隐性听力损失的发病机制与防护-中国听力语言康复科学杂志

隐性听力损失的发病机制与防护
戚国伟 综述 于宁 杨仕明 审校
临床与基础研究表明，经一定强度的噪声暴露后，听力阈值会产生一过性的升高，当脱离噪声环境一段时间，随着自身的修复，听力会恢复到正常的范围之内，这种听力损失称之为暂时性阈移（TTS）。几十年来，学者普遍认为，如果TTS完全恢复，这种听力损失就不会对听觉系统造成永久性损伤。最新研究表明，暂时性阈移的恢复不代表听神经功能的完全恢复。2015年Liberman首先提出隐性听力损失的概念。患有隐性听力损失疾病的患者，纯音测听结果正常，但在处理复杂言语信息及时域编码功能方面能力缺失，尤其是在嘈杂的环境中更加明显。这种常规检查手段无法检查出、由听神经损伤所引起的阈上听觉感知缺失性疾病，称为隐性听力损失（HHL）。由于常规的听力学检查无法反映出HHL所导致的病变，关于HHL的诊断方法也一直是研究的热点之一。目前已有文献提及利用耳蜗电图（electrocochleography）中SP/AP值、听性脑干反应（ABR）、噪声下的听阈测定（threshold in noise）等主客观方法进行诊断，但尚未形成统一的诊断标准。
长期的噪声暴露史、耳毒性药物的使用以及老龄化等都是导致HHL的潜在原因，受此影响的人群巨大，这也是一项需要耳科医师和听力学家重点关注的重大公共健康问题。目前，针对隐性听力损失的发病机制研究以及防治方法主要集中于两个方向，一个是噪声及老龄相关所引起的神经突触病变；一个是暂时性听神经纤维脱髓鞘病变。本文针对以上两种发病机制的研究动态展开综述，根据现行的国家噪声防护标准及噪声性聋诊断标准，遴选可能适用于隐性听力损失的防护手段与标准提供参考。
1 耳蜗突触病变与隐性听力损失
1.1 耳蜗内毛细胞-螺旋神经节（IHC-SGN）突触的结构及功能特点
耳蜗IHC与I型SGN之间形成的突触结构为特殊的带状突触（ribbon synapse），其特征为突触前膜内存在带状电子致密物。内毛细胞在接受不同强度声音刺激产生不同程度的去极化时，带状体结构可保证与刺激强度相匹配量的神经递质得到释放，从而确保声刺激信号的等级化传导。带状体的骨架由ribeye蛋白聚集而成，ribeye蛋白的数量与带状体的体积及其结构的可塑性相关。在带状体的表面附着有大量的囊泡，其内含有谷氨酸(glutamate，Glu)。谷氨酸是耳蜗内毛细胞与Ⅰ型螺旋神经元之间主要的兴奋性神经递质，同时其对突触后膜也具有营养作用。在突触前膜上存在CaV1.3L型Ca２＋通道，当内毛细胞兴奋时，突触前膜上的Ca２＋通道开放，突触间隙内的钙离子进入突触前膜并触发囊泡的释放。谷氨酸的释放量与突触前膜上Ca２＋通道的开放数量相关。被释放到突触间隙内的谷氨酸作用于突触后膜上的特异性受体NMDA和AMPA，引起突触后膜去极化、螺旋神经元兴奋，从而使声音信号转换为生物电信号，并在神经上进行传导。
1.2 噪声致隐性听力损失与耳蜗突触病变
以往文献报道，在耳蜗中存在谷氨酸-谷氨酰胺循环。突触间隙内未与突触后膜特异性受体结合的谷氨酸递质被支持细胞摄取，经过其内的谷氨酰胺合成酶作用后生成谷氨酰胺并释放至胞外。内毛细胞摄取谷氨酰胺后在谷氨酰胺酶的作用下重新合成谷氨酸。此循环可有效保证谷氨酸作为神经递质在突触间的循环利用。暴露于噪声刺激后，IHC突触前膜会释放过量的谷氨酸，持续作用于突触后膜的谷氨酸特异性受体NMDA和AMPA，导致与受体耦联的Na+通道和Ca２＋通道开放，大量的Na+和Ca２＋进入突触后膜，引起螺旋神经节细胞内Ca２＋超载，导致细胞水肿，发生氧化应激反应，细胞肿胀、空泡形成，最终导致螺旋神经节细胞死亡。孙勍等通过对活体豚鼠耳蜗灌流外源性谷氨酸后发现，豚鼠的DPOAEs无改变，但ABR潜伏期延长，CAP阈值升高，CM幅度下降，并且随灌流谷氨酸浓度的增加，CM下降幅度越发明显。除此之外，形态学研究还发现，耳蜗外毛细胞结构未出现破坏，但内毛细胞、突触和螺旋神经节细胞均出现空泡样变。该实验证实过量释放的谷氨酸在破坏突触后结构的同时，对突触前膜、带状体结构及内毛细胞也存在损害，影响其正常结构与功能。Sawada等人通过实验发现利用谷氨酸类似物同样可以造成内毛细胞和螺旋神经节细胞损伤，进而影响其正常的生理功能。但目前为止，关于内毛细胞和带状体的确切损伤机制并不清楚。除此以外，受损后的内毛细胞释放谷氨酸减少，而谷氨酸对突触后膜具有营养作用，这对于螺旋神经节细胞损伤后的修复也不利。这些结构破坏都对神经正常的兴奋传导产生影响。与此同时，损伤后突触结构会出现部分修复，在突触前膜带状体结构部分表现的尤为突出，但部分修复突触前膜结构无法与突触后膜形成有效突触连接，突触功能并未恢复，这也会影响耳蜗时域信号编码、处理功能。
研究结果证实，淄博聊天城根据自发性放电率（SR）的不同，可将与内毛细胞相连接的I型螺旋神经元分为低SR神经元和高SR神经元。高SR神经元占大多数，其阈值较低，声强动态范围较小，在处理简单信号、安静环境下的声音刺激时发挥主要作用；低SR神经元所占比例较小，由于其阈值相对较高，声强动态范围较大，对处理复杂信号、嘈杂环境下的声音刺激等至关重要。长期噪声暴露可选择性的损伤低SR神经元。Kujawa等通过实验发现，经过噪声处理后的小鼠，数天后DPOAE完全恢复正常，但高频率（32 kHz）的ABR波I波幅改变却不能完全恢复，间接证明噪声可选择性的损伤高阈值、低SR的听神经元。与此同时，这一研究结果也可以解释噪声暴露所致隐性听力损失患者在嘈杂环境中的言语识别率下降的原因。
2 暂时性听神经纤维脱髓鞘与隐性听力损失
2.1 耳蜗听神经纤维与螺旋神经元的结构和功能
人体的神经纤维可以根据是否被髓鞘包绕分为有髓神经纤维和无髓神经纤维。有髓神经纤维表面由施旺细胞包绕形成髓鞘，相邻两个施旺细胞之间形成特殊的“郎飞氏结”结构。兴奋在有髓神经纤维上经“郎飞氏结”结构呈“跳跃式”传导，而无髓神经纤维以“局部电流”的形式传导兴奋，所以其兴奋传导速度远远低于有髓神经纤维。人体耳蜗内与内毛细胞形成突触连接的听神经纤维属于有髓神经纤维。在听神经纤维与内毛细胞形成突触后的起始段，其表面并没有施旺细胞包绕。在听神经出僵孔（habenula perforata）后约20μm，施旺细胞（schwann cell）开始包绕听神经纤维并形成髓鞘结构，而螺旋神经元胞体表面则由星形胶质细胞（satellite glial cell）包绕。在听神经纤维出僵孔后形成髓鞘的起始部，由第一个施旺细胞形成的特殊结构叫做半结（heminode）（见图1）。与“郎飞氏结”由两个相邻施旺细胞所组成不同，半结仅由一个施旺细胞形成。现有实验证实，半结是螺旋神经节细胞正常功能的触发器（generator）。除此以外，作为听神经纤维髓鞘的起始部分，半结对于内毛细胞突触传递以及听神经的兴奋发挥着至关重要的作用。
图1 半结（heminode）模式图
2.2 暂时性听神经纤维脱髓鞘致隐性听力损失的发病机制
万国强在实验中发现，出生后21天的小鼠，在其骨螺旋板（OSL）内听神经纤维上的施旺细胞以及蜗轴螺旋管（RC）内包绕螺旋神经节细胞的星形胶质细胞表面特异性的表达一种蛋白质：蛋白脂蛋白-1（plp1）。可以通过诱导白喉毒素特异性的在plp1阳性细胞内表达的方法来破坏施旺细胞及星形胶质细胞，从而产生听神经纤维的脱髓鞘病变。通过观察，小鼠耳蜗中施旺细胞及星形胶质细胞损伤后产生了自发性的、明显的大量再生。而且，施旺细胞的再生有部分是由未被损伤的施旺细胞增殖而来的。处理4周之后的小鼠，其施旺细胞再生水平基本达到正常；处理16周后的小鼠，其星形胶质细胞再生及螺旋神经节细胞形态也基本恢复正常。此时给小鼠进行听性脑干反应测听时发现，从处理之后1周起直至第16周，小鼠在所有频率其ABR波Ⅰ阈上幅值都明显降低。而且，ABR波Ⅰ阈上潜伏期和宽度都增加了。与此同时，对其SP幅值和AP幅值的测量发现，SP幅值始终未发生明显改变，AP幅值降低，SP/AP比值升高且16周后仍未恢复，这些都支持小鼠隐性听力损失的诊断。进一步的实验发现，虽然处理16周之后施旺细胞、星形胶质细胞都恢复到正常水平，但“半结”结构仍旧异常，损伤1年后的同期队列研究结果也显示，“半结”结构没有恢复。前已述及，听神经动作电位起始于“半结”结构，“半结”结构的正常对于内毛细胞突触传递以及听神经的兴奋至关重要，“半结”功能缺失所导致的动作电位非同步化是导致ABR I波阈上幅值降低、阈上潜伏期延长和宽度增加的主要原因。由此可以得出结论：在听神经纤维暂时性脱髓鞘病变中，“半结”结构的破坏产生了隐性听力损失。
2.3 暂时性听神经纤维脱髓鞘与耳蜗突触病变的关系
耳蜗突触病变与暂时性听神经纤维脱髓鞘病变作为目前两种已知的HHL致病机制，二者之间的相互关系也是值得重点关注的问题。万国强通过将野生型小鼠暴露于8～16 kHz，98 dB SPL噪声中2小时造成小鼠隐性听力损失。暴露后2周，小鼠ABR和DPOAE阈值都恢复正常，但高频ABRⅠ波阈上幅值降低，这些检查结果都支持小鼠隐性听力损失的诊断，但是其僵孔处的“半结”结构正常。这说明噪声所致隐性听力损失与突触病变有关，并不引起“半结”结构改变。为了进一步验证二者的关系，万国强等将经脱髓鞘处理的小鼠和正常对照小鼠在8周龄时同时给予8～16 kHz，98 dB SPL噪声处理，造成噪声性隐性听力损失。暴露后4周，已经有脱髓鞘病变的小鼠，其ABRⅠ波阈上幅值较前进一步降低，且降低的幅值同正常对照组小鼠的相同。这说明，噪声暴露所导致的隐性听力损失同是否存在脱髓鞘病变无关，即突触病变与脱髓鞘病变相互独立，可以叠加。
2.4 格林巴利综合症与隐性听力损失
格林巴利综合症（GBS）是一种自身免疫介导的急性周围神经脱髓鞘病，主要累及多数脊神经根、周围神经和脑神经。其病理变化为施旺细胞损伤所引起的周围神经纤维脱髓鞘、周围神经组织小血管周围淋巴细胞、巨噬细胞浸润以及继发的轴突变性。本病的发病机制中，各种原因导致的施旺细胞损伤为核心环节，这与上文提及的暂时性听神经纤维脱髓鞘小鼠模型的病变相吻合。格林巴利综合症的确切病因目前不明，推测与塞卡病毒、空肠弯曲菌、巨细胞病毒、EB病毒以及HIV等病毒感染相关。这其中值得注意的是，近年来塞卡病毒的爆发引起了世界广泛的关注。塞卡病毒于1947年在乌干达被首次发现，1952年起出现人类感染的病例报道，但在随后的55年里被证实的人类感染病例报道不足20例。2007年开始，塞卡病毒在南太平洋联邦雅普（Yap）岛局部地区出现爆发，2013～2014年报道的感染塞卡病毒病例更是超过了10000例。与此同时，塞卡病毒的流行范围也呈扩大趋势。1952年人感染塞卡病毒的病例首先出现于乌干达及坦桑尼亚，截止2016年1月，塞卡病毒的感染范围已经扩散至非洲、美洲、南太平洋岛国、大西洋岛国、东南亚以及我国台湾地区，其中2015年11月以来有14个国家为首次发现本地传播。在世界各地报道的塞卡病毒感染病例中，有相当一部分患者出现了格林巴利综合症及自身免疫病的临床表现。目前尚未有报道关于塞卡病毒感染者中出现格林巴利综合症的准确比例，也不清楚其确切的发病机制。格林巴利综合症具有自限性，其预后较好，患者多于起病3周后开始恢复，2个月至1年恢复正常。但在格林巴利综合症的临床诊疗过程中，听力学检查并未被纳入常规检查中，也没有诊疗过程中相应听力水平的变化跟踪及后期康复的随访资料。经过动物实验证实，暂时性听神经纤维脱髓鞘病变会引起隐性听力损失，由此推测在格林巴利综合症患者群体中，有相当一部分存在隐性听力损失，而这在目前被大多数临床医生所忽略。随着塞卡病毒在世界范围内的流行，格林巴利综合症的患者群体不断增加，隐性听力损失的潜在患病人群也与日俱增，这将是今后值得重点关注的重大公共社会健康问题，随之而来的隐性听力损失的相关治疗研究也急待突破。
3.隐性听力损失的防护
3.1 我国现行职业性噪声防护标准
在隐性听力损失的发病机制研究中，噪声相关的神经突触病变较为明确，但这类患者在听力学表现上并不会产生永久性阈移（PTS）。在我国现已颁布施行的职业性噪声控制标准中，都是以不引起噪声性耳聋为前提条件而制定、执行的。表1为部分国家噪声控制及诊断的标准。
在2015年3月1日起正式施行的《职业性噪声聋的诊断》（GBZ 49-2014）中明确规定，双耳高频（3 kHz、4 kHz、6 kHz）平均听阈40 dB为诊断噪声性聋的前提条件，且在诊断原则中要求有明确的3年以上职业性噪声暴露史、出现渐进性听力下降及耳鸣症状。可以看出，在噪声性聋的国家诊断标准中，并没有考虑到隐性听力损失的情况。与此同时，在2007年11月1日起正式施行的《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ 2.2-20007）中有关噪声的规定显示：以每周平均工作5天,每天平均工作8 h为基准，工作场所噪声接触限值为85 dB。参考文中提及隐性听力损失小鼠模型的建立方法（8～16 kHz，98 dB SPL暴露2 h），对于长期暴露于85 dB噪声环境中的工作人群，可以推测其隐性听力损失的发病率可能远高于预期。对于这类患者，即使脱离了噪声的工作岗位、当时也不存在明确的听力下降，其神经突触所累积下来的损伤自身也不会修复，而且有可能在年龄老化等因素的作用之下，神经突触病变进一步加重，从而产生更为严重的症状。这类患者今后的诊疗也将为社会、国家带来巨大的经济负彭小盛担。
3.2 隐性听力损失的防护探讨
当前，关于隐性听力损失的致病机制研究不断深入拓展，治疗手段研究刚刚兴起，尚未形成临床诊断的金标准，也没有大规模人群的发病率报道，所以隐性听力损失并没有得到临床医生及相关行业的足够重视。对于噪声性隐性听力损失的防护，重点在于降噪器具的使用、噪声源的有效阻隔，以及相关国家标准的细化、完善。与此同时，有动物实验证据表明，高压氧及氢气对于动物噪声性聋有预防及治疗作用，这也是今后预防噪声性隐性听力损失的潜在方法。对于暂时性脱髓鞘病变所致隐性听力损失，需要针对发病原因进行有效预防。塞卡病毒的感染在全球范围呈现高发态势，目前台湾已经出现感染病例。现阶段，针对塞卡病毒的诊断已经研制出Real-time PCR核酸检测试剂，对于感染患者做到早诊断、早隔离、早治疗，可以有效避免塞卡病毒的传播，从而有效控制隐性听力损失的潜在发病人群。
4 小结
隐性听力损失作为近年来耳科领域研究的热点，已经在全世界范围内引起了广泛关注。目前对于其发病机制、病理改变、诊断标准、治疗方法及预防手段等都处于研究阶段，尚未形成共识。当前，噪声污染、人口老龄化、耳毒性药物滥用以及塞卡病毒流行等因素，使隐性听力损失的潜在患病人群与日俱增，相关研究也急待突破。在未来，关于隐性听力损失的研究重点可能集中于以下几点：①发病机制；②诊断方法及标准；③药物治疗及预防手段。
相关文献请查看当期原文
《中国听力语言康复科学杂志》
2018年 第16卷 第4期 P275-279