方必興 曾祥麗

中山大學附屬第三醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科(廣州510630)

內耳起源于原始外胚層，于胚胎中期發(fā)育至成人水平，是耳部發(fā)育最早的部分。導致內耳畸形的因素包括遺傳因素、胚胎期前8周有致畸劑暴露史、病毒感染等[1]。遺傳因素在不同胚胎發(fā)育階段影響內耳發(fā)育而導致其畸形（表1）。Jackler[1]通過研究得出內耳畸形里遺傳性因素占據重要地位。廣義的內耳畸形包括骨性，膜性及細胞水平的畸形，臨床上也常把骨性畸形稱為內耳畸形。以往報道其中約20%為骨迷路發(fā)育異常，80%為膜迷路發(fā)育異常。膜迷路發(fā)育異常如果發(fā)生在細胞水平上，迷路形態(tài)一般無異常改變，影像學方法不能顯示，骨迷路發(fā)育異常因其有特殊的形態(tài)學表現可被高分辨率CT診斷。近年來，隨著人工耳蝸植入數量的增加，臨床上迫切需要一種完善的內耳畸形分類標準，但是，遺憾的是目前尚無統(tǒng)一的分類標準。國內外學者都提出過不同的分類方法，1987年Jackler[1]提出內耳畸形分類方法，Sennaroglu等[2]于2017年又做了進一步的說明。

參照Sennaroglu 2017年[3]分類標準進行內耳畸形分類:

①完全性迷路發(fā)育不全；②原始耳囊；③共同腔畸形：耳蝸與前庭融合呈一囊腔；④耳蝸發(fā)育不全：耳蝸與前庭之間分隔正常，但耳蝸較正常小，分為：耳蝸發(fā)育不全Ⅰ型（CH-1）：耳蝸在內聽道處外觀呈一小泡狀結構；耳蝸發(fā)育不全Ⅱ型（CH-2）：耳蝸外形與正常耳蝸相似，耳蝸高度和底轉的寬度小于正常，蝸軸和蝸管內間隔發(fā)育不良，僅底轉的蝸軸和蝸管內間隔存在；耳蝸發(fā)育不全Ⅲ型（CH-3）：耳蝸結構與正常耳蝸相似，轉數小于2，耳蝸高度和底轉寬度小于正常值，蝸軸和蝸管內間隔的總長度較正常的短；耳蝸發(fā)育不全IV型（CH-4）：耳蝸小于2轉，耳蝸底轉正常，頂轉中轉極度發(fā)育不良，且位置更靠前、靠中央，蝸軸和蝸管內間隔僅存在于底轉；⑤耳蝸缺失；⑥耳蝸分隔不全：耳蝸大小正常，但耳蝸與前庭之間分隔不全，分為：不完全分隔Ⅰ型（IP-1）：耳蝸缺乏全部蝸軸及篩區(qū)，耳蝸呈囊狀；不完全分隔Ⅱ型（IP-2）：即Mondini畸形，頂部的蝸軸和蝸管內間隔發(fā)育缺陷，CT表現為頂轉和中轉融合，伴有前庭水管和內淋巴囊擴大，半規(guī)管短?。徊煌耆指簪笮停↖P-3）：耳蝸外觀正常，骨螺旋板正常但全部蝸軸缺乏，耳蝸呈囊狀；為X連鎖遺傳性聾。⑦耳蝸開口異常：耳蝸開口狹窄或者缺失。⑧前庭水管擴大：正常耳蝸伴前庭水管擴大，后迷路和中蓋之間的中點大于1.5mm為前庭水管擴大——大多數先天性聽力損失原因（80%）是膜性畸形，不會表現出骨性異常[3]，EVA和IP-II的區(qū)別在于耳蝸在HRCT和MRI上表現是完全正常的。在某些情況下，顳骨的高分辨率計算機斷層掃描和磁共振成像顯示正常結果，是否存在前庭水管的骨性管道沒有擴大，而是骨外的囊性擴大，導致有前庭水管擴大的臨床表現但是在CT上常常沒有顯影，此時需要進一步檢查確認。

Jackler認為內耳在胚胎發(fā)育的不同階段受到遺傳因素的影響，可出現內耳發(fā)育畸形或者發(fā)育停滯。現將胚胎發(fā)育不同階段內耳發(fā)育產生異常情況整理如表1。但是需要注意的是前庭半規(guī)管基本形態(tài)具備的情況下，可能因為聽力正常和前庭功能代償的原因掩蓋潛在的病變[4]。

有研究表明[5]，新生兒先天性感音神經性聾患者發(fā)生率為1‰-2‰，其中20%-30%顳骨CT顯示內耳存在異常。先天性聾中，60%以上發(fā)病與基因突變有關，在這部分患者中，70%為非綜合征型先天性聾，30%為綜合征型先天性聾，多數致病基因都導致以感音神經性聾或混合性聾為主的臨床表型。因此，研究先天性聾中內耳畸形的基因突變和內耳畸形的關系則顯得尤其重要。在這里，我們將迄今為止已經明確的內耳發(fā)育畸形相關基因突變做個總結。

1.SLC26A4基因位于染色體7q22.3，是非綜合征型隱性遺傳性聾DNFB4及綜合征型聾Pendred綜合征的責任基因。1997年Everett等[6]報道了在一個常染色體隱性遺傳性疾病—Pendred綜合征(前庭水管擴大綜合征或Mondini畸形除外)的家系中首先將其克隆。Fitoz等[7]對14個存在內耳畸形的16名家庭成員進行測序研究，發(fā)現SLC26A4基因突變只與前庭水管擴大（EVA）和合并EVA的Mondini畸形有關。Pendrin蛋白(SLC26A4基因的編碼蛋白)在內耳主要表達于內淋巴管和內淋巴囊，參與介導氯離子的轉運，維持內淋巴液的離子平衡。Goldfeld[8]認為SLC26A4基因突變導致的內淋巴囊水腫是導致內耳骨性畸形的原因，內淋巴囊的擴大可能同時影響耳蝸蝸軸的螺旋形態(tài)，導致Mondini畸形。以上理論解釋了EVA組與EVA合并Mondini畸形組在等位基因突變頻率上無顯著差異的原因，進一步證明了EVA和EVA有關的Mondini畸形與SLC26A4基因突變密切相關。Ito等[9]指出，在沒有發(fā)現SLC26A4突變情況下SIX1中Y129C突變也可能導致EVA和鰓-耳綜合征（BO）。

表1 胚胎發(fā)育不同階段內耳發(fā)育異常情況Table 1 Different stages of embryonic development and the corresponding inner ear malformations

2.KCNJ10基因位于染色體1q23.2。編碼ATP敏感的內整流鉀離子通道Kir4.1，是產生和維持耳蝸內電位的關鍵[10]。Takeuchi[11]發(fā)現Kir4.1表達于中間細胞的頂膜、螺旋神經節(jié)的衛(wèi)星膠質細胞。Rozengurt[12]發(fā)現Kir4.1還微弱表達于圍繞外毛細胞的Deiters細胞。KCNJ10突變或缺失時常表現在顯微結構的畸形，即細胞水平的畸形，內毛細胞和外毛細胞減少，螺旋神經節(jié)及其中樞突快速變性，可導致癲癇，共濟失調，感音神經性耳聾，SeSAME綜合征（驚厥，感音神經性耳聾，共濟失調，智力低下和電解質紊亂）的聽力喪失[10]。

3.CHD7基因位于染色體8q12.2。編碼ATP依賴性染色質域-DNA結合蛋白7。CHARGE綜合征（CS）是由CHD7基因中雜合致病變異體引起的常染色體顯性遺傳病。常見半規(guī)管發(fā)育不良或發(fā)育不全，嗅球的異常以及耳蝸神經缺失[13]。CS由于既可以出現耳蝸，耳蝸神經或其他內耳結構（例如，前庭水管）的異常也可以外耳和中耳結構畸形，所以可以表現感覺神經性聽力損失（Sensorineural hearing loss,SNHL），也可以是純傳導性的聽力損失（CHL）。CHD7在成熟的內外毛細胞，螺旋神經節(jié)神經元，前庭感覺上皮細胞和中耳小骨中高度表達[14]。對此，Choo等[15]人在CHD7突變相關疾病的診斷和治療上做了較詳細的講述。

4.CDH23基因位于染色體10q22.1。小鼠突變體在Cadherin23（Cdh23）中含有突變，是Usher綜合征1D型的模型，其特征在于先天性耳聾，前庭功能障礙和漸進性視網膜色素變性的青春前期發(fā)作[16]。有學者[17]通過回顧性分析診斷性高分辨CT顳骨掃描和磁共振成像（MRI）認為患有CDH23致病性變異的兒童患半規(guī)管裂（SCD）的風險顯著增加，這可能是Usher綜合征1D型患者人群中前庭功能障礙的一個促成因素。

5.FGF3基因位于染色體11q13.3。編碼成纖維細胞生長因子3(fibroblast growth factor 3，FGF-3)。FGF-3受體是骨生長過程中的骨化的負調節(jié)蛋白，可以抑制軟骨細胞增值，是聽囊正確分化所必須的。Ramsebner等[18]首次描述了內耳畸形和外耳發(fā)育異常與FGF-3的P.R95W突變有關。通過在內耳畸形、小耳畸形的常染色體遺傳家族中進行FGF-3基因序列檢測，發(fā)現P.R95W錯義突變，突變造成精氨酸被色氨酸取代，使得編碼FGFR-2與FGF-3互相干擾。

6.LMX1a基因位于染色體1q23.3。編碼蛋白是一種含LIM同源結構域的轉錄因子，它是多個器官形成所必需的蛋白質。lmx1a在內耳的早期階段廣泛表達，但其表達很快限于內耳的非感覺區(qū)域。Koo等[19]研究發(fā)現在一個Lmx1a功能缺陷突變體中，內耳缺乏非感覺結構，并且內淋巴管和膜迷路發(fā)育不良。Steffes等[20]發(fā)現 mtl和 bsd是Lmx1a基因的新突變等位基因，mtl和bsd純合突變顯示缺乏內淋巴管和半規(guī)管，并具有短的耳蝸管。這兩個新的Lmx1a等位基因的特征突出了該基因在耳蝸和前庭系統(tǒng)發(fā)育中的關鍵作用。

7.SOX2基因位于染色體3q26.33。SOX2是耳蝸毛細胞發(fā)育的關鍵基因，在耳基板的神經感覺域中表達[21]。SOX2的功能依賴于其直接結合Atoh1調控區(qū)域并激活其表達的能力。這個功能很可能是通過其他基因的互動來介導的。然而，Sox2調控神經元基因似乎是矛盾的，因為它也抑制Atoh1的功能，從而抑制毛細胞的分化。這是因為Sox2觸發(fā)了一個不連貫的前饋回路，與Atoh1的激活平行，誘導產生抵消其功能的抑制因子[22]，所以SOX2突變將打亂與Atoh1的平衡而導致耳蝸發(fā)育不全。

8.SOX10基因位于染色體22q13.1，編碼的蛋白是一種轉錄因子，調節(jié)神經嵴細胞發(fā)育與分化。SOX10基因突變可導致神經嵴發(fā)育異常類疾病，如瓦登伯格綜合征，是最常見的綜合征型耳聾。研究表明[23,24]，SOX10基因在內耳發(fā)育早期廣泛表達于耳板及耳囊，SOX10基因表達缺失的斑馬魚和蟾蜍胚胎均可觀察到耳囊發(fā)育異常。表明SOX10基因在內耳發(fā)育胚胎發(fā)育中扮演重要角色。

9.TBX1基因位于染色體22q11.21。編碼的T-boxl是轉錄因子，是腭心面綜合征的責任基因，主要作用是保證了頭面部及頸部骨骼和肌肉的大血管以及內耳血管的正常發(fā)育，在胚胎發(fā)育組織器官中起到非常重要的作用。腭心面綜合征患者大多有傳導性聾，但少數情況也有表現感音神經性耳聾。

10.OLIG基因位于染色體21q22.11。以往報道OLIG基因是基本的螺旋-環(huán)-螺旋轉錄因子，在中樞神經系統(tǒng)發(fā)育中起重要作用。然而，盡管耳囊和神經管發(fā)育具有相似性，但是這個家族的成員并不認為與內耳發(fā)育有關。之后Kanaya等[25]人研究發(fā)現OLIG1開始在耳囊的腹側區(qū)域表達，OLIG2表達定位于從E12.5到E14.5的耳蝸前庭神經節(jié)。OLIG基因突變，可以導致耳囊和神經管發(fā)育不良，耳蝸前庭神經節(jié)異常。此外，在內耳發(fā)育的早期階段，0LIG1表達結構域與Sox2和Jagged1陽性的區(qū)域重疊。這一觀察結果表明，OLIG1在內耳發(fā)育中的功能域中同樣發(fā)揮重要作用。

11.ZIC2基因位于染色體13q32.3。ZIC基因參與包括耳朵在內的許多器官系統(tǒng)的發(fā)育信號傳導途徑。Chervenak等[26]檢測了 ZIC1，ZIC2和ZIC4在小鼠突變體內耳發(fā)育過程中的作用，發(fā)現來自ZIC2（kd/kd）和ZIC2（Ku/Ku）突變體的內耳在內淋巴管/囊和半規(guī)管形成以及內耳的耳蝸延伸中具有嚴重的形態(tài)學缺陷，證明ZIC基因是內耳形態(tài)發(fā)生所必需的。ZIC2喪失功能并不能阻止初始的聽泡模式，但會導致分子異常伴隨內淋巴管的形態(tài)發(fā)生。功能性聽力缺陷通常伴隨內耳畸形，使得ZIC2成為鑒定人類聽力喪失遺傳基礎的新型候選基因。

12.DIAPH3基因 位于染色體13q21.2。DIAPH3突變導致該基因的2至3倍過量表達引起延遲發(fā)作的漸進性聾，稱為AUNA1（聽神經病，非綜合征型，常染色體顯性）。DIAPH3過表達導致Corti器官在掃描電子顯微鏡下顯示內毛細胞（IHC）靜纖毛異常，而外毛細胞（OHC）基本上是完好的[27]。

13.TMPRSS3基因位于染色體21q22.3。TMPRSS3基因編碼跨膜絲氨酸蛋白酶，是常見的幾個聽力喪失基因之一。在聽覺通路中的準確功能仍不清楚。Lee等[28]首次在純合狀態(tài)下鑒定到以前研究中僅在復合雜合狀態(tài)下檢測到的p.A306T突變，此外，臨床評估發(fā)現p.A306T突變患者的雙側擴張型前庭，提示TMPRSS3基因p.A306T突變可能與前庭異常有關。

14.TRP63基因位于染色體3q28。以往我們知道外胚層發(fā)育異常是一組遺傳性常染色體顯性綜合征，與腫瘤蛋白P63（TRP63）基因中的雜合突變有關。然而，Terrinoni等[29]發(fā)現，TRP63突變的部分患者具有不同程度的耳聾。P63無效的小鼠胚胎顯示明顯的耳蝸異常，Corti器官的形態(tài)學缺陷，具有額外的毛細胞，并且P63（TAp63）蛋白的反式激活型通常在Corti器官中發(fā)現參與耳蝸神經上皮的發(fā)育。

15.JAG1基因 位于染色體20p12.2。Vrijens等[30]發(fā)現小鼠突變體Ozzy小鼠在前庭眼反射（VOR）中顯示出明顯的缺陷。突變體內耳的CT掃描顯示至少一個半規(guī)管和壺腹部的狹窄和截斷，并且頻率特異性聽覺誘發(fā)腦干反應（ABR）測試顯示與野生型同窩出生者相比，在中頻范圍內有輕微的閾值增加。隨后，在突變體Jag1基因中發(fā)現499T→A錯義突變，導致色氨酸（W167R）的取代。Jag1人類同系物突變引起Alagille綜合征（AGS），這是一種常染色體顯性疾病，在人類患者中，偶爾會影響腎臟或內耳等其他器官系統(tǒng)。

16.線粒體基因T7511C T7511C突變以往只在非綜合征型聽力損失中有報道，然而，Ishikawad等[31]報道T75llC突變與顳骨組織病理學異常有關，包括顯微結構上血管紋、毛細胞和螺旋神經節(jié)的缺失，研究中發(fā)現T7511C突變患者耳蝸的所有圈中螺旋神經節(jié)細胞的嚴重損失，Corti器官在基底回轉中顯示內部和外部毛細胞的分散損失，耳蝸的所有圈中都觀察到血管紋的部分萎縮。線粒體基因突變可以出現突變型mtDNA和野生型mtDNA共存現象，經過多代傳遞，突變積累增多，達到一定程度后出現相關疾病表現。

17.POU3F4/BRN4位于染色體Xq21.1。編碼蛋白屬于轉錄因子，是POU結構域。POU3F4/BRN4突變可以導致DFNX2（X連鎖非綜合征型聾，包括傳導性聾、混合性聾和感音神經性聾）。李慶忠等[32]研究發(fā)現POU3F4是導致中國先天性內耳畸形的分子病理機制之一。TBX1和BRN4通常在耳囊周圍間質細胞表達，主要作用是協(xié)同耳蝸自然生長。TBX1和BRN4同時突變比起TBX1或BRN4的單個突變顯示耳蝸螺旋圈數減少[33]。POU3F4/BRN4參與聽泡早期分化，而導致內耳畸形，在顳骨軸位CT上發(fā)現POU3F4突變的患者可能具有以下異常:1.內聽道異常擴大;2.內聽道底部與耳蝸或前庭有異常交通;3.耳蝸畸形(包括擴大或形態(tài)異常);4.后半規(guī)管腳擴大。POU3F4基因突變患者在鐙骨底板固定時,易導致外淋巴液從前庭窗涌出,即“鐙井噴”，對此應額外注意[34]。

現將已知內耳畸形相關疾病及其致病基因總結如下表2。

新生兒先天性感音神經性聾發(fā)生率為1‰-3‰，其中只有20%-30%能經過現在的CT,MRI技術檢測出其內耳的骨性結構異常[5]。已知的致聾基因突變已達147個遺傳性耳聾基因，未來還會不斷增加。因為目前尚無法明確全部致聾基因的功能及致聾機制，其中是否還有導致內耳膜性結構畸形、細胞水平畸形的突變，仍有待進一步的研究。內耳畸形表現復雜，多種基因突變可以表現同一種畸形表現；一種基因在不同位點的突變又可以有不同的畸形表現。雙側對稱的耳蝸前庭畸型的病因可能是遺傳性的，而雙側不對稱者可能受外界因素影響所致。所以需要我們不斷探討，采用科學的先天性內耳畸形分類方法，科學客觀的態(tài)度了解它，解決它。分析內耳畸形和基因突變的關系以進一步選擇治療手段，這對人口的優(yōu)生優(yōu)育和醫(yī)學的發(fā)展都具有重要的意義。

表2 內耳畸形疾病及其相關致病基因Table 2 Inner ear malformations and related pathogenic genes