戴艳红 陆玲 吴骎 袁文杰 张秀玲 佘万东
糖皮质激素(glucocorticoid,GC)是治疗突发性聋(sudden sensorineural hearing loss,SSNHL)公认有效的药物之一,它通过与胞浆中糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor,GR)结合,调节基因的表达,发挥药理作用。人类GR的主要生理存在形式是 GRα和GRβ,GRα可与GC结合,发挥抗炎、抑制免疫等生物学作用,GRβ不能与GC结合,被认为是GRα的内源性抑制因子,故GRβ增多可能是影响GC作用的重要因素[1],进而影响GC治疗SSNHL的疗效。富含丝氨酸/精氨酸蛋白家族(serine/arginine-rich proteins,SR蛋白家族)成员SRp30c广泛分布于全身各器官,在促进正常人中性粒细胞的GR pre-mRNA发生选择性剪接形成编码GRβ mRNA的过程中,使GRβ mRNA表达量增加[1]。为了探讨GRα mRNA、GRβ mRNA和SRp30c mRNA的表达量与听力预后的相关性,本研究应用实时荧光定量PCR(quantitative real time PCR,QRT-PCR)定量检测了27例SSNHL患者应用GC治疗以后外周血单个核的细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)中的GRα mRNA、GRβ mRNA和SRp30c mRNA的表达量,并随访3~4个月,了解患者最终听力恢复情况,现报告如下。
1.1研究对象 27例符合诊断标准[2]的SSNHL患者作为研究对象(突聋组),其中男11例,女16例,年龄25~62岁,平均44.78±10.60岁。均为单耳发病,经过纯音测听、声导抗、听性脑干反应、耳声发射、颞骨薄层CT或MRI检查,排除了中耳、蜗后病变或有明确病因引起的感音神经性听力损失,无家族性耳聋病史。听力正常无耳部疾病的鼻中隔偏曲志愿者6例为对照组,男4例,女2例,年龄20~49岁,平均34.50±9.71岁。
1.2治疗方法 本项目获得南大医学院附属鼓楼医院伦理委员会的批准。突聋组根据患者意愿,给予中耳置管灌注甲泼尼龙[3,4]20例,静脉注射甲泼尼龙治疗7例,另外所有患者均全身应用银杏提取物、甲钴铵、维生素B1等药物治疗。
1.3疗效评定标准 突聋组于治疗前和治疗后3~4个月时分别行纯音听阈检查。参照中华医学会耳鼻咽喉头颈外科学会SSNHL疗效评定标准(2005年)[2],以治疗前后受损频率平均纯音听阈(pure-tone threshold average,PTA)改善值作为疗效评估的依据,PTA改善<15 dB为无效,15~30 dB为有效,>30 dB为显效,受损频率恢复至正常、发病前水平或对侧耳水平为痊愈。
1.4QRT-PCR法检测PBMCs中GRα mRNA、GRβ mRNA和SRp30c mRNA方法 突聋组患者中鼓室灌注GC前、治疗后10天两次抽取外周静脉血15例,仅灌注GC前抽血5例;静脉灌注GC治疗者治疗前、治疗后10天分别抽血3例,仅在治疗前抽血4例。对照组和突聋组患者均于早晨6:30抽取外周血20 ml,放入含有EDTA抗凝的试管中,密度梯度离心法分离外周血单个核的细胞(PBMCs);取提取的PBMCs,按照Trizol法提取总RNA,紫外分光光度计测定其浓度和纯度。根据Prime Script R-T reagent Kit试剂盒说明书,进行逆转录反应,反应总体系10 ul,反应条件37 ℃ 15 min,85 ℃ 5 sec,cDNA产物置-20℃保存。
QRT-PCR法检测目的基因,引物由Pri-mer5.0软件自行设计。引物序列:GRα mRNA:上游5'-GAAGGAAACTCCAGCCAGAAC-3',下游5'-CTGATTGGTGATGATTTCAGCTA-3';GRβ mRNA:上游5'- GAAGGAAACTCCAGCCAGAAC-3',下游5'- TGACTTATTATTGACAACGAAGTGC-3';SRp30c mRNA:上游5'- TGTTTCAGGACTTCCTCCGTCAG-3',下游5'- AGGGCATATTCCATGTCTTCTTT-3'; β-actin mRNA:上游5'- TGGCACCCAGCACAATGAA-3',下游5'- CTAAGTCATAGTCCGCCTAGAAGCA-3'。
PCR循环参数为95 ℃预变性30 sec,95 ℃变性5 sec,62 ℃退火/延伸20 sec,循环40次。扩增反应结束后,立即进行融解曲线分析,判定是否有非特异性扩增产物的存在。分别计算 GRα mRNA、GRβ mRNA、SRp30c mRNA 及β-actin mRNA的Ct值,两者之差即为△Ct值,2-△Ct作为评价目的基因相对表达水平的指标。
1.5统计学方法 用SPSS18.0统计软件分析。本组资料不符合正态分布,正文采用Mann-Whitney秩和检验、Wilcoxon带符号秩检验和Spearman相关系数检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2.1突聋组听力观察结果 治疗后随访3~4个月,突聋组27例患者中有效11例,显效2例,痊愈2例,无效12例。将有效、显效和痊愈者共15例纳入有效组,无效者12例纳入无效组进行GRα mRNA、GRβ mRNA、SRp30c mRNA表达量分析比较。
2.2有效组、显效组、对照组GRα mRNA与GRβ mRNA表达量的比较 27例SSNHL患者中,有效组15例,10例在治疗前后各抽血1次,5例仅治疗前抽血1次(n=25);无效组12例,8例治疗前后各抽血1次,4例仅治疗前抽血1次(n=20)。对照组6例,均取术前血样本一次(n=6)。三组GRα mRNA表达水平均显著高于GRβ mRNA(表1),差异有统计学意义。
表1 各组GRα mRNA与GRβ mRNA表达量2-△Ct的比较
注:表中扩号前数据为中位数,扩号内为四分位数;下表同
2.3各组GRβ mRNA与SRp30c mRNA表达量的相关性检验 本组共51份血标本GRβ mRNA与SRp30c mRNA的表达量存在显著正相关性(r=0.492,P=0.000)。
2.4有效组、无效组与对照组治疗前GRα mRNA、GRβ mRNA和SRp30c mRNA表达量的比较 有效组、无效组、对照组治疗前GRα mRNA、GRβ mRNA、SRp30c mRNA表达量以及GRα mRNA/GRβ mRNA比值见表2,三组间比较差异均无统计学意义。
表2 有效组、无效组与对照组治疗前GRα mRNA、GRβ mRNA和SRp30c mRNA表达量及GRα mRNA/GRβ mRNA比值比较
2.5治疗前鼓室灌注GC的有效者与无效者,静脉滴注GC治疗的有效者和无效者GRα mRNA、GRβ mRNA、SRp30c mRNA表达量以及GRα mRNA/ GRβ mRNA比值比较 鼓室灌注GC治疗的20例中,有效12例,无效8例,治疗前有效者和无效者PBMCs中的GRα mRNA、GRβ mRNA、SRp30c mRNA表达量以及GRα mRNA/ GRβ mRNA比值比较,差异无统计学意义(表3)。静脉滴注GC治疗的7例中,有效3例, 无效4例,治疗前有效者与无效者PMMCs中上述各项指标比较差异同样均无统计学意义(P>0.05)。
表3 鼓室灌注GC治疗有效与无效者治疗前GRα mRNA、GRβ mRNA和SRp30c mRNA表达量及GRα mRNA/ GRβ mRNA比值比较
2.6鼓室灌注GC有效者治疗前后GRα mRNA、GRβ mRNA及GRα/GRβ比值比较 鼓室灌注GC治疗有效的12例中灌注前、后均抽血8例,这8例灌注后GRα mRNA和GRβ mRNA表达量下调,与灌注前相比差异有统计学意义(表4),GRα mRNA/GRβ mRNA比值灌注后与灌注前相比也下降,但差异无统计学意义(P>0.05)。
表4 鼓室灌注GC治疗有效者治疗前后GRα mRNA、GRβ mRNA及GRα/GRβ比值比较(n=8)
2.7鼓室灌注GC无效者治疗前后GRα mRNA、GRβ mRNA及GRα/GRβ比值比较 鼓室灌注GC治疗无效的8例中灌注前、后均抽血7例,该例灌注前GRα mRNA、GRβ mRNA表达和GRα mRNA/ GRβ mRNA比值与灌注后比较,差异无统计学意义(表5)。
表5 鼓室灌注GC治疗无效者治疗前后GRα mRNA、GRβ mRNA及GRα/GRβ比值比较(n=7)
SSNHL发病机制目前尚不十分清楚,一般认为与病毒感染、血管因素、自身免疫或代谢紊乱等不同病因有关,GC可抑制上述各种病因引起的内耳炎症反应、改善微循环、维持内外淋巴液的离子平衡[5,6],在SSNHL的治疗中被国内外同行广泛接受和认可[7],被推荐为主要治疗手段[5,8]。
在细胞水平GC通过与胞浆中的GR结合,激活的受体转移至细胞核内调节基因的表达,从而在靶器官发挥生物学效应。人类GR基因经选择性剪接可生成五种亚型:GRα、GRβ、GRγ、GRp(即GRδ)及GRA[9],其中GRα和GRβ是主要生理存在形式。这两种GR蛋白N末端的前727位氨基酸相同,此区域包括DNA结合区和转录结合区;而C末端序列有所不同,这种不同导致GRα可与GC结合,而GRβ因无激素结合区不与GC结合;两者均可与GC反应元件(glucocorticoid responsive element,GRE)结合,但GRβ不能直接激活靶基因[10]。GR亚型依靠激素依赖模式通过模式转换向靶组织传递激素信息,GRα是介导GC效应的主要受体亚型,当两种受体亚型存在于同一细胞时,GRβ抑制激素依赖性的GR诱导的基因表达,因此GRβ很可能是一种内源性GR抑制剂。有报道认为[11],在某些病理状态下GRβ表达增加,在细胞中对GC反应性起关键作用的是GRα/GRβ比值,高比例与GC敏感有关,而低比例与GC抵抗的发生有关。故本研究通过检测SSNHL患者PBMCs中的GRα mRNA、GRβ mRNA含量,计算GRα mRNA/ GRβ mRNA比值,随访SSNHL患者的听力预后,分析GR亚型与GC治疗SSNHL的敏感性及与听力预后是否存在相关性。
正常情况下人体大多数细胞中GRα占主导地位,GRβ mRNA水平远低于GRα mRNA,仅占总GR mRNA的0.12%~0.13%[1],本组GC治疗有效组、无效组和对照组中的GRα mRNA表达量均显著高于GRβ mRNA,GRα mRAN占主导地位,且GRβ mRNA的表达量与SRp30c mRNA存在正相关,验证了SRp30c可促进GR pre-mRNA发生选择性剪接形成GRβ mRNA[1]。
全身给药和鼓室灌注给药后的GC需分别经血迷路屏障和圆窗膜渗透进入内耳,与内耳组织细胞中的GR受体结合方能发挥抗炎、抑制免疫等生物学作用。然而,目前无法直接观察SSNHL患者活体耳蜗组织细胞中的GR亚型。动物实验研究发现[12]:GR mRNA与GR蛋白在豚鼠PBMCs和耳蜗组织中均有表达,且PBMCs中的GR mRNA、GR蛋白表达量与耳蜗组织中的表达量存在正相关。Kassner等[13]观察了12例SSNHL患者外周血中的肿瘤坏死因子(tumor neorosis factor,TNF)、可溶性CD40(sCD40)以及特定表型的淋巴细胞,并与年龄匹配的健康对照组进行比较,发现SSNH患者的促炎转录因子和炎症介质均较对照组明显增高,表明外周循环中的炎性介质和淋巴细胞能够反映SSNHL患者内耳的炎症状态。通过检测外周循环中的炎症因子、氧化应激标记物以及PBMCs表达的促炎、促凋亡或促粘附因子等来研究SSNHL内耳的发病机制是可行的[13,14]。
本研究采用QRT-PCR法检测SSNHL患者PBMCs中GRα mRNA、GRβ mRNA、SRp30c mRNA表达量,并计算GRα/GRβ比值,结果显示,治疗前上述指标在有效组、无效组和对照组间均无统计学差异,即本组资料尚不能支持PBMCs中 GR亚型与SSNHL患者GC治疗是否有效及听力预后存在相关性,与李春林等[15]的研究结果不完全一致,他们采用RT-PCR的方法检测SSNHL患者PBMCs中的GRα mRNA、GRβ mRNA,同时给予口服醋酸泼尼松片及银杏叶提取物注射液治疗,结果GRβ mRNA在治疗无效组明显高于治疗有效组和对照组,GRα/GRβ比值无效组明显低于有效组和对照组。分析原因可能为:首先,GRβ亚型绝对数量或比值增高仅是GC抵抗(治疗无效)的众多分子机制之一,其他机制如遗传因素所致的家族性GC抵抗、GR的磷酸化或硝基化修饰、促炎转录因子(如NF-κB、AP-1)增加、组蛋白乙酰化异常等因素[16,17]可能更为重要,这些机制可能同时作用或某个机制起主要作用,相关的研究需要进一步深入;其次,本组样本量偏少,不能根据SSNHL患者的听阈曲线类型、听力损失程度以及发病后开始治疗的时间长短进行分组分析,也不能排除上述与SSNHL预后有关的其他因素的影响,重点观察GR亚型与GC敏感性和听力预后的相关性。
有文献报道短期全身应用大剂量地塞米松可使PBMCs与耳蜗组织中的GR mRNA、GR蛋白含量同步上调,长期使用GC则可导致GR的下调[18];前期动物实验结果[12]也观察到,豚鼠短期全身应用大剂量地塞米松可使PBMCs与耳蜗组织中的GR mRNA、GR蛋白含量同步上调。本研究分别比较了SSNHL患者鼓室灌注GC治疗有效和无效者在灌注GC前后PBMCs中的GRα mRNA、GRβ mRNA表达和GRα mRNA/GRβ mRNA比值,结果在灌注GC治疗有效者中,灌注后GRα mRNA和GRβ mRNA表达与灌注前相比下降,差异有统计学意义;而在灌注GC治疗无效者中,灌注前后两者的表达量差异无统计学意义。分析鼓室灌注GC治疗有效的病例,GC能够有效地经圆窗膜渗透进入内耳,抑制内耳的炎症反应,内耳炎症状态减轻,内耳组织中的GRα mRNA和GRβ mRNA表达下调,进一步在外周循环的PBMCs中反映出来。
总之,SSNHL患者GC抵抗的机制可能是多方面的,本研究结果提示仅从治疗前的单次GR亚型检测尚不能预测SSNHL患者的GC治疗效果,但治疗后GRα mRNA和GRβ mRNA表达下调,可能提示良好的听力预后,但还需积累病例、增加样本量继续研究。
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