韓麗麗 劉存志 石廣霞
·綜 述·
耳鳴的發(fā)生機(jī)制與動(dòng)物模型評(píng)價(jià)方法△
韓麗麗 劉存志 石廣霞
耳鳴作為一種主觀感覺,難以對(duì)其進(jìn)行客觀評(píng)價(jià);耳鳴動(dòng)物模型較難研制成功,這限制了耳鳴的機(jī)制研究及其治療方法的發(fā)展。本文就耳鳴的發(fā)生機(jī)制以及動(dòng)物模型的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了總結(jié),為建立合理的動(dòng)物模型及其評(píng)價(jià)方法提供思路和依據(jù)。目前,耳鳴機(jī)制的研究重點(diǎn)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(píng)價(jià)方法主要分為行為學(xué)評(píng)價(jià)和生理學(xué)評(píng)價(jià)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(gè)單獨(dú)的病證,是當(dāng)今公認(rèn)的世界難治性疾病之一[1]。美國(guó)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(yán)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(yán)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(huì)和醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注。本文主要就耳鳴機(jī)制及動(dòng)物模型成功與否的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了總結(jié)。
耳鳴的發(fā)病機(jī)制目前尚未明確。早期認(rèn)為耳蝸的功能異常是其主要產(chǎn)生機(jī)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(rèn)為,耳鳴產(chǎn)生于聽覺皮質(zhì)下中樞對(duì)神經(jīng)末梢微弱信號(hào)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(jiǎn)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(shí)驗(yàn)大鼠耳鳴相關(guān)的癥狀。該實(shí)驗(yàn)為耳鳴的治療提供了新的思路。目前,耳鳴機(jī)制的研究重點(diǎn)向中樞神經(jīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移,普遍認(rèn)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(hào)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(zhǎng)相關(guān)蛋白-43(growth-associated protein-43,GAP-43)和細(xì)胞骨架活性調(diào)節(jié)蛋白(activity re-gulated cytoskeleton associated protein,ARC)陽(yáng)性神經(jīng)元的表達(dá)增加,推測(cè)它們?cè)诙Q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(dá)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(dòng)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(dá)呈動(dòng)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(jìn)而導(dǎo)致丘腦到聽覺皮質(zhì)的傳輸信號(hào)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(xì)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(dòng)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(duì)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(shí)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(xiàng)臨床研究中,Zirke等[15]對(duì)慢性耳鳴患者采用復(fù)合性國(guó)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(rèn)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(dòng)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。
水楊酸鹽、奎寧和噪聲等均能誘導(dǎo)動(dòng)物耳鳴的發(fā)生[16-19]。制作耳鳴動(dòng)物模型的成功與否需要經(jīng)科學(xué)評(píng)價(jià)后確定,常用的評(píng)價(jià)方法包括行為學(xué)評(píng)價(jià)和生理學(xué)評(píng)價(jià)2種。
2.1 行為學(xué)評(píng)價(jià) 檢測(cè)耳鳴的行為學(xué)方法有多種,但所選擇的行為必須是動(dòng)物容易習(xí)得,比如處理障礙物、舔東西、飲水或爬行等。實(shí)驗(yàn)中動(dòng)物表現(xiàn)出一種對(duì)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(shí)間,動(dòng)物會(huì)很熟練地對(duì)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(dòng)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(dòng)物再次接受上述訓(xùn)練,觀察它們對(duì)無聲狀態(tài)的反應(yīng)。如果動(dòng)物“患有”耳鳴,則它們對(duì)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(dòng)物對(duì)聲音和無聲狀態(tài)下做出的不同反應(yīng),證實(shí)了注射水楊酸的大鼠確實(shí)感受到耳鳴。實(shí)驗(yàn)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(hào)(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(yàn)證推動(dòng)了耳鳴的機(jī)制研究。Guitton等[20]利用跳臺(tái)逃避實(shí)驗(yàn)檢測(cè)大鼠是否存在耳鳴。實(shí)驗(yàn)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(tái)。制作模型后,將大鼠置于無聲音刺激的試驗(yàn)箱中,耳鳴大鼠則繼續(xù)爬上跳臺(tái)。Rüttiger等[21]將聲音刺激與獎(jiǎng)勵(lì)建立條件反射,訓(xùn)練大鼠在噪聲刺激時(shí)給予糖水獎(jiǎng)勵(lì),無聲條件則不予獎(jiǎng)勵(lì)。水楊酸鹽誘導(dǎo)耳鳴后,將大鼠置于無聲音刺激的試驗(yàn)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(shí),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(bǔ)空白噪聲進(jìn)而減少背景白噪聲對(duì)驚嚇的掩蔽程度。與上述模型相比,該模型無需進(jìn)行訓(xùn)練,節(jié)省了大量時(shí)間。由于驚嚇反射不依賴于習(xí)得行為,對(duì)記憶改變和動(dòng)機(jī)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果,需要設(shè)計(jì)對(duì)照試驗(yàn)排除。豚鼠(guinea pig)的聽覺系統(tǒng)在哺乳動(dòng)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(shí)驗(yàn)對(duì)象。但豚鼠不宜習(xí)得復(fù)雜訓(xùn)練,Berger等[24]對(duì)Turner實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn),用Preyer反射代替WBS反射來測(cè)量動(dòng)物的驚嚇刺激,使之適合于豚鼠的研究。
國(guó)內(nèi)李明等[25]建立食物抑制法耳鳴動(dòng)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(qiáng)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(dòng)物不再給予電擊后條件反射的消退時(shí)間,以判斷動(dòng)物是否產(chǎn)生了耳鳴。賈明輝[26]等改進(jìn)飲水抑制法評(píng)價(jià)耳鳴動(dòng)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(dòng)物置于隔聲室內(nèi)進(jìn)行條件反射訓(xùn)練(夜晚進(jìn)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(dòng)物的舔水時(shí)間作為觀察指標(biāo)。經(jīng)強(qiáng)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(dòng)物不再給予電擊,觀察條件反射的消退時(shí)間,用“舔水時(shí)間”代替“舔水率”判斷動(dòng)物是否發(fā)生了耳鳴。張恩柱等[27]建立跳臺(tái)反射法耳鳴動(dòng)物行為學(xué)模型,動(dòng)物于隔音室內(nèi)進(jìn)行條件反射訓(xùn)練。經(jīng)10~14 d的強(qiáng)化訓(xùn)練后,動(dòng)物形成“聲刺激—跳臺(tái)逃避”的條件反射。條件反射建立后動(dòng)物給藥,記錄動(dòng)物在給聲期間和刺激間期跳上跳臺(tái)的次數(shù)。跳臺(tái)法耳鳴動(dòng)物模型可有效驗(yàn)證水楊酸對(duì)動(dòng)物耳鳴的產(chǎn)生。
行為學(xué)評(píng)價(jià)的模型可以明確實(shí)驗(yàn)動(dòng)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(shí)間進(jìn)程等。但該評(píng)價(jià)方法比較耗費(fèi)時(shí)間,每只動(dòng)物在耳鳴之前的訓(xùn)練需要幾周時(shí)間達(dá)到對(duì)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(jì)對(duì)照試驗(yàn)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(dòng)機(jī)異常、記憶改變等。
2.2 生理學(xué)評(píng)價(jià) 耳鳴通常是無外界聲源刺激下對(duì)聲音的感知,多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為這是由于神經(jīng)自發(fā)活動(dòng)導(dǎo)致的。生理模型可用于檢測(cè)與耳鳴相關(guān)的神經(jīng)活動(dòng),包括直接記錄的電生理活動(dòng),采用小動(dòng)物正電子斷層掃描儀(micro positron emission tomography,microPET)和錳離子加強(qiáng)磁共振成像(manganese enhanced magnetic resonance imaging,MEMRI)檢測(cè)相關(guān)神經(jīng)活動(dòng),分析聽覺中樞的變化,可以很好地對(duì)耳鳴進(jìn)行定性和定位檢測(cè),常用于耳鳴發(fā)生機(jī)制的研究[28-29]。其缺點(diǎn)是不能直接證明動(dòng)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(dòng)的平均譜(average spectrum of electrophysiological cochleoneural activity,ASECA)為客觀監(jiān)測(cè)指標(biāo),評(píng)價(jià)長(zhǎng)期注射水楊酸鹽建立的耳鳴動(dòng)物模型,發(fā)現(xiàn)在耳鳴動(dòng)物模型中檢測(cè)到的ASECA特征性變化可作為耳鳴的客觀指征。
生理學(xué)評(píng)價(jià)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(hào)的變化以解釋耳鳴的發(fā)生機(jī)制,同時(shí)為耳鳴的檢測(cè)提供客觀指征。
目前研究多認(rèn)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(yùn)用客觀的評(píng)價(jià)方法篩選出合理的耳鳴動(dòng)物模型可進(jìn)一步推動(dòng)耳鳴發(fā)生機(jī)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(jì)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(jí)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(diǎn)。當(dāng)黃斑中心凹受損時(shí),一個(gè)或多個(gè)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(diǎn);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。