罗 岚 综述,荆午阳,骆文龙 审校

(重庆医科大学附属第二医院耳鼻咽喉头颈外科 400010)

分泌性中耳炎(otitis media with effusion,OME)是以中耳积液和传导性听力下降为主要特征的中耳非化脓性炎性疾病。常好发于儿童，大约20%的儿童患有OME，平均每年患4次[1]。在美国，因中耳炎就诊的儿科患者每年造成约60亿美元的美国医疗保健支出[2]。黏膜高分泌引起中耳腔出现不易清除的黏液是OME主要特征，而黏蛋白(mucins,MUC)被证实是黏液的主要成分。鉴于此，现以MUC为切入点，对OME的作用机制，以及导致MUC过度表达的影响因素作一综述。

1 MUC概述

MUC是由杯状细胞分泌的高度糖基化的大分子糖蛋白。目前，至少有20个独特的MUC基因已被鉴定在人体组织中表达，如耳、肺、鼻、唾液腺、胃肠道和泌尿生殖道。其中MUC1、MUC2、MUC3、MUC4、MUC5AC、MUC5B、MUC7、MUC8、MUC9、MUC11、MUC13、MUC15、MUC16、MUC18、MUC19和MUC20在人中耳上皮细胞中被发现[3]。

MUC由大量串联重复序列组成的核心蛋白质主链上的重碳水化合物组成，所有MUC的一级氨基酸序列对均是独特的[4]；这些串联重复区含有脯氨酸，并且富含丝氨酸和(或)苏氨酸残基，即O-糖基化位点，糖基化占分子质量的80%，可使其变得坚硬和体积庞大，从而产生特有的空间填充或凝胶形成特性。

每种MUC基因产物均有一些不同的特征，故任何一种MUC产量的增加或减少均会导致覆盖在上皮上的黏液层的组成和功能发生变化。在中耳中MUC是中耳积液的唯一成分，负责其流变特性，并负责产生高黏度液体，阻碍液体清除[5]，所以，MUC大小、种类、浓度和化学性质是决定积液性质及其清除倾向的重要因素[6]。MUC可通过参与黏膜纤毛清除，保护和屏蔽下层上皮，并与病原体相互作用以影响黏附和宿主入侵[7]。

2 MUC与OME

中耳炎的发展特点是炎性细胞浸润,黏膜增厚,黏膜下腺体增生,杯状细胞增生,导致增加MUC的生产[8]。经证实至少有5种MUC在中耳炎的发病机制中具有重要作用，其中鼓室内主要表达MUC5B,而咽鼓管表达MUC5AC、MUC5B、MUC2和MUBC1[9]。与中耳黏液最相关的MUC是MUC5AC和MUC5B蛋白[10]。

2.1 MUC5AC

MUC5AC是杯状细胞的主要分泌物之一，而杯状细胞肥大是呼吸道上皮慢性疾病的特征，包括OME患者。UBELL等[11]对20例复发性中耳炎患者、20例OME患者和40例对照患者外周血样本中提取的基因组DNA，通过蛋白质印迹分析结果显示OME患者更容易出现一个更长的MUC5AC等位基因，可能表明炎症和杯状细胞刺激这些患者易产生黏液更高的黏度,导致黏膜纤毛间隙异常发生率更高,中耳液体停滞,并最终导致慢性疾病。虽然MUC5AC被认为是参与慢性OME发病的主要MUC，但近期也有研究表明，MUC5AC在OME的急性感染阶段也发挥了作用。KRUEGER等[12]从接受鼓膜切开术的55例患儿中回收样本，通过蛋白质印迹分析半定量测定MUC，结果显示94.5%的中耳炎患者存在MUC5B，65.5%的中耳炎患者存在MUC5AC,当MUC5AC存在时，与单独MUC5B比较，嗜血杆菌的相对丰度更大，而流感嗜血杆菌感染通常与急性OME有关；而这种细菌可能在MUC过量产生中起作用，特别是MUC5AC，可能有助于中耳炎从急性进展到慢性。MUC5AC不仅是中耳上皮的主要先天防御机制，而且在OME的急、慢性期均具有一定作用，但具体的分子机制仍需进一步探索。

2.2 MUC5B

在已知的MUC中MUC5B被认为是与OME最相关的MUC[13]。早有研究表明，中耳黏膜分泌细胞表达MUC5B基因及其产物MUC5B[14]。而PRECIADO等[13]收集了鼓膜切开术儿童的积液，使用密度测定显示MUC5B的信号比MUC5AC平均增加了6.4倍，与SAMUELS等[15]研究结果相似，均表明MUC5B是慢性中耳炎分泌液中主要的MUC，只有MUC5B表达与渗出液黏度、中性粒细胞浸润、中耳黏膜炎症和增生及听力损失显著相关，而且MUC5B更有可能在最初感染后的较后时间以相对突变的形式做出反应，故与慢性OME关系更为密切。目前认为，MUC5B导致OME的致病机制主要有两方面：(1) MUC5B 基因过度表达。BLOCK等[16]发现，随着pH值降低,中耳上皮细胞存活率减低,同时诱导了MUC5B基因转录及体外激活;MUC5B基因增加了中耳黏液的产生,这可能解释了MUC5B是引发OME的原因之一。(2) MUC5B可能与导致中耳炎的免疫机制有关。中性粒细胞胞外诱捕网(neutrophil extracellular traps,NETs)已被证实是中耳炎患者的主要先天免疫机制[17-18]，而MUC5B糖基化模式在个体或疾病状态中的变化可能会改变或诱导中耳NETs的活性[19]，这也可能是MUC5B导致OME的致病机制之一。通过众多实验说明MUC5B很可能是一种极其黏稠的人类MUC，且致病机制多种多样，故难以从“根”治疗。

3 MUC与OME后遗症

在中耳急性感染后MUC产量的增加会持续存在，对黏膜纤毛清除有害，并最终导致持续的实质性听力损失[20]。KRUEGER等[12]研究表明，与对照组比较，仅中耳MUC5B基因表达与听力损失具有很强的相关性，如MUC5B表达加倍，气骨间隙平均增加7.45分贝，声场阈值平均增加6.66分贝，表明中耳MUC5B基因过度表达可能会引起不可逆听力损失。故在中耳炎早期应尽快使用抗生素治疗，以免造成不可逆的后果。

4 影响MUC及基因的因素

4.1 细菌和促炎性细胞因子

MUC在中耳炎的表达主要是由细菌感染和促炎细胞因子触发的[21-22]。已有研究表明，与中耳炎有关的最常见病原体包括肺炎链球菌、不可分型流感嗜血杆菌和卡他莫拉菌[23-24]。炎性细胞因子可通过启动MUC产生的变化导致上皮异常[7]。微生态细菌激活细胞信号级联，进一步激活炎性反应[25]；然后，人中耳上皮细胞分泌宿主防御分子进一步刺激促炎性细胞因子，并作为中性粒细胞、肥大细胞、T淋巴细胞和树突状细胞的化学引诱剂，帮助根除病原体；也可启动MUC的产生，诱导人上皮细胞转化，增强黏液生成细胞的增殖[26-27]。细菌和炎性细胞因子如肿瘤坏死因子[28]、白细胞介素-1β[15]、白细胞介素-6[29]和白细胞介素-8[30-31]均可在体外和体内上调MUC的表达。

4.2 生物膜

OME也被描述为“生物膜疾病”[32]。细菌生物膜是指非活性物质表面为适应环境生存的膜样多细菌复合体，是一种单一细菌，也有可能是多种细菌[33]。生物膜内存在多种氧张力、酸碱度和养分可用性方面有很大差异的微环境[34]，丰富的生态环境提供了复杂的生物膜，而其中不同生态环境中的适应细菌显示出广泛变化的代谢和复制速率[35]。在中耳炎中，黏膜生物膜的维持为细菌提供了以快速生长为代价的生存和繁殖的选择性优势[36]。生物膜的形成是慢性中耳炎的重要标志之一，也是疾病期间细菌持续生存的重要机制[37-38]。HONG等[39]使用不可分型的流感嗜血杆菌或肺炎链球菌菌株TIGR4通过经肺大疱注射接种混合性别的龙猫，接种后第3～5天使用抗生素，通过定量聚合酶链反应检测MUC表达并确定生物膜的产生。结果显示，MUC上调程度与生物膜形成的增加直接相关，可能导致MUC产生时间延长，使患中耳炎的风险增大。

4.3 水通道蛋白(aquaporin，AQP)

AQP由一系列具有同源性内在膜蛋白家族成员形成，是存在于哺乳动物和植物细胞上转运水的特异通道，其介导着细胞膜不同类型的跨膜水转运。AQP亚型(AQP1、AQP4、AQP5)在中耳区域特异性定位表达，可能负责维持中耳腔无液体或积液[40-41]。SAMUELS等[15]用定量聚合酶链反应检测了中耳活检标本中MUC2、MUC5AC、MUC5B和AQP5基因的表达，结果表明AQP5通过表皮生长因子受体信号调高气道细胞中MUC的表达。近期有文献报道AQP1与中耳炎患者的病情严重程度相关[42]；AQP4基因的敲除会引发听力受损[43]；AQP5可促进气道MUC5AC[44]和MUC5B[15]的表达，增加OME的易感性。此外，有研究表明，AQP5还可通过以下机制作用于中耳炎：(1)通过先天免疫和维持上皮屏障完整性发挥其他关键作用；(2)促进中性粒细胞募集必需的黏附分子(细胞间黏附分子)和趋化因子分泌的气道上皮表达[45]；(3)直接与上皮细胞中的微管相互作用，独立于水转运，影响细胞旁通透性[46]。但具体机制尚有待于进一步探索。

4.4 咽喉反流

咽喉反流是指胃内容物由于各种原因反流至食管上括约肌以上部位(包括气管、咽喉、鼻腔等位置)，因反流造成部分器官黏膜损伤[47]。动物模型及人体实验均证实，胃内容物除在咽喉部[48]、鼻腔[49-50]引起炎症外，可经咽鼓管到达中耳腔[51]，引起咽鼓管及中耳腔黏膜纤毛损伤，纤毛清除能力下降，黏膜充血、水肿，毛细血管扩张，杯状细胞增生等，从而引起OME[52]。BLOCK等[16]通过实验证实咽喉反流中的胃酸可驱动中耳上皮的MUC5b基因转录及体外激活，增加中耳黏液的产生,也是咽喉反流引发OME的原因之一。

MUC在OME的发病机制中具有重要作用，特别是MUC5；MUC的调节并不是由单一因素控制的，而是可能由广泛的调节网络控制的，可能也是为什么OME难以根治、容易复发的原因；相关研究仍然存在技术方面的局限，如不能直接测量特定MUC，在区分MUC5B和MUC5AC时经常是错误的，导致与结果具有一定误差[51]。

虽然大量研究表明，OME和MUC关系密切，但对潜在的分子机制的研究仍知之甚少，还需进一步更基础的研究验证，为中耳炎的临床治疗提供新的诊疗思路。