中耳胆脂瘤的发病机制研究进展

周赫 赵苗淼 马继伟 奚悦 赵苗青★

1 概述

胆脂瘤是进行性发展的良性疾病，来源于颞骨内的角化复层鳞状上皮异常增生、堆叠后经过一系列复杂的生理生化反应而成的炎性包裹囊样肿物，它可以对中耳、内耳的组织和周围骨质进行渐进性的破坏，从而可以导致颅内外的各种相关并发症。

胆脂瘤在病理学上分为内容物、基质和基质周围组织三层。囊性内容物为鳞状上皮角化碎屑、脂性分泌物及坏死物质；基质由复层扁平上皮组成；周围的基质是由包含了胶原纤维，纤维细胞和炎细胞的结缔组织组成。中耳胆脂瘤分为在儿童患者常见的先天性胆脂瘤和可发生于儿童或成人的后天性胆脂瘤，其中先天性约占2%，后天性约占98%，本文将主要对后天性胆脂瘤的机制研究进行综述。

2 后天性胆脂瘤

后天性胆脂瘤基于鼓膜有无穿孔和上皮细胞通过穿孔向鼓室的迁移分成原发性和继发性两种。后天原发性胆脂瘤多发生在鼓膜松弛部位，是由于完整鼓膜内陷袋后脱落角质上皮的堆积所致。后天继发性胆脂瘤常有中耳炎病史，上皮可能因为鼓膜的穿孔、内陷、感染等损伤经破损的鼓膜迁移到中耳。后天性胆脂瘤发生的病理生理机制目前尚未了解透彻，推测是在多种因素的互相作用下发生的。其发病机制主要有四种学说：①囊袋内陷学说；②上皮迁移学说；③基底细胞增殖学说；④鳞状上皮化生学说；慢性炎症在后天性胆脂瘤的多种病因机制里起着基础作用［1］。后天性胆脂瘤最为广泛接受的发病机理是因为中耳负压而加深的囊袋阻塞时，角质难以被清除，从而导致胆脂瘤。

目前现有的假说还无法完整解释胆脂瘤的所有临床特征比如：迁移、侵袭性、异常增殖分化和反复发作等。近年来许多学者从分子生物学方向入手在炎症介质、基因异常、酶活性、微生物感染等多方面探究胆脂瘤的发生、发展机制。

2.1 炎症介质

炎症反应介质是免疫系统通过炎症这种级联反应对损伤或刺激作出反应过程中其主要作用的因子，由上皮细胞，内皮细胞和浸润性炎细胞合成。后天性胆脂瘤普遍伴有中耳的感染与炎症，中耳炎被认为是由细菌的细胞壁成分—内毒素所导致，内毒素刺激巨噬细胞和角质形成细胞产生肿瘤坏死因子α（Tumor necrosis factor α，TNF-α）和白介素1β（Interleukin 1β，IL-1β）从而对损伤作出反应，继而形成含有活化角质形成细胞的炎性肉芽组织，具有迁移和增殖的活性。

多种炎性介质在胆脂瘤的发病里都有参与，起主要作用的则是TNF-α，与正常皮肤相比其在胆脂瘤的组织中的表达均有提高，TNF-α 的表达水平与炎细胞浸润、骨质破坏及感染的严重程度均有关系。活化的巨噬细胞、角质细胞以及肥大细胞均可以产生TNF-α，进而使破骨细胞介导的骨吸收增强。

近些年新发现的促炎因子高迁移率族蛋白B1（High mobility group protein B1，HMGB1）可以促进炎症反应、肿瘤的转移以及转录的调节。在胆脂瘤上皮细胞凋亡实验中，用紫外线诱导的细胞外基质释放HMGB1，HMGB1-DNA 复合物可诱导角质细胞产生TNF-α 和IL-1β，从而影响骨质吸收及炎症进展，据此猜测HMGB1-DNA 复合物有参与胆脂瘤发生、发展的可能性［2］。

2.2 生长因子

来源于角质细胞的细胞因子可以诱导基质周围的成纤维细胞分泌角细胞生长因子（KGF）、表皮生长因子（Epidermal growth factor，EGF）、血小板源生长因子（PDGF）等，这些细胞因子则可以影响胶质细胞的增殖、分化与迁移。部分学者对胆脂瘤做免疫组织化学染色发现胆脂瘤的生长因子配体与受体表达量出现异常，可能是因为表皮生长因子受体调节缺陷和干扰素-γ（IFN-γ）受体、血小板衍生生长因子（PDGF）、转化生长因子-α（TGF-α）、白介素-1（IL-1）和粒细胞集落刺激因子（GM-CSF）表达增强所致。有研究认为胆脂瘤基质中大量表达TGF-α［表皮生长因子受体（Epidermal growth factor receptor，EGFR）的配体］，而相比于正常的外耳角质上皮EGFR10%的表达比例，胆脂瘤角质上皮对EGFR 有75%的表达，EGF 和TGF-α 均可与EGFR 结合从而影响胆脂瘤的生长［3］。

2.3 微生物感染

细菌生物膜是菌群与上皮细胞黏附并分泌基质，使细菌相互黏连而形成的一种相对封闭稳固的静态膜状复合物，为细菌屏蔽机体攻击和占据性保护作用。慢性化脓性中耳炎和胆脂瘤的细菌生物膜形成率都很高。现已研究证实，它可能产生脂多糖（LPS）和其他刺激破骨作用的细菌产物。Rayner 等学者在20年前发现提取自铜绿假单胞菌的脂多糖在体外可以诱导破骨细胞的发育，并通过toll 样受体-4-依赖性机制有效刺激体内的骨吸收［4］。有研究证实铜绿假单胞菌脂多糖能够激活NF-κB 依赖性的细胞周期蛋白D1 介导的角质形成细胞增生。NF-κB 通过与细胞周期蛋白D1启动子特异序列结合，诱导细胞周期蛋白D1 的表达和细胞增殖。

2.4 酶的活性

有多种酶在胆脂瘤中起重要作用，现已发现基质金属蛋白酶（Matrix metalloproteinases，MMPs）及其特异性抑制剂—组织金属蛋白酶抑制剂（Tissue inhibitor of matrix metalloproteinases，TIMPs）参与了这种疾病的发生、骨侵蚀的发展及上皮基质的生理转换。MMP 是一种锌钙依赖的肽链内切酶，是由蛋白水解激活的角质形成细胞、巨噬细胞、内皮细胞、成纤维细胞等合成的。MMPs 的蛋白水解活性在激活过程中受其前体控制，并被内源性抑制剂α 巨球蛋白和TIMPs 抑制。在正常时，机体严格调控着MMP 的表达，不受控制的结果就是导致细胞外基质的变性和上皮的侵袭性增强。有研究发现，MMP 在胆脂瘤中表达上调，其抑制剂减少，致使细胞外基质减少，调控出现失衡状态。另外有研究发现特异性胆脂瘤金属蛋白酶的同工酶MMP1、MMP2、MMP9 等在胆脂瘤中的表达水平升高，运用免疫标记技术发现MMP1、2、3 和9 主要出现在上皮的基底层及基底上层。MMP9 主要见于炎症细胞浸润区域。Olszewska 等研究表明MMP9 与胆脂瘤的炎症程度呈正相关［5］。

2.5 氧化应激

有氧生物在正常生理代谢过程中会产生一些对细胞和组织有害的活性氧（ROS），大量的活性氧会导致氧化应激反应，造成严重的代谢障碍和对生物大分子的损害。目前氧化应激反应在慢性中耳炎和胆脂瘤发病中的作用尚未得到充分探讨。有研究证实了氧自由基与胆脂瘤的感染发病及组织损伤有关，他们对胆脂瘤性和非胆脂瘤性慢性中耳炎患者和健康受试者的氧化应激标志物和抗氧化酶进行了测定，发现胆脂瘤患者血清中总氧化状态（TOS）和氧化状态指数（OSI）更高一些，而其抗氧化状态（TAS）、对氧磷酶和芳基酯酶活性则相对较低，进而说明伴发胆脂瘤的慢性中耳炎患者氧化应激反应和抗氧化酶失衡程度更高。后续研究通过对胆脂瘤性和非胆脂瘤性慢性中耳炎患者超氧化物歧化酶、丙二醛及谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶表达水平的测定，也证明了氧化应激和抗氧化酶失衡的情况［6］。

2.6 增殖标志

胆脂瘤是过度增生的疾病，但它没有表现出转移和遗传不稳定等典型的肿瘤特征。胆脂瘤上皮增殖活性较高，细胞角蛋白（如CK5/6 和CK13/16）这种被视为角质形成细胞增殖标志的标记物相比正常上皮有更高的表达，另有CK1、CK19、Ki-67、EGFR、TGF-α、增殖细胞核抗原、中性粒细胞明胶酶相关脂钙蛋白（NGAL）、血栓调节蛋白等被发现表达增强［7］。CK16 被研究发现在胆脂瘤基质的基底上层表达，认为其是上皮过度增殖的特征，耳道结扎后诱发的胆脂瘤的周围区域CK13 和CK16 的表达加重了咽鼓管阻塞继而引起胆脂瘤的发生［8］。

2.7 相关基因

近期的研究发现胆脂瘤发病也可能与基因的改变有关。研究人员使用微阵列分析技术在胆脂瘤中发现了EGFR 和TGF-α 与多种肿瘤中EGFR及其配体和TGF-α 相似的过度表达和激活，提示EGFR 基因调控可能与胆脂瘤的增殖有关。

在胆脂瘤中角质细胞的增殖、分化被发现与原癌基因c-myc 和c-jun 有莫大的关系［9］。还有SPRRB2、CEACA6、MMPs 及 其抑制剂RECK 等在肿瘤中表达上调的基因也在胆脂瘤中表达增强，此外研究人员也发现部分肿瘤抑制基因如p27、p53、ID4、PAX3、CDH18、CDH 19、LAMC2 和TRAF2B 等表达下调［10］。

目前有研究发现p53 在胆脂瘤中相比正常皮肤呈现出高表达，而p53 基因突变则会产生在多种癌组织中高表达的突变型p53 蛋白，但研究人员认为p53 高表达的原因也可能是野生型p53 增多，从而降低胆脂瘤向恶性肿瘤转化的风险。另有学者研究得出在胆脂瘤上皮中p53 仅微量表达或不表达的结论，认为其没有影响胆脂瘤上皮的增殖［11］。

Klenke 等人发现缝隙连接蛋白β-2（Gap junction protein β-2，GJB2）基因在胆脂瘤组织中的表达水平高于正常的外耳道和耳后皮肤［7］。但James 等人的研究发现仅有14%的小儿胆脂瘤患儿出现了GJB2 基因的变异，认为GJB2 基因变异与胆脂瘤的严重程度之间没有确切的相关性［12］。现有的研究结果对于GJB2 基因与胆脂瘤发病机制的关系尚存争议。

另外还有研究发现因为具有相对较高的细胞核抗原（PCNA）和MIB1 表达，小儿胆脂瘤通常比成人胆脂瘤更有侵袭性。相比于正常外耳道皮肤，与炎症密切相关的SPP1、KRT6B 和S100A7A基因在胆脂瘤中有更高度的表达［7］。有的研究在胆脂瘤中也发现了MAPK 信号通路、STAT3 信号通路、PI3K-Akt/PKB 信号通路等一些在部分肿瘤组织中同样异常表达的抗凋亡信号通路，提示调控这些通路的基因可能与胆脂瘤的发病机制相关［13］。另有很多研究发现胆脂瘤中Fas（CD95 受体）蛋白、半胱天冬酶（caspase）、Bcl-2 蛋白等促凋亡蛋白高表达，也有X 连锁凋亡抑制蛋白（XIAP）、survivin、Livin 等抗凋亡蛋白的高表达，说明凋亡对胆脂瘤的影响是非常复杂的，各种凋亡调控因子的综合作用，使胆脂瘤上皮增生区别于恶性肿瘤的无限增殖［14］。

2.8 遗传调控

MicroRNA（miRNA）存在于许多生物的基因组中，它可以参与mRNA 的降解和翻译，进而调控基因的表达。Friedland 等人于2009年首次报道了miRNA 在成人胆脂瘤增殖和侵袭过程中的潜在作用，他们发现在胆脂瘤中miRNA-21 的表达水平高于其在正常皮肤中的水平，而且位于其下游的磷酸酶及PTEN、PDCD4 抑癌基因表达水平降低，据此认为miRNA-21 增多可能抑制PTEN 和PDCD4 的表达，从而对胆脂瘤中角质细胞增殖和迁移起到正向调控的作用［15］。Yune 等人使用免疫组化染色及蛋白印迹方法检测胆脂瘤组织及正常皮肤，发现相比正常皮肤而言，胆脂瘤组织中PTEN 表达水平明显较低，从而验证了PTEN 可能参与胆脂瘤增殖调控机制的猜想［13］。Chen 等学者研究证实，胆脂瘤中miRNA-21 与PTEN、PDCD4的表达呈负相关，在小儿胆脂瘤患者中对比更为突出，提示小儿胆脂瘤的角质细胞增殖更活跃，符合其有更高侵袭性的特点［16］。

另外有研究发现miRNA-802 表达增强抑制了PTEN 的表达并促进角质细胞增殖［17］。角质形成细胞衍生的外泌体中的miRNA-17 被下调，则可以提高成纤维细胞中核因子κB 受体活化因子配体（RANKL）的表达水平，进而促进破骨细胞的分化影响胆脂瘤的侵袭性［18］。

3 结论与未来展望

综上所述，胆脂瘤是一种细胞的生长障碍，它由多因素共同参与的复杂病理生理反应所导致，然而其确切的病因、发病机制还没有被研究透彻，可能涉及基因调控、炎症反应、细菌感染等。随着未来分子生物学的发展，有望深入了解并完善现有的机制研究，为胆脂瘤的预防、早期诊断及非手术治疗指明方向。