老年性聋部分致病机制和干预的研究进展

王健艳 谭静芊 杨洛盈 陈愈彬 李永奇 李鹏

中山大学附属第三医院耳鼻咽喉头颈外科（广州 510630）

老年性聋临床表现为进行性双侧对称听力丧失。目前，全球约10%的人口受到老年性聋的影响，我国第二次全国残疾人抽样调查(2006年)结果显示，听力和言语残疾总人数为2780万人，全国有听力障碍人口20454.1万人，老年聋人949万人[1]。随着社会的逐渐老龄化，老年病的发病率越来越高[2,3]。本篇综述旨在探讨老年性聋的最新发病制剂、治疗及干预等，为未来的研究方向提供参考。

1 部分致病机制的研究进展

老年性聋常见的病因有：（1）机体的衰老；（2）遗传：据统计40%-50%的老年性聋与遗传有关；（3）外在环境的影响：微弱噪声的损伤；血管病变；感染；由耳毒性药物或化学试剂、酒精等引起的损伤；（4）神经递质和神经活性物质的改变：如谷氨酸盐、GABA等。最新研究表明线粒体代谢异常、慢性炎症等对老年性聋的发生发展过程中起着一定的潜在作用。

1.1 线粒体代谢异常

有一种理论认为，内耳毛细胞、螺旋神经节和血管纹上皮细胞线粒体中活性氧的积累可导致进一步的氧化应激和mtDNA突变[4]。耳蜗毛细胞、螺旋神经节细胞和血管纹细胞线粒体DNA的突变是老年性聋的基本机制[4,5]。研究表明,Aβ的沉积和tau蛋白的过度磷酸化可能导致线粒体功能障碍，相关研究发现SIRT1-PGC1α和ROS/VEGF通路通过参与调节线粒体功能[5]。最近的实验也表明，它们的表达水平在老年性聋小鼠模型中发生了改变。

据报道，PGC-1α可防止神经退行性变化和增强活性氧解毒作用。SIRT1是一种NAD+端依赖蛋白脱乙酰酶位于PGC-1α的上游，它通过调节神经元的存活和死亡、葡萄糖代谢、胰岛素敏感性和线粒体合成，在维持细胞内环境稳定方面起着至关重要的作用[6]。线粒体脂肪酸氧化基因的激活需要PCG-1α脱乙酰基，而PCG-1α脱乙酰基由SIRT1调节。SIRT1-PGC-1α通路的障碍可影响了毛细胞的功能，造成听力损失。SIRT1、SIRT3和SIRT5在22个月大的CBA/J小鼠耳蜗中的表达降低[7]。有研究表明，SIRT1是miR-29的直接靶基因[8]，而miR-29b在ARHL小鼠模型中表达上调[9]。Xue T等人发现SIRT1和PGC-1α存在一个年龄相关性表达下调，在耳蜗线粒体功能障碍的老年小鼠中SIRT1和PGC-1α也表达下调[10]。体外实验表明,在HEI-OC1细胞中miR-29b过度抑制SIRT1基因和PGC-1α蛋白质水平,导致线粒体功能障碍和毛细胞凋亡,而在敲除miR-29b的细胞中,SIRT1 PGC-1α蛋白水平以及它们的mRNA水平,均显著地上调[10]。因此,推断miR-29b/SIRT1 PGC-1α信号通路可能在调节毛细胞凋亡和老年性聋的发病机制发挥着重要的作用。然而，最近有报道称，SIRT1在C57BL/6小鼠的老年性聋早期发病中发挥了完全相反的作用[11]。SIRT1对老年性聋的影响还有待进一步研究。

VEGF主要通过两种酪氨酸激酶受体VEGFR-1(Flt-1)和VEGFR-2(Flk-1)向内皮细胞传递信号[12]。活性氧（ROS，如 H2O2）可以激活 VEGF，而VEGF对血管生成和神经元起着重要的保护作用。内皮细胞中的线粒体参与VEGFR2的ROS信号反激活或VEGF-诱导的细胞迁移。当细胞面临缺氧环境时，VEGF的生成和VEGFR2的表达都会上调，并且线粒体在缺氧环境下可触发H2O2的生成。VEGF还可能通过作用于血管促进神经元模式形成、神经保护以及神经元和神经胶质的生长。在中枢神经系统损伤时发现VEGF上调，外源性VEGF的应用促进了中枢神经系统血管生成[12]。VEGF已被证明有助于前庭神经鞘瘤和分泌性中耳炎的发展，使用VEGF拮抗剂可减轻这两种疾病中的听力损失[13]。VEGF可能在许多内耳疾病中发挥重要作用，然而，其在老年性聋中的具体作用还有待进一步研究。在一项探索噪声引起的感音神经性损伤的研究中，发现豚鼠血管纹、螺旋韧带和螺旋神经节细胞中，噪声暴露1天后VEGF就开始上调。因此，在老年性聋发展过程中VEGF可能起的提高神经元存活率的作用。衰老常导致ROS清除减少和ROS活性增加[14]。细胞内ROS的积累可导致mtDNA突变和线粒体功能障碍，进而导致VEGF水平下降。VEGF水平下降可能导致Aβ沉积,阻碍了修复内耳的毛细胞和螺旋神经节以及重建大脑血管,导致痴呆或老年性聋。

另一种细胞死亡假说认为，线粒体除了细胞呼吸作用外，还通过涉及胰岛素和其他介质的信号通路调节寿命和衰老过程。除了热量限制和糖尿病影响听力外，人们对耳蜗的胰岛素活性知之甚少。

1.2 慢性炎症对老年性聋的影响

慢性炎症是多种与年龄相关的病理和衰老组织的自然发展过程的关键因素，包括神经系统[15]，关于炎症与老年性聋的研究很少。慢性炎症的途径还不完全清楚，但是已经提出了几种可能的机制[16]。由于促炎蛋白的积累炎症可能是后天获得的高“炎症状态”的结果，身体衰老时对促炎蛋白的调节越来越差，针对病原体的反应分子和细胞的逐渐累积，最终会破坏人体自身的组织结构。炎症的另一个来源可能是由于细胞废物的清除不足而导致的细胞碎片的积累。

既往认为耳蜗具有免疫特权，类似于血脑屏障；因为耳蜗包含一个严格调控的微循环环境，缺乏任何类型的淋巴引流[17]。耳蜗侧壁的血管纹细胞拥有一个精密连接的网络，以防止蜗内区域接触血液流动，这些连接构成了人体中最有效的血液组织屏障之一。内耳组织和血液的这种分离被称为“血迷路屏障”。然而有研究发现淋巴细胞和巨噬细胞能够渗透到豚鼠的内淋巴囊，这为听觉系统中直接免疫反应提供了有力证据。耳蜗侧壁、血管纹和螺旋韧带区域是炎症的关键区域[15]。进一步了解耳蜗和听觉大脑中促炎分子的性质和潜在的感兴趣的非感觉区域，以及未来的研究着重在耳蜗炎症的机制以及其随着年龄增长而产生的自然变化，这可能有利于我们更好的了解老年性聋。

有最新研究发现听力损失与C反应蛋白，IL-6，TNF-α存在相关性[15]。最引人注目的人类研究是由Verschuur等进行的，该研究组研究了听力阈值与炎症的关键血清生物标志物之间的关系[18]。他们分析了老年人平均听力阈值与其IL-6和CRP水平、白细胞计数以及中性粒细胞计数之间的定量关系，表明了随着年龄的增长全身炎症逐渐增加听力阈值下降，得出炎症是老年性聋机制的一个组成部分的结论。为了消除潜在的样本偏差，同一组人对不同的人群数据集进行了类似的调查，得出了许多相同的基本结论[19]。

NIHL在某些方面与老年性聋有关。有研究人员检测了噪音对耳蜗造成损伤后耳蜗中促炎细胞因子生物标志物，如TNF-α,IL-1β和IL-6，得出结论耳蜗的非感觉区尤其是耳蜗侧壁是噪声性过度暴露后常见的炎症关键区域。其中，噪声暴露后3、6小时耳蜗侧壁IL-6细胞因子表达最高。此外，细胞因子IL-6通路的阻断已被证明可以改善噪音暴露后的听力，是未来各种听力损失治疗的潜在途径[20]。

1.3 与老年性聋相关的候选基因

由于声音的感知涉及许多复杂的通路，任意一个通路的组成部分年龄相关变化都可能导致老年性聋的产生。利用候选基因方法提出了几个基因和位点[21],其中包括DFNA18和DFNA5位点、染色体8q24、KCNQ4的13 kb区域、n-乙酰基转移酶2、代谢型谷氨酸受体7、谷胱甘肽S-转移酶(GST)、载脂蛋白E等位基因34、内皮素-1(EDN1),线粒体解偶联蛋白2(UCP2)、线粒体DNA突变。

一些候选基因已知与氧化应激和动脉粥样硬化相关。当谷胱甘肽水平较低时，耳蜗更容易受到强噪声和药物的影响。Van Eyken等人(2007)从欧洲和芬兰两个群体中选取了2111个独立样本，研究了老年性聋与氧化应激相关基因之间的关系。虽然他们没有在前者人群中检测到GSTM1(mu，染色体 1p13.3)或 GSTT1(theta，染色体 22q11.2)与老年性聋之间存在相关性，但在后者人群中发现这两个基因与老年性聋之间存在显著的联系。UCP2的主要功能是控制线粒体产生的ROS。最近，Sugiura等[22]报道了在日本人群中，UCP2 Ala55Val多态性与老年性聋显著相关，而UCP1 A-3826G多态性与之无关。EDN1能引起耳蜗螺旋动脉强烈、持久的收缩，可导致内耳的缺血性卒中。Fetoni等[23]表明，老年性耳聋也可能是由于Cx26表达不足，同时伴有氧化应激水平升高和耳蜗Nrf2/ARE通路的管制解除。此项研究中他们制造并分析了GJB2+/−小鼠作为35delG杂合子人类携带者的模型。与对照组小鼠相比，GJB2+/−小鼠的ABRs和DPOAEs随着时间的推移而更迅速地恶化，这表明它们受到老年性聋的影响。文章[23]中指出一项基于ABR的研究报告了GJB2 35delG突变的杂合子携带者(人类)的听力损失频率超过4kHz。此外，一个突变的GJB2等位基因的所有携带者在大多数频率上的DPOAEs都明显较低。基于人群的人类遗传学研究结果Fetoni等人还发现，Nrf2通路的两个成员，即PRKCE和TGFB1之间存在显著的关联。TGFB1是一种转化生长因子，其蛋白调节细胞增殖、分化和生长，并经常在肿瘤细胞中上调。通过GTEx数据库发现，老年性聋风险较低的受试者可能出现TGFB1组织表达降低。。以上都表明，GJB2−/−动物模型中TGFB1的下调在一定程度上可以对这些听力受损小鼠起到保护作用。

1.4 其他因素

如前所述，研究的危险因素一般可分为四类:耳蜗老化(个体年龄)、环境(职业和休闲噪音暴露，耳毒性药物，社会经济地位)、遗传易感性(性别，种族，特定基因位点/基因)以及健康共病(高血压，糖尿病，中风，吸烟)。发现听力损失与不可改变的危险因素(增加的危险)、男性(增加的危险)和非裔美国人(减少的危险)之间存在很强的相关性。相关研究表明听力损失的遗传因素是众多且多变的，环境因素对老年听力损失也起着重要的作用。与听力损失风险相关的其他因素包括高血压和心脑血管疾病、吸烟、糖尿病、噪音暴露和饮酒，除饮酒外，所有因素都与听力损失风险增加相关[4]。噪音暴露可能主要导致高频率听力损失，而心血管危险因素影响低频率和高频率[4]。进一步研究这些不可改变的危险因素，特别是黑人种族作为听力损失保护因素的生理基础，以及对老年性聋基因位点和基因的鉴定，可能为实际的听力损失预防提供最丰富和深刻的见解[4]。

2 最新干预与治疗

老年性聋与认知障碍和痴呆发生有关[24]，积极的干预是老年性耳聋防治的关键。针对这些老年性聋耳蜗损伤特性进行治疗可能减缓听力损失的进展(例如，抗氧化剂等)。

2.1 营养和听力损失之间的相互作用

最近流行病学研究以及一些实验模型已经证明，听力损失的发生和发展与营养物质及其代谢密切相关[25]。大量研究表明，听力损失与热量限制、宏量营养素、微量营养素（维生素A、B、C、E,NAD+，叶酸，矿物质等）、抗氧化物（白藜芦醇[26]、卡罗维林、N-乙酰-L-半胱氨酸[27]）等营养因素存在相关性。从动物实验研究结果表明，热量限制可能能预防听力损失，但尚需大量的人体实验来验证这种可能性；此外，我们饮食中必需的宏量营养素和微量营养素的浓度对听力损失的发生和发展有很大的影响；现有的证据表明，营养干预至少可以部分地预防这种感觉缺失。在营养干预这条线中ω3脂肪酸或膳食抗氧化剂可能起着重要的潜在作用；同样，致力于评估补充微量营养素，如维生素或某些矿物质的研究也提供了有希望的结果，根据现有研究推断，维生素A、叶酸以及碘等矿物质可能降低人群中听力损失的患病风险；从动物模型中获得的数据揭示了不同饮食模式的结果中遗传背景的重要性，此外，单核苷酸多态性与耳聋相关性研究也慢慢出现[25]。

饮食的影响,借助营养素和食物的相关性法国成年人的听觉阈值与膳食营养素的相关性被做了分析。研究发现，较高的视黄醇和维生素B12摄入量只与女性较好的听觉功能有关。相反,与β-胡萝卜素，叶酸，维生素B6、C和E的摄入没有相关性。进食较多红肉或者器官肉的女性相比进食少的女性拥有更好的听力水平。对于男性来说，吃更多的海鲜和贝类可以改善听觉功能[28]。在这方面美国也有相关的研究，1991年至2001年对65,521名女护士进行了类胡萝卜素、维生素A、C、E和叶酸摄入与听力损失之间的风险进行的一项长期研究[29]。对维生素摄入量进行了5次评估，每次评估间隔5年，采用的是食物频率问卷。该项研究表明类胡萝卜素（β-carotene and β-cryptoxanthin）与叶酸的摄入与听力损失风险之间呈相反的关系；然而，摄入较高的维生素C会导致听力损失风险增加，而与维生素A、E和其他类胡萝卜素没有明显相关[29]。

在延缓机体衰老负影响方面，热量限制(CR)或饮食限制(DR)来减少饮食摄入是最成功方法之一，DR的定义是在摄入足够的营养水平的情况下减少热量摄入[30]。在不同的动物模型(啮齿动物和非人类灵长类动物)中，热量限制已被证明可以降低肥胖、糖尿病和肿瘤的发病率[30-32]。Mannström等详细评估了热量限制对毛细胞和螺旋神经节神经元总数的影响，以及热量限制对斯普拉格-道利白化病大鼠的血管纹体积和精细结构的影响[33]，这些老鼠在寿命、衰老过程中的感觉和运动功能方面与人类非常相似,将热量限制条件下的大鼠与随意喂养的大鼠的结果进行比较，结果表明热量限制维持了听觉反射以及血管纹细胞的完整性。

2.2 阿司匹林可能延缓老年性听力损失

越来越多的人认识到血小板源性炎症介质的动态作用，认为血小板是连接血栓和炎症通路的炎症效应细胞[34]。阿司匹林抑制血小板酶环加氧酶(COX)，这是前列腺素合成途径中的关键酶。一些研究表明，阿司匹林抑制了全身炎症标志物，而这些慢性炎症标志参与衰老过程[35]。一个100毫克阿司匹林在急性冠脉综合征的随机对照试验表明,c反应蛋白和TNF-α都明显降低。关于阿司匹林对听力的影响，存在着一定的矛盾。高剂量(＞1.5 g/天)阿司匹林的耳毒性是公认的，可导致可逆性听力损失和耳鸣。然而，一项针对62,261名女性的大型前瞻性观察研究发现，服用阿司匹林并不会增加女性的听力损失[36]。相反，一项对26,917名男性的横断面研究表明，自我报告的听力损伤增加与阿司匹林使用有关[37]。高剂量的阿斯匹林已被证明通过抗炎和/或氧化应激减轻机制对氨基糖苷类药物及顺铂诱导的听力损失具有保护作用。第二个小的双盲RCT表明，一半剂量，1.5 g阿司匹林也减毒庆大霉素相关耳毒性[38]。Coleman等得出结论，阿司匹林可以防止噪音引起的耳蜗损伤，特别是外部毛细胞的损失，但这种效果受到相对狭窄的治疗剂量窗口的限制[39]。毒性噪声暴露后用水杨酸盐治疗小型哺乳动物可减少毛细胞损伤，并提供阿司匹林介导的耳蜗自由基减少的免疫组织学证据。如果累积的噪音暴露和老化对老年性聋的作用是协同的，那么阿司匹林对老年性聋的影响更大。

ASPREE-HEARING研究小组正在研究低剂量阿司匹林(一种弱抗炎药)对老年性聋的潜在治疗益处。这项研究的目的是确定这种基本疗法是否会减少老年患者的病情进展。这项以澳大利亚为基地的大型临床试验的对象是1262名年龄在70岁或70岁以上的人，但目前仍在进行中[40]。

2.3 音乐训练和教育可以减缓老年性耳聋所造成的音乐感知的衰退

音乐感知取决于周围和中央听觉系统的正常功能；老年性耳聋或与年龄有关的听力丧失是由影响耳蜗受体细胞和涉及听觉感知的大脑回路的神经退行性改变造成的[41]。Moreno-Gómez等[41]证实了老年性聋患者的音乐感知能力存在进一步受损。但老年性聋患者的时间和旋律障碍可通过背景教育水平和音乐训练得到改善。此研究还证实了先前音乐训练对老年人和老年性聋患者的保护作用，重要的是，经过一年的音乐训练，这些保护效果就显现出来了，这说明即使非专业的音乐家也能获得这些保护效果。然而，专业的音乐家与经过多年音乐训练的人是否能获得更多的保护仍待需未来更进一步的研究。

3 总结

无论在发展中国家还是发达国家，老年性聋都已成为一个备受关注的公共卫生问题。由于老年性聋的发病机制复杂，易受遗传、环境、社会经济和医学等因素的影响，其发病机制尚未阐明，但在人群和动物研究方面取得了很大进展。随着分子生物学技术的快速发展，干细胞和基因治疗将取得重大突破。对老年性耳聋的其他干预措施将不断完善，可以有效预防老年性耳聋，对提高老年耳聋患者的生活质量具有重要意义。