Waardenburg综合征及其人工耳蜗植入治疗研究进展

罗意 陈伟 赵立东 郭维维 杨仕明

中国人民解放军总医院耳鼻咽喉头颈外科（北京100853）

耳聋是严重影响人类生活质量的一类感觉性残障疾病。先天性耳聋的发病率约为1/1000，在引起语前聋的原因中，60%-80%是遗传性的，而这当中的70%是非综合征型耳聋，其余30%是综合征型耳聋。Waardenburg综合征(Waardenburg syndrome,WS)最先于1951年由荷兰眼科医生Waardenburg[1]定义，并以此命名，是一种以听觉-色素异常为特征的常染色体显性遗传疾病，也有部分患者表现为隐性遗传。发病率估计为1/42,000，22-55%的WS患者有耳聋，占先天性耳聋患者的2%-5%[2-3]。杨淑芝[4]对我国20个省份/直辖市进行调查发现2466名在校聋哑人中WS患者为17例（0.69%），我国先天性聋哑儿童患者中WS患者可能比国外少，但目前缺少对WS的大规模流行病学调查研究。其耳聋的主要治疗方式为人工耳蜗植入，目前关于WS患者人工耳蜗植入效果的报道不多，尽管大部分现有报道表明术后效果良好，与其他耳聋无明显差别，但仍有一些研究认为部分WS患者术后效果不佳。

1 临床特征及分型

研究表明WS患者的感音神经性耳聋与胚胎发育过程中神经嵴细胞迁移异常导致的耳蜗血管纹的中间层的缺陷有关，其黑素细胞缺失导致了听力的丧失，但具体机制尚未研究清楚[5]。其主要的临床特征包括遗传性感音神经性耳聋、虹膜异色、前额白发及内眦异位。同时根据是否伴有其他临床表现可以分为以下4型[6]，其中临床上最常见的是1型和2型：

1型：内眦异位、虹膜异色、白色额发、白色睫毛、皮肤白斑。约60%发生感音神经性耳聋（Sensorineural hearing loss,SNHL）。

2型：除无内眦异位外其他均同WS1型，根据MITF基因突变的不同位点可分为WS2a、WS2b以及WS2c三个亚型[7]。约90%有SNHL。

3型（Klein-Waardenburg syndrome）：1型+上肢畸形。约60%有SNHL。

4型（Shah-Waardenburg syndrome）：2型+先天性巨结肠。约90%有SNHL。

内眦异位是WS1型最具特征的临床表现，通常还伴有内侧眼睑融合致内侧巩膜变少。虹膜异色在WS2型中比1型更为常见，而其他临床表现如前额白发和皮肤白斑则在WS1型患者中更为多见[8]。

2 基因及遗传

WS的致病基因目前发现的主要有6个：PAX3、MITF、EDN3、EDNRB、SOX10和SNAI2，通常认为WS为常染色体显性遗传，但越来越多的研究表明，WS具有临床和遗传异质性，并非所有的遗传方式均为显性遗传[9]。

1.PAX3基因与WS1及WS3型疾病有关，目前已发现约有70种不同的PAX3基因点突变。PAX3基因编码的转录因子属于PAX蛋白家族，其有维持干细胞多能性、细胞系分化、增殖、迁移、细胞凋亡和抑制终末分化的作用，并与中枢神经系统、体节细胞、骨骼肌、神经嵴来源的细胞系（心脏组织，黑素细胞和肠神经节）的发育有关[9]。

2.MITF是小眼畸形相关转录因子（Microphthalmia-associated transcription factor）的简称，与WS2型疾病相关，是黑素细胞发育和分化的关键转录因子，MITF调节许多色素沉着基因的表达以促进黑素细胞分化。分布于内耳血管纹中间层的黑素细胞对维持内外淋巴液的电位差、形成听觉有重要作用[10]，因而MITF突变会导致内耳听觉异常。

3.SOX10基因突变可导致WS2和WS4，是神经嵴细胞迁徙、分化过程中一个关键的转录因子，对黑色素细胞的发育的早期也至关重要[11]。同时，SOX10还与PAX3具有协同作用[12]，共同激活上调MITF基因的表达，也突出了其在黑素细胞发育过程中的作用。除此之外，SOX10发生突变的WS患者内耳畸形的概率更高[13]。

4.EDN3和EDNRB是WS2和WS4的致病基因，大量研究已经确定内皮素介导的信号传导在神经嵴来源的细胞系的发育中起重要作用。EDN3编码内皮素3，EDNRB编码B型内皮素受体，两者在黑素细胞及肠神经元的发育有重要作用：EDNRB介导黑素细胞和肠神经元前体的迁移、增殖和分化[14]；EDN3阻止黑素细胞和肠神经节前体细胞过早分化。因而EDN3和EDNRB的突变可导致WS4。

5.SNAI2（Snail homolog 2）是一种含锌指结构的转录因子，对神经嵴来源的细胞发育至关重要，其突变造成的功能缺失可导致WS2[15]，但目前关于该基因突变的报道和研究较少。

3 Waardenburg综合征动物模型

对于Waardenburg综合征的动物模型研究过去主要着眼于小鼠，已经有很多小鼠的模型被培育出来以供研究WS的病理机制及遗传特征：Splotch（Sp）小鼠是WS1疾病的模型，其有PAX3的同源类似物基因突变，与WS1型患者不同，尽管其能影响神经管和神经嵴的发育，但该模型鼠的杂合突变没有听力障碍[16]，可能与突变的位点不同及突变量不一样有关。具有VGA-9转录插入突变的小鼠表型与Microphthalmia（mi）小鼠类似，纯合的VGA-9小鼠皮肤色素缺乏、小眼畸形、耳蜗血管纹薄且缺乏神经嵴来源的黑素细胞产生的黑色素[17]，但杂合的VGA-9小鼠却没有这样的改变。

Waardenburg综合征2a型和Tietz综合征均由MITF基因突变引起，MitfMi-wh/+小鼠有耳聋缺陷，具有ABR阈值高、DPOAE降低、耳蜗内电位消失、外毛细胞缺乏及血管纹异常的特征，且其黑素细胞数量少于野生型[18]。

但如果要进行人工耳蜗植入，由于小鼠耳蜗与人耳蜗的差异，很难完全反应人类耳蜗植入的效果。Yi[19]研究发现，相比于传统的动物模型，小型猪与人类的耳蜗结构更类似，更加适合作为人工耳蜗植入的动物模型。Chen[20]和陈伟[21]发现MITF-M突变的小型猪具有耳聋及色素减退的特征，是作为研究听觉医学理想的大型哺乳动物。MITF-M基因敲除后的荣昌猪有38个基因表达下调，且这些基因主要与黑色素的富集、合成和代谢有关[22]，这与人的Waardenburg综合征相似。如果将小型猪的Waardenburg综合征模型作为人工耳蜗植入的动物模型，将为研究WS人工耳蜗植入效果提供重要数据[23,24]。

4 Waardenburg综合征人工耳蜗植入效果

目前对于重度和极重度感音神经性耳聋的WS患者，除了助听器外，人工耳蜗植入（Cochlear implantation,CI）是当前临床上最有效的治疗方法[25]。部分WS患者有半规管发育不良，耳蜗发育不良及大前庭导水管，但没有耳蜗和迷路骨结构异常的报道[6]。先天性耳聋的WS患者中内耳骨迷路畸形的发生频率并不高，尤其是在WS1型患者中，因而大部分WS患者从解剖结构来说应该适合进行CI植入[26]。目前的一些队列研究及病历报道都表明WS患者人工耳蜗术后效果良好，部分甚至好于平均水平[27]，但这些有限的报道中结论有时互相矛盾[28]。Rajput[29]发现相对于非综合征耳聋患儿，综合征型先天性耳聋患儿CI术后的言语感知和言语理解评分较低，这也为WS患儿人工耳蜗植入效果，尤其是远期效果提出了疑问。

通过对Waardenburg综合征人工耳蜗植入效果的文献进行检索和分析，大部分文献的结论均认为其适合进行人工耳蜗植入，不仅有效而且与其他极重度感音神经性耳聋患者的植入效果无明显差别。表明大部分WS患者进行人工耳蜗植入是能明显改善患者的听觉感知和言语形成的。

这12篇文献中3篇文献未设置对照组，没有进行统计学分析。除2篇为前瞻性研究外，其余均为回顾性研究。Kontorinis[27]随访的25位WS患者中，有4例患者效果不佳，其中1名患者可能是由于长时间耳聋且没有得到很好的听力辅助治疗，其他的3例作者认为可能与WS疾病相关。

表1 Waardenburg综合征CI植入效果总结Table 1 Summary of the outcomes of Waardenburg syndrome cochlear implantation

在Amirsalari[28]的前瞻性研究中，336位接受CI植入的患者中6位为WS患者，术后一年，WS患者与单纯感音神经性耳聋患者相比，言语能力更差，而听觉感知无明显差别。另外，de Sousa Andrade[33]回顾性研究的6名WS患者，尽管统计学分析无明显差别，但除了元音测试和数字测试WS患者表现更好外，其言语能力比普通CI植入患者效果均稍差。Cullen[7]认为其随访6位WS患者CI术后效果很好，然而观察其结果发现，虽然其闭合单音节言语测试结果均较好，但其中两位患者的开放单音节言语测试结果仅40%和52%，且没有进行统计学分析。可以推测，WS患者的言语产生似乎比普通感音神经性耳聋患者稍差，但这一结论尚需更多大样本研究进行统计学分析后方能确定。

Van Nierop[34]的研究认为仅伴其他畸形的因素对音素评分及言语感知有明显负面影响，说明合并其他畸形的WS患者CI植入效果差，尽管WS患者的音素评分及言语感知比对照组稍低，但统计学上无明显差异。

Pau[32]对20名WS患者在术中进行EABR测试，其中4名（20%）不正常。术后一年多参与随访的13位中，EABR不正常者评分仅为1，而正常者评分均为7。非综合征、非脑膜炎的植入组中，38/264（14%）患者术中EABR不正常，其植入效果也不佳。作者认为术中EABR不正常与术后效果不佳有关，因为EABR的异常意味着有听神经传导异常，WS患者中EABR异常且植入效果不佳的比例高于非综合征、非脑膜炎组。尽管该研究样本量较小，且没有进行统计学分析，结果值得商榷，但WS患者听神经传导异常的发病率及EABR异常率是否比普通耳聋患者高，是未来研究中值得关注的一个重要方面。

5 展望

WS是一种常见的遗传性先天性耳聋综合征，自1951年荷兰眼科医生Waardenburg首次报道以来，现在已发现6个主要与其相关遗传基因。尽管至今没有彻底根治该疾病恢复听力的手段，但人工耳蜗植入是使患者重新获得能够正常与人交流、融入社会的重要治疗方法，且目前的研究大部分均认为WS患者人工耳蜗植入后的效果与其他感音神经性耳聋患者并无明显差别，然而由于病人数量的限制，目前关于WS术后疗效，尤其是远期疗效的研究还有不足。而且这些研究中有些患者效果不佳的原因难以解释，是与WS疾病本身相关还是其他非疾病本身因素的影响？Pau[32]发现的WS患者听神经异常发病率是否更高也值得进一步的研究。因而，开展多中心、大样本的WS患者人工耳蜗植入效果研究具有重要意义，以进一步评估WS患者术后效果，及可能影响植入效果的原因。

影响耳蜗植入效果的因素有植入年龄、耳聋年龄、术前辅助听阈、残余听力、耳蜗使用时间、教育环境、交流方式以及智商等[30]，除此之外，相对于不伴有其他畸形的耳聋患者，伴有其他畸形的耳聋患儿植入人工耳蜗后言语能力较差[34,38]。因而对于WS患者的植入效果是否比其他单纯的感音神经性耳聋患者差，需要排除这些偏倚后与单纯感音神经性耳聋患者进行对比。Connexin26人群是研究耳蜗植入效果理想的对照组，其既没有神经系统异常也没有明显的心理改变，因此可以无偏差地分析耳蜗植入的效果。El Bakkouri[30]也建议将综合征型耳聋与非综合征型耳聋对比。

而评估术后效果的内容，除了纯音听力、SIR、CAP等主观结果，还应该有EABR这种客观结果，同时EABR还能检验患者是否有听神经传导的异常。De Sousa Andrade[33]认为人工耳蜗植入最主要的目的是获得良好的可理解的言语能力，因而对CI植入患者评估最主要的是言语能力的评估。

尽管目前人工耳蜗植入手术的普及惠及广大先天性感音神经性耳聋患者，但这种治疗手段并不能完全治愈Waardenburg综合征，其内耳功能并没有得到恢复。干细胞具有多向分化潜能，目前已有研究证实对帕金森病、心肌梗塞、糖尿病等具有一定的疗效。很多学者也在研究干细胞分化为毛细胞和螺旋神经节细胞以恢复听力，治疗感音神经性耳聋[39,40]。除此之外，对于遗传原因引起的感音神经性耳聋，基因治疗也是未来的一个研究热点。通过导入正常的基因或补充正常的基因表达相应的蛋白或因子，可能使内耳的功能得以恢复[41,42]。同样，WS是由于耳蜗血管纹黑素细胞的缺乏引起，导入干细胞或转导入正常的基因是否能促使内耳功能恢复，也是治疗WS的一个研究方向。电场似乎对干细胞的迁移有一定的影响[43]，且通过电场可同时进行基因的转导[44]，那在进行人工耳蜗植入的同时导入干细胞和治疗基因，利用人工耳蜗的电极产生的电场引导干细胞迁移和基因转染，或许能产生更好的治疗效果。这需要更多的研究来明确电子耳蜗的电场影响干细胞迁移的原理及趋向性，以及电场介导的转染安全性及有效性。但目前无论是干细胞还是基因治疗在应用到人体身上都面临着诸多亟待解决的问题。