综合征性耳聋的诊断与治疗策略

据2006年全国第2次残疾人抽样调查结果分析显示，我国共有听力残疾人数2780万，占总残疾人数的33%，已成为仅次于肢体残疾的第2大致残原因^[1]。其中遗传是引起耳聋的最主要因素，占50%~70%^[2]。遗传性耳聋又可根据是否存在其他系统的病变分为综合征性耳聋(syndromic hearing loss，SHL)和非综合征性耳聋，分别占30%和70%^[3]。SHL除具有耳聋的临床表现外，还存在其他器官或系统的异常，临床中比较常见的有视网膜色素变性(Usher综合征)，眼底病变、肾功能减退(Alport综合征)等，现已报道的SHL有400余种，大部分SHL遗传方式为常染色体显性遗传^[4]。

对SHL的早期识别和诊断是非常关键的，其中包括临床诊断和分子诊断。早期诊断可以预测听力损失的进程及其他系统障碍并指导治疗。随着我国新生儿听力筛查体系不断完善，新生儿听力障碍的早期诊断也不断完善^[5]。由于SHL除有听力障碍外还伴有其他系统的异常，诊断时还需要其他相关科室医生的参与，而耳鼻喉科医生很有可能成为接诊SHL患儿的首诊医生，因此更需要掌握常见的SHL临床诊断及分子诊断方法，并联合其他相关科室对SHL患儿进行早期干预及治疗。本文就常见的SHL特点、遗传性耳聋分子诊断的常用方法、SHL的治疗策略3个方面进行阐述。

1. 常见SHL

1.1. Waardenburg综合征

Waardenburg综合征是最常见的显性遗传性SHL^[6]，约71%患者存在感音神经性听力损失(sensorineural hearing loss，SNHL)，是Waardenburg综合征最常见的临床表现^[7]。除耳聋外，Waardenburg综合征患者一般还表现为虹膜、皮肤色素分布异常^[6]。根据临床表现不同，Waardenburg综合征分为四型，其中SNHL仍然是其中最常见的临床表现(Ⅰ型52.3%，Ⅱ型91.6%，Ⅲ型57.1%，Ⅳ型83.5%)，除此之外，Ⅰ型特征性表现为蓝眼睛，白发，内眦外移，鼻根宽阔，并眉；Ⅱ型除无内眦外移外与Ⅰ型表现类似；Ⅲ型除Ⅰ型表现外还合并颜面、肌肉或骨骼的异常；Ⅳ型除Ⅰ型表现外还合并先天性巨结肠^[8]。现已发现的与Waardenburg综合征相关的基因有6个，分别为SOX10、PAX3、MITF、SNAI2、EDNRB和EDN3^[9]。

1.2. 鳃耳肾综合征

鳃耳肾综合征(branchio-oto-renal syndrome，BORS)是以听力下降、鳃裂发育异常、肾脏畸形为主要临床特征的SHL^[8]。BORS是引起SHL的第二大病因，70%~93%的BORS患者存在中度、重度SNHL^[6]。现被普遍认可的BORS临床诊断标准由Chang等^[10]在2004年提出，标准分为主要临床表现(鳃裂瘘管或囊肿、耳聋、耳前瘘管、肾脏畸形)和次要临床表现[外耳异常、中耳畸形、内耳异常、其他：面部不对称和(或)味觉异常]。凡符合至少3项主要表现，或有2项主要表现加上2项次要表现，或有1项主要表现加上至少1个一级亲属中有BORS谱系患者，可在临床上诊断为BORS。现已发现的与BORS相关的耳聋基因有5个：EYA1，EYA2，EYA3，SIX1，SIX5，其中EYA1基因突变在BORS中最常见，约占40%，研究表明EYA1和SIX1基因产物共同作用促进内耳神经细胞的发育，并可诱导神经元干细胞向内耳毛细胞的转化^[11]。

1.3. Pendred综合征

Pendred综合征是常见的隐性遗传性SHL，主要临床表现为SNHL和甲状腺肿大^[12]。Pendred综合征患者多数存在内耳畸形，其中以前庭导水管开大较为多见^[13]，还有一些表现为Mondini畸形，即耳蜗只有一圈半的转数。Pendred综合征患者甲状腺肿大程度可不一，重者可表现为肿大的甲状腺压迫气管而引起重度呼吸困难^[14]，普遍认为引起甲状腺肿大的原因是由于甲状腺内碘有机化合成障碍导致^[15]。

研究表明，SLA26A4基因是引起Pendred综合征最主要的致病基因。它位于第7号染色体，由21个外显子组成，编码含有780个氨基酸残基的蛋白质pendrin，而pendrin蛋白在甲状腺、内耳和肾脏中高表达^[16]，当pendrin蛋白合成障碍时会引起相应的症状。

2. SHL常用分子诊断技术

2.1. 连锁分析

连锁分析是单基因病经典研究方法。基因在染色体上是线性排列的，连锁分析是利用不同基因互相连锁成连锁群的原理，即利用被定位的基因与同一染色体上的另一种基因或者遗传标记相连锁从而进行致病基因定位。但连锁分析亦存在一定的局限性，其一是不适用难以分离的小家系的突变定位，其二是连锁分析在染色体上的定位通常是cM级别的，即百万个碱基对，其中包含成百上千的基因，不能对疾病进行精准定位^[17]。为了弥补连锁分析的不足，基因芯片技术应运而生。

2.2. 基因芯片技术

近年来，基因芯片技术得到了迅猛发展，其不仅局限于对DNA的检测，在非编码RNA、表达谱、甲基化等领域亦被广泛应用。在遗传性耳聋方面，临床上主要应用寡聚核糖核酸芯片杂交检测法，通过多重PCR扩增、芯片杂交和结果扫描3个步骤对人群耳聋热点基因进行检测。耳聋基因芯片技术具有通量大、准确性高、成本低等优点而广泛应用于临床。北京博奥生物有限公司和解放军总医院研发的晶芯^®九项遗传性耳聋基因试剂盒，针对中国人群中4个热点耳聋基因的变异：35delG，176-191del16，235delC，299-300delAT(GJB2)；538C>T(GJB3)，1555A>G；1494C>T(mtDNA)；2168A>G，IVS7-2A>G(SLC26A4)^[18]。基因芯片技术同样存在不足，它只能对已知的致病基因和位点进行检测，不能发现新突变；同时在不显著增加检测时间和成本的前提下，能检测的突变数量有限。

2.3. Sanger测序

Sanger测序又被称为“一代测序”，是在20世纪70年代末由英国科学家Frederick Sanger发明。其原理是利用一种DNA聚合酶来延伸结合在待定序列模板上的引物，直到掺入一种荧光标记的双脱氧核苷酸使聚合反应停止，从而得到长短不一的DNA片段，最后经过毛细管电泳对DNA片段的碱基进行判读。Sanger测序具有准确度高的优点，但由于其读长短、成本高、通量低等弊端，现已逐渐被高通量测序技术所取代。

2.4. 高通量测序技术

高通量测序技术又被称为“下一代”测序技术。它的诞生对人类基因组学具有里程碑式的意义，使人类基因组计划的成本和时间大大缩减，现已在临床和科研中广泛应用。

高通量测序技术平台比较有代表性的是Roche公司生产的454焦磷酸测序平台、ABI公司生产的SOLIiD连续法测序平台和Illumina公司生产的Solexa合成测序平台。它们各具优势，占据二代测序主要的市场份额。这3个测序平台虽然在检测方法上有所差异，但最突出的共性就是可同时对几十万到几百万条DNA进行序列测定，在短时间内产生极高通量的DNA序列数据，较一代测序大大削减了检测时间和检测成本。

虽然外显子组仅占基因组的1%~2%，但却含有85%的已知致病突变。相对于整个基因组测序而言，全外显子组测序(whole exome sequencing，WES)，即针对全基因组外显子区域DNA进行捕获和富集后的高通量测序，是一种更为高效的基因诊断策略^[19]。WES在耳聋基因诊断和发现新耳聋基因和发现已知耳聋基因新的致病位点方面有着重要价值。我国学者在这方面取得了显著的成绩，2007年上海交通大学团队利用WES和连锁分析在一中国非综合征耳聋大家系中发现新的耳聋致病基因DMXL2^[20]，同年上海复旦大学团队等利用WES技术发现Usher综合征新的致病基因CEP78^[21]。2013年王秋菊等利用WES和连锁分析的方法在一中国大家系中定位了一个Y连锁遗传性耳聋基因^[22]，这是国际上首次发现的Y-连锁遗传性耳聋，也是人类遗传学中第一个Y连锁遗传性疾病。此外，应用WES至少发现了43个遗传性SHL或伴有耳聋的复杂性疾病的致病基因^[23]。

3. SHL的治疗策略与国内外进展

3.1. SHL的助听器干预

SHL患者多表现为中度到极重度SNHL，对于中度和部分重度耳聋的患者，助听器补偿有效。但对于无残余听力的极重度耳聋患者则无法从助听器中受益，需要选择不依赖患者残余听力的人工耳蜗植入手术。

3.2. SHL的人工耳蜗植入

迄今，人工耳蜗植入技术是治疗助听器干预无效的重度SNHL及极重度SNHL里程碑式的进步，人工耳蜗植入后不仅大大改善了患者的生活质量并很大程度上减轻了患者家庭和社会的负担^[24]。而综合征耳聋的患者一般会有不同程度的内耳畸形并合并其他系统障碍，使麻醉和手术的挑战增大，因此术前精准诊断对于SHL的人工耳蜗植入十分关键，必要时术前还要请相关科室会诊评估手术风险^[25]。尽管如此，已有很多报道显示人工耳蜗植入在Waardenburg综合征、Usher综合征、Pendred综合征的患者中取得了满意疗效^[26-27]。Van Nierop等^[28]将Pendred综合征患者与仅有前庭水管扩大的患者人工耳蜗植入1年和3年后言语识别和生活质量等多因素对比，发现两者没有明显统计学差异。Hoshino等^[26]研究发现，对于一些SHL，在综合评估麻醉风险的同时人工耳蜗植入年龄越小对患者术后康复越有利。如Usher综合征患者同时伴有渐进性视网膜色素变性，早期患者可以通过手语交流，随着视力不断减退，患者的交流更依赖于听力的恢复，早期的植入会对术后言语康复带来更大益处。

人工耳蜗植入虽能在一定程度上补偿听力，但却不能从根本上解决毛细胞受损后的恢复和再生问题。对此人们一直在探索能使遗传性耳聋患者听力恢复接近自然水平的方法。耳聋的基因治疗逐渐成为遗传性耳聋的热点话题。

3.3. 耳聋的基因治疗与国内外进展

近些年，随着基因编辑等基因工程技术的发展，遗传性耳聋的基因治疗已经在动物模型中获得了显著的效果，其中包括很多SHL^[29]。

遗传性耳聋中的大部分致聋基因在内耳的发育、结构和功能中起着关键的作用，其中一些在动物模型中证实是基因治疗合适的靶点。2012年，Akil等^[30]利用腺相关病毒1型(AAV1)转运体，将囊泡谷氨酸转运蛋白3(VGLUT3)转到VGLUT3缺乏导致的先天性耳聋小鼠中，经过两周后发现小鼠的听力有显著的提高，并发现小鼠内毛细胞突触处有部分形态学的逆转，此研究证实了通过基因置换可以恢复小鼠听力，是人类耳聋基因治疗的一个重要进展。2018年，哈佛大学David Liu教授团队利用Cas9蛋白和sgRNA在贝多芬老鼠模型的耳蜗里对突变的Tmc1 Bth蛋白进行特异性敲除。实验证明，在注射了Cas9蛋白和sgRNA的4周和8周后，老鼠的听力相比较对照组在很多频率上有保存，且耳蜗毛细胞亦得到了很大程度的保存^[31]。这个研究为应用基因编辑对遗传性耳聋提供了非常重要的第一步的研究。此外，经过基因治疗，Whirlin、Ush1c、USH3A突变小鼠的听力均有一定程度的提高^[32]。

3.4. SHL基因治疗

首次成功的动物模型耳聋基因治疗是将外源性基因导入缺乏VGLUT3小鼠内毛细胞，使VGLUT3在小鼠内毛细胞中持续表达，小鼠的听力部分恢复并可产生惊吓反应，该研究的成功为人类耳聋基因治疗带来了希望。

目前，将上述动物模型中的成功案例转化为治疗人类遗传性耳聋的临床实验尚未开始。然而，一些针对SHL在其他系统中的基因治疗试验已经开始^[19]。如Usher综合征，除先天性耳聋外，还表现为失明、平衡障碍以及心血管疾病、颅面发育和神经系统疾病，其中基因治疗在视网膜疾病的治疗已经取得了成功，患者的视力在逐渐恢复。此外，基因治疗还在人类血友病B中获得了满意的效果，患者的症状逐渐改善。从这些其他系统的基因治疗中汲取的经验教训，可为SHL基因治疗的设计和实施提供参考。新出现的内耳基因治疗领域应注重从其他更先进的基因治疗领域吸取的经验教训^{[29, 32]}。

综上所述，遗传是导致耳聋的最主要因素，其中有一部分表现为SHL。SHL有特征性的临床表现需要多学科的协作，掌握SHL的临床特征，精准检测致聋基因等将有助于预测听力损失的进程和指导耳聋治疗，其中基因治疗在SHL中有良好的前景，但将动物模型中的成功案例转化为临床应用仍需要更多的科研投入和多学科协作。

Funding Statement

哈医大一院科研创新基金-留学归国基金(No：2018L008)