鼓室硬化病因及相關因素的研究進展

仇靜靜 王俊鑫 孫巖

青島大學附屬煙臺毓璜頂醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科(煙臺264000)

鼓室硬化是中耳長期慢性感染作用下鼓膜固有層及中耳黏膜下層發(fā)生的不可逆性病理改變，嚴重時病變損害與聽覺傳導相關的聽小骨，導致患者產生聽力下降、耳漏、耳鳴等不適癥狀，嚴重影響患者的生活、工作、學習。鼓室硬化以手術治療為主，并發(fā)癥風險高，確定其病因及相關發(fā)病因素具有重要價值。目前多認為發(fā)病機制與中耳疾病、氧自由基、生物活性物質、基因及遺傳、免疫等因素相關，現(xiàn)就其可能病因及相關影響因素進行綜述。

1 中耳相關疾病

在以往大量研究中，鼓室硬化被認為是急、慢性中耳炎的并發(fā)癥，也可繼發(fā)于分泌性中耳炎合并鼓室置管、鼓膜切開、鼓膜穿孔等相關中耳疾病。

1.1 急慢性中耳炎癥

中耳感染已被廣泛接受為鼓室硬化形成的重要病因，其炎癥性質多考慮為化膿性或漿液性。炎癥的長期刺激促使鼓室黏膜出現(xiàn)纖維粘連及膠原纖維富集，后膠原纖維發(fā)生退行性改變，磷酸鹽結晶及鈣質沉積于病變組織，最終導致蔥皮樣的白色斑塊形成。肺炎鏈球菌、金黃色葡萄球菌、流感嗜血桿菌等是引起中耳慢性炎癥的常見病原體，在Raustyt?[1]的動物試驗中，大鼠鼓室注射3型肺炎鏈球菌造成急性中耳炎模型，且在造模1周時行鼓膜切開術以維持鼓膜穿孔狀態(tài)，造模兩周后耳鏡觀察有75%的右耳鼓膜愈合伴有瘢痕形成，同時有硬化斑塊的沉積，以此證實了中耳炎癥造成鼓室硬化的假說。Anggraeni[2]調查東南亞地區(qū)兒童的中耳疾病情況時發(fā)現(xiàn)，鼓室硬化作為后遺癥可早期出現(xiàn)在農村慢性化膿性中耳炎患者中，且隨著年齡增長，鼓室硬化的發(fā)病率逐漸提高，證明中耳炎癥可逐步進展為鼓室硬化。

1.2 分泌性中耳炎伴鼓室置管、鼓膜切開

分泌性中耳炎多發(fā)病于兒童期，感染及咽鼓管功能障礙被考慮為分泌性中耳炎的主要發(fā)病因素[3]。鼓室置管和鼓膜切開是目前治療分泌性中耳炎的常用手術方式，該手術方式操作簡單，效果明顯，但仍可伴有并發(fā)癥的出現(xiàn)，鼓室硬化是該手術方式的常見長期并發(fā)癥之一。手術導致的鼓膜創(chuàng)傷出血、壓力改變，置管后造成的鼓膜腔內高氧環(huán)境均是鼓室硬化發(fā)生的促成因素。

Klopp-Dutote[4]的隊列研究結果顯示，分泌性中耳炎經雙側鼓室置管后最常見并發(fā)癥為鼓室硬化和鼓膜穿孔，其中鼓室硬化的發(fā)生率為6.9%。作者認為鼓室置管是分泌性中耳炎的對癥治療手段，該手術方式會導致黏液化生及生物膜的形成，引發(fā)慢性中耳炎，這或許也是形成鼓室硬化的作用機制之一。另有文獻報道，鼓膜切開手術并發(fā)鼓室硬化的概率高達35.7%，且在鼓膜前下象限切開時鼓室硬化的發(fā)生率最高[5]。

2 氧自由基學說

進行鼓膜切開術時易損傷鼓膜周圍組織，導致炎癥發(fā)生，進而吞噬細胞激活誘導活性氧生成增多?；钚匝醯脑黾优c體內抗氧化防御機制失衡進一步加重組織損傷，出現(xiàn)纖維化、玻璃樣變性、鈣磷沉積等生物學改變，最終導致鼓室硬化的形成。Karl?dag等人[6]通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，鼓室硬化患者中耳黏膜及鼓膜組織中亞硝酸鹽和膜脂過氧化物丙二醛的水平明顯高于非鼓室硬化患者，而血漿中用于預防自由基損傷的抗氧化劑紅細胞過氧化物歧化酶、過氧化氫酶的水平均低于非鼓室硬化組，推測氧自由基參與鼓室硬化形成，而低水平的抗氧化劑會加重自由基對組織的損害，使環(huán)境更有利于鼓室硬化的形成。番茄紅素是一種強抗氧化劑，可清除活性氧，減輕氧化應激。Sahin等人[7]首次將其用于鼓室硬化的研究，發(fā)現(xiàn)經番茄紅素處理的豚鼠鼓膜出現(xiàn)炎癥及硬化的程度均較對照組顯著降低，與纖維化相關的IV型膠原積累易明顯減少(P＜0.05)。也有學者采用迷迭香酸等抗氧化劑處理實驗大鼠，結果均顯示抗氧化劑能夠預防鼓室硬化的發(fā)生[8]，進一步證明氧自由基損害是鼓室硬化形成的重要病因。

3 生物活性分子

在炎癥反應中，與中耳黏膜和血管系統(tǒng)相互作用的生物活性分子起中介作用。早期研究已經證實多種細胞因子、生長因子以及炎癥介質在中耳黏膜炎癥中的作用。

3.1 轉化生長因子-β1（TGF-β1）

TGF-β1是一種能參與細胞增殖分化、胚胎發(fā)育、組織修復等多種生物學行為的細胞因子，不僅在組織修復過程中調節(jié)基質沉積和組織重建，也在炎癥部位的膠原沉積和纖維變性過程中發(fā)揮作用。Guo等人[9]首次通過動物實驗證明TGF-β1在鼓室硬化形成過程中存在，且隨著鼓室硬化的發(fā)展呈逐漸增高的趨勢，為鼓室硬化形成機制提出新的研究方向。而后有學者研究聯(lián)合使用卡托普利與氯沙坦抑制鼓室硬化進展過程，發(fā)現(xiàn)在用藥后鼓室硬化進程被明顯抑制，TGF-β1在基因與蛋白水平上的表達量均下降，進一步證明了TGF-β1是影響鼓室硬化形成的重要因素[10]。

3.2 金屬基質蛋白酶（MMPs）

MMPs是一類參與細胞外基質降解的神經內肽酶，其活動需要鈣、鋅等金屬離子作為輔助因子。MMPs可以降解細胞外基質的大多數(shù)蛋白質，同時發(fā)揮膠原酶活性破壞細胞外基質中的膠原，最終導致纖維化的發(fā)生。IV型膠原酶是MMPs中重要的一類，包括糖化的MMP-9和非糖化的MMP-2。在Aslan等人[11]的對照實驗中發(fā)現(xiàn)，鼓室硬化組的血清MMP-2和MMP-9水平較慢性中耳炎組及正常對照組明顯增高，故推測高水平的MMPs可能在鼓室硬化的持續(xù)過程中發(fā)揮重要作用。Guo等人[9]在豚鼠鼓室硬化模型的中耳黏膜中檢測到在1-4周時MMP-9呈緩慢增加趨勢，在6-8周時開始下降，認為MMP-9對鼓室硬化形成具有雙向調控作用。Ozcan[12]使用強效MMPs抑制劑預防與治療鼓室硬化也有力支持了MMPs參與鼓室硬化形成的假說。

3.3 骨模型標志物

鼓室硬化過程中黏膜固有層的鈣化類似于許多炎癥性或感染性疾病期間或之后的未成熟骨基質的鈣化，骨橋蛋白（OPN）、骨保護素（OPG）、骨粘連蛋白（ON）是三種典型的骨模型標志物，參與骨質代謝的調控。Raustyte等人[13]研究發(fā)現(xiàn)，伴隨鼓室硬化鈣沉積的發(fā)生，OPN、OPG、ON被檢測到在鼓膜不同類型細胞中表達，因此推測三種分子在鼓室硬化的發(fā)病過程中起一定的影響作用，其中巨噬細胞和纖維細胞是可能存在的主要參與者。早前，在Makiishi-Shimobayashi等[14]在研究中提出OPN促進鼓室硬化形成的作用機制，即鼓膜或中耳黏膜的炎癥促使巨噬細胞激活，活化的巨噬細胞將OPN分泌至臨近的間質組織中，使其充當一個粘合劑的角色，將結締組織變性而形成的羥磷灰石與間質組織相結合，完成鼓室硬化中鈣沉積的形成。Sakowicz-Burkiewicz等[15]從基因水平研究OPN對鼓室硬化的影響，結果提示鼓室硬化患者骨橋蛋白基因(SPP1)在鼓膜中的表達水平是正常鼓膜的7倍，且其表達量與鼓室硬化的發(fā)展程度呈正相關。黃宏明等人[16]研究OPG及核因子-КB受體活化因子配體（RANKL）在鼓室硬化形成過程中的作用時發(fā)現(xiàn)，鼓室硬化黏膜中OPG的表達水平及OPG/RANKL比值均明顯高于對照組（P＜0.05），因此有理由認為OPG/RANKL系統(tǒng)能調節(jié)鼓室硬化的發(fā)生發(fā)展，且兩者比值增加可促進鼓室硬化形成，具體作用機制考慮是OPG作為一種誘餌受體，競爭性結合RANKL，使其無法與核因子-КB受體活化因子結合，從而抑制破骨細胞的活動，當OPG/RANKL比值增高時促進鈣沉積與骨形成，導致鼓室硬化的發(fā)生。

3.4 Dickkopf-1蛋白

Dikkopf-1（DKK-1）是Wnt信號通路的一種可溶性拮抗劑，通過與LRP5/6結合抑制Wnt通路的信號傳導。Wnt信號通路依據(jù)是否依賴β-catenin分為兩種模式，其中Wnt/β-catenin信號通路可參與機體骨代謝的調控。當DKK-1發(fā)揮拮抗作用時與兩種骨丟失模式相關：骨性侵蝕、骨質減少[17]。鼓室硬化終末階段的病理改變同樣經歷骨質重塑的過程。Zhang等人[18]研究發(fā)現(xiàn)，鼓室硬化大鼠的中耳黏膜中DKK-1蛋白表達下降，提供直接證據(jù)表明DKK-1與鼓室硬化的形成相關，并認為下調的DKK-1是通過減少Wnt/β-catenin信號通路的抑制進而促進鼓室硬化的發(fā)生。但DKK-1在鼓室硬化中的調控作用仍具有局限性，目前僅驗證在動物模型中發(fā)揮作用，是否影響人類鼓室硬化形成需要進一步科學研究。

3.5 血清纖維連接蛋白

血清纖維連接蛋白是存在于細胞外基質的一種非膠原蛋白，可調控細胞黏附、成纖維細胞遷移等生物學行為，考慮參與傷口愈合過程，其濃度往往在術后早期開始下降。Gorur[19]研究發(fā)現(xiàn)鼓室硬化患者的血清纖維連接蛋白濃度相較于正常對照組明顯降低。此外，鼓室硬化程度越重，血清纖維連接蛋白濃度越低，這可能是因為在鼓室硬化發(fā)展過程中，中耳黏膜血管內皮細胞損傷，纖維連接蛋白不斷溢出，沉積于病變區(qū)域與膠原纖維結合，造成循環(huán)系統(tǒng)中的纖維連接蛋白水平的不斷下降。

4 基因與遺傳

4.1 基因相關

Tavakol等[20]研究原發(fā)性抗體缺陷?。≒AD）患者的耳部并發(fā)癥時發(fā)現(xiàn)，鼓室硬化的發(fā)病率為5.4%，主要集中在常見變異性免疫缺陷?。–VID）和性聯(lián)無丙球蛋白血癥（XLA）患者中。Tian等[21]研究發(fā)現(xiàn)6月齡的Enpp1基因突變小鼠鼓膜出現(xiàn)白色斑塊，鐙骨動脈壁增厚鈣化，而正常對照組鼓膜透明，首次提出Enpp1基因突變參與鼓室硬化的形成，且為鼓室硬化建立新的動物模型。Alpay等[22]通過限制性片段長度多態(tài)法測定Toll樣受體4（TLR-4）基因中的Asp299Gly等位基因時發(fā)現(xiàn)，慢性中耳炎合并鼓室硬化患者的Asp299Gly基因多態(tài)性陽性率（10%）明顯高于單純慢性中耳炎患者（2%），故認為中耳感染后基因型變異會加重炎癥進展，促進鼓室硬化的形成。對于氧自由基在鼓室硬化形成過程中的作用，Akyigit等人[23]從基因水平上進一步闡述誘導型一氧化氮合酶、超氧化物歧化酶及過氧化氫酶的遺傳多態(tài)性對鼓室硬化形成機制的調控，研究結果顯示鼓室硬化患者的一氧化氮合酶基因（NOS2）227A＞G多態(tài)性中GG基因型明顯增加，慢性中耳炎伴或不伴鼓室硬化的患者中過氧化氫酶基因（CAT）-21A＞T多態(tài)性中TT基因型明顯高于健康對照組。上述結果表明，由多種酶調控的抗氧化劑參與鼓室硬化的形成，而抗氧化劑的水平或許與遺傳多態(tài)性相關。

4.2 遺傳相關

盡管鼓室硬化與動脈粥樣硬化涉及不同器官，但兩者的炎癥反應相似，提示動脈粥樣硬化的遺傳易感性可能參與鼓室硬化的形成。Doluoglu等人[24]研究發(fā)現(xiàn)，鼓室硬化與動脈粥樣硬化具有相同發(fā)病危險因素，其血液中的低密度脂蛋白、總膽固醇、同型半胱氨酸水平均較無鼓室硬化患者顯著增高，且鼓室硬化患者雙側頸總動脈內膜-中膜厚度高于對照組，斑塊數(shù)增多明顯，差異均具有統(tǒng)計學意義，支持遺傳因素參與鼓室硬化形成的假說。

5 免疫因素

免疫學說是鼓室硬化發(fā)病過程中重要學說之一。Pawelczyk[25]研究結果表明，IgE受體交聯(lián)肥大細胞（HMC-1FcεRI）刺激鼓室硬化病灶的成纖維細胞時，與鼓室硬化相關的TNF-α、TGF-β1、MMP9等生物活性物質釋放量增加，釋放時間延長，推測鼓室硬化成纖維細胞活化狀態(tài)的持續(xù)性是鼓室硬化形成的關鍵因素，同時肥大細胞的刺激能促進成纖維細胞敏感性增加，側面反應免疫機制參與鼓室硬化的調控。

6 高鈣血癥

鈣沉積是鼓室硬化的主要病理特征之一，導致鼓膜和中耳黏膜的結締組織層發(fā)生透明樣變及不可逆鈣化，關于鈣離子參與鼓室硬化的具體機制仍未明確。Leal等人[26]通過動物實驗發(fā)現(xiàn)高鈣飲食大鼠鼓膜硬化發(fā)生率為25%，正常鈣飲食組為16.7%，相對危險度為1.27，但差異無統(tǒng)計學意義（P=0.72）。高鈣血癥可能是鼓室硬化發(fā)生的危險因素，但無法提供確切證據(jù)表明高鈣血癥與鼓室硬化相關。

7 其它

7.1 幽門螺桿菌感染

因鼓室硬化的發(fā)展過程與動脈粥樣硬化形成相似，許多學者猜測在動脈粥樣硬化形成過程中起作用的病原微生物同樣影響鼓室硬化的形成。但Dinc等人[27]研究與動脈粥樣硬化形成相關的肺炎衣原體及幽門螺桿菌在鼓室硬化形成的作用時，研究結果發(fā)現(xiàn)鼓室硬化及慢性分泌性中耳炎患者的中耳黏膜及鼓膜中均未檢出肺炎衣原體及幽門螺桿菌，無法支持上一觀點。以往也有研究證明，幽門螺桿菌在中耳炎發(fā)病中發(fā)揮一定作用[28]，雖鼓室硬化被認為是中耳炎常見后遺癥，但仍無法直接表明有幽門螺桿菌是鼓室硬化形成的直接因素，因此關于幽門螺桿菌是否參與鼓室硬化發(fā)病仍需進一步研究。

7.2 被動吸煙

兒童分泌性中耳炎常規(guī)手術治療選用全麻下鼓膜切開及鼓室置管，Praveen等[29]調查研究發(fā)現(xiàn)，鼓室置管取出后，父母雙方均吸煙的兒童中有64%出現(xiàn)鼓室硬化，雙方父母均不吸煙者患病率低于20%，由此推測被動吸煙是促使鼓室硬化發(fā)生的病因之一。

7.3 Korner's隔(Korner's septum，KS)

KS隔是顳骨巖部與鱗部交界處的標志，與多種耳部疾病相關。Przewo?ny等人[30]通過分析大量研究數(shù)據(jù)及臨床病例得出，KS隔可能通過減少中耳腔通氣來誘發(fā)鼓室硬化的發(fā)生，但具體作用機制仍需進一步研究。

綜上所述，鼓室硬化是由多種病因導致的鼓膜及中耳黏膜發(fā)生的不可逆性病理改變，推測其發(fā)生發(fā)展與其它相關中耳疾病、氧自由基損傷、炎癥過程中釋放的生物活性物質、相關基因與遺傳、免疫機制作用等因素相關，但具體作用機制仍未完全闡明，今后仍需進一步探索研究，尋求導致鼓室硬化的確切機制，為疾病預防及治療提供參考依據(jù)。