尼曼匹克C型病（Niemann-Pick Type C, NPC）是一种罕见的溶酶体储存病，其特征是未酯化胆固醇在溶酶体内异常积累，导致神经退行性病变、肝脏功能异常及早期死亡。2-羟丙基-β-环糊精（HPβCD）作为一种潜在的治疗药物，通过促进胆固醇的溶解和排出，在小鼠模型中显著改善了疾病症状并延长了寿命。然而，高剂量HPβCD的潜在毒性尚未充分研究，尤其是其对听觉功能的影响。
本研究基于正常猫及自然发生的NPC猫模型，评估了HPβCD在不同给药剂量及途径下对听觉系统的作用，重点分析其剂量依赖性效应及长期影响。
方法
- 实验动物与分组
- 动物模型：实验猫均为宾夕法尼亚大学兽医学院的实验动物群体。通过PCR检测NPC1基因错义突变（2864G-C）筛选出NPC猫，实验包括正常猫和NPC猫。
- 分组与治疗：
- 正常猫：分为5组（共19只），分别接受4000 mg/kg和8000 mg/kg HPβCD的单次皮下注射或4000 mg/kg脑重量的鞘内注射；部分组别接受每周重复注射（共7次）。
- NPC猫：分为5组（共22只），接受1000–8000 mg/kg的每周皮下注射或4000 mg/kg脑重量的双周鞘内注射。
- 药物制备与给药
HPβCD溶解于生理盐水，制成20%（wt/vol）溶液，通过皮下注射或鞘内注射方式给药。对照组接受相同体积的生理盐水。 - 听觉测试（BAER）
使用脑干听觉诱发反应（BAER）评估听觉功能，包括听觉阈值、波形振幅和中枢传导时间。测量点包括用药前及用药后2周，部分组别进行最长12周的随访。 - 数据分析
使用双尾t检验对组间数据进行比较，p<0.05视为显著性差异。
主要发现
- 正常猫的听觉变化
- 单次皮下注射4000 mg/kg HPβCD未引起显著听觉变化。
- 单次皮下注射8000 mg/kg或鞘内注射4000 mg/kg脑重量的HPβCD，显著提高听觉阈值（基线值66 dB升至79–81 dB），且该效应持续至少12周。
- 重复每周皮下注射4000 mg/kg HPβCD导致听觉阈值逐步升高，从第4周开始显著超过基线水平。
- NPC猫的听觉变化
- 未治疗的NPC猫听觉阈值（71.9 dB）与正常猫接近，显示NPC病本身对听觉功能影响有限。
- 每周注射4000 mg/kg或8000 mg/kg HPβCD的NPC猫，听觉阈值显著升高，最高达到91.8 dB。
- 接受4000 mg/kg脑重量HPβCD鞘内注射的NPC猫在最高刺激强度（125 dB）下未能检测到波形，提示可能存在严重的听觉损伤。
- 剂量依赖性与持久性
- HPβCD引起的听觉阈值升高具有明确的剂量依赖性和长期持久性，且在用药后12周内未见恢复，提示可能为不可逆性损伤。
- 听觉功能的改变可能与耳蜗环境、毛细胞功能或听神经放电模式受损相关。
讨论
- 治疗效益与毒性之间的权衡
高剂量HPβCD（≥4000 mg/kg）在NPC动物模型中已被证明对改善神经功能和延长寿命具有显著作用，但同时引发了听觉系统的毒性。尤其是鞘内注射，尽管提高了药物的中枢作用，但与更高的听觉毒性相关。 - 毒性机制的可能解释
听觉阈值的升高可能源于外周听觉系统（如耳蜗和第八神经）的损伤，具体机制可能涉及：- 耳蜗内离子环境的破坏。
- 内、外毛细胞的转导与运动功能受损。
- 听神经放电模式的异常。
- 临床应用的启示
- 对接受高剂量HPβCD治疗的NPC患者，应建立定期听觉监测机制，以评估听觉损伤的发生和进展。
- 未来研究需明确HPβCD引发听觉毒性的机制，并探索减少毒性的方法，如优化给药剂量、改变给药途径或联合其他保护性治疗策略。
结论
本研究首次系统揭示了HPβCD对正常猫及NPC猫听觉功能的影响。结果表明，HPβCD在高剂量下对听觉系统具有剂量依赖性且可能不可逆的负面效应。这一发现为HPβCD的临床应用提供了重要参考，特别是在治疗NPC病患者时，需要平衡其神经保护效应与听觉毒性之间的关系。
参考文献：
2-Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin Raises Hearing Threshold in Normal Cats and in Cats With Niemann-Pick Type C Disease