軍事噪聲性聽力損失研究進展

胡浩磊邢培梅張鵬臻李誼

1新鄉醫學院（新鄉 453003）

2中國人民解放軍聯勤保障部隊第988醫院耳鼻咽喉頭頸外科（鄭州 450042）

近年來，隨著我軍新型裝備武器的快速發展，軍事噪聲所致的噪聲性耳聾發生概率大幅提升。軍人群體中幾乎每個士兵都會在他們職業生涯的某個階段暴露在危險的噪聲水平下。由于軍人常處在各種高強度的軍事噪聲環境中，所以噪聲性耳聾（noise-induced hearing loss,NIHL）有較高的發病率[1，2]。軍人中的NIHL既有慢性暴露如直升機、飛機或車輛噪聲的結果，也有急性暴露如槍炮脈沖噪聲的結果。長期暴露在不同類型軍用裝備的高噪聲環境中，導致不同程度的聽力損失。因此，對軍事噪聲性耳聾深入研究以及加強對官兵們聽力保護教育，減少我軍軍事噪聲性聽力損失的發病率有重要意義。

1 軍事噪聲性聾的流行病學特點

軍事噪聲引起的耳聾耳鳴在現役軍人人群和退伍軍人人群中的發病率呈逐年上升趨勢[3]。在我國某軍區炮兵部隊的炮兵在訓練后存在不同程度眩暈、耳鳴、耳痛和聽力下降癥狀的人數約占55.9%。2011年，我國發布了《職業性爆震聾的診斷》標準，建議將“職業性爆震聾”列入國家職業病目錄。2013年，爆震性耳聾作為新增職業病種類納入由國家衛生及計劃生育委員會公布的《職業病分類和目錄》中。Jain等[4]通過對美國、韓國、伊朗等國軍事噪聲引起的噪聲性耳聾相關病例進行調查，得出噪聲性耳聾的發病率：陸軍為50%、空軍為42%、海軍為37%的結論。據調查[5]，在我國服役兩年以上的高炮兵聽力損失率已達到48.3%，而噪聲性耳聾在我國炮兵、裝甲兵、艦艇部隊中發病率分別為37.5%、30.6%、23.5%。可見軍事噪聲具有波及范圍廣、發病率高、危害力強的特點。噪聲性耳聾(NIHL)和噪聲暴露量呈正相關，噪聲愈強、暴露時間愈長，聽力損失愈嚴重。噪聲強度＞80dB可損傷聽力；噪聲中心頻率在2～4kHz容易引起相應區域耳蝸毛細胞損傷，較高頻率噪聲引起的聽覺損害發生時間較早且損傷程度較重。美軍步兵、炮兵和裝甲兵的聽力曲線均在6kHz出現V型凹陷；我軍炮兵、步兵、裝甲兵、通信兵和空軍飛行員的聽力曲線V型凹陷主要在4～6kHz。

最新的關于軍事噪聲性聽覺損傷流行病學調查研究指出[6]：軍事噪聲導致軍人聽力損失的發生率約為20%，且與非噪聲作業人員相比，噪聲暴露人群聽力損傷的發生率顯著增加；通過分析發現，在暴露組中，聽力損失發生率和耳鳴發生率明顯高于對照組，噪聲性聽力損傷多伴有“V”型切跡樣聽力損失曲線，純音測聽有聽力損失的頻率與接受噪聲的頻率有關，這與以往調查結果一致。此外，軍事訓練接觸噪聲后，部分軍人出現聽力損失和耳鳴癥狀，能在數日內自行恢復正常。在多次接觸噪聲后，聽力損失嚴重程度和時間長短，以及耳鳴聲音調高低和持續時間均有逐漸加重的趨勢，甚至轉變為持續性耳聾和耳鳴。因此，研究噪聲性耳聾和耳鳴的發病機制和防護措施非常重要。

2 軍事噪聲來源及特點

2.1 陸軍

在陸軍方面，噪聲來源因士兵所處環境不同而不同。在建筑物密集區進行戰斗訓練、使用大口徑武器射擊和參加軍事演習是聽力損失最強烈的決定因素。QBZ-03型步槍在相同時間間隔連續激發30發子彈，用聲壓計測量槍口處聲壓峰值，共測量10次，取平均值，測得槍口處聲壓峰值約為150.23dB[7]。由于陸軍裝甲部隊訓練時所發射的火炮會產生強大的壓力波，而士兵所在的倉室的脈沖聲壓級可達到200dB甚至更高，這樣的環境很容易對聽覺器官造成聲損傷。而炮彈發射后爆炸時所產生的強大沖擊波，會以3000m/s的速度在空氣傳播，這樣的沖擊波可能會對士兵的中耳和內耳造成損傷。

2.2 海軍

在海軍方面，其中兩棲攻擊艦的甲板上產生的噪聲可達96dB，航空母艦飛行甲板上的噪聲更高達150dB；登陸艦坦克和巡邏艦通常產生98dB到103dB的噪音，導彈炮艇的噪音水平是120dB，而最高的室內噪音水平被發現在機艙[8]。有關軍事船艇動力系統的噪聲及控制研究指出[9]，船舶在工作時產生的噪音多數處在90dB以上，有時可達110至115dB，形成難以承受的噪音。還有艦艇內各種機械設備運轉、飛機升降、武器發射所產生的嘈雜聲也是軍事噪聲的主要來源，這些噪音會給士兵的交流造成影響。長期在該環境下，將導致不同程度的聽力損失，對人體的健康也有著很大的危害。

2.3 空軍

在空軍方面，有國外研究報道軍用飛機人員也受到噪聲的影響，服役直升機的平均噪音為97dB(瞪羚)、99.8dB(偵察兵)、99.9dB(美洲獅)和 100dB(山貓)[10]。在戰斗機中，噴氣式飛機的噪音水平在97dB至104dB之間，訓練員的噪音水平為100dB至106dB，而運輸機的噪音水平為88至101 dB。在這種情況下，由于長期接觸噪音，飛行員被發現有聽力障礙。我國的軍用直升機噪聲最高可達150dB，來源主要是由渦輪發動機、自旋翼、傳動系統等所產生噪聲[11]；噪聲環境主要在500Hz以下的低頻區，其特點是具有衰減性、聲波長、易穿透障礙物，這些特點與生活中的噪聲有明顯的不同[12]，而且直升機噪聲的70%能量集中在1kHz以下低頻區。由于軍事噪聲屬于高強度、中低頻率的噪音為主，暴露在軍事噪聲環境下的時間長短對聽力損傷有差異，暴露時間越長聽力損傷越重。

3 軍事噪聲性聾機制

3.1 損傷機制

軍事爆震聲產生強烈的沖擊波，造成中耳和內耳機械性損傷，耳內鏡下可觀察到鼓膜充血或穿孔，甚至出現中耳聽骨骨折，以及內耳Corti器中毛細胞受損。一般認為0.14～0.35kg／cm2的沖擊波會造成鼓膜穿孔；4～7 kg／cm2會導致聽骨鏈脫位或斷裂、蝸窗破裂以及內耳損傷[13]。當噪聲達到130 dB或更高的壓力時，即可導致鼓膜破裂、聽小骨骨折或脫位。在炮彈爆炸所引起的急性聽力損傷的實例中，噪聲的強度常超過140 dB。強噪聲還可引起基底膜上Corti器的附著上皮細胞層與基底膜分離，從而導致內外淋巴液的混合，增加了鉀離子的濃度，進而加速細胞的破壞。爆震性強噪聲造成機械性損傷后可引起繼發性組織改變，毛細胞、支持細胞酶系統嚴重紊亂，進而導致氧和能量代謝障礙，細胞變性、死亡。細胞死亡途徑的激活和介導炎癥的調節分子則會造成毛細胞及耳蝸支撐細胞的二級損傷，包括耳蝸細胞降解、淋巴細胞和巨噬細胞聚集。長期暴露于軍事強噪聲環境中，可損害耳蝸內的微循環，導致耳蝸缺血、缺氧，造成毛細胞和螺旋器的退行性變。有學者認為[14]爆震后可引起耳蝸微循環流速的改變，從而影響耳蝸內環境穩定和毛細胞的能量供應，嚴重的可引起毛細胞的死亡。

3.2 隱性聽力損失

近年，噪聲誘發的耳蝸突觸病變和由此導致的聽神經退化確定為一個新興的研究熱點[15]。由于耳蝸突觸病變不會立即導致聽覺閾值敏感性喪失，因此它不會被測量閾值的聽力測試所發現，所以又稱“隱性聽力損失”（hidden hearing loss,HHL）[16]。但是會隨著噪聲暴露時間的延長和暴露量的增多而導致永久性聽力損失。雖然與噪聲相關的耳蝸神經纖維損傷在人類身上還沒有被證明，但在已被研究的哺乳動物物種中有大量的耳蝸結構相似性。在軍事環境中，哺乳動物模型可能與人類噪音暴露直接相關。最近有一些證據表明，由于沖擊波暴露和激光沖擊脈沖[17]，小鼠的外毛細胞和螺旋神經節神經元損傷導致功能障礙。

3.3 內耳免疫

先前一直認為內耳是“免疫豁免”器官，目前人們逐漸認識到耳蝸內存在炎癥反應。最近研究表明，噪聲暴露可引起內耳炎癥反應的發生，從而導致聽力損失的病理生理學變化，噪音造成的耳蝸損傷包含炎癥成分也就不足為奇[18]。耳蝸內炎癥反應是NIHL的重要致病機制[19]。耳蝸Corti器的上皮細胞受到聲損傷時，可引起耳蝸Corti器的毛細胞和與其相連的螺旋神經元的損傷[20]。在此過程中，免疫細胞所產生的活性氧和細胞因子參與了聲損傷所造成的免疫應答[21]。巨噬細胞在耳蝸炎癥反應中起重要作用，這些耳蝸巨噬細胞能吞噬內源性細胞碎片或異物，還能產生炎癥因子以及抗原呈遞等。噪聲刺激會引起耳蝸內炎癥細胞增多并活化，炎癥因子表達增多，這些炎癥因子如TNF-α、IL-6、IL-1β、MIP-1、MCP-1、ICAM-1、TIMP-1等[22]，會加重耳蝸毛細胞等的損傷。目前對耳蝸中的免疫細胞有了一定的認識，但是在參與炎癥的具體機制方面還需要進一步深入研究[23]。

4 軍事噪聲性聾易感基因

士兵接觸軍事噪聲后的反應存在個體之間的差異，因此基因檢測易感個體對NIHL的早期有效防治具有十分重要的臨床意義。近年來有研究發現[24]：與氧化應激有關基因如 GSTM1、PON2、SOD2、CAT等；鉀離子循環基因KCNE1等；與熱休克蛋白合成相關基因HSP70-1等；以及其他基因與NIHL遺傳易感性相關。關于鈣粘蛋白基因的報道比較多，包括鈣粘蛋白基因PCDH15與NIHL相關[25]，CDH23的變異可以導致機體對噪聲耐受度降低，進而慢慢聽力減退[13]。鄭晨等[26]對有兩年飛行訓練的學員進行檢測研究后，得出CDH23基因多態性與NIHL有相關性的結果。CDH23基因突變時，表現為對噪聲耐受度降低以及漸進性聽力減退。曲莉等[27]通過對北京某部和云南某部對軍事噪聲易感者和耐受者進行外周血檢測及資料分析后得出，12SrRNA T1095C突變可能和軍事噪聲性耳聾的易感相關。最近有結果顯示[28]，在中國人群中，位于XRCC1編碼區域的rs1799782 TT基因型和位于APEX1編碼區域的rs1130409 GG/GT與NIHL風險增加有統計學意義。XRCC1 rs1799782和APEX1 rs1130409可能作為篩選嚴重噪聲暴露NIHL易感性的生物標志物。張艷等[29]在188名軍事噪聲性聽力損失易感者和耐受者研究中證實：12SrRNA為線粒體高突變區；T1095C合并G7642A突變，在這些無相同遺傳背景但受相同環境因素影響的人群中集中出現，強烈提示該突變可能導致NIHL的致病性突變。

5 軍事噪聲性聾的防治

5.1 藥物防治

目前預防和治療藥物包括抗氧化劑、改善耳循環藥物、糖皮質激素和凋亡通路抑制劑等。抗氧化劑發揮作用的具體機制不同，主要包括D-甲硫氨酸、N-乙酰半胱氨酸、依布硒、維生素E、輔酶Q10等。N-乙酰半胱氨酸（NAC）作為活性氧清除劑，通過減少耳蝸暴露于活性氧中來減少噪聲導致的聽力損失。Jonathan kil等[30]通過臨床實驗評估了依布硒啉預防成人NIHL的安全及有效性，得出藥物通過減輕氧化應激，在預防聲損傷時具有一定效果，這為藥物預防噪聲性聲損傷提供了參考依據。單獨使用維生素A、C和E可部分防護NIHL[31]。葛振民等[32]通過在噪聲暴露前兩組分別給予口服甲硫氨酸片和等量安慰劑實驗，得出噪聲暴露前口服甲硫氨酸片能有效減輕暴露后噪聲性聽功能損害的發生的結論。Staffa等[33]通過臨床研究口服輔酶Q對NIHL的防護效應，得出噪聲暴露后口服輔酶Q可加速聽功能的恢復。神經營養劑如神經營養因子、維生素B1、維生素B12等，可減少噪音所造成的內耳損傷。有研究報道，在出生后內耳中，前庭和耳蝸上皮的毛細胞帶突觸的形成和維持分別需要腦源性神經營養因子(BDNF)和神經營養因子3(NTF3)[34]。噪聲可以消除內部毛細胞和它們的傳入神經元之間的神經連接(從而減弱聲音感知)，但不會引起聽覺圖上可檢測到的變化。在一次接觸噪音后立即在圓窗上涂上NTF3和BDNF，然后經免疫組化分析發現突觸前帶、突觸后谷氨酸受體和共域帶明顯增多[35]。耳聾患者早期應用激素類藥物效果比較好。有研究報道對19例符合噪聲性聽力損失延遲治療標準的患者進行研究，得出同時給予鼓室內注射和全身應用類固醇治療延遲性NIHL的療效較好[36]。改善微循環類藥物能夠抑制血小板聚集，調節微血管，可有效地增加內耳微環境的氧供應。常采用銀杏葉制劑、川芎、丹參和葛根素等藥物煙酸口服、肌內注射或靜脈注射進行治療。姜靜巖等[37]在常規治療的基礎上加用前列地爾聯合三磷酸胞苷二鈉，能有效改善NIHL患者耳微循環、增強毛細胞活性，對治療軍事噪聲性聽力損失有明顯療效。通過對噪聲性耳聾（NIHL）的基本機制研究，科研人員正在研制預防和治療的藥物，盡管目前沒有任何一種噪聲性聽力損失的治療藥物被FDA(美國食品藥品監督管理局)批準，但不久的將來，有希望有部分藥物可以被批準用于臨床。

5.2 防護措施

軍事噪聲性耳聾目前沒有特效藥物治療，主要以防護為主。我軍先后制訂了常規兵器發射或爆炸時脈沖噪聲和沖擊波對人員聽覺器官損傷的安全限值及軍事作業噪聲的軍用標準；通過篩查軍事噪聲性耳聾人群的易感基因，并制備用于接觸軍事噪聲環境前進行基因篩查的基因芯片。通過篩查使易感者避免接觸噪聲環境，為軍事噪聲性耳聾防治提供新的思路。也可通過阻隔傳播聲音途徑來預防。在軍事環境中，噪聲暴露可以通過隔離(土坑和墻體作為屏障)、減振、絕緣和適當的設備維護來控制。預防噪聲性聽力損失的首選方法是工程控制[38]，即通過對聲源、傳播途徑、接收者這三方面間做隔離或防護，將噪聲的能量通過各種措施進行阻絕、吸收。其他方法，包括聽力保護裝置(HPDs)如耳塞和聲音衰減耳罩等聽力保護裝置都是有限的，這樣有可能削弱語言感知。預防也取決于個人對聲音保護裝置的遵守。Lang等[39]人發現山貓和阿帕奇飛行員的雙耳幾乎所有頻率的聽力都比預測的要好，這表明實施的環耳耳罩降低了噪音導致聽力損失的風險。噪聲性聽力損失是軍隊中嚴重的疾病負擔。總之、由于軍事職業的性質，在訓練和任務中暴露在巨大的噪聲中是不可避免的。而在戰術和生存訓練中聽力卻是一項重要的資產。預防仍然是治療的主要內容，士兵需要接受關于使用聽力保護裝置的教育，培養自我防護噪聲的安全意識。

6 展望

近年來，軍事噪聲性耳聾在機制、易感基因、防治等方面研究有了新的進展。目前對耳蝸內免疫細胞及炎癥反應有了一定的認識，但是在參與炎癥的具體機制方面有待深入研究；噪聲性耳聾易感基因篩查檢測，確定易感人群，將會對將來征兵工作、降低軍事噪聲致病殘率有深遠的戰略意義；還有特別令人感興趣的是聽力保護裝置(HPDs)，不斷開發高級HPDs具有重要的軍事意義；探討治療NIHL的有效藥物一直是耳科臨床醫生努力的方向，進行充分的臨床前試驗能夠給臨床研究提供重要的參考依據；軍事噪聲性耳聾研究涉及各個學科，這一系列的研究工作具有獨特的挑戰性。