钙黏蛋白23基因多态性与飞行学员噪声性听力损失的关系△

郑晨 王瑾琳 张素伟 李大鹏 郑伟 李小帅 郭睿



·临床研究·

钙黏蛋白23基因多态性与飞行学员噪声性听力损失的关系△

郑晨 王瑾琳＊张素伟 李大鹏＊＊郑伟 李小帅＊＊＊郭睿

目的 探讨钙黏蛋白23(CDH 23)基因单核苷酸多态性与飞行学员长期接触噪声导致听力下降的关系。 方法 抽取某航校2012级1 000例飞行学员进行听力学检测。经过2年的飞行训练，有47例学员发生听力损失，且听力损失频段均位于高频频段。选取同样训练环境听力无下降的47例为对照组。抽取外周血，进行CDH 23基因部分外显子序列测定。应用SPSS19.0统计软件χ2检验进行组间基因缺失率的比较。结果 在对照组与实验组之间，CDH 23基因rs1227049、rs1227051基因位点的GG、AG和AA基因型分布，差异不具有统计学意义(P>0.05)；rs3752752基因位点的GG、AG和AA基因型分布，差异具有统计学意义(P<0.05)，且AG型基因频繁出现在实验组中，GG型基因频繁出现在对照组中。结论 飞行学员听力损失以高频听力损失为主，CDH 23基因多态性可能与噪声性听力损失具有相关性。飞行学员携带CDH 23基因AG型可能增加高频听力损失的发生率。(中国眼耳鼻喉科杂志，2017，17：162-165)

钙黏蛋白23；噪声性听力损失；单核苷酸多态性

噪声性听力损失(noise induced hearing loss,NIHL)是长期处于职业噪声暴露环境中引起的感音神经性听力障碍。据国外文献[1]报道，大约有20%的欧洲工人暴露在噪声中，他们有一半工作时间处于噪声状态，以至于不得不提高声音和其他人说话。据估计，5亿人可能有患NIHL的风险。NIHL是环境和遗传因素相互作用导致的复杂疾病。近年来已经证实很多遗传因素与听力损失相关联。国内外文献证实钙黏蛋白23(cadherin 23，CDH 23)基因单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphism, SNP)与NIHL有一定的相关性。飞行人员的听力健康对飞行安全至关重要。鉴于高年级飞行学员已上机实习并经常暴露于飞行训练的噪声环境中，我们根据飞行学员连续训练2年的听力检测情况，搜集部分NIHL对象及其相关参照对象进行CDH 23部分外显子的测序，探讨CDH 23基因SNP与飞行学员长期接触噪声导致听力下降的联系。

1 资料与方法

1.1研究对象 2013年5～7月及2014年5～7月某航校2012级1 000例飞行学员，均为16～25岁男性，平均年龄为20.5岁。经耳科检查排除外耳、中耳疾病，无家族听力遗传病及全身疾病。具有基本相同的生活和训练环境。对全部受试者进行纯音测听气导检测，将有听力损失者设为试验组，随机选取无听力损失者作为对照组。

1.2 方法

1.2.1 听力学检查 经受测人员知情同意后，由专业医师采用丹麦MSA84-1听力检测仪对受检者在隔音室进行听力学检测，详细记录双耳气导、骨导在0.25、0.5、1、2、4、6、8 kHz频率处的听力情况。

1.2.2 判断标准 比较1 000例飞行学员各频率的听力情况。高频听力损失标准：气导听力在0.25、3 kHz频率处听力损失≤25 dB，在0.5、1、2 kHz频率处听力损失≤20 dB，在0.25、0.5、1、2、3 kHz 5个频率中仅1个频率听力损失超过上述标准10 dB，4、6、8 kHz频率上双耳听力损失总值≤210 dB者均合格[2-4]。

1.2.3 DNA的提取 采集试验组与对照组肘静脉血5 mL，枸橼酸钠抗凝，-20 ℃冻存。采用试剂盒(北京赛百盛基因技术有限公司提供)提取模板DNA。

1.2.4 序列测定 引物设计采用Prime Prlmier 5软件，采用聚合酶链反应(polymerase chain reaction, PCR)引物序列及反应条件见表1。PCR对全部样本DNA进行扩增、纯化。引物由北京赛百盛生物技术公司设计并合成。PCR引物序列及退火温度见表1。50 μL反应体系包括29.6 μL H2O，0.4 μL Taq DNA聚合酶(5 U/μL)，上游引物0.5 μL，下游引物0.5 μL，4 μL DNA模板，dNTP 200 μmol，MgCl22 mmol。PCR程序包括：94 ℃预变性5 min；94 ℃变性30 s； 58 ℃复性30 s；72 ℃延伸30 min。32个循环后72 ℃末次延伸8 min。所得样本产物全部送北京诺赛生物技术公司进行基因分型。

表1 CDH23基因4个SNP位点的PCR引物序列反应条件

1.3 统计学处理 使用SPSS 19.0统计软件建立数据库并进行统计分析，基因组各基因型的分布均以频率表示；基因组多态位点基因型分布的频率比较采用χ2检验。

2 结果

2.1 纯音测听气导检测结果 1 000例受试人员经纯音测听检测，953例各频段听力均正常，47例出现听力损失，并且听力损失均发生在高频段(0.4、0.6、0.8kHz)，听力损失发生率为4.7%。在0.4 kHz频段，左、右耳听阈位移为(23.08±7.03)dB和 (23.50±7.20)dB；在0.6 kHz频段,左、右耳听阈位移为(27.80±13.77)dB和(26.73±16.45)dB；在0.8 kHz频段，左、右耳听阈位移为(25.15±8.36)dB和(24.86±9.28)dB，均显著增高(图1)。

图1. 对照组和实验组听阈位移情况比较 虚线为对照组；实线为实验组

2.2 基因型的判断 CDH 23基因SNP与飞行学员长期接触噪声导致听力下降的联系见表2。rs3752752基因位点的GG、AG和AA基因型分布(图2～4)及其A/G等位基因频率在试验组与对照组之间的差异有统计学意义(P<0.05)。rsl227049基因位点的CC、CG和GG基因型分布及其C/T等位基因频率在2组之间差异均无统计学意义(P>0.05)。rsl227049基因位点的CC、CG和GG基因型分布及其C/T等位基因频率在2组之间差异均无统计学意义(P>0.05)。

表2 CDH23基因SNP与飞行学员长期接触噪声导致听力下降的联系[n(%)]

图2. CDH23 rs3752752 基因位点的多态性变化(AG型)

图3. CDH23 rs3752752 基因位点的多态性变化(AA型)

图4. CDH 23 rs3752752 基因位点的多态性变化(GG型)

3 讨论

本研究的目的是调查CDH 23基因SNP与飞行学员听力损失的关系。飞行学员入学时经过层层选拔，肩负着国家重要使命，其健康尤为重要，特别是听力及视力方面。飞行学员在早期上机训练中长期暴露于噪声环境中，而正常的听力是保证飞行安全的重要因素。据文献[5]报道，飞行人员经过一段时间的飞行训练会首先表现为高频听力损失。本研究中某航校1 000例参试人员经纯音测听检测，953例各频段听力均正常，47例出现听力损失，并且听力损失均发生在高频段。

近年来，耳聋基因研究发展迅速。动物研究证实，CDH 23在毛细胞中的作用是形成硬纤毛连接和顶端连接,是人类基因编码蛋白中的重要组成部分，被认为是毛细胞转导通道[6]。CDH 23是截至目前为止第1个被证实与小鼠噪声引起听力丧失有关的易感基因[7]。遗传分析表明，CDH 23纯合子是老年性耳聋的主要决定因素以及NIHL的易感基因之一[8]。CDH 23变异可导致小鼠耳内经声波刺激引起的信号转导通道开放概率增加，从而引起K+离子泄漏和呈开放状态；反之导致细胞膜Ca2+离子通道过度开放，进入的Ca2+离子可能导致毛细胞死亡[9]。CDH 23基因突变可改变基因编码程序，使静纤毛束在声音传导中的摆动达不到最大强度，导致长期处于噪声环境中的人们更易发生NIHL[10]。小鼠CDH 23基因突变能够使毛细胞的静纤毛组织遭到破坏，引起内耳神经上皮细胞退化导致耳聋和前庭功能失调，使小鼠在噪声环境下增加听力损失的概率。

有大量文献报道，CDH 23基因对内耳有一定的保护作用，参与耳内静纤毛与毛细胞束的形成。声音是通过声波对纤毛的机械刺激进行摆动转化成电刺激进行传递的。长时间接触噪声会导致毛细胞纤毛的机械损伤，剧烈噪声暴露能够损伤内耳毛细胞的静纤毛，使静纤毛在声音刺激时通过摆动转化成电刺激进行传递的过程受阻，因此这种静纤毛的损伤改变被认为是导致NIHL的诱发因素之一。Kowalski等[11]从3 860例工人中筛选出314例听力受损者和313例听力正常者进行研究，利用PCR技术检测参试者的CDH 23基因，结果提示CDH 23基因rs3752752的缺失、变异会增加NIHL的易感性。杨杪等[12]通过对在噪声暴露下工作的194例工人进行研究，也得出了相似的结论。但目前也有研究认为CDH 23基因rs1227049和rs1227051,2个核苷酸位点多态性与NIHL不具有明显的相关性。

我们选用CDH 23基因rs1227049和rs1227051、rs3752752进行测序研究，试验组与对照组之间CDH 23基因rs1227049、rs1227051基因位点的GG、AG和AA基因型分布未发现明显差异(P>0.05)；与杨杪等[12]的研究结果不相符。在本研究中，rs3752752的GG型在试验组的百分比明显大于对照组，而AG型在实验组的百分比明显小于对照组；rs375275位点的GG、AG和AA基因型分布在2组间差异具有统计学意义(P<0.05)。这与Kowalski等[11]的结果基本相符。进一步研究耳聋基因的遗传变异，对听觉器官的保护有特别重要的意义。CDH 23基因多态性可能在NIHL的发病过程中起重要作用。携带rs3752752 GG基因型的个体对NIHL更为易感。

总之，本研究初步证明CDH 23基因位点的遗传变异可能是导致NIHL的一个主要因素。飞行学员是一个特殊的群体，肩负着国家的重要使命，应加强对飞行学员的教育，加强飞行员对航空性疾病的防范意识。本次研究有较多不足，如飞行学员在入校时经过层层体检，身体素质较好，故听力损失者较少。应增加研究样本量，进行多因素分析，如性别、地域、生活习惯及长期参加飞行训练应是下一步调研的重点 。

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(本文编辑 杨美琴)

试题6.答案：D。 流行性角结膜炎由腺病毒8型、腺病毒19型、腺病毒29型和腺病毒37型(人腺病毒D亚组)引起。咽结膜热是由腺病毒3型、腺病毒4型和腺病毒7型引起的一种表现为急性滤泡性结膜炎伴有上呼吸道感染和发热的病毒性结膜炎，传播途径主要是呼吸道分泌物。

试题7.答案：C。 患者越年轻、矫正度数越高、切削深度越深，LASEK术后就越容易发生Haze，Haze程度也越严重。另外，术后早期皮质类固醇药物应用不规范，术中上皮瓣制作不良，术后接收紫外线照射等也会造成和加重Haze。

试题8.答案：D。 核黄素紫外线角膜交联是指核黄素在一定波长的紫外线照射下被激活，产生氧自由基或者单态氧，从而诱导胶原纤维之间共价键形成，以此来增加胶原纤维共价键密度，增加胶原纤维直径，提高组织对蛋白水解酶的耐受性，从而使组织的生物机械强度增加。

Relationship between cadherin 23 gene polymorphism and noise induced hearing loss in flying cadets

ZHENGChen,WANGJin-lin＊,ZHANGSu-wei,LIDa-peng＊＊,ZHENGWei,LIXiao-shuai＊＊＊,GUORui.
DepartmentofOtorhinolaryngology,AirForceGeneralHospitalofPeople′sLiberationArmy,Beijing100142,China

GUO Rui, Email: gr522@sina.com

Objective To investigate the relationship between cadherin 23 (CDH 23) gene single-nucleotide polymorphism and noise induced hearing loss in flying cadets. Methods One thousand flying cadets of a flying school (2012) are organized for the audiometry detection. As a result, 47 flying cadets suffered from hearing loss after a 2-year flying training and the frequency of hearing loss all took place at high frequency band. Meanwhile, another 47 flying cadets without hearing loss in the same training environment were selected as the control group. The peripheral blood was drawn for the determination of exon sequence of CDH 23 gene. The statistical software SPSS 19.0χ2test was used to compare the gene deletion frequency between the two groups. Results Between the normal hearing group and the hearing loss group, genetic loca GG, AG and AA of rs1227049 and rs1227051 of CDH 23 gene took on genotype distribution, and the differences were not statistically significant (P>0.05). And genetic loca GG, AG and AA of rs3752752 took on genotype distribution, and the differences were statistically significant (P<0.05). AG gene in rs3752752 appeared frequently in the group with hearing loss and GG gene appeared frequently in the group with normal hearing. Conclusions Loss of hearing mostly occurs in high frequency band. CDH 23 gene polymorphism may be related to noise-induced hearing loss. Therefore, those flying cadets with AG type CDH 23 gene may have higher risk of high frequency hearing loss. (Chin J Ophthalmol and Otorhinolaryngol,2017,17:162-165)

Cadherin 23; Noise induced hearing loss; Single-nucleotide polymorphism

总后“十二五”重大课题项目(AKJ11J003)

中国人民解放军空军总医院耳鼻咽喉头颈外科 北京 100142；＊河南省人民医院检验科 郑州 450003；＊＊安徽省亳州市人民医院耳 鼻喉科 亳州 236800;＊＊＊内蒙古自治区赤峰市林西县医院耳鼻喉科 赤峰 025250

郭睿(Email：gr522@sina.com)

10.14166/j.issn.1671-2420.2017.03.004

2016-07-14)