非綜合征型耳聾基因與聽力學(xué)表型的研究進(jìn)展

郭曉宇 王波 賀娟 任志宏 肖偉利 李雪芹 丁海濤★

耳聾指聽覺傳導(dǎo)通路出現(xiàn)器質(zhì)性或功能性改變，是從幼兒到老年所有年齡組中最常見的感覺缺陷，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量［1］。根據(jù)世界衛(wèi)生組織最新統(tǒng)計(jì)，在所有致殘?jiān)蛑?，聽力損失是致殘的第四大主要因素，占所有致殘?jiān)虻?.8%［2］。在引起耳聾的所有因素中，至少有50%的先天性或早發(fā)性聽力損失具有遺傳來源，其中以耳聾為唯一癥狀的非綜合征性耳聾（Non Syndromic Hearing Loss，NSHL）約占遺傳性耳聾的70%［3-4］。隨著第一個(gè)NSHL 相關(guān)基因POU3F4的成功克?。?］，大量研究者開始關(guān)注NSHL 相關(guān)基因的探索和研究。迄今為止，已超過140 種NSHL 相關(guān)基因被成功克隆，然而更多的遺傳因素仍然是未知的，而且部分耳聾基因的突變極為罕見，只在單個(gè)或少數(shù)的家族中被報(bào)道。

據(jù)中國(guó)突發(fā)性耳聾多中心臨床調(diào)研統(tǒng)計(jì)：對(duì)于沒有任何相關(guān)醫(yī)學(xué)方法處理的耳聾患者，根據(jù)聽力損失累及的頻率和程度可分為高頻下降型、低頻下降型、平坦降低型和全聾型［6］。有研究證明，不同的耳聾基因突變會(huì)對(duì)應(yīng)不同的聽力學(xué)表型［3］。本文就NSHL 基因型和其臨床常見聽力學(xué)表型的關(guān)系作一綜述，對(duì)NSHL 的治療和預(yù)后具有一定的指導(dǎo)意義。

1 高頻下降型耳聾

GJB2基因定位于13q12 號(hào)染色體，參與縫隙連接蛋白26（Connexin26，Cx26）的編碼［7］。Cx26蛋白是鉀離子去極化進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的重要通道，在耳蝸細(xì)胞間的信息傳遞和鉀離子循環(huán)中發(fā)揮重要作用，如果該蛋白缺乏會(huì)引起耳蝸發(fā)育障礙和毛細(xì)胞變性，從而引起先天性感音神經(jīng)性耳聾，而耳聾的嚴(yán)重程度取決于基因突變的具體類型［8］。GJB2基因是導(dǎo)致NSHL 最常見的突變基因，該基因引起的遺傳性耳聾以常染色體隱性遺傳較為多見，目前已發(fā)現(xiàn)的眾多可導(dǎo)致耳聾的GJB2突變類型中，以4 種突變形式最為常見（c.235delC、c.299-300delAT、c.35delG 和c.176-199delGCTGCAAGAACGTGTG）。在中國(guó)NSHL患者中，GJB2基因的總突變頻率大于25%，其最常見的突變類型是c.235delC，占突變基因的65.16%［9］。

SLC26A4基因最早連鎖于Pendred 綜合征，并定位于7q31.4 號(hào)染色體，該基因編碼具有11 個(gè)高度疏水性跨膜結(jié)構(gòu)域的pendrin 蛋白，其編碼區(qū)和剪接位點(diǎn)的突變會(huì)導(dǎo)致伴前庭導(dǎo)水管擴(kuò)張的非綜合征型耳聾［10］。SLC26A4突變是導(dǎo)致我國(guó)NSHL的第二大主要原因，其突變譜在不同種族和地域存在明顯差異。在中國(guó)，SLC26A4基因變異占耳聾基因檢測(cè)陽(yáng)性檢出率的14.54%，其中ivs7-2A＞G 突變最常見［11］。

線粒體DNA12SrRNA 基因突變的患者對(duì)氨基糖苷類藥物敏感，因此建議在使用氨基糖苷類藥物前進(jìn)行12SrRNA 突變篩查。該基因突變?cè)趪?guó)內(nèi)新生兒篩查中的檢出率約為0.25%［12］。有研究證明，某些線粒體tRNA 突變可能與線粒體DNA突變有協(xié)同作用，調(diào)節(jié)線粒體DNA 的突變表型。而這些tRNA 突變會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)和功能改變，并引起tRNA 代謝失敗，損害線粒體的翻譯和呼吸功能，致使耳蝸和前庭細(xì)胞中的ATP 生成減少，導(dǎo)致耳蝸和前庭細(xì)胞的功能障礙或死亡，從而導(dǎo)致耳聾［13］。

GJB3基因是我國(guó)本土克隆和鑒定的第一個(gè)耳聾致病基因，主要引起進(jìn)行性語后聾，編碼縫隙連接蛋白31，表達(dá)于耳蝸毛細(xì)胞［3］。在中國(guó)，GJB3基因變異的攜帶率約為0.37%［12］。此外，GJB3基因突變也與變異性紅斑角化癥（Variant Erythema Keratosis，EKV）以及神經(jīng)病變有關(guān)［14］。

SYNE4基因編碼nesprin-4 蛋白，一種在內(nèi)耳毛細(xì)胞中表達(dá)的核膜蛋白。由于該基因突變，使編碼的nesprin-4 蛋白不能準(zhǔn)確定位在核膜上，造成毛細(xì)胞核的錯(cuò)誤定位以及毛細(xì)胞變性。最新研究表明，一種合成腺相關(guān)病毒AAV9-PHP.B 將SYNE4基因的編碼序列轉(zhuǎn)染到該基因突變的小鼠中，可以導(dǎo)致毛細(xì)胞形態(tài)還原和聽覺功能幾乎完全恢復(fù)，且沒有觀察到不良影響［15］。

OTOGL基因的結(jié)構(gòu)與上皮細(xì)胞分泌的粘蛋白家族相似，編碼otogelin 蛋白，該蛋白正常翻譯為一種蓋膜成分。眾所周知，外毛細(xì)胞的靜纖毛錨定于蓋膜中，共同組成機(jī)械傳感細(xì)胞器，可將聲音引起的振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。OTOGL基因突變則會(huì)擾亂這個(gè)進(jìn)程，并導(dǎo)致進(jìn)行性語前聾［3，16］。在我國(guó)，已報(bào)道了4 個(gè)隱性等位基因（c.2773C＞T、c.2826C＞G、c.4455G＞A、c.875C＞G）可引起NSHL［17］。

高頻下降型耳聾是指2 000 Hz（含）以上頻率聽力下降，至少4 000 Hz 與8 000 Hz 處聽力損失不低于20 dB。其特征是聲音可以正常傳入，但患者對(duì)于聲音的分辨能力降低。其治療難度較大，預(yù)后效果差。因此，對(duì)不同人群進(jìn)行基因篩查在一定程度上可以早期預(yù)防并獲得良好的預(yù)后。

2 低頻下降型耳聾

DIAPH1基因突變可導(dǎo)致常染色體顯性遺傳的非綜合征感音神經(jīng)性耳聾，其特征是從兒童期開始出現(xiàn)進(jìn)行性語后聾，從低頻區(qū)開始，在整個(gè)頻率范圍內(nèi)逐漸加重［3］。DIAPH1基因定位于5q31.3 號(hào)染色體，編碼diaphanous 相關(guān)蛋白家族成員diaphanous homolog 1 蛋白（DIAPH1），該蛋白在肌動(dòng)蛋白微絲和微管細(xì)胞骨架組裝過程中起到重要的調(diào)節(jié)作用，其基因突變可能會(huì)導(dǎo)致立體纖毛的異常排列和功能障礙［18-19］。

WFS1基因定位于4q16 號(hào)染色體，跨度為33.4 kb，編碼一種由890 個(gè)氨基酸組成的跨膜蛋白，在維持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮著重要作用［20］。該基因突變致使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激并造成早期細(xì)胞功能障礙和死亡，誘發(fā)NSHL 和Wolfram 綜合征［3，20］。在低頻感音神經(jīng)性耳聾家庭中，WFS1突變可占30%～80%［21］。

CCDC50基因編碼Ymer 蛋白，這是一種表皮生長(zhǎng)因子介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)效應(yīng)器，在成人內(nèi)耳中，Ymer 蛋白的定位僅限于耳蝸的柱狀細(xì)胞、血管紋和前庭感覺上皮細(xì)胞，并與微管的細(xì)胞骨架有空間重疊。CCDC50基因的突變可能會(huì)導(dǎo)致成人聽覺系統(tǒng)柱狀細(xì)胞和血管紋中基于微管的細(xì)胞骨架解聚，造成柱狀細(xì)胞和血管紋萎縮［22-23］。

TNC基因定位于染色體9q31.3-q34.3 上跨越28.54 Mb 的區(qū)域，編碼一種多功能六聚糖蛋白Tenascin-C，是細(xì)胞外基質(zhì)（Extracellular Matrix，ECM）糖蛋白的一員，存在于基底膜和耳蝸骨螺旋層中，是哺乳動(dòng)物基底膜的主要成分之一［24］。由于內(nèi)耳的基底膜調(diào)節(jié)著內(nèi)淋巴和外淋巴之間的液體和離子運(yùn)輸，該基因突變可能會(huì)導(dǎo)致離子的穩(wěn)態(tài)紊亂［24-25］。

低頻下降型耳聾指1 000 Hz（含）以下頻率聽力下降，至少250 與500 Hz 處聽力損失≥20 dB。其治療預(yù)后效果較好。因此，在耳聾未進(jìn)行性發(fā)展到重度聽力損失之前進(jìn)行有效的早期診斷對(duì)于該類型患者顯得尤為重要。

3 平坦下降型耳聾

MYH14基因是一個(gè)噪聲性耳聾易感基因的候選基因，廣泛表達(dá)于內(nèi)耳細(xì)胞，編碼肌球蛋白家族中的非肌肉肌球蛋白Ⅱ重鏈C（Nonmuscle Myosin Heavy ChainⅡ-C，NMHCⅡC），該蛋白參與許多細(xì)胞運(yùn)動(dòng)過程，如離子門控通道、細(xì)胞器易位以及細(xì)胞骨架重排［26］。

GRHL2基因編碼一種在人類上皮組織中表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)節(jié)上皮組織的形態(tài)，并在緊密連接的相關(guān)成分中發(fā)揮重要作用［27］。2002年，在一個(gè)患有輕度至中度進(jìn)行性雙側(cè)感音神經(jīng)性耳聾的北美家庭中，該基因首次與常染色體顯性遺傳性耳聾相關(guān)聯(lián)［28］。同時(shí)有研究證明，GRHL2基因突變與年齡相關(guān)性聽力障礙（也稱老年性聾）密切相關(guān)［29］。

TMC1基因位于9q21.13 號(hào)染色體，與常染色體隱性和顯性非綜合征性耳聾均相關(guān)，主要表達(dá)于耳蝸毛細(xì)胞，并編碼毛細(xì)胞機(jī)械電轉(zhuǎn)導(dǎo)通道的跨膜通道蛋白，該蛋白質(zhì)含有760 個(gè)氨基酸，且有六個(gè)跨膜區(qū)［30-31］。

P2RX2基因由10 個(gè)外顯子組成，編碼嘌呤受體P2X 配體門控性離子通道2（Purinergic Receptor P2X Ligand-gated Ion Channel 2，P2X2），該受體以相同亞單位的三聚體形式聚集［32］。P2RX2基因在內(nèi)耳毛細(xì)胞的立體纖毛、支持細(xì)胞以及耳蝸的螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元中表達(dá)，調(diào)節(jié)聲音的傳導(dǎo)，同時(shí)也對(duì)耳蝸毛細(xì)胞起到保護(hù)作用［33］。

DMXL2基因位于15q21.2 號(hào)染色體，編碼rabconnectin-3a 蛋白，該蛋白是一種由3036 個(gè)氨基酸組成的囊泡蛋白，主要定位于基底膜毛細(xì)胞的鈣離子通道中，并凝聚在突觸小泡上，參與神經(jīng)遞質(zhì)分泌［34］。綜上所述，大多數(shù)NSHL 患者都是從高頻聽力開始下降，進(jìn)行性加重進(jìn)而受累多個(gè)頻率直至全聾，只有少數(shù)遺傳性耳聾患者表現(xiàn)為低頻或平坦型感音性神經(jīng)性耳聾。由此可見，聽力學(xué)表型并非一成不變的。據(jù)臨床研究證明，低頻下降型耳聾患者的預(yù)后相比于平坦降低型耳聾患者效果更好，而高頻下降型和全聾型耳聾患者的預(yù)后很差。因此，確定聽力學(xué)表型并聯(lián)合耳聾突變基因型可以為個(gè)體化的早期診斷和治療提供了更多的臨床數(shù)據(jù)。

4 耳聾基因的持續(xù)研究

目前已知的耳聾基因并不能為所有患者提供診斷，因此對(duì)耳聾突變基因的持續(xù)探索是必要的。2021年，Bharadwaj 等［35］通過全外顯子測(cè)序和Sanger 測(cè)序從耳聾患者DNA 中發(fā)現(xiàn)了四個(gè)NSHL相關(guān)的候選基因（ADAMTS1、MPDZ、MVD和SEZ6），測(cè)序數(shù)據(jù)揭示了這些基因在小鼠內(nèi)耳感覺上皮細(xì)胞中有表達(dá)，小鼠耳蝸組織的免疫組化也證實(shí)ADAMTS1、SEZ6和MPDZ基因表達(dá)于毛細(xì)胞中，MVD基因則在螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞中表達(dá)更明顯。同年，Chen 等［36］在OTOGL基因中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)新的雜合突變，豐富了OTOGL基因突變譜。2022年，Ghasemnejad 等［37］在ESRRB基因的5 號(hào)外顯子中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的純合錯(cuò)義突變，并通過計(jì)算機(jī)分析和ACMG/AMP 指南得到了驗(yàn)證。耳聾相關(guān)基因譜不斷完善，將有助于不同類型的耳聾疾病篩查，為基因功能研究和遺傳咨詢提供更多的依據(jù)。

5 現(xiàn)狀與展望

在既往的臨床耳聾檢測(cè)診斷中，主要是采取耳聲發(fā)射聯(lián)合聽性腦干反應(yīng)的時(shí)差方式，然而隨著篩查人群的逐漸普及和新技術(shù)的應(yīng)用，常規(guī)的聽力篩查手段逐漸顯現(xiàn)出一些缺陷，常引起誤診或漏診，并容易忽略一些綜合征的疾病，對(duì)患者的生活可能會(huì)起到翻天覆地的影響?；驒z測(cè)的優(yōu)勢(shì)是可盡早檢出耳聾突變基因和突變位點(diǎn)，協(xié)助臨床判斷患者有無聽力損害情況。因此，對(duì)不同人群（包括新生兒，孕婦以及聽力正常受檢者）進(jìn)行有差異性的遺傳咨詢和基因篩查是有必要的。

深入了解耳聾的具體發(fā)病機(jī)制對(duì)耳聾的靶向治療具有重要的指導(dǎo)意義。若能早期篩查耳聾突變基因，并結(jié)合其聽力學(xué)表型，勢(shì)必對(duì)遺傳性耳聾患者的個(gè)體化治療和有效的臨床護(hù)理提供一個(gè)更好的需求。本文的不足是只綜述了常見的耳聾突變基因，對(duì)基因檢測(cè)方法和具體治療方案未展開綜述。耳聾的突變基因數(shù)據(jù)庫(kù)在不斷更新，治療方案的個(gè)體化也還需要更多的研究和臨床數(shù)據(jù)支撐。因此，對(duì)耳聾突變基因的探索和鑒定仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。