先天性巨细胞病毒感染相关耳聋研究进展

金媛 陈森 孙宇

华中科技大学同济医学院附属协和医院耳鼻咽喉科

1964年，巨细胞病毒 （cytomegalovirus，CMV）通过感染孕妇造成新生儿感音神经性听力损失的现象在《美国妇产科杂志》上首次被报道。目前人类巨细胞病毒（Human CMV,HCMV）是引起新生儿先天性感染的最常见病原体,在活产新生儿中的感染率为0.3-2.4%[1]。新生儿先天性CMV感染多由母婴传播所致。其中，宫内感染是最主要的传播途径。永久性感音神经性耳聋是先天性CMV感染最常见的后遗症。大约12.6%的受感染新生儿会出现CMV相关听力损失，进而导致患儿出现语言、言语发育迟缓和社交障碍。

尽管先天性CMV感染在新生儿中很常见，却仍未引起足够重视。绝大部分国家并未对此采取重要的防治措施。目前，尚无有效预防新生儿先天性CMV病毒感染的方法，也没有在孕妇和新生儿中进行统一、规范的CMV感染筛查，因此未来一段时间内先天性CMV孕妇/新生儿的感染率均不会明显下降，将持续给社会和家庭造成巨大的经济负担。

1 CMV病原学特点和母婴传播

HCMV属于疱疹病毒β亚科，是一种高度适应人类宿主的病毒，对人群普遍易感。HCMV的核衣壳是162个壳微粒组成的对称二十面体，包裹了大小约235 kb的双链线性DNA基因组[2]。

孕妇CMV感染可分为原发性和继发性感染。孕期首次感染CMV，称为原发性感染。孕期原发性感染后病毒会终生潜伏于宿主的唾液腺或肾脏等器官内。育龄女性在妊娠前感染过CMV，若妊娠时再次感染，其潜伏的病毒可以被重新激活并复制增殖，或者再次感染外源性不同毒株或更大剂量的同种病毒株，称为继发性感染。新生儿CMV感染多由母婴垂直传播所致，其中宫内传播是最主要的途径。此外，分娩期间宫颈阴道分泌物的摄取或吸入，以及母乳喂养等可以造成CMV在产中和产后传播给新生儿。与产中和产后传播相比，宫内传播具有更大的后遗症风险。与妊娠期间的非原发性CMV感染相比，原发性CMV感染的宫内传播风险更高[3]。

2 流行病学

新生儿先天性CMV感染率存在明显的国家和地域差异。研究表明，发达国家（西欧、美国、日本等国家）的新生儿先天性CMV感染率约为0.2%至2%（平均0.65%）[4]。发展中国家先天性CMV的出生感染率更高，波动于1%至6%之间。

育龄女性的CMV感染率也存在国家和地域差异，同时受年龄，社会经济地位，种族等多种因素影响。在多数发达国家，育龄妇女血清CMV抗体阳性率约为40%-60%；而在少数发展中国家，其阳性率可达到90%。流行病学数据显示发展中国家育龄妇女血清CMV抗体阳性比率更高，而新生儿CMV出生感染率同样也更高，提示母体感染产生的免疫不能有效地帮助新生儿抵御先天性CMV感染。

3 HCMV感染机制与人类疾病

HCMV一直以来与人类宿主共同进化，形成了多种的免疫逃逸机制。HCMV通过表达US2、US3、US6、US11等蛋白可以下调宿主细胞的MHC（主要组织相容性复合体）I类分子及相关蛋白，如TAP、tapasin等，阻碍抗原呈递过程。CMV可以调控自然杀伤细胞（Nature kill cell，NK）活性，通过表达gpUL18、gpUL40抑制NK细胞，逃避NK细胞的杀伤作用。同时，HCMV表达UL33、US27、US28和UL78等分子，它们可以结合趋化因子，将宿主细胞和趋化因子隔离进而阻止炎症细胞的浸润。另外，CMV还可以表达磷酸化蛋白pp65（UL83）并参与CMV早期蛋白（Immediate Early protein，IE蛋白）磷酸化，从而阻止抗原IE蛋白在细胞表面的表达。此外，CMV可以诱导宿主细胞表达FILP、过表达Bcl-2等抗凋亡因子，抑制caspase 8募集以及抑制Bax、Bak等促凋亡因子，阻断宿主细胞的凋亡（图1）[5,6]。

图1 HCMV免疫逃逸机制模型Fig.1 HCMV immune escape mechanism model

HCMV侵入人体后，大多在局部进行复制。当局部病毒负荷值超过临界值后，病毒就会溢出并通过血流播散，造成多种靶器官损伤。不同靶器官的致病风险与其局部病毒负荷量密切相关，当靶器官的局部免疫反应无法将病毒的复制控制在负荷量以下时，就会发生相应器官的损伤（图2A）[7]。同时，局部免疫状态也会影响病毒的致病阈值。当局部免疫状态增强时（免疫增强剂），病毒致病阈值变大，该器官对病毒的容受性更高；而当局部免疫状态减弱时（免疫抑制剂，类固醇等），病毒致病阈值变小，局部器官更容易发病。2012年，Paul D Griffiths等人研究了新生儿干血斑中HCMV病毒载量与感音神经性耳聋严重程度之间的关系，听力损失程度和干血斑中检测到的病毒载量呈正相关（图2B）[8]。

图2 A：病毒负荷量与疾病发生的概率之间的关系；B：先天性HCMV感染的新生儿出生时采集的干血斑点中的病毒载量与继发听力损失升高程度之间的关系及效应曲线。Fig.2 A:Relationship between viral load and probability of disease occurrence;B:The relationship and effect curves between viral load in dry blood spots collected at birth and subsequent recorded elevation of hearing threshold in impaired ears of newborns with congenital HCMV infection

4 临床表现

先天性CMV感染患儿的临床表型差异极大。大约85-90%的受感染新生儿在出生时没有症状，10-15%的受感染新生儿有明显的临床感染症状。目前尚无统一的先天性CMV感染的临床诊断标准。我们总结多项研究的感染标准，汇总成表1[9-11]。

表1 有症状的先天性巨细胞病毒感染儿童的临床诊断特征Table 1 Clinical features of symptomatic congenital cytomegalovirus infection in children

感音神经性聋（Sensorineural hearing loss,SNHL）是先天性CMV感染最常见的后遗症。其听力损失可为双侧或单侧，病程具有迟发性、进行性或波动性等特点，耳聋程度从轻度到极重度不等。有研究报道，先天性CMV感染约占所有新生儿听力损失病例的13%-22%[12]。多数先天性CMV感染者在出生时没有明显的临床症状，其中有7%-21%会发展为迟发型SNHL[13]。大部分研究显示CMV感染相关性耳聋发生在六岁之前。因此，对怀疑有CMV感染的儿童有必要进行较长时间的听力学监测，建议在6岁之前每隔6个月进行一次听力学监测。当听力水平发生变化时，有必要改为每3个月进行一次听力学监测。

5 CMV相关耳聋的病理生理

目前，先天性CMV感染的致聋机制尚未完全阐明。对先天性CMV感染的婴儿尸检发现：前庭内淋巴系统有严重的迷路炎，其中球囊和椭圆囊最明显；耳蜗受累较轻，主要表现为底回积水[14]。由于人类病理标本难以获取，因此多使用小鼠动物模型进行研究。

William Britt等人利用鼠巨细胞病毒（Mouse cytomegalovirus，MCMV）腹腔注射感染新生小鼠，可导致小鼠耳蜗局灶性感染和病毒诱导的耳蜗炎症。他们以宽短声刺激和4-48 kHz频率范围的纯音的形式向小鼠提供听觉刺激，并将可以检测到ABR波形的最低强度刺激定义为听力阈值。实验结果表明大约50%-60%的感染小鼠表现出听性脑干反应阈值的增加。但其耳蜗毛细胞的数量和形态都未出现明显异常，只观察到螺旋神经节细胞减少[14]。此外，大量研究发现感染小鼠内耳存在CMV相关的炎症，提示在听觉发育的早期，是病毒诱导的耳蜗炎症导致耳蜗的组织病理学和听觉功能的改变[15,16]。

6 先天性CMV相关耳聋的治疗

感音神经性耳聋是先天性CMV感染最常见的后遗症，目前主要的治疗方法为外科手术治疗和抗病毒药物治疗。研究表明人工耳蜗植入对CMV相关的双侧极重度SNHL患儿有良好的康复效果，抗病毒治疗则可以改善听力和促进神经发育。因此早期诊断和早期干预对于CMV相关耳聋患儿至关重要[17-19]。

6.1 人工耳蜗植入

多篇关于先天性CMV感染患儿人工耳蜗植入效果的研究均提示：人工耳蜗植入是治疗该耳聋的有效方法（表2）。人工耳蜗植入不仅能改善纯音测听听力阈值，而且促进患儿的语言发育。Haruo Yoshida等人对16例先天性CMV感染并接受人工耳蜗植入的儿童进行语言理解能力的评估，结果显示人工耳蜗植入显著改善耳聋儿童的语言理解能力。因为言语发育可能同时受到学习障碍及认知延迟等中枢疾病的不良影响，人工耳蜗植入对有运动或认知延迟的患儿收效甚微[20]。

表2 先天性CMV感染相关耳聋患者人工耳蜗植入效果研究相关文献汇总Table 2 Summary of the literature on the effect of cochlear implant on congenital CMV infection-related deafness

人工耳蜗植入能够改善患儿的听力，然而除听力以外的相关疾病和症状仍会影响患儿的生存质量。目前，在先天性CMV感染者植入人工耳蜗的病例研究中，发现患者经常存在脉络膜视网膜瘢痕导致的视力丧失和病理性前庭-眼反射。Kristina等人通过比较先天性CMV感染植入人工耳蜗病例和因GJB2基因突变而植入人工耳蜗病例中儿童的视觉功能和眼部特征，发现先天性CMV感染患儿更易发生病理性前庭-眼反射，眼球运动问题也较常见，但差异无显著性。虽然结果不明显，但流行病学显示5%至30%的先天性CMV感染患者会出现眼部并发症，如视神经萎缩、脉络膜视网膜炎和视力障碍，这突显了眼部并发症的高风险和眼部评估的重要性[21]。

6.2 药物治疗

Norbert Wagner等人认为CMV超免疫球蛋白（Hyperimmunoglobulin，HIG）治疗可以预防胎儿CMV感染。孕妇感染CMV后应立即接受HIG治疗，并且持续整个妊娠期[26]。但2016年美国母胎医 学 学 会（Society of Maternal-Fetal Medicine，SMFM）国际先天性CMV感染专家组提出:目前不建议妊娠期间使用抗病毒或HIG疗法预防新生儿先天性感染。对于HIG治疗的效果仍需启动进一步的临床试验来证实[27]。

对于出生后有严重局灶性器官疾病或中枢神经系统受累的新生儿可以使用更昔洛韦或伐更昔洛韦进行抗病毒治疗，这些抗病毒药物通过干扰病毒DNA合成来抑制CMV复制。但对于无症状或只有SNHL症状的先天性CMV感染患儿不推荐使用抗病毒治疗，目前还没有证据表明抗病毒治疗对这类患儿有益处[19]。有相关研究对100名1个月以下确认感染CMV并有中枢神经系统受累的各种表现的新生儿随机静脉注射为期6周的更昔洛韦或安慰剂治疗。实验结果显示更昔洛韦治疗组中，84%的患儿表现出听力改善或稳定，而安慰剂治疗组中只有59%的患儿表现为听力改善或稳定，该结果肯定了早期抗病毒治疗的作用。但更昔洛韦治疗组的患儿更易发生与中性粒细胞减少相关的并发症，这可能与更昔洛韦的短期毒性（骨髓抑制和肝毒性）和长期致病风险（性腺毒性和致癌）相关，因此治疗前应该进行仔细的风险评估[28]。更多高特异性低毒性抗病毒药物的研发和应用对防治巨细胞病毒感染具有重要意义。

7 总结

CMV是引起新生儿先天性感染的最常见病原体，常导致永久性后遗症，其中以感音神经性耳聋最为常见，其次是认知障碍、视网膜炎、视力丧失、脑瘫、认知障碍和发育迟缓等。人工耳蜗植入是治疗先天性CMV感染中重度至重度感音神经性聋的有效手段，术后随访中应包括眼科评估。出生后有严重局灶性器官疾病或中枢神经系统受累的新生儿可以使用更昔洛韦或伐昔洛韦进行抗病毒治疗，但应进行风险评估。

目前，在先天性CMV感染相关耳聋诊断及时性方面仍存在巨大挑战。优化新生儿CMV筛查程序或对新生儿听力筛查未通过者联合CMV感染筛查可以更有效的进行病因诊断。对于高度疑似的耳聋患儿，早期诊断和早期干预可以显著改善患者的预后，避免先天性CMV感染相关耳聋所导致的儿童言语、语言发育迟缓和社交障碍。