李智慧吕佳蕙 王新兰 钟翠萍*

1 中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院耳鼻咽喉头颈外科（兰州 730050）

2 宁夏医科大学临床学院研究生院（银川 750004）

爆震性听力损失（Explosion Induced Hearing Loss,EIHL）又称爆震性聋，由脉冲噪声或压力波对听觉系统造成伤害，是一种急性声损伤，爆震伤中的常见伤害。在和平年代的今天，军事活动中的爆破训练和军事战争、恐怖分子的恐怖袭击、煤气瓦斯爆炸以及火灾爆炸等常常发生。爆炸时空气压缩，气压迅速升高，以冲击波的形式向外扩散，冲击波的传播速度可达8000米/秒，压力可达大气压力的3万倍，如此快的速度让人无法躲避，如此高的压力足以对人体造成严重伤害[1]。

爆震伤可分为四级:初级爆震伤、次级爆震伤、三级爆震伤和四级爆震伤，其中初级爆震伤是指由于冲击波的直接作用，以肺、肠道、中耳和眼睛等充气器官破裂的形式造成伤害[1]。与脉冲噪声相比，爆震波的传播速度是其2倍，能量是其10倍[2]，可对周围听觉系统（Peripheral Auditory Systems,PAS）和中枢听觉系统（Central Auditory Systems,CAS）造成更严重、更持久的听觉损伤[3]。耳朵作为一个充气器官，对爆震冲击波极其敏感，更容易受到伤害，可引起耳鸣、传导性或感音神经性耳聋、听觉亢进等[4]。EIHL的机制目前尚未明确，近年来的研究显示，可分为早期的爆震冲击波对听力系统的急性损伤，后期的代谢紊乱、氧化应激、谷氨酸兴奋性毒性作用、钙超载和炎症反应等[5]，后期损伤与噪音性听力损失的机制大致相同。本文主要对EIHL的近年研究进行综述，希望能为爆震伤引起的听力损失的防治提供新思路。

1 PAS损伤

1.1 爆震伤后的外耳损伤

外耳由耳廓和外耳道组成，具有收集声波,辨别声源方向的作用。爆震可造成耳廓撕裂伤、擦伤、烧伤，甚至挛缩、缺失，外耳道出血、挫伤等，降低听觉的敏感性，影响声音的定位[2，5]。

1.2 爆震伤后的中耳损伤

中耳由鼓膜、鼓室、听骨链、咽鼓管、鼓窦等组成，对声音具有增压作用。鼓膜（TM）由外向内分别为上皮层、纤维层和粘膜层，纤维层是鼓膜的核心结构层，由外层放射形纤维和内层环形纤维组成，放射形纤维层可承受的断裂强度远高于环形纤维层。Liang等人[6]研究了爆震冲击波对鼓膜机械性能的影响，他们将压力为50kPa（188dB）的冲击波（低于人体鼓膜的破裂阈值（70kPa）作用在包含完整的听觉系统的新鲜的人类尸体颞骨上，发现鼓膜未穿孔，只有纤维层中的环形纤维排列是随机紊乱的，而对照组中的环形纤维排列良好。随爆震强度的增加，损伤程度加重，可出现鼓膜穿孔、听骨链断裂等[7,8]，冲击波达34.5kPa（0.352kg／cm2，184.7dB）可造成少量鼓膜破裂，达 103.6kPa（1.056kg／cm2，194.3dB）可造成50%鼓膜破裂[9]，继续增加至392～686kPa（4～7kg／cm2，205.8～210.7dB）可导致听骨链脱位或断裂，蜗窗破裂以及内耳损伤[10]。爆震伤后鼓膜可表现为单发穿孔或多发穿孔、边缘翻转、出血或充血等[11]。鼓膜充血具有时间变化性，爆震后鼓膜立即充血，12h达高峰，48h后开始减轻，可持续7天左右[12]。在耳中，耳蜗内的压力随外耳道的压力增加而增加，且前庭阶的压力大于鼓阶的压力。Peacock等人[13]研究发现镫骨足板的位移程度随外耳道压力（PEAC）和前庭阶压力（PSV）的增加而线性增加，压力越高，镫骨足板位移距离越大。

1.3 爆震伤后的内耳损伤

内耳由前庭、半规管和耳蜗组成，前庭和半规管负责平衡功能，耳蜗将声音转换为电信号，经听神经传入大脑皮质。杨俊慧等人[12]研究发现，低强度的爆震冲击波作用于豚鼠耳蜗后，螺旋韧带与血管纹充血，螺旋器（Corti器）上的外毛细胞排列紊乱，螺旋神经节细胞、血管纹细胞及外毛细胞均出现形态学改变：细胞核染色体固缩，在细胞核膜周边聚集成块；部分细胞线粒体轻度肿胀、数量增多，部分细胞出现胞浆空泡化；部分细胞胞浆减少，体积变小；细胞膜皱缩，但结构基本保持完整[14]。

声音强度增加,耳蜗内毛细胞上的螺旋神经节神经元的突触末稍会受到损伤，突触小结损失，这一过程称为突触病[15]。爆震冲击波致伤后，耳蜗外毛细胞的静纤毛束损伤，钾离子排出受阻，内淋巴积液，过多的内淋巴液刺激毛细胞释放过量的谷氨酸，谷氨酸的兴奋性毒性导致离子和水进入突触，使突触肿胀、损伤、坏死[16]。突触损失是噪声损伤的早期表现，与听阈的变化无直接关系[17]。Hick‐man等人[18]将麻醉的龙猫暴露于160-175dB的爆震冲击波中，永久性听力阈值升高或暂时性听力阈值升高40dB以上的龙猫，耳蜗突触损失20-40%，主要集中在耳蜗中部和基底部。随爆震强度的增加，可发生Corti器更为严重的损伤。爆震还可以改变耳蜗微循环流速，血管收缩,从而影响耳蜗内环境稳定和毛细胞的能量供应,严重的可引起毛细胞的死亡[5]。

2 CAS损伤

CAS将声音电信号进行编码处理，形成听力。爆震以冲击波的形式对人体全身均可造成伤害，对听力的影响除了损伤外耳、中耳和内耳，还会引起CAS的损伤。爆震伤患者可出现运动、认知和听觉障碍。在一项500人的军事研究中，爆震相关的创伤性脑损伤患者中67%的患者出现明显的听力阈值升高，59%的患者出现耳鸣[19]。

2.1 CAS受损的检测

听功能检查的方法中，畸变产物耳声发射（DPOAE）反应耳蜗外毛细胞的功能状态，听性脑干反应（ABR）的I波是颅外听神经纤维的诱发电位反应，ABR的IV波和V波主要由中脑的下丘传入产生，中潜伏期反应（MLR）可反应丘脑皮质传递和大脑皮质激活的损伤；听觉多频稳态反应（ASSR）可反应时间加工障碍，提示听觉脑干和下丘区域功能受损；爆震伤后，DPOAE、ABR、MLR、ASSR波形振幅下降可分别显示听觉通路中的耳蜗、听神经、脑干和皮质受到损伤[3]。Race等人[3]研究发现爆震冲击波作用下 MLR、ASSR、ABR（I、IV 和 V 波）、DPOAE的振幅出现不同程度的下降，ABR阈值升高，听觉脑干和下丘脑的功能受损，皮层传输和皮层激活障碍。

2.2 中枢听觉皮层形态学改变

星形胶质细胞在中枢神经系统中具有复杂的功能，当中枢受到损伤时可反应性增生[20]。Kal‐lakuri等人[21]研究发现爆震后听觉皮层反应性星形胶质细胞增多，且爆震暴露后1天听力阈值变化与双侧星形胶质细胞计数之间存在相关性，即听力阈值升高，胶质细胞增多。听觉皮层银染色可见，爆震暴露组的听觉皮层神经元轴突出现肿胀、回缩球、空泡等退行性改变；而对照组的轴突无改变。PI3K作为第二信使，调节细胞的增值和凋亡。Smith等人[22]研究发现，爆震后龙猫听觉皮层的免疫荧光染色可见，PI3K的表达水平与听力功能呈负相关，爆震暴露后可能通过下调PI3K/AKT通路使细胞凋亡来损伤听觉皮层。Hoechst染色可见中枢听觉皮层细胞核分布不均，核碎裂。这一现象只在3次爆震后才出现，可见，随着爆震的累积，听觉皮层的神经元细胞损伤加重。

2.3 中枢听觉皮层代谢改变

葡萄糖作为机体的主要能源物质，代谢后为机体提供能量，尤其大脑仅以葡萄糖作为唯一能量供应。一旦代谢紊乱，大脑供能不足，影响大脑区域的功能。葡萄糖代谢越来越受人们关注，用正电子发射断层扫描（PET/CT）测量18F-氟脱氧葡萄糖（[18F]FDG）摄取情况，可以早期发现机体葡萄糖代谢障碍，已广泛用于阿尔兹海默症、抑郁症、肺癌等疾病的葡萄糖代谢检测[23,24]。Jaiswal等人[25]研究发现大鼠暴露于低强度爆震冲击波（15psi约103kPa）后，听觉皮层[18F]FDG呈团块状摄取减少，表明爆震后听觉皮层葡萄糖摄取不足，不能供给皮层正常活动所需的能量，从而出现听力损失。

爆震伤中，原发性爆震伤、头部的挫裂伤、血管神经及周围组织损伤引起的感染等均可使听觉通路神经投射区的脑组织水肿、缺血梗死、出血等，从而影响听力[2]。

3 耳聋相关生物标记物的变化

噪声暴露后，机体内相关的基因、分子表达异常，相应的可出现出现代谢紊乱、氧化应激、谷氨酸兴奋性毒性作用、钙超载和炎症反应等病理生理变化，爆震性听力损伤作为急性声损伤，也会出现相应的一系列变化。

3.1 爆震后耳聋相关基因的变化

爆震冲击波暴露后，细胞凋亡信号通路相关的Caspase-3蛋白、毛细胞内氧化损伤相关的4-HNE、缺氧应激相关的HIF-IQ等表达显著升高[26]。由于个体差异的存在，有的人对噪声具有很强的耐受性，而有的人对噪声极其敏感。人类基因中，钙粘蛋白和原钙粘蛋白基因、抗氧化酶基因、热休克蛋白基因、钾离子循环有关基因等是与噪声性耳聋可能相关的易感基因[27]。Valiyaveettil等人[28]研究发现，反复接触爆震后，在海马、小脑、额叶皮层和中脑等部位与听力障碍有关的钙粘蛋白和原钙粘蛋白基因的表达存在差异，表明脑中不同区域钙稳态调节失衡，从而直接影响中央听觉系统对声音信号的处理，导致听觉损伤。海马和中脑中与听力下降相关的抗氧化酶的基因表达显著增加；海马中热休克蛋白8和热休克转录因子5表达明显增加，而小脑和中脑中热休克蛋白8和热休克蛋白2显著降低；海马体中常染色体隐性耳聋缺陷基因Otoan‐corin的表达显著增加（约3.4倍），而听觉带状突触谷氨酸胞吐的关键基因Otoferlin表达下降（约1.8倍）。由此可见，爆震伤后耳聋相关基因差异性表达，蛋白合成障碍，听力传导通路结构改变，听力受损。

3.2 爆震后的炎症反应

研究表明炎症反应参与了噪声性耳聋的过程，噪声暴露后，耳蜗中巨噬细胞、单核细胞和淋巴细胞增多[29]，耳蜗细胞和血清中白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、Toll样受体-4（TLR-4）和白细胞介素-1β（IL-1β）等浓度升高[30-33]。C反应蛋白（CRP）是感染或组织损伤等炎症反应急性期肝脏合成的蛋白，具有促炎和抗炎的双重作用，在临床中广泛用于炎症的诊断和监测[34]。赵睿等人的研究发现，听力下降的患者CRP可达35.3mg/L,而正常人的CRP仅为3.3mg/L[35]。血常规是患者的常规检验，听力下降的患者中可发现中性粒细胞与淋巴细胞比值升高、中性粒细胞计数[36]和单核细胞计数升高、TNF-α浓度升高[37]。Wang[38]等人在军事爆破队员爆震前后分别留取血清，检测细胞因子，结果分析发现，63种细胞因子中有5种显著升高：（单核细胞趋化因子1（MCP1）、粒细胞集落刺激因子（GCSF）、肝细胞生长因子（HGF）、巨噬细胞集落刺激因子（MCSF）、调节活化正常T细胞表达和分泌因子（RANTES），这些细胞因子均与细胞炎症反应有关，它们的升高，表明炎症反应参与了EIHL的过程。炎症是指机体对某种刺激如感染、创伤等损伤因子的刺激所产生的一种以防御为主的基本病理生理过程，爆震作为一种高强度的噪声刺激作用于机体，发生炎症反应。

4 EIHL的防护

爆炸事故瞬间发生，难以预测，但军事训练员、消防队员和工厂人员等长期处于爆震伤的风险中，对于他们，必要的防护措施是必不可少的。目前对听力的防护措施主要为护耳器，不仅可以减轻爆震事故对听力的损伤，而且对后期听力的恢复也有一定的帮助[39]。在爆震事故中，不仅需要对听力的保护，还需要护目镜、面罩、呼吸器等防护设备的保护。各种防护用具的选择、搭配值得人们去研究。护目镜和面罩的绑带在太阳穴的位置较薄，可以减小耳罩衬垫与皮肤的间隙，更好的保护听力，耳塞则没有这种影响[40]，耳罩、耳塞双重防护效果更佳。耳罩杯的深度越深，降噪效果越好[41]。目前护耳器的形式多种多样，令人难以抉择，只有选择合适的护耳器，并正确佩戴，才可以取得满意防护效果。

5 结语

在爆震伤中，听觉系统更易受到损伤，却也更易被人们忽略。EIHL可表现为耳鸣、耳聋、听觉亢进等，影响患者的身心健康，降低生活质量。听力一旦受损，想要治愈却很困难，故而，最重要的就是防患于未然，处于爆震事故风险中的从业人员佩戴护耳器可以有效的保护听力，减少损伤；EIHL的患者早发现、早治疗，减少后遗症。因此，EIHL的研究可以更好的为爆震防护措施提供依据。近年的研究表明，爆震对外周和中枢听觉系统均可造成严重的损伤，但EIHL的具体机制尚不完全清楚，有待进一步研究，为EIHL的防治提供新思路。