Usher综合征患者血清离子浓度的变化△

代贺华 张芷萌 王蕾 陶天畅 许静 李如意 李根林

Usher综合征(Usher syndrome,USH)是一组以视网膜色素变性伴听力障碍、伴或不伴有前庭功能障碍为特征的遗传性疾病[1]，占综合征型视网膜色素变性的20%～40%[2]。视网膜细胞同其他神经元组织一样，利用膜电位和细胞内离子浓度的变化来产生和传输电信号，并最终编码视觉信息[3]。在视网膜上，神经节细胞以放电的形式将视网膜信息转导给视觉中枢，而其放电模式与离子通道有关。离子通道还可以影响视网膜组织中神经节细胞的活性[4]。所以，血清离子浓度异常可能会影响视网膜组织中神经细胞的活性和视觉信号转导，甚至会导致相关眼病的形成。本研究选取北京同仁医院眼科中心的USH患者，分析其血清离子浓度变化，以期为USH防治提供线索。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2015年9月至2018年9月北京同仁医院眼科中心的46例临床诊断为USH患者作为USH组,其中男27例，女19例，年龄(38.70±14.06)岁；同时选取同期于北京同仁医院体检中心体检的90位正常人为对照组,其中男52人，女38人，年龄(38.93±13.11)岁。两组年龄、性别差异均无统计学意义(t=-0.098，P>0.05；χ2=0.011，P>0.05)。

1.2 USH的诊断标准根据患者听力及前庭反应情况分为3种亚型，I型：视网膜色素变性于青春期前发病，先天性重度听力障碍，前庭反应消失；II型：视网膜色素变性于10～20岁发病，中重度听力障碍，极少数出现前庭功能障碍；Ⅲ型：进行性听力障碍，视网膜色素变性及前庭功能不确定[1]。

1.3 USH的排除标准(1)典型性视网膜色素变性；(2)Bardet-Biedl综合征；(3)无色素性视网膜色素变性；(4)结晶样视网膜变性；(5)单眼视网膜色素变性；(6)扇形视网膜色素变性；(7)Leber先天性黑矇；(8)视锥-视杆细胞营养不良。

1.4 血清离子浓度检测方法所有入选对象均在空腹8～12 h后于第2天清晨，取坐位经肘静脉采3 mL血，分离血浆后保存。由检验科专业人员采用UniCel DxC 800 Synchron 全自动生化分析系统(美国贝克曼库尔特公司)检测血清中钙离子、钾离子、钠离子、氯离子及无机磷离子的浓度。

1.5 统计学分析采用SPSS 24.0统计学软件进行分析。采用均数±标准差表示，USH组各离子浓度与对照组分别进行两独立样本t检验，检验水准：α=0.05。

2 结果

2.1 USH患者的临床特点USH患者临床主要表现为视力障碍和感音神经性聋，伴或不伴有前庭功能障碍。眼底表现为视网膜色素变性，典型表现为视盘蜡黄、视网膜血管缩窄及骨细胞样色素沉着(图1)；视野缺损，晚期呈管状视野(图2)；听力障碍表现为双耳感音性耳聋。

2.2 USH患者血清离子浓度USH组患者血清钙离子、钾离子浓度均高于对照组，差异有统计学意义(均为P<0.05);USH组患者血清钠离子、氯离子、无机磷离子浓度与对照组相差不大，差异均无统计学意义(均为P>0.05)。见表1。

图1 USH患者双眼彩色眼底图。A：右眼；B：左眼。双眼均可见视网膜血管缩窄及骨细胞样色素沉着

图2 USH患者双眼OCTOPUS视野图。A：右眼；B：左眼。双眼均出现周边视野缺损，呈管状视野

表1 USH组患者和对照组血清离子浓度

组别n钙离子/mmol·L-1钾离子/mmol·L-1钠离子/mmol·L-1氯离子/mmol·L-1无机磷离子/mmol·L-1USH组462.364±0.1014.124±0.360139.587±2.475103.852±2.4501.127±0.258对照组902.304±0.0823.965±0.288139.139±2.095104.093±2.4821.162±0.197t值3.7132.7871.109-0.538-0.897P值0.0000.0060.2700.5910.371

3 讨论

USH是常染色体隐性遗传病，约占遗传性聋盲患者的50%以上[5]。尽管遗传因素被认为是USH发病的主要因素，但其他相关影响因素如供血异常，血清成分异常等对USH发病的可能影响也正被关注。本项目组前期已经发现多种视网膜变性患者体内血清离子水平出现了异常变化[6-8]。本研究结果同样发现了类似的变化趋势。

3.1 血清钙离子浓度对USH发病的可能影响钙离子是光感受器信号转导和代谢中关键的第二信使[9]，维持低浓度的游离钙离子水平对执行正常生理功能至关重要，钙离子依赖性信号转导通路在调节细胞生长和凋亡中有重要作用。细胞浆中钙代谢影响多种细胞过程，在多种病理状态中起重要作用[10]。钙离子对视杆细胞和视锥细胞的功能和活性起重要作用。由光转导基因突变引起的钙稳态异常被认为是导致光感受器变性和致盲症的主要机制之一。光感受器外节段的钙的快速调节是光转导所必需的[11]。视网膜色素变性的特征在于视网膜进行性变性和光感受器丧失。光感受器退化和细胞死亡的确切机制尚不清楚，目前认为跟钙离子信号转导紊乱有关。钙离子在神经细胞死亡过程中起重要作用，Comitato等[12]研究发现，色素上皮衍生因子通过降低细胞内的钙离子浓度及限制钙蛋白酶活化来保护退化的视网膜。此外，编码rd1小鼠中视杆细胞特异性磷酸二酯酶PDE6B的基因突变与氧化应激和异常钙沉积有关。Rodríguez-Muela等[13]研究发现，钙沉积和钙蛋白酶-2激活是rd10视网膜变性的早期特征，发生在光感受器细胞死亡高峰之前。钙超载激活钙蛋白酶，引起溶酶体膜通透性改变和感光细胞死亡。

本研究发现，USH中的钙离子浓度明显高于对照组，说明钙离子浓度升高可能与USH的发展有关，提示降低细胞内钙离子水平可能是治疗USH的一种新策略。这与近年来研究人员尝试用钙离子通道阻滞剂包括地尔硫卓、尼伐地平等治疗视网膜色素变性的思路相一致[14-15]。

3.2 血清钾离子浓度变化对USH发病的可能影响Hughes等[3]研究发现，双孔结构域钾(two-pore domain,K2P)通道在成年哺乳动物视网膜中被广泛表达，在神经节细胞和Müller细胞中表达最多。K2P通道在视网膜功能和视觉中起重要作用，并且在多种生理条件下，可显著地促进视网膜神经节细胞的静息膜电位和细胞兴奋性。K2P通道在神经保护通路中的突出作用为治疗视网膜疾病提供了新的可能途径。在黑暗中，钠离子和钙离子通过光感受器外段中的环鸟苷酸门控通道进入感光细胞膜，使感光细胞去极化。钾离子通过光感受器内部区段钾离子通道流出，从而建立一个电流的循环通量[16]。Caminos等[17]研究表明，视网膜色素变性引起视网膜退行性改变与神经元兴奋性介导钾离子电流有关，钾通道KCNQ5广泛分布在大鼠视网膜中，其通道活性的控制由钙调蛋白介导。Zhao等[18]研究发现，在RCS大鼠视网膜变性的进展过程中，Müller细胞变得活跃并增殖；在变性早期，活化的Müller细胞可上调钾离子电流以补偿视网膜损伤，而在变性后期，Müller细胞缓冲钾离子的能力减弱，加重了视网膜损伤。

本研究中，钾离子浓度明显高于对照组，提示高浓度的钾离子可能与USH发病有关，在临床工作中临床医师应注意USH患者钾离子的浓度变化。

3.3 其他离子浓度变化对USH发病的可能影响除上述血清钙离子和钾离子浓度的相似变化趋势外，本研究发现，USH患者血清钠离子及氯离子浓度与对照组差异均无统计学意义，这与本课题组之前关于原发性视网膜色素变性、结晶样视网膜变性、Leber 先天性黑矇患者中的血清钠离子及氯离子的研究结果一致[6-8]。本研究中USH患者的血清无机磷离子浓度与对照组差异无统计学意义，提示USH发病可能与血清钠离子、氯离子及无机磷离子浓度变化的关系不密切。