中耳胆脂瘤发病机制及分子生物学基础

作者                         作者单位

韩正理  广州中山大学第三附属医院耳鼻咽喉-头颈外科(广州　510630)

张官萍  广州中山大学第三附属医院耳鼻咽喉-头颈外科(广州　510630)

1　中耳胆脂瘤分类

根据其临床特征与病理改变对中耳胆脂瘤进行分类的方法很多，通常按其发病机制分为：(1)先天性胆脂瘤：胚胎期外胚层组织遗留于颅骨中发展而成，鼓膜完整;(2)后天原发性胆脂瘤：鼓膜松弛部袋状内陷，可有少许流脓或没有流脓史，其病因可能与咽鼓管长期阻塞，前后鼓峡口引流不畅，导致上鼓室负压形成，鼓膜松弛部内陷形成开口向外的囊袋装结构有关;(3)后天继发性胆脂瘤：鼓膜后上方大穿孔或边缘性穿孔，上皮沿着穿孔缘长入，并逐渐累及鼓窦、乳突、上鼓室及整个中耳腔，病因可用上皮移行学说来解释。这种分类方法在临床上被广泛接受，但不能说明胆脂瘤的具体损伤范围。Tos则按胆脂瘤的起源部位将后天性胆脂瘤分为三类。(1)上鼓室胆脂瘤：鼓膜松弛部凹陷并累及上鼓室、鼓窦入口、乳突及鼓室腔。(2)鼓窦胆脂瘤：紧张部后上方内陷袋形成或紧张部穿孔累及鼓窦、后鼓室。(3)紧张部胆脂瘤：内陷袋累及整个鼓膜紧张部并涉及咽鼓管鼓口。这种分类方式对手术操作过程及评估预后有重要意义[1]。Tos进一步以上述分类为依据，并结合耳镜检查，评估胆脂瘤损伤范围、听骨链状态和术前并发症，确定手术操作和对比手术前后效果[2]。[编者附识：据1994年德国耳鼻咽喉头颈外科全书，所谓的紧张部胆脂瘤是粘连性中耳炎的并发症，也有人将之称为粘连性胆脂瘤。德国全书将后天性胆脂瘤主要分为两种类型：松弛部胆脂瘤(上鼓室胆脂瘤);紧张部胆脂瘤(鼓室窦胆脂瘤)]随着听力重建外科的发展，出现了一种更重视以听骨链形态为依据的分类标准：O0期为听骨链完整，O1期为砧骨破坏、听骨链中断，O2期为砧骨和镫骨弓破坏;O3期为锤骨柄、砧骨缺失，镫骨弓破坏，该分类实际上是Wullstein 和 Austin分类法的修正[3]。Naim则以组织学和临床为依据将外耳道胆脂瘤分为四类：(1)伴外耳道上皮增生; (2)伴有骨膜炎;(3)引起骨性外耳道缺损;(4)引起邻近结构破坏[4]。

2　先天性胆脂瘤发病机制

先天性胆脂瘤的概念最早由Derlacki 和Clemis提出，认为先天性胆脂瘤形成系胚胎期外胚层组织遗留所致，在破坏中耳鼓室腔前鼓膜未受累，在检查时鼓膜完整，临床上比较罕见。上皮移行学说认为中耳鼓室腔先天性胆脂瘤为胚胎期外耳道外胚层组织克服鼓环的约束机制移行到中耳，这个理论解释了发生在鼓室后部下方靠近鼓环的先天性胆脂瘤，但中鼓室前部的胆脂瘤究竟是先天性的还是后天性的还存在争议。先天性胆脂瘤起源尚不明确，有证据显示大多数先天性胆脂瘤源于胚胎期中鼓室前方没有退化的表皮样结构。Northrop则认为羊水中的有活力上皮细胞可能是先天性胆脂瘤的来源之一[5]。最近，应用分子生物学技术检测端粒长度和端粒酶活性，以此区别先天性还是后天性，发现先天性胆脂瘤的端粒酶长度比正常外耳道皮肤的短，而后天性胆脂瘤的端粒酶长度和正常外耳道皮肤的端粒酶长度没有什么区别，从而提示先天性胆脂瘤可能源于胚胎期组织遗留或迷行组织[6]。

3　后天性胆脂瘤发病机制

后天性胆脂瘤发病机理存在争议已有一个世纪，至少已证实存在有四个方面证据：由于感染致中耳鳞状上皮化生，上皮组织通过穿孔之鼓膜移行,　基底细胞层侵入性增生，由于咽鼓管功能障碍致内陷囊袋形成，即鳞状上皮化生学说、上皮移行学说、基底细胞增生学说和袋状内陷学说。

鳞状上皮化生学说认为角蛋白蓄积和多发性感染和炎症导致鼓膜溶解和穿孔，鳞状上皮化生生长引起典型的上鼓室胆脂瘤表现。上皮移行学说则认为鳞状上皮通过穿孔之鼓膜边缘侵入中耳腔，并在豚鼠、灰鼠和家兔动物模型上观察到上皮通过穿孔缘移行入中耳的证据，多用于解释后天继发性(鼓室窦)胆脂瘤的发病机制。基底细胞增生学说认为源于松弛部角化上皮细胞能够侵入上皮下间隙形成上鼓室胆脂瘤。袋状内陷学说被认为是大多数后天原发性胆脂瘤的共同发病机制，该学说认为由于负压、炎症等原因，鼓膜松弛部回缩，在中耳腔形成囊袋，内陷袋深部角蛋白引流不畅，逐步扩展至中耳和乳突腔发展为胆脂瘤。上述学说均能部分解释后天性胆脂瘤的发病机制，但没有一种学说能得到直接、完整的组织学和试验证据。后天性胆脂瘤不同发病机制在临床上都具有共同的性质：侵袭、 移行、 过度增殖、 分化改变、 侵犯邻近组织和复发。

目前常用的胆脂瘤实验性动物模型有阻塞咽鼓管、中耳应用化学刺激性物质、外科手术结扎外耳道或中耳皮肤植入等;主要的实验动物为蒙古沙鼠，利用外耳道皮肤作阴性对照。应用动物实验、临床试验、细胞和组织培养以及细胞和分子生物学实验技术(如：免疫组化、原位杂交、PCR等)，有助于理解胆脂瘤局部过度增生和浸润性生长破坏的生物学和病理生理特征。

4　胆脂瘤的骨吸收机制

胆脂瘤的骨吸收作用由多种刺激引起，包括炎症、局部压迫、角蛋白和细胞因子如白细胞介素-1?琢(interleukin-1?琢，IL-1α)、 IL-1β， IL-6和干扰素β(INFβ)以及甲状旁腺激素相关蛋白等多种因素。有资料表明在胆脂瘤的慢性炎症过程中释放的炎症介质包括细胞因子、 前列腺素、 NO、生长因子、神经递质等可能会启动破骨细胞再生和骨吸收过程。Sohn在鼠体外试验中发现， P物质能通过活化核因子kappa B上调破骨细胞前体活性[7]。Jung在鼠胆脂瘤诱导的骨吸收动物模型中发现，一氧化氮合酶(nitric oxide synthase ，NOS)II活性明显上调，外源性施加NO能提高体外破骨细胞活性，炎症因子IL-1β、 TNFα和IFNγ能协同诱导产生亚硝酸盐，这个过程可以被NOS抑制剂所阻断[8]。Yetiser 发现胆脂瘤组中的IL-1α、 肿瘤坏死因子(TNF-α)和表皮生长因子(epidermal growth factor， EGF)的表达明显高于非胆脂瘤中耳炎组和对照组， 抗生素治疗对表达没有影响，从而证实胆脂瘤的骨破坏作用受细胞因子和表皮生长因子介导， 是角化细胞活动的结果， 抗生素治疗对细胞因子的聚集没有影响[9]。 早期的研究中， 在实验性动物模型中发现局部压迫同样能触发破骨细胞骨再吸收过程。Schonermark等应用免疫组化法证实金属基质蛋白酶家族(matrix-metalloproteinases， MMPs)中， MMP-2、 MMP-3、 MMP-9的表达严格限定于胆脂瘤上皮的基底层和基底上层， 而MMP-8更多地散布在上皮各层，MMP抑制剂TIMP-1仅随机分布在肉芽组织的有限区域，提示MMP家族在胆脂瘤侵蚀颞骨的分子机制中起积 极作用[10]。

5　细胞因子在胆脂瘤形成中的作用

许多细胞因子涉及先天性和后天性胆脂瘤的病理学特征[11]， 其中包括：IL-1α、 IL-1β、 TNFα、 EGF、 MMPs、 NO、 肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor， HGF)都在胆脂瘤形成过程中起到积极作用。与正常外耳道皮肤相反，有报道胆脂瘤的表皮生长因子受体(epidermal growth factor-receptor， EGF-R)调节系统存在缺陷， EGF-R在角化细胞的基底层和基底上层都有高度表达。

6　细胞信号转导机制

细胞信号转导机制涉及信息跨膜传递，这个过程由各种不同的第二信使调节。在胆脂瘤形成的过程中, 以cAMP为代表的信号转导系统水解肌醇为肌醇三磷酸(inositol 1， 4， 5-triphosphate， IP3)和甘油二酯(diacylglycerol， DG)， 从而发挥生物学效应。磷酸肌醇脂酶C(phospholipase C, PLC)是磷酸肌醇信号转导途径中的一个关健酶。Park等在人体胆脂瘤标本中利用Western印迹法和免疫组化法检验同一患者的胆脂瘤组织、外耳道内段皮肤、耳后皮肤组织细胞中的PLC-γ1的表达水平，Western印迹法发现PLC-γ1表现为分子量为145 kD的特殊带状， 胆脂瘤标本中染色强度最高， 外耳道内段皮肤的染色强度又高于耳后皮肤。免疫组化结果表明， PLC-γ1蛋白是位于细胞浆中的褐色颗粒，胆脂瘤的上皮各层细胞均为强阳性染色， 一部分外耳道内段皮肤的染色强度又高于耳后皮肤，大多数耳后皮肤染色为阴性， 从而得出结论： PLC-γ1的过度表达在试验性胆脂瘤的异常增生和分化方面起重要作用[12]。随后他们在蒙古沙土鼠试验性胆脂瘤模型中得出同样结论[13] 。

7　结　论

不同部位的中耳胆脂瘤发病机制不同，在临床上表现出不同的病理类型，但都有共同的骨破坏与骨吸收性病理作用。随着现代分子生物技术的发展，对中耳胆脂瘤机制有了更深一层的认识。但就目前来说，我们现在对胆脂瘤所能做的是尽早手术。

【参考文献】

1　Tos M. Manual of middle ear surgery. Stuttgart, New York: Thieme, 1995.

2　Tos M, Lau T. Recurrence and the condition of the cavity after surgery for cholesteatoma using various techniques. Amsterdam: Kugler and Ghedini, 1989.

3　Saleh HA, Mills RP Classification and staging of cholesteatoma. Clin Otolaryngol Allied Sci, 1999, 24(4): 355-359.

4　Naim R, Linthicum F Jr, Shen T, et al. Classification of the external auditory canal cholesteatoma. Laryngoscope, 2005, 115(3): 455-460.

5　Northrop C, Piza J, Eavey RD. Histological observations of amniotic fluid cellular content in the ear of neonates and infants. Int J Pediatr Otorhinolaryngol, 1986, 11(2): 113-127.

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7　Sohn SJ. Substance P upregulates osteoclastogenesis by activating nuclear factor kappa B in osteoclast precursors. Acta Otolaryngol, 2005 , 125(2): 130-133.

8 Jung JY, Pashia ME, Nishimoto SY, et al. A possible role for nitric oxide in osteoclastogenesis associated with cholesteatoma. Otol Neurotol, 2004, 25(5): 661-668.

9　Yetiser S, Satar B, Aydin N. Expression of epidermal growth factor, tumor necrosis factor-alpha, and interleukin-1 alpha in chronic otitis media with or without cholesteatoma. Otol Neurotol, 2002, 23(5): 647-652.

10　Schonermark M, Mester B, Kempf HG, et al. Expression of matrix-metalloproteinases and their inhibitors in human cholesteatomas. Acta Otolaryngol, 1996, 116(3): 451-456.

11　Akimoto R, Pawankar R, Yagi T, et al. Acquired and congenital cholesteatoma: determination of tumor necrosis factor-alpha, intercellular adhesion molecule-1, interleukin-1-alpha and lymphocyte functional antigen-1 in the inflammatory process. ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec, 2000, 62(5): 257-265.

12　Myers EN，Park K, Chun YM, et al. Signal transdution pathway in human middle ear cholesteatoma. Otolaryngol Head Neck Surg, 1999, 120(6): 899-904.

13　Park K, Chun YM, Lee DH. Expression of phospholipase C-gamma1 in experimental cholesteatoma using Mongolian gerbils. Acta Otolaryngol, 2001 , 121(4): 477-480.