电离辐射对听功能影响的实验研究

崔广帅 金大玉 邢巍巍 谷京城

放疗是治疗肿瘤的重要措施，但在杀灭肿瘤细胞的同时对正常细胞也有较大的损伤。研究显示，对头颈部肿瘤放疗的同时可出现中耳[1，2]和内耳[3，4]的损伤，甚至使部分头颈部恶性肿瘤患者放疗后丧失听力[5]。因此，头颈部恶性肿瘤患者接受放疗后其耳蜗的损伤一直是临床放射领域关注的课题。本文旨在通过对豚鼠耳颞部放射后观察其听性脑干反应(auditory brainstem respons, ABR)阈值及耳蜗毛细胞的形态学变化来研究电离辐射对听功能的影响，并初步探讨其损伤机制。

1 材料与方法

1.1实验动物及分组 采用耳廓反应灵敏的黑目杂色豚鼠15只，均为雄性，体重300～400克。随机分成2组：正常对照组5只，未用放射线照射，观察双耳共10耳；单纯放射组(单放组)10只，观察右耳共10耳。

1.2照射方法 豚鼠不麻醉，用热塑面膜固定，专用X线模拟定位机定位。暴露头部，用医用直线加速器所产生的6 MeV电子线对豚鼠右侧耳颞部进行分次放射，每次2 Gy,每周5次，共三十次，累计剂量60 Gy。

1.3ABR阈值测定 各组豚鼠分别于实验前及放射完成后第二天进行ABR阈值测定，使用丹麦ERA-1260型测试系统，在隔声电屏蔽室内进行。使用氯胺酮40 mg/kg和安定1 ml混合液在豚鼠大腿内侧肌肉注射，将动物全身麻醉后放置于自制的小夹板上，采用click声刺激，时程100 μs，刺激重复速率21次/秒，滤波带宽300～2 500Hz，电位叠加1 024次，扫描周期100 ms，以刚能分辨出ABR波Ⅲ的刺激强度确定阈值，并至少重复2次，取平均值作为阈值。

1.4耳蜗基底膜铺片及外毛细胞记数 豚鼠断头处死，取耳蜗，立即放入盛有一定量的四氮唑蓝(NBT)作用液的玻璃皿中，打开耳蜗两窗及蜗尖，然后放入盛有同种NBT作用液的玻璃瓶内，37℃恒温箱中孵育1 h,其后倒掉作用液，蒸馏水漂洗后固定，在解剖显微镜下分离基底膜，置于载玻片上，应用改良全耳蜗基底膜硬铺片技术及四氮唑蓝染色，甘油盖玻片封片镜检。其后在400倍光学显微镜下观察毛细胞的形态学变化。并对每一个标本连续框取20个视野，逐一进行外毛细胞计数，取其平均值作为每一个标本的外毛细胞计数值。

2 结果

图1 对照组豚鼠耳蜗毛细胞(×400)图2 单放组豚鼠耳蜗毛细胞(×400)

2.1一般观察 豚鼠在放射中及放射后均无头部偏斜及行走时倾倒趋势，饮食可，无明显消瘦，无死亡。

2.2各组豚鼠ABR阈值 正常对照组豚鼠实验前ABR平均阈值为21.50±3.68 dB SPL，实验结束后为21.00±3.57 dB SPL；单放组放射前ABR平均阈值为22.50±3.12 dB SPL，放射结束后为52.27±2.42 dB SPL，放射后的ABR阈值比放射前及对照组明显升高，差异有显著统计学意义(P<0.05)。

2.3耳蜗基底膜铺片高倍镜观察及外毛细胞记数 正常对照组内外毛细胞排列均整齐(图1)。单放组放射耳耳蜗的外毛细胞境界模糊不清，排列非常紊乱，有大量缺如，内毛细胞的排列略紊乱，有少许缺如(图2)。实验结束后正常对照组耳蜗基底膜铺片外毛细胞记数为162.95±5.96个/视野，单放组为54.75±7.71个/视野，两组比较差异有显著统计学意义(P<0.05)。

3 讨论

ABR反映听觉冲动经过脑干的传输过程，是一种客观准确的听觉功能测试技术，在动物实验中能准确反映实验前后动物听功能的变化。本实验采用模拟临床的放射治疗方法，给予豚鼠一侧耳颞部小剂量多次照射，结果单放组实验结束后放射侧耳ABR阈值明显增加，说明电离辐射对听功能可造成一定程度的损害。中耳损伤多表现为低频听力损失，而ABR阈值增高通常表明高频听力损失，故认为本实验中ABR阈值的改变可能主要由耳蜗的放射损伤所致。电离辐射对耳蜗损伤的可能机制之一就是辐射直接作用于感觉细胞引起膜结构如细胞膜、线粒体膜、溶酶体膜脂质过氧化作用及细胞核中DNA损伤引起的细胞代谢障碍，导致细胞变性、坏死、功能异常[6]。有研究表明，放射后整个膜迷路均有一定程度损伤，以血管纹和毛细胞发生最早，受累最突出[7]。本实验单放组实验结束后外毛细胞的形态排列非常紊乱，有大量缺如，内毛细胞排列略紊乱，有少许缺如，形态学变化支持电离辐射对耳蜗毛细胞的这种损伤作用。本实验虽然在一定程度上证实了电离辐射能够对耳蜗毛细胞形态结构及耳蜗功能造成损害，但尚有许多问题须进一步探讨和完善，如放疗剂量和时间与耳蜗损伤的关系；耳蜗辐射的迟发损伤；电离辐射对血管纹、前庭毛细胞等的损伤情况等等，有待进一步研究。

4 参考文献

1 蒋爱云，苏振中，赖英荣，等.咽鼓管鼓室黏膜辐射损伤的组织病理学观察[J].中国癌症杂志，2000，10：547.

2 刘建平，王胜资，王纾宜，等.豚鼠中耳黏膜早期辐射反应扫描电镜研究[J].肿瘤学杂志，2003，9：21.

3 杨新明，卢永德，陈忠，等.电离辐射对内耳的迟发性损害[J].中华耳鼻咽喉科杂志，1997，32：222.

4 王家东，丁大连，金西铭，等.一次性大剂量60钴辐射对豚鼠耳蜗影响的实验研究[J].听力学及言语疾病杂志，1999，7：141.

5 Anteunis LJ, Wanders SL, Hendriks JJ, et al. A prospective longitudinal study on radiation-induced hearing loss[J]. Am J Surg，1994，168:408.

6 陈媛，周玫.脂质过氧化作用与辐射损伤[J].中华放射医学与防护杂志，1984，6：32.

7 王伊宁，李渡斌.放射治疗对耳的影响[J].国外医学耳鼻咽喉科学分册，2003,27：233.