎致病菌相关基因研究

6.1 流感嗜血杆菌 研究发现流感嗜血杆菌R2866_0112基因[30]、TonB基因[31]突变可改变细菌LOS的组成，降低流感嗜血杆菌对血红素的亲和力及转运蛋白（TonB-dependent，TBDT）的表达，降低细菌毒力和生存能力，增强IgM的识别和溶菌作用，抑制b型流感嗜血杆菌在中耳的感染。流感嗜血杆菌基因中串联重复的DNA突变，导致细菌外膜蛋白（outer-membrane proteins，OMPs）P2、P5、P6表达改变，躲避机体C反应蛋白（C reactive protein，CRP）介导的免疫杀菌反应[32]，有利于细菌从鼻咽部迁移到中耳，也可使细菌水解酶氨基酸替换产生TEM-1型β-类酰胺酶[33]，降低抗生素的亲和力，增强细菌对氨苄西林类、头孢菌素类抗生素的耐药性。

6.2 葡萄球菌 葡萄球菌属条件致病菌，研究发现其过氧化氢酶基因突变[34]，可降低过氧化氢酶活性，减少活性氧的释放，中耳黏膜处于缺氧或低氧环境，导致HIF-1α（hypoxia-inducible factor 1α）基因异常表达，IL-1β、TNF-α、NF-κB、血管表皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等细胞因子增加[35]，同时减弱吞噬细胞功能，打破鼻咽部细菌平衡环境，细菌蔓延。采用HSP90 17-DMAG和血管表皮生长因子受体（vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR）抑制剂抑制HIF-1α基因和HIF-VEGF信号通路表达后，能明显减慢中耳炎动物听力损失，减少中耳积液和中耳黏膜炎症。病理检查时发现中耳黏膜淋巴管数量减少，但黏膜厚度和血管数量没有明显减少，表明低氧诱导因子介导的HIF-VEGF途径是OM发病的重要途径，且HSP90和VEGFR抑制剂能有效抑制OM的发展。研究者在利用16 SrRNA基因探针[36]检测细菌生物膜的三维聚合物时发现ICA基因突变可导致凝固酶阴性的葡萄球菌分离株形成一种特殊的生物膜[37]，并产生黏液，增强细菌的毒力和侵袭力，更加耐受宿主免疫反应，降低抗生素疗效。

6.3 肺炎球菌 研究发现，肺炎球菌细胞壁（peptidoglycan-polysaccharides，PGPS）能激活中耳黏膜上皮细胞TLR2受体表达，产生细胞因子NF-κB等，并反馈抑制PGPS对TLR2的诱导作用[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表达诱导中耳黏膜增生和细胞因子的产生，导致中耳黏膜慢性炎性发生。

综上所述，基因研究是疾病诊疗方面的一个重要突破口，目前对中耳普通炎性疾病相关基因方面的研究主要是通过研究基因突变导致的一系列病理生理改变，能在一定程度上解释疾病的发展过程，但在基因治疗方面还需要更深入的研究。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.20.022

A

1009-5519（2015）20-3106-03

2015-05-28）

黄秀丽（1990-），女，四川仁寿人，硕士研究生，主要从事耳鼻咽喉专业相关研究；E-mail：985032193@qq.com。

孙永东（E-mail：sunyongd@126.com）。