感音神经性聋相关内耳免疫及炎症机制的研究进展

塞娜 韩维举

解放军总医院耳鼻咽喉头颈外科（北京100853）

感音神经性聋（Sensorineural hearing loss，SNHL）是由于内耳与听觉皮层之间的听觉通路中一个或多个部分发生功能障碍而导致的临床疾病，常见的SNHL包括突发性耳聋、老年性聋、噪声性聋、感染性聋、自身免疫性内耳病和遗传性耳聋等。因为耳蜗外侧壁存在类似于血-脑屏障和血-视网膜屏障的血-迷路屏障（blood-labyrinth barrier，BLB）将耳蜗微环境与血液循环严格分开[1]，因此内耳长期被认为是一个“免疫豁免器官”。但在过去的三十余年中，免疫/炎症介导的SNHL开始受到了广泛关注。

1 SNHL免疫/炎症学方面的病理生理学机制

组织器官特异性自身免疫病的病理生理学机制主要有：出现抗组织抗原的自身抗体，抗原-抗体复合物在组织中的沉积，以及特异性细胞毒性T细胞进入并破坏组织[2]。免疫和炎症反应在正常情况下都是保护机体的防御反应，免疫反应的临床表现通常会晚于急性炎症反应，而炎症反应和早期的免疫反应之间又有所重叠，特别是参与的细胞以及反应因子等方面。目前，免疫和炎症介导的内耳疾病的听力损失机制尚未完全明确，并且上述三种机制中无一在人类内耳研究中得到报道。McCabe在1979年首次定义了“自身免疫性感音神经性听力损失（autoimmune sensorineural hearing loss）”:在数周或数月内听力进行性下降的特发性双侧SNHL，糖皮质激素和免疫抑制剂治疗有效[3]。因为免疫抑制剂治疗有效，由此推断该疾病可能是由免疫机制介导的，但由于目前不能在人体内耳进行活检，因此没有直接的证据表明其病因是自身免疫性的。

1.1 CMV感染性聋

巨细胞病毒（Cytomegalovirus，CMV）是导致人类非遗传性先天性听力下降的主要原因，约有10-20%的先天性CMV感染患儿出现不同程度的听力损失[4]。Wang等通过向小鼠鼓室内、腹腔及颅内注射偶联绿色荧光蛋白的CMV，发现颅内注射病毒的小鼠内耳出现绿色荧光蛋白，且小鼠ABR和DPOAE阈值升高[5]。Shi Xi等将MCMV注射到成年小鼠颅内，发现内耳中Caspase-1和IL-1β、IL-18、IL-6、TNF-α等表达增加，这些炎症因子具有神经毒性，可能会导致听力损伤，此外，还发现耳蜗螺旋神经节中AIM2-炎症小体（inflammasome）发生激活[6]。Zhuang等建立新生小鼠全身性感染MCMV模型，连续3周进行ABR测试发现小鼠发生了听力下降，内耳活性氧簇（ROS）显著上升，并且激活了NLRP3-炎症小体[7]。这些证据都提示CMV感染引起了内耳的免疫/炎症反应，并且这些反应是导致听力损伤的重要原因。

1.2 自身免疫性内耳疾病

全身多系统特异性自身免疫病可能损害内耳，导致继发性的SNHL。McCabe和Moscicki解剖Wegener肉芽肿，结节性多动脉炎，Cogan综合征和系统性红斑狼疮等患者的颞骨[1]，发现一些耳蜗标本出现纤维化和成骨现象，这与炎症末期的表现一致。Dettmer等解剖克罗恩病并发肉芽肿性内耳疾病患者的颞骨，发现内耳表现为轻度慢性炎症并有CD68阳性的巨噬细胞浸润[8]。Muckle-Wells综合征（MWS）是一种遗传性自身炎症性疾病，以发热、皮疹、关节痛和感音神经性耳聋为特征，致病原因是NLRP3基因突变以及过量的白细胞介素（IL）-1释放引起的系统性和器官特异性炎症，Kuemmerle-Deschner对23例遗传学确诊的MWS患者（其中21例有SNHL）进行前瞻性队列研究，经过IL-1阻断剂治疗后21例患者听力均得到改善或稳定[9]，并且治疗开始越早，听力改善情况越好[10]。

1.3 突发性耳聋

目前认为突发性耳聋的病理生理机制有内耳血供障碍、内淋巴破裂、病毒感染以及免疫介导的反应引起的微循环紊乱等。一项横断面流行病学研究报道特发性突聋患者血清中CMV、带状疱疹病毒、Ⅰ型单纯性疱疹病毒、B型流感病毒和腮腺炎病毒抗体浓度较健康人群显著升高。此外，Linthicum等解剖11例突聋患者颞骨显示，耳蜗血管纹和螺旋韧带的形态保持良好，支持该疾病的病因可能是病毒性的而非缺血缺氧导致[11]。突聋患者的颅脑MRI中观察到耳蜗信号增强，而这是内耳出现炎症的一个潜在信号，对12例突聋患者进行前瞻性队列研究，发现其中有2例的听力下降恢复后内耳MRI增强消失[12]。回顾性的横断面研究发现，突聋患者血液淋巴细胞和中性粒细比例显著高于正常健康人群，并且在听力恢复的患者血液中两种细胞比例显著低于未恢复的患者[13]。另外一项回顾性研究发现突聋患者血清中基质金属蛋白酶9（MMP-9）浓度显著低于健康人群，可能与其参与了内耳免疫损伤而大量消耗有关[14]。这些研究都表明免疫/炎症反应可能是介导特发性突发性耳聋的重要机制。

1.4 噪声性聋

噪声损伤可以引发炎性分子的产生，Corti氏器中的支持细胞是产生炎性因子的一个重要来源[15]。Hu等运用高通量测序RNA-seq技术对噪声暴露后的大鼠和小鼠的内耳感觉神经上皮组织进行转录组测序，发现噪声损伤后两种动物内耳发生差异性表达基因基本相似，主要集中在免疫、炎症、损伤、防御相关的因子，包括IL-6、LIF、TNF、OSM等[16]。Vázquez等在噪声暴露后6小时检测小鼠耳蜗中的基因表达谱，发现免疫相关基因包括CXCL10、SOCS3、Ifrd1、Igh-6和TCl1b1的表达上调[17]。Willrich等发现噪声损伤后小鼠耳蜗中纤维细胞会产生TNF-α、IL-1β和IL-6等促炎因子，这些炎症因子表达上调的时间段与其他器官损伤时炎症因子的变化非常相似[18]。近期的研究发现，噪声刺激后大鼠耳蜗神经上皮中的Toll样受体4(Toll-like recept4，TLR-4)表达增加，进一步的免疫组化检测发现，TLR-4表达集中在死亡毛细胞周围的Dieters细胞中，表明Dieters细胞具有清除坏死毛细胞的作用[19]，这与以往报道的Dieters细胞吞噬死亡毛细胞碎片的结论相一致。这些都表明免疫炎症反应是耳蜗对噪声刺激的一个主要反应，并且调控免疫炎症反应已被证明对噪声性耳聋具有较好的疗效。

1.5 老年性聋

虽然近期的研究已经将全身性炎症与各种衰老性疾病联系起来，但探讨炎症/免疫反应在年龄相关性听力损失（Age-related hearing loss，ARHL）中可能发挥的作用仍较少。一项横断面调查发现，60岁以下发生听力下降的人群血清TNF-α和C反应蛋白浓度显著高于听力正常人群[20]。研究发现长期规律锻炼的CBA/CaJ小鼠比一般小鼠耳蜗毛细胞和螺旋神经节神经元丢失更少，并且锻炼可有效减少炎症相关的血管纹毛细血管减少，推迟ARHL的发生[21]。Shi X等发现老年小鼠较年轻小鼠会发生以高频为主的听力下降，老年小鼠耳蜗中有ROS产生，且IL-1β、IL-18和TNF-的水平显着升高,NLRP3-炎症小体发生激活[22]。这些都表明炎症/免疫反应是ARHL发生、发展的重要机制。

2 耳蜗内的免疫细胞/炎症细胞

耳蜗内的免疫细胞主要是巨噬细胞，主要存在两个亚型：M1和M2型，M1型参与促炎反应，在感染或损伤部位产生炎性介质，并作为Th1介导的免疫应答的效应器起作用，M2型主要与抗炎反应、纤维化、寄生虫感染和肿瘤发展等有关。在正常的炎症反应过程中，免疫过程受到控制，M1型巨噬细胞发生凋亡或转变为抗炎的M2表型，从而停止炎症反应。耳蜗内巨噬细胞广泛分布于螺旋神经节、螺旋板、外侧壁和感觉上皮，如果巨噬细胞的炎症反应失控，就会引起不同程度的非特异性组织损伤，并导致炎症性和自身免疫性疾病[15,23]。在人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）的回顾性研究中，发现HIV感染者发生突聋的风险显著增加，这主要与包括血管周围巨噬细胞（Perivascular resident macrophages，PVMs）和小胶质细胞在内的中枢神经系统单核巨噬细胞受HIV感染有关[24]。此外，Assuiti等进行回顾性研究发现抗逆转录病毒疗法与治疗听力下降之间没有直接关系[25]。这表明单核巨噬细胞的缺陷可能导致内耳功能障碍，并且巨噬细胞在维持听觉功能中起重要作用。

过去几十年对噪声性聋（Noise-induced hearing loss，NIHL）的研究主要集中于毛细胞的损伤，近期研究人员开始更多地关注噪声损伤后耳蜗非感觉区域出现的病理生理现象。Wang和Hirose观察NIHL小鼠模型耳蜗的非感觉区域的组织病理学，发现过度噪声暴露时纤维细胞减少，噪声暴露后一段时间纤维细胞又得到部分恢复[26]，而纤维细胞是耳蜗内参加免疫调节的非免疫细胞。噪声暴露后的免疫细胞反应以循环血液中的单核细胞进入耳蜗为特征，这些炎性细胞进入耳蜗的时间从噪声暴露后1-2天开始，3-7天达到顶峰，而后逐渐下降[15]，由于噪声性毛细胞损伤多发生于噪声暴露后数天内，而炎性细胞反应却在噪声暴露后期，这种时间差也提示免疫细胞的反应是耳蜗免疫系统对噪声性毛细胞损伤的反应。研究还发现，巨噬细胞的数量和形态在噪声暴露后的不同时期表现不同，这些细胞在耳蜗损伤早期阶段可能发挥促进组织炎症反应的作用，在耳蜗损伤晚期阶段参与组织的修复过程[27]。因此，调节耳蜗炎性细胞功能可能成为一种有效的噪声性损伤的防治方法。

PVMs存在于许多组织器官中，包括大脑和视网膜，与微血管密切相关并通过足突与内皮细胞紧密接触，表达常见的巨噬细胞表面标志物，如F4/80，CD68，CD11b和MHCⅡ类[28]。已知的PVMs的作用包括免疫防御和组织修复，单个的PVM可长期保持在原处，但在组织损伤后，可从骨髓中募集新细胞聚集在损伤部位[29]。Shi等发现同时表达巨噬细胞表面标志F4/80和黑色素细胞表面标志GST的细胞存在于血管纹毛细血管周围区域，通过敲除PVMs基因建立PVMs缺陷小鼠模型，发现血管纹毛细血管通透性增加并且小鼠听阈显著升高，提示免疫细胞与微血管结合并共同控制血-迷路屏障的完整性，对维持耳蜗微环境平衡是不可或缺的[30,31]。

3 抗炎药物及免疫抑制剂治疗SNHL的研究进展

目前，全身或局部应用糖皮质激素是治疗包括免疫介导的内耳疾病的SNHL的主要手段，内耳中糖皮质激素受体的表达主要限于内、外毛细胞、螺旋神经节和螺旋韧带[32]，其作用通过调节生存因子来提供抗炎和抗凋亡信号，但评估糖皮质激素治疗的合理剂量、给药途径以及用药时间的前瞻性研究仍较少。一项对116例快速进展的双侧SNHL患者进行的前瞻性随机对照研究结果显示，给予1个月强的松冲击治疗的患者中有57%的患者听力得到不同程度的改善[33]。Spear和Schwartz对特发性突聋的治疗进行meta分析，发现局部鼓室内注射糖皮质激素与口服大剂量泼尼松疗效无差异[34]。对不同时间间隔鼓室内注射地塞米松治疗突发性聋的临床疗效进行随机对照研究，发现每日注射组和隔日注射组疗效无差异，但疗效好于1周2次组及未用激素组[35]。目前公认的激素治疗SNHL初始剂量方案为每天60 mg或1 mg/kg强的松或甲强龙4周，短疗程或低剂量已被证明无效，并会增加复发的风险。对激素治疗有效者应维持该剂量至纯音听力稳定，然后在维持剂量在8周内逐渐降至10 mg。如在减药后再次出现听力下降或耳鸣，仍需给予大剂量强的松[2]。由于局部注射糖皮质激素（包括鼓室注射和耳后注射）全身副作用少，常常被作为全身性注射糖皮质激素的补救措施[35,36]。这些观察结果表明，局部和全身应用糖皮质激素治疗SNHL虽然机制不同，但都有益于患者听力的恢复。尽管有诸多关于糖皮质激素治疗SNHL的临床报道，但是急性SNHL的自愈性使得研究者对于其疗效仍有争议。

此外，McCabe推荐使用大剂量的糖皮质激素联合环磷酰胺治疗免疫介导的内耳疾病[3]，但随访发现，长期使用环磷酰胺治疗的患者存在潜在的不良反应，这限制了该药物的使用并促使研究者寻求其他免疫抑制疗法[37]。甲氨蝶呤已被用作控制难治性免疫介导的SNHL保守治疗方案，Salley等回顾性报道了53名接受低剂量甲氨蝶呤治疗免疫介导的内耳疾病患者，大部分听力损失得到改善[38]。Matteson也报道了一些对传统糖皮质激素疗效较差的免疫介导的听力下降患者，发现长期低剂量使用甲氨蝶呤可有效改善听力下降[39]。但Harris进行双盲随机对照试验（对照组使用安慰剂）发现，治疗免疫介导的内耳疾病时甲氨喋呤不能有效维持强的松治疗所获得的听力改善[37]。Lasak提出硫唑嘌呤也是治疗免疫介导的内耳疾病的一种替代方案[40]，Mata-Castro对20名突聋患者进行前瞻性队列研究，发现低剂量糖皮质激素联合硫唑嘌呤治疗可有效保持听阈，降低复发风险，并推迟患者复发的速度[41]。根据上述研究发现，系统性免疫抑制剂如甲氨蝶呤、硫唑嘌呤，对于一些双侧进行性或波动性SNHL患者是有效的，这表明在感音神经性聋的病理生理学中具有免疫因素。但临床医生和研究者应该注意并不是所有双侧SNHL患者的内耳都会出现免疫紊乱。

4 SNHL其他治疗方法的研究进展及发展方向

4.1 分子靶向药物和生物制剂

相对于副作用较大的免疫抑制药物，分子靶向药物由于其针对靶标的特异性、毒性更小及不良反应更少，在免疫学和听力学领域已经引起了研究者和临床医生的注意。依那西普是一种融合蛋白，二聚体由人肿瘤坏死因子受体2（TNFR2/p75）的胞外配体结合部位与人IgG1的Fc片段连接组成。Rahman等回顾性研究了12名对高剂量糖皮质激素治疗有效的SNHL患者对依那西普的反应,结果91%的患者听力得到改善、耳鸣症状得到缓解，这表明依那西普治疗SNHL是安全、有效的[42]。Van Wijk等对经鼓室注射英夫利昔单抗（一种抗TNF-α的单克隆抗体）进行治疗的9名免疫介导的SNHL患者进行了评估,发现这种方法可以改善听力并减少复发，说明局部应用单克隆抗体治疗内耳疾病存在潜在效用[43]。此外，TNF信号传导阻滞剂阿达木单抗、抗CD20阳性B细胞单克隆抗体利妥昔单抗等都在小规模临床试验研究中显示对治疗SNHL有一定疗效[44]，但仍缺乏大样本量的随机对照试验进一步证实。

4.2 核酸治疗

包括递送基因构建物以增加或阻断靶组织中的表达，以及小干扰RNA阻断特定基因表达。但由于病变部位导入方式的限制，在内耳进行核酸治疗形成了挑战。在动物模型中常利用病毒载体将核酸导入内耳[45]，但存在与病毒相关的毒性和安全性问题，因此非病毒载体相对更加安全。虽然在体内环境中进行核酸治疗具有挑战性，但是新型药物递送系统的研发将在改善SNHL患者的预后方面取得巨大进展。而巨噬细胞是内耳使用新型核酸递送系统治疗的潜在靶细胞，不仅能控制感觉神经细胞的炎症反应和变性，还能控制耳蜗外侧壁的再生和从螺旋神经节神经元到毛细胞的神经支配。

综上所述，内耳并非一个完全的“免疫豁免”器官，免疫和炎症反应在SNHL病理机制中具有重要作用。虽然还有很多工作要做，但新的生物信息分析技术飞速发展以及新型动物模型的不断建立会解开更多关于耳蜗中炎症/免疫系统的谜团，我们相信内耳免疫学和SNHL治疗的未来是光明的。

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