分泌性中耳炎发病机制的研究进展

杨琳 综述 赵守琴 审校

分泌性中耳炎(secretory otitis media，SOM)是一种以中耳腔积液、耳闷、听力下降为主要特点的临床常见多发病，儿童发病率高于成人。其发病机制及病因迄今尚未完全阐明，咽鼓管的机械性阻塞及功能障碍是共认的重要发病原因之一，感染及免疫反应在SOM发病中的作用机制则是目前研究的热点。现将SOM的发病机制学说进行综述，为该病的进一步研究提供参考。

1 咽鼓管机械性阻塞及功能障碍

Cunsolo等[1]报道，咽鼓管机械性阻塞及功能障碍导致外界空气无法进入中耳，中耳腔呈负压状态，导致中耳粘膜缺氧，毛细血管扩张、通透性增强，形成中耳渗出液；Ryding等[2]对34名16至25岁慢性SOM患者进行观察，亦认为咽鼓管功能障碍是众多引起SOM的病因之一；而咽鼓管表面活性物质缺乏则是引起咽鼓管功能障碍的重要原因之一[3]；袁媛等[4]用纤维鼻咽镜观察72例( 144耳)对照组和89例( 151耳)SOM组咽鼓管咽口的形态及SOM组咽鼓管咽口周围形态改变，认为成人咽鼓管咽口形态改变与SOM的发生、发展有着不可忽视的相关性，同时他们还发现在SOM组中，所有患儿咽鼓管咽口周围均有病变，主要是鼻咽部炎症, 其次是腺样体肥大和咽鼓管扁桃体肥大。这些均说明咽鼓管咽口形态及其周围结构改变与SOM的发生相关。

Kanai等[5]对97例(180耳)氧化亚氮吸入麻醉的患者进行前瞻性研究，结果发现，在全麻术后许多患者可以检测到中耳负压，3.3%的患者发展成为SOM；因此，他们认为氧化亚氮吸入麻醉引起的中耳腔气体动力学改变和短暂性咽鼓管阻塞是导致全麻术后SOM的主要诱发因素。

近年来，有学者[6]提出了“鼻源性分泌性中耳炎”的概念，广义地讲是因鼻腔病变(炎症、肿瘤、变态反应等) 所引起SOM的统称；狭义地讲是由于鼻腔结构异常所引起的SOM。林杰等[6]对176例因鼻腔结构异常所引起的SOM患者进行诊断和治疗，总结出“鼻源性分泌性中耳炎”的概念，主张早期保守治疗，反复发作者手术治疗以矫正鼻腔结构、恢复鼻腔通气。但究其根本原因，很可能是因为：①鼻腔结构异常直接导致咽鼓管咽口阻塞，分泌物排出受阻；②鼻腔结构异常，通过蝶腭神经和鼻腭神经对分布于鼻腔后部、鼻腔外侧壁及鼻中隔后部黏膜的刺激，不仅引起鼻塞，还常引起咽鼓管通气和引流功能障碍；③鼻腔结构异常导致微生物及其分泌的毒素排出受阻，这些微生物可通过咽鼓管逆行致中耳腔，导致中耳炎的发生。

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome，OSAHS)是儿童较常见的呼吸道阻塞性疾病之一，其肥大的腺样体可以导致咽鼓管功能障碍，并可通过多种途径导致SOM：①增生肥大的腺样体压迫、阻塞咽鼓管咽口，造成鼓室负压而致粘膜渗液。同时，肥大的腺样体表面纤毛柱状上皮转化为鳞状上皮及结缔组织纤维变性，阻碍了咽鼓管和中耳粘液纤毛排送系统的引流[7]；②腺样体作为致病微生物的贮蓄池，其肥大后阻塞后鼻孔导致吞咽时鼻咽部压力升高，咽部分泌物向咽鼓管反流进入中耳；③腺样体的免疫功能异常，能够分泌组织胺等也可造成咽鼓管粘膜水肿[8]。

2 感染因素

尽管咽鼓管机械性阻塞及功能障碍已明确是SOM发生的重要因素之一，但临床工作中发现很多先天性小耳畸形患者伴有咽鼓管狭窄却并无中耳积液，同时人们在无咽鼓管阻塞或功能障碍的动物中耳腔中注入细菌或毒素也能产生中耳积液[9]。这说明咽鼓管机械性阻塞及功能障碍并非引起SOM的必须条件，中耳腔存在渗出液和咽鼓管功能障碍相结合才能产生中耳积液，进而发展成SOM。到目前为止，文献报道已从SOM的中耳积液中分离培养出多种细菌、病毒和衣原体，因而认为SOM的发生与感染因素有关。

与SOM有关的常见的致病细菌中有肺炎链球菌(S．pneumoniae)、流感嗜血杆菌(H．influenzae)和卡他莫拉杆菌(M．catarrhalis)，其次还有β-溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌等。同时，从SOM患者的中耳积液中也已分离出多种呼吸道病毒，并用PCR技术检测出中耳积液中多种病毒的DNA，病毒常和细菌共同存在、共同致病[10]。Brockson等[11]研究发现，在急性细菌性中耳炎的发病中，呼吸道合胞病毒是最常见的病毒，因此认为它是最重要的共同致病病原体；卡他莫拉杆菌在SOM发病机制中的作用最近已被阐明，但是更为严格的研究因为缺乏动物模型而受到阻碍；呼吸道合胞病毒和流感嗜血杆菌共同感染可以促进卡他莫拉杆菌进入中耳腔，进而引起分泌性中耳炎。

Daniel等[12]采用细菌活性染色技术和共聚焦激光扫描显微镜法(confocal laser scanning microscopy，CLSM)对中耳积液样本进行分析，检测到生物被膜中平均包含1.7种细菌菌株和2种浮游生物，其中最常见的细菌是凝固酶阴性葡萄球菌。

3 免疫反应

近年来依据流行病学提供的线索，人们对变应性鼻炎、鼻窦炎、鼻息肉和哮喘等疾病的相关性进行了大量研究，提出“上下呼吸道炎症一致性”学说[13，14]。动物实验也证实中耳黏膜系统中存在的免疫细胞比例与鼻黏膜相似[15]。因此认为中耳黏膜系统作为上呼吸道黏膜的延续，具有与后者相似的免疫功能，在病理因素作用下可出现各种免疫细胞增殖及迁移现象，参与免疫应答。

流行病学研究支持变态反应是SOM发病的危险因素之一[16]。在SOM伴变应性体质患者中耳黏膜中可观察到肥大细胞、嗜酸性粒细胞及T细胞增多、过度活化，中耳积液中免疫球蛋白E(IgE)、嗜酸性粒细胞阳离子蛋白等变应性炎性介质含量升高以及T辅助细胞(T helper cells,Th)-2型细胞因子表达水平显著增高的现象。因此，以Th2反应为主的Ⅰ型变态反应可能是导致具有变应性体质SOM患者中耳积液持久不愈的致病因素之一[17]。Nguyen等[18]也发现SOM伴变应性体质患者的中耳积液、咽鼓管黏膜和鼻咽部黏膜同时存在以嗜酸性粒细胞、T细胞和白细胞介素(IL)-4增高为特征的Th2型免疫反应，进一步支持中耳黏膜系统存在与过敏性鼻炎、哮喘相似的变应性炎症致病机制。

随着对免疫细胞及其细胞因子网络的深入研究，学者们提出“Th1/Th2 平衡假说”：机体对于抗原刺激的反应是通过免疫细胞及其产物相互作用形成的免疫网络系统来实现的；在不同抗原诱导下CD4+T细胞可发生极化反应，产生两类功能不同的效应T细胞(Th1和Th2细胞)，介导不同的免疫反应；并且Th1细胞与Th2细胞相互作用、相互调控。一方面在自身免疫性疾病和慢性感染性疾病中，Th1细胞通过其特异转录因子T-bet[19]和分泌细胞因子[IL-2、γ干扰素(interferon-γ，IFN-γ)等]参与免疫病理反应；另一方面，Th2细胞主要介导变应性炎症[20]，通过其特异转录因子GATA-3[18]和分泌细胞因子(IL-4、IL-5、IL-9、IL-13等)发挥控制、放大炎症反应的作用。

赵守琴等[21]通过研究变应原诱发大鼠SOM模型和非SOM组中耳腔灌洗液中IL-4、IFN-γ以及中耳黏膜和骨髓腔中核因子Kappa B(nuclear transcription factors kappa B ,NF-κB)，发现SOM大鼠中耳微环境中IL-4合成显著增高, IFN-γ减少，Th2/ Th1比值增高, 存在以Th2细胞过度分化为特征的Th极化趋向，NF-κB在调控大鼠中耳微环境Th1/Th2极化过程中起一定作用。

Kariya等[22]分析80例成人分泌性中耳炎患者的中耳渗出液，IL-2、IL-4、IL-5、IL-10、IL-12、IFN-γ在其中的检出率分别为75.0%(60例)、41.3%(33例)、52.5%(42例)、17.5%(14例)、100%(80例)和82.5%(66例)。他们认为，无论是否是过敏体质，IL-12通过影响IL-2 和IFN-γ的产生，在分泌性中耳炎发病机制中扮演了重要的角色；IL-4对成人过敏性鼻炎患者的免疫状态有一定影响；IL-10有可能影响中耳渗出液的粘度。

Smirnova等[17]研究认为在炎症反应的慢性阶段IL-2和 IL-4的相互影响扮演着重要角色。Th2相关细胞因子IL-4、IL-5 和IL-13以及Th2/Th1相关细胞因子粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor ,GM-CSF)参与调解中耳慢性炎症以及因此导致的慢性分泌性中耳炎的细胞学和分子学进程。Skotnicka等[23]采用流式细胞技术检测慢性SOM患者外周血和中耳积液中的T细胞亚群，发现中耳积液中CD4+T细胞增多，与外周血T细胞亚群相比，中耳积液中CD4+、CD8+T细胞数量和CD4+/CD8+比例均明显增高，因此推测中耳局部存在某种机制能够调节淋巴细胞的增殖和分化。Cooter等[24]研究发现所有慢性SOM患者中耳积液中均含有转化生长因子β(transforming growth factor-β, TGF-β)——TGF-β1和TGF-β2，且两者在既往有鼓膜切开置管史的慢性SOM患者中耳积液中的表达都增加。推测TGF-β与SOM的慢性迁延关系密切，在SOM并发症如胶耳、粘连性中耳炎等纤维化形成中可能发挥关键的作用,但还缺乏更确凿的证据。李洁等[25]对慢性SOM中耳积液及外周血检测分析,结果也提示TGF-β1在SOM的慢性发生发展中起重要作用。

研究发现专职调节性T细胞(regulatory T lymphocyte，Treg)在人体免疫应答中发挥着一定作用[26]。CD4+CD25+Treg作为一类具有功能的成熟T细胞亚型，可通过细胞间的直接接触机制及分泌抑制性细胞因子——TGF-β和IL-10发挥免疫抑制功能[27]。Foxp3作为CD4+CD25+Treg的管家基因，是该类细胞活化的特异性标志[28]。体外实验提示Foxp3+Tregs具有免疫抑制功能、T细胞无反应性和抑制性现象，该基因缺陷将导致免疫耐受缺陷、免疫功能紊乱[26]。近期研究发现细胞因子TGF-β可以作为Foxp3诱导作用的生理性调节因子，通过竞争抑制机制阻止T细胞活化[29]。

4 其他

4.1水通道蛋白 维持中耳腔内空气填充、液体外排的状态，不仅需要咽鼓管良好的通气和排泌功能，同时鼓室内所有膜性结构对水分子的吸收也同样重要。这种吸收功能主要依靠咽鼓管、鼓室内上皮细胞细胞膜上的水通道和离子通道，通过对Na+、 K+的定向转运以及对水分子和其他离子的转运形成渗透梯度，从而使液体吸收并维持水的稳态，以达到防止产生中耳积液的目的[27]。水通道蛋白(AQPs)被认为是维持中耳水平衡的重要结构[30]，当病原菌入侵并破坏中耳内稳态时，离子通道受到影响，离子的流动状态被改变，导致跨膜AQPs的功能甚至表达发生改变；而AQPs的异常可以引起细胞内信号的异常和细胞膜电位的改变，从而产生积液[31]。

Zhang等[32]通过RT-PCR和蛋白免疫印迹实验检测SOM组动物模型和正常对照组动物鼓室粘膜中的AQP4和AQP5，定量分析显示SOM组AQP4和AQP5的表达高于对照组。因此认为SOM患者中耳腔内的AQP4和AQP5在维持内稳态和防止中耳积液的产生中起到了重要作用。

4.2低氧诱导因子-血管内皮生长因子(HIF-VEGF)信号通路 鼓膜穿刺和鼓膜置管是治疗分泌性中耳炎常用的方法。由于低氧是炎症反应的共同特征，因此，这种治疗方式可以通过增加中耳的通气量以减轻中耳的低氧状态，纠正负压，预防积液形成[33，34]。低氧应答可以通过低氧诱导因子(hypoxia inducible factor，HIF)蛋白来调节，HIF是一种转录因子，其诱导的产物可以恢复组织血液供应，促进营养和能量产生，从而维持组织的稳态。在含氧量正常的情况下，HIF-1a可以被脯氨酰羟化酶结构域(prolyl hydroxylase domain，PHD)修改并退化；在低氧状态下，PHD活性受限，HIF-1a结构稳定，后者在进入细胞核与低氧反应元件结合前与HIF-1b形成异二聚体[35]。除此之外，在转录水平上，HIF的信号也可以通过HIF-1a与NF-kB的相互作用被调节[36，37]；在翻译水平上，HIF的信号可被细胞因子如IL-1b和TNF-α调节[33，34]。HIF应答可以适应并帮助改善局部缺血状态，同时可以调节微生物感染引起的免疫应答，但是慢性低氧性炎症反应时， HIF诱导产生的血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)可以促进新生血管形成[38]，导致信号调节障碍和病理改变[39]，最终引起疾病的发生。目前已通过动物实验证实HIF-1a在SOM大鼠中耳粘膜中表达增多[40]，由于HIF-VEGF信号通路在SOM发生过程中发挥重要作用，因此相关因子的研究为SOM的治疗提供了可能[41]。

4.3肥胖 为了评价儿童SOM患者与体重指数(BMI)之间的关系，Kim等[42]对同一时期入院行单侧或双侧鼓膜置管的140例2～7岁SOM患者和190例行其他耳科手术且无SOM病史的患儿进行评估。结果显示：实验组中肥胖患病率高于对照组(P<0.05)，然而，两组患者BMI、甘油三酯和总胆固醇并没有明显差异；他们认为，儿童肥胖对SOM的进展有一定作用，但与后者的发生并无相关性。

SOM的病因发病机制复杂多样，咽鼓管的机械性阻塞及功能障碍、感染以及免疫反应在SOM发病中的作用已得到肯定；近年来，对于分子及基因层面的病因学研究取得了快速的发展，整个致病网络得到扩展，深入的研究仍在继续，而对于病因学的研究也将为SOM的治疗提供依据和方向。

5 参考文献

1 Cunsolo E,Marchioni D,Leo G,et al. Functional?anatomy of the eustachian tube[J].Int J Immunopathol Pharmacol, 2010,23:4.

2 Ryding M, White P, Kalm O. Eustachian tube function and tympanic membrane findings after chronic secretory otitis media[J]. Int J Pediatr Otorhinolaryngol,2004,68:197.

3 马兆鑫,陈旭辉,李明,等.表面活性物质治疗分泌性中耳炎的进展[J].听力学及言语疾病杂志, 2003, 11: 67.

4 袁媛,李桂芝,周卫东,等.咽鼓管咽口及其周围形态学改变与分泌性中耳炎的相关性研究[J] .临床耳鼻咽喉头颈外科杂志, 2007,21:1 024.

5 Kanai R,Kaneko K. Negative middle ear pressure and?otitis media with effusion after surgery under general anesthesia[J]. Acta Otolaryngol, 2012,132:1 049.

6 林杰,牟忠林,况光仪,等.鼻源性分泌性中耳炎的诊断及治疗[J].临床耳鼻咽喉头颈外科杂志,2011,25:301.

7 Yasan H, Dogru H, Tuz M, et al. Otitis media with effusion and histopathologic properties of adenoid tissue[J].Int J Pediatr Otorhinolaryngol,2003,67:1 179.

8 Becker S, Koch T, Philipp A. Allergic origin of recurrent middle ear effusion and adenoids in young children[J]. HNO,1991,39:182.

9 Takahashi H,Fujita A,Lee SH,et al.Experimental conditions for the development of persistent otitis media with effusion[J].Eur Arch Otorhinolaryngol,1990,247:89.

10 张志坚，刘鸿源.分泌性中耳炎的发病机制[J].医学综述，2004，10：751.

11 Brockson ME, Novotny LA, Jurcisek JA,et al.Respiratory syncytial virus promotes moraxella catarrhalis -induced ascending experimental otitis media[J]. PLoS One,2012,7:e40 088.

12 Daniel M, Imtiaz-Umer S, Fergie N,et al.Bacterial involvement in otitis media with effusion[J]. Int J Pediatr Otorhinolaryngol, 2012 ,76:1 416.

13 Grossman J. One airway, one disease[J]. Chest，1997,111:11.

14 顾之燕.呼吸道炎症反应[J].中华耳鼻咽喉科杂志,2001,36:80.

15 Suenaga S, Kodama S, Ueyama S, et al. Mucosal Immunity of the middle ear: analysis at the single cell level[J]. Laryngoscope,2001,111:290.

16 Alles R, Parikh A, Hawk L, et al. The prevalence of atopic disorders in children with chronic otitis media with effusion[J]. Pediatr Allergy Immunol,2001,12:102.

17 Smirnova MG, Birchall JP, Pearson JP. Evidence of T-helper cell 2 cytokine regulation of chronic otitis media with effusion[J]. Acta Otolaryngol,2005,125:1 043.

18 Nguyen LH, Manoukian JJ, Sobol SE, et al. Similar allergic inflammation in the middle ear and the upper airway: evidence linking otitis media with effusion to the united airways concept[J]. J Allergy Clin Immunol. 2004,114:1 110.

19 Ishizaki K, Yamada A, Yoh K, et al. Th1 and type 1 cytotoxic T cells dominate responses in T-bet overexpression transgenic mice that develop contact dermatitis[J]. J Immunol,2007,178:605.

20 Leigh R, Ellis R, Wattie JN, et al. Type 2 cytokines in the pathogenesis of sustained airway dysfunction and airway remodeling in mice[J]. Am J Respir Crit Care Med,2004,169:860.

21 赵守琴,刘华,韩德民,等.变应原诱发大鼠渗出性中耳炎中耳核因子κB的表达[J]. 临床耳鼻咽喉头颈外科杂志,2008 ,22:751.

22 Kariya S, Okano M, Hattori H,et al.TH1/TH2 and regulatory cytokines in adults with otitis media with effusion[J]. Otol Neurotol,2006,27:1 089.

23 Skotnicka B, Stasial-Barmuta A, Hassmann-Poznanske E, et al. Lymphocyte subpopulations in middle ear effusion: flow cytometry analysis[J]. Otol Neurotol,2005,26:567.

24 Cooter MS, Eisma RJ, Burleson JA, et al. Transforming growth factor-beta expression in otitis media with effusion[J]. Laryngoscope,1998,108:1 066.

25 李洁,赵守琴,刘华,等.分泌性中耳炎中耳积液中TGF -β1检测的临床意义[J]. 听力学及言语疾病杂志,2008,16:383.

26 Daniele N,Scerpa MC,Landi F, et al.T(reg) cells:collection,processing,storage and clinical use[J].Pathol Res Pract,2011,207:209.

27 Joetham A,Takada K,Taube C,et al. Naturally occurring lung CD4+,CD25+T cell regulation of airway allergic responses depends on IL-10 induction of TGF-beta[J]. J Immunol,2007,178:1 433.

28 Mall M,Grubb BR,Harkema JR,et al.Increased airway epithelial Na+absorption produces cystic fibrosis-like lung disease in mice[J]. Nat Med,2004,10:487.

29 Verkman AS, Mitra AK. Structure and function of aquaporin water channels[J]. Am J Physiol Renal Fluid Electrolyte Physiol,2000,278:F13.

30 Lim DJ, Chun YM, Lee SK, et al. Cell biology of tubotympanum in relation to pathogenesis of otitis media-a review[J]. Vaccine,2001,19:S17.

31 Zhang Q, Liu C, Wang J,et al. Expression pattern of aquaporin 4 and 5 in the middle ear of guinea pigs with secretory otitis media[J]. Acta Oto-Laryngologica,2010,130: 68.

32 Frede S, Berchner-Pfannschmidt U, Fandrey J.Regulation of hypoxiainducible factors during inflammation[J]. Meth Enzymol,2007,435: 405.

33 Dehne N, Brune B.HIF-1 in the inflammatory microenvironment[J]. Exp Cell Res,2009,315:1 791.

34 Doedens A, Johnson RS.Transgenic models to understand hypoxiainducible factor function[J]. Meth Enzymol,2007,435:87.

35 Rius J, Guma M, Schachtrup C, et al.NF-kB links innate immunity to the hypoxic response through transcriptional regulation of HIF-1a[J]. Nature,2008,453: 807.

36 Taylor CT.Interdependent roles for hypoxia inducible factor and nuclear factor-kappaB in hypoxic inflammation[J]. J Physiol,2008,586: 4 055.

37 Oliver KM, Taylor CT, Cummins EP. Hypoxia. Regulation of NFkappaB signaling during inflammation: the role of hydroxylases[J]. Arthritis Res Ther,2009，11: 215.

38 Zinkernagel A, Johnson R, Nizet V.Hypoxia inducible factor (HIF) function in innate immunity and infection[J]. J Mol Med,2007,85: 1 339.

39 黄秋红,蔡小剑,张志钢,等. 缺氧诱导因子在分泌性中耳炎大鼠模型中耳黏膜中的表达[J]. 听力学及言语疾病杂志,2010,18:63.

40 Cheeseman MT, Tyrer HE, Williams D,et al. HIF-VEGF pathways are critical for chronic otitis media in junbo and jeff mouse mutants[J]. PLoS Genet,2011,7:e1 002 336.

41 Kim SH, Park DC, Byun JY,et al. The relationship between overweight and otitis media with effusion in children[J]. International Journal of Obesity,2011,35:279.