韓麗麗 劉存志 石廣霞

·綜 述·

耳鳴的發(fā)生機制與動物模型評價方法△

韓麗麗 劉存志 石廣霞

耳鳴作為一種主觀感覺，難以對其進行客觀評價；耳鳴動物模型較難研制成功，這限制了耳鳴的機制研究及其治療方法的發(fā)展。本文就耳鳴的發(fā)生機制以及動物模型的評價方法進行了總結(jié)，為建立合理的動物模型及其評價方法提供思路和依據(jù)。目前，耳鳴機制的研究重點由外周聽覺系統(tǒng)向中樞神經(jīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移。常用的耳鳴模型評價方法主要分為行為學(xué)評價和生理學(xué)評價2種。

耳鳴是指在沒有任何外界刺激條件下耳內(nèi)或顱內(nèi)產(chǎn)生的異常聲音感覺，為臨床常見病，既可以是多種疾病綜合征的一種表現(xiàn)，也可以是一個單獨的病證，是當(dāng)今公認的世界難治性疾病之一［1］。美國成年人耳鳴的發(fā)病率約25.3％［2］。45～79歲日本人耳鳴的患病率約11.9％，其中0.4％因嚴重耳鳴導(dǎo)致生活質(zhì)量下降［3］。高齡、吸煙、高血壓、聽力損傷、噪聲暴露等與耳鳴密切相關(guān)。隨著生活方式的變化和人口老齡化的不斷加劇，環(huán)境噪聲的增加，耳鳴的發(fā)病率逐年升高，嚴重影響患者的生活質(zhì)量，給患者帶來極大的痛苦，引起社會和醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注。本文主要就耳鳴機制及動物模型成功與否的評價方法進行了總結(jié)。

1 耳鳴的發(fā)生機制

耳鳴的發(fā)病機制目前尚未明確。早期認為耳蝸的功能異常是其主要產(chǎn)生機制。研究發(fā)現(xiàn)，切斷聽神經(jīng)仍不能完全消除耳鳴癥狀，部分耳鳴發(fā)生在聽神經(jīng)切斷術(shù)后。Jastreboff等［4］認為，耳鳴產(chǎn)生于聽覺皮質(zhì)下中樞對神經(jīng)末梢微弱信號的覺察和處理過程中，與自主神經(jīng)系統(tǒng)（autonomic nerve system）和邊緣系統(tǒng)（limbic system）密切相關(guān)。Engineer等［5］在噪聲誘導(dǎo)的耳鳴大鼠體內(nèi)植入電極，用簡短的脈沖刺激迷走神經(jīng)（vagus nerve stimulation，VNS），重復(fù)匹配音調(diào)，可以完全消除實驗大鼠耳鳴相關(guān)的癥狀。該實驗為耳鳴的治療提供了新的思路。目前，耳鳴機制的研究重點向中樞神經(jīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移，普遍認為耳鳴發(fā)生早期病變可能在耳蝸，但主要病理過程和后期結(jié)果在中樞，其中大腦皮層和邊緣系統(tǒng)參與了耳鳴的產(chǎn)生與持續(xù)［6］。

1.1 聽覺傳導(dǎo)通路傳入信號的改變引起聽覺中樞可塑性變化

蘇文玲等［7］觀察到耳鳴大鼠聽覺皮質(zhì)中神經(jīng)元功能可塑性基因生長相關(guān)蛋白-43（growth-associated protein-43，GAP-43）和細胞骨架活性調(diào)節(jié)蛋白（activity re-gulated cytoskeleton associated protein，ARC）陽性神經(jīng)元的表達增加，推測它們在耳鳴中起重要作用。賈明輝等［8］發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元功能可塑性標(biāo)記物——快反應(yīng)基因c-fos和N-甲基-D-天門冬氨酸受體（N-methyl-D-aspartate receptor，NMDAR）亞型NR2A在耳鳴大鼠聽覺皮質(zhì)的表達明顯增多，表明神經(jīng)遞質(zhì)及受體可能參與了耳鳴的發(fā)生，提示耳鳴大鼠聽皮質(zhì)中神經(jīng)電活動的異常與功能可塑性改變有關(guān)。Arg3.1是一種可被迅速誘導(dǎo)的即刻早期基因（immediate-early genes，IEGs），可作為活性神經(jīng)元的標(biāo)記并參與神經(jīng)元突觸可塑性的維持［9］。魏婷婷等［10］研究發(fā)現(xiàn)，耳鳴大鼠聽覺腦干中Arc/arg3.1基因的表達呈動態(tài)變化，提示聽覺腦干神經(jīng)元發(fā)生了可塑性改變，可能與耳鳴的發(fā)生密切相關(guān)。Su等［11］研究發(fā)現(xiàn)，水楊酸鈉能夠改變丘腦內(nèi)側(cè)膝狀體（medial geniculate body，MGB）神經(jīng)元固有特性并減少其突觸傳導(dǎo)，進而導(dǎo)致丘腦到聽覺皮質(zhì)的傳輸信號異常產(chǎn)生耳鳴。

1.2 神經(jīng)遞質(zhì)的改變 微透析技術(shù)發(fā)現(xiàn)耳鳴的產(chǎn)生與下丘內(nèi)谷氨酸水平升高和氨基丁酸水平降低可能有關(guān)［12］。陳林等［13］采用全細胞膜片鉗（the whole-cell patch-clamp）技術(shù)觀察到水楊酸鈉可顯著抑制γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）神經(jīng)元的自發(fā)活動水平，通過提高中樞聽覺系統(tǒng)的興奮性誘導(dǎo)耳鳴。

1.3 耳鳴與聽覺皮質(zhì)、邊緣系統(tǒng)等大腦區(qū)域的關(guān)系 fMRI研究發(fā)現(xiàn)，耳鳴患者與正常對照組邊緣系統(tǒng)相關(guān)腦區(qū)在功能及結(jié)構(gòu)上存在明顯差異，腹正中前額皮質(zhì)（ventromedial prefrontal cortex，vmPFC）的血氧水平依賴（blood oxygen level-dependent，BOLD）反應(yīng)與耳鳴患者的主觀響度和持續(xù)時間等特征呈正相關(guān)［14］；研究結(jié)果也解釋了耳鳴患者的各種情緒等心理障礙。近期一項臨床研究中，Zirke等［15］對慢性耳鳴患者采用復(fù)合性國際診斷問卷（Comprehensive International Diagnostic Interview，CIDI），結(jié)果顯示約半數(shù)的慢性耳鳴患者伴有心理障礙，其中包括情感障礙、焦慮及軀體形式障礙等。

總之，目前認為耳鳴是一種以聽覺外周和聽覺中樞病變?yōu)橹?、多因素共同作用的臨床癥狀，聽覺傳導(dǎo)途徑中的神經(jīng)元電活動異常是耳鳴產(chǎn)生的基礎(chǔ)，邊緣系統(tǒng)與自主神經(jīng)系統(tǒng)參與了耳鳴的形成過程。

2 耳鳴動物模型的評價方法

水楊酸鹽、奎寧和噪聲等均能誘導(dǎo)動物耳鳴的發(fā)生［16-19］。制作耳鳴動物模型的成功與否需要經(jīng)科學(xué)評價后確定，常用的評價方法包括行為學(xué)評價和生理學(xué)評價2種。

2.1 行為學(xué)評價 檢測耳鳴的行為學(xué)方法有多種，但所選擇的行為必須是動物容易習(xí)得，比如處理障礙物、舔東西、飲水或爬行等。實驗中動物表現(xiàn)出一種對聲音刺激的反應(yīng)，而在無聲狀態(tài)下表現(xiàn)出與此不同的反應(yīng)。經(jīng)過一定時間，動物會很熟練地對聲音刺激和無聲狀態(tài)做出不同的反應(yīng)。訓(xùn)練成功的動物接受耳鳴誘導(dǎo)物干預(yù)，如耳毒性藥物或噪聲刺激，干預(yù)后的動物再次接受上述訓(xùn)練，觀察它們對無聲狀態(tài)的反應(yīng)。如果動物“患有”耳鳴，則它們對無聲狀態(tài)的反應(yīng)很可能與之前有聲音刺激下的反應(yīng)相同。

Jastreboff在1988年首次利用動物對聲音和無聲狀態(tài)下做出的不同反應(yīng)，證實了注射水楊酸的大鼠確實感受到耳鳴。實驗首先訓(xùn)練口渴的大鼠在聲音狀態(tài)下飲水，無聲狀態(tài)下停止飲水，觀察水楊酸誘導(dǎo)耳鳴的大鼠在“無聲音刺激”條件下做出的反應(yīng)。若大鼠發(fā)生了耳鳴，它將感受不到恐懼信號（無聲）的提示因而繼續(xù)飲水［17］。水楊酸鹽誘導(dǎo)耳鳴模型的成功驗證推動了耳鳴的機制研究。Guitton等［20］利用跳臺逃避實驗檢測大鼠是否存在耳鳴。實驗中首先訓(xùn)練大鼠在10Hz（水楊酸鹽所致耳鳴約為10Hz）的聲音下爬上跳臺。制作模型后，將大鼠置于無聲音刺激的試驗箱中，耳鳴大鼠則繼續(xù)爬上跳臺。Rüttiger等［21］將聲音刺激與獎勵建立條件反射，訓(xùn)練大鼠在噪聲刺激時給予糖水獎勵，無聲條件則不予獎勵。水楊酸鹽誘導(dǎo)耳鳴后，將大鼠置于無聲音刺激的試驗箱中，如果大鼠發(fā)生耳鳴則將繼續(xù)舔舐糖水。Lobarinas等［22］訓(xùn)練煩渴大鼠形成“聲刺激—飲水停止”的條件反射，藥物誘導(dǎo)大鼠耳鳴后，在無聲音刺激情況下不能停止飲水，則證明耳鳴模型成功。

Turner等［23］基于驚嚇可以由噪聲產(chǎn)生及噪聲大小可以被背景白噪聲抑制的事實，制作了大鼠耳鳴的聲音驚嚇刺激反射（whole-body startle reflex，WBS反射）行為模型，其中耳鳴可以填補空白噪聲進而減少背景白噪聲對驚嚇的掩蔽程度。與上述模型相比，該模型無需進行訓(xùn)練，節(jié)省了大量時間。由于驚嚇反射不依賴于習(xí)得行為，對記憶改變和動機狀態(tài)的影響并不明顯，因而驚嚇結(jié)果是由噪聲引起的可能性較大。該實驗不足之處在于，驚嚇反射中樞位于腦干下部，涉及耳蝸神經(jīng)核、外側(cè)丘系及腦橋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此，與耳鳴相同中樞水平的聽力喪失和聽覺過敏可能影響實驗結(jié)果，需要設(shè)計對照試驗排除。豚鼠（guinea pig）的聽覺系統(tǒng)在哺乳動物中較為典型，其低頻聽力與人類的非常相似，因此是研究聽覺系統(tǒng)疾病的良好實驗對象。但豚鼠不宜習(xí)得復(fù)雜訓(xùn)練，Berger等［24］對Turner實驗進行了改進，用Preyer反射代替WBS反射來測量動物的驚嚇刺激，使之適合于豚鼠的研究。

國內(nèi)李明等［25］建立食物抑制法耳鳴動物模型。背景噪聲停止為條件刺激，電擊為非條件刺激。經(jīng)強化訓(xùn)練后形成“背景噪聲停止—攝食減少或停止”的條件反射。觀察動物不再給予電擊后條件反射的消退時間，以判斷動物是否產(chǎn)生了耳鳴。賈明輝［26］等改進飲水抑制法評價耳鳴動物模型是否成功。腹腔注射水楊酸鈉的大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后禁水2 d，將干渴的動物置于隔聲室內(nèi)進行條件反射訓(xùn)練（夜晚進行），以背景噪聲停止為條件刺激，電擊為非條件刺激，條件刺激出現(xiàn)前后各1min動物的舔水時間作為觀察指標(biāo)。經(jīng)強化訓(xùn)練后形成“背景噪聲停止—舔水減少”條件反射。最后，所有動物不再給予電擊，觀察條件反射的消退時間，用“舔水時間”代替“舔水率”判斷動物是否發(fā)生了耳鳴。張恩柱等［27］建立跳臺反射法耳鳴動物行為學(xué)模型，動物于隔音室內(nèi)進行條件反射訓(xùn)練。經(jīng)10～14 d的強化訓(xùn)練后，動物形成“聲刺激—跳臺逃避”的條件反射。條件反射建立后動物給藥，記錄動物在給聲期間和刺激間期跳上跳臺的次數(shù)。跳臺法耳鳴動物模型可有效驗證水楊酸對動物耳鳴的產(chǎn)生。

行為學(xué)評價的模型可以明確實驗動物耳鳴的精神物理學(xué)特性，如音高、響度和耳鳴發(fā)生的時間進程等。但該評價方法比較耗費時間，每只動物在耳鳴之前的訓(xùn)練需要幾周時間達到對聲音和無聲狀態(tài)刺激做出不同的反應(yīng)。此外，需要設(shè)計對照試驗以排除耳鳴可能造成的其他病理狀態(tài)，如聽力喪失、聽覺過敏、動機異常、記憶改變等。

2.2 生理學(xué)評價 耳鳴通常是無外界聲源刺激下對聲音的感知，多數(shù)觀點認為這是由于神經(jīng)自發(fā)活動導(dǎo)致的。生理模型可用于檢測與耳鳴相關(guān)的神經(jīng)活動，包括直接記錄的電生理活動，采用小動物正電子斷層掃描儀（micro positron emission tomography，microPET）和錳離子加強磁共振成像（manganese enhanced magnetic resonance imaging，MEMRI）檢測相關(guān)神經(jīng)活動，分析聽覺中樞的變化，可以很好地對耳鳴進行定性和定位檢測，常用于耳鳴發(fā)生機制的研究［28-29］。其缺點是不能直接證明動物“患有”耳鳴，而是從各種變化中予以推斷。

黃治物等［30］采用電生理學(xué)方法，以耳蝸神經(jīng)活動的平均譜（average spectrum of electrophysiological cochleoneural activity，ASECA）為客觀監(jiān)測指標(biāo)，評價長期注射水楊酸鹽建立的耳鳴動物模型，發(fā)現(xiàn)在耳鳴動物模型中檢測到的ASECA特征性變化可作為耳鳴的客觀指征。

生理學(xué)評價著重于分析與耳鳴相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)變化，用于耳鳴的定性、定位研究，觀察中樞水平信號的變化以解釋耳鳴的發(fā)生機制，同時為耳鳴的檢測提供客觀指征。

3 展望

目前研究多認為耳鳴是一種“全系統(tǒng)疾?。╯ystem-wide）”，聽覺系統(tǒng)和非聽覺系統(tǒng)（如軀體感覺系統(tǒng)、邊緣系統(tǒng)等）均參與其中。運用客觀的評價方法篩選出合理的耳鳴動物模型可進一步推動耳鳴發(fā)生機制的研究，以利于尋求更為有效的干預(yù)方法。

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2012-12-25）

（本文編輯 楊美琴）

北京市衛(wèi)生系統(tǒng)高層次衛(wèi)生技術(shù)人才培養(yǎng)計劃（2011-3-055）

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院耳鼻喉科 北京 100010

劉存志（Email：lcz623780＠126.com）

現(xiàn)為天津中醫(yī)藥大學(xué)2010級碩士研究生 天津 300193

試題9.答案：C。黃斑水腫是葡萄膜炎最常見的并發(fā)癥，也是葡萄膜炎導(dǎo)致視力下降及失明的主要原因，多見于全葡萄膜炎及中間葡萄膜炎，少見于前葡萄膜炎。此外，視網(wǎng)膜下新生血管膜、黃斑前膜及黃斑萎縮也都可并發(fā)于葡萄膜炎。

試題10.答案：C。PRL是使視覺最優(yōu)化的視網(wǎng)膜注視點。當(dāng)黃斑中心凹受損時，一個或多個中心凹周邊的視網(wǎng)膜區(qū)域可以充當(dāng)旁中心注視的作用，此區(qū)域即為優(yōu)選的視網(wǎng)膜注視點；少數(shù)患者不通過訓(xùn)練就能很好地利用PRL提高視功能，但大多數(shù)患者必須通過訓(xùn)練形成穩(wěn)定的固視區(qū)，才可有效提高視功能。