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【摘要】 目的 观察大剂量头孢唑啉在铁缺乏条件下对新西兰大白兔耳蜗毛细胞的影响。方法 60只健康新西兰大白兔，随机分成A、B、C、D组，每组15只。A、B两组喂标准饲料4周，C、D两组喂缺铁饲料4周，后两组制成铁缺乏动物模型。B、D两组经耳静脉注射头孢唑啉（0.5g/kg，2次/d，共14天），A、C两组经耳静脉注射等体积生理盐水做对照，停药后第15天处死作耳蜗扫描电镜及激光共聚焦显微镜观察。结果 缺铁头孢唑啉组（D组）停药后第15天，有9个耳蜗标本（60%）存在不同程度内、外毛细胞静纤毛散乱、扭曲、缺失，以中区、顶区损害较重。结论 大剂量头孢唑啉在铁缺乏条件下可造成新西兰大白兔耳蜗内、外毛细胞静纤毛不同程度损伤。
【关键词】 头孢唑啉；铁缺乏； 耳蜗；毛细胞；耳毒性
Experimental study of the ototoxicity of large dose cephazoline
YANG Shu, XIE Ding-hua, Zhu Gang-hua. Department of Otolaryngology,The Second Xiangya Hospital, Central South University, Changsha 410011, China
【Abstract】 Objective To observe the changs of cochlear hair cell induced by large dose cephazoline in iron-deficient New Zealand white rabbit.Methods 60 healthy New Zealand rabbit were randomly divided into 4 groups.The animal of group A、B were fed with standard diet and group C、D were given the basic iron-deficent diet for 4weeks.The rats of groups B、D were received intravenous injection of large dose cephazoline for 14 days.The changs of cochlear hair cell were observed by scanning electron microscope at 15days after injection. Results The scanning electron microscope showed stereocilia of the outer and inner hairy cell were disarrangment and some disappeared at middle，apical and base cochlear area.Conclusion The results suggest that large dose cephazoline may have potential effect on the function and structure of cochlear hairy cell when iron deficiency exists.
【Key words】 cephazoline; iron deficiency;cochlea;hairy cell; ototoxicity
头孢唑啉是临床最常用的抗生素之一，广泛应用于婴幼儿、儿童及成人患者，它的毒性主要是过敏反应，对耳蜗的毒性作用鲜有报道。笔者在临床工作中注意到一些患铁缺乏症的婴幼儿或儿童在大剂量应用头孢唑啉后出现感音神经性聋。由此推测大剂量头孢唑啉在铁缺乏等特定条件下可能存在耳毒性。本实验通过对大剂量头孢唑啉在铁缺乏条件下对新西兰大白兔耳蜗毛细胞影响的研究，探讨大剂量头孢唑啉的耳毒性。
1 材料与方法
1.1 材料 体重1.25～1.5kg的健康、ABR阈值正常的新西兰大白兔60只，耳廓检查外耳道皮肤无红肿、鼓膜完整、无中耳炎表现，耳廓preyer反射敏感。随机分为4组，每组15只。A组：正常对照组；B组：正常头孢唑啉组；C组：缺铁对照组；D组：缺铁头孢唑啉组。A、B组喂普通饲料，C、D组喂缺铁饲料，喂养至实验结束为止。饲养4周后开始用药，B、D组经耳缘静脉注射头孢唑啉0.5g/kg，每日2次，A、C组经耳缘静脉注射等体积生理盐水，连续用药2 周。停药后第15天处死作耳蜗电镜扫描及激光共聚焦显微镜观察。
1.2 药物 同一批号的头孢唑啉钠盐粉针剂，由哈尔滨医药股份有限公司生产，国际GMP达标药品，均在有效期内，使用前新鲜配制。
1.3 观察指标及方法 实验前及处死前断尾采血，应用HICN法和原子吸收光谱法分别测定血红蛋白（Hb）及血清铁（SI）含量；动物处死后沿正中矢状面剖开，分离颞骨，迅速打开听泡，在蜗顶外侧钻孔，用2.5%戊二醛和5%多聚甲醛耳蜗灌流1min，固定4～6h后在解剖显微镜下运用硬剥离法去除骨性蜗壳和螺旋韧带，分离椭圆囊、血管纹、暴露Corti氏器，将基底膜保留在蜗轴上，切好底座。将椭圆囊、血管纹、耳蜗在上述固定液中继续固定8h，再经1%锇酸固定2h，0.1MPBS充分洗净，乙醇逐级脱水，LG-1型临界点干燥仪干燥，解剖显微镜下定位，ID-5型离子镀膜机喷金镀膜， S-50型飞利浦扫描电子显微镜下观察基底膜、椭圆囊斑、血管纹的变化。经Phaalloidin染色后显微镜下进行组织铺片，注意组织摆放，纤毛面朝上，基底膜朝下，甘油封片，Leica激光共聚焦显微镜用激发光波长为488nm氖激光进行基底膜、椭圆囊连续扫描观察比较损伤的程度。
1.4 统计学方法 采用SPSS11.5版统计软件进行统计分析。实验数据以均数±标准差（±s）表示，采用方差分析。
2 结果
2.1 Hb及SI含量 A组Hb含量为（117.5±7.2）g/L,SI含量为（13.8±1.1）μmol/L； B组Hb含量为（112.4±6.8）μg/L,SI含量为（13.5±1.2）μmol/L； C组Hb含量为（67.2±7.6）g/L,SI含量为（7.5±1.5）μmol/L； D组Hb含量为（63.2±6.5）g/L,SI含量为（7.2±1.0）μmol/L；C、D组较A、B组Hb及SI明显降低（P<0.05），低于正常范围。
2.2 扫描电镜观察 A组各耳蜗内、外毛细胞纤毛完整，结构清晰，形态正常支持细胞表面结构完整，椭圆囊斑毛细胞纤毛完整，血管纹暗细胞完整；B组有2个耳蜗（13.3%）中区、顶区部分区域内、外毛细胞静纤毛轻度紊乱，纤毛缺失，内毛细胞纤毛倒伏、融合，支持细胞可见破坏，椭圆囊斑毛细胞纤毛倒伏、融合，血管纹暗细胞破坏，该组其余各期各耳蜗内、外毛细胞静纤毛结构清晰，形态大致正常；C组有3个耳蜗（20%）中区、顶区部分区域内、外毛细胞静纤毛散乱、扭曲、残缺不全或缺失。各耳蜗未发现明显内毛细胞改变，椭圆囊斑毛细胞纤毛倒伏、融合，血管纹暗细胞破坏，该组其余各期各耳蜗内、外毛细胞静纤毛结构清晰，形态大致正常；D组有9个耳蜗（60%）存在不同程度内、外毛细胞静纤毛散乱、扭曲、倒伏、残缺不全或缺失，以中区、顶区损害较重，其中有2个耳蜗中顶区部分区域表皮板变形、塌陷，部分毛细胞缺失（图1）。
2.3 激光共聚焦显微镜观察耳蜗基底膜变化 A组耳蜗100μm基底膜62（58～64）个外毛细胞，B组耳蜗100μm基底膜60（54～64）个外毛细胞，C组耳蜗100μm基底膜60（56～64）个外毛细胞，D组耳蜗100μm基底膜46（40～52）个外毛细胞，D组外毛细胞明显减少，与A、B、C组比较差异有显著性（P﹤0.05）（图2）；A组耳蜗底圈100μm基底膜有14（12～16）个内毛细胞，B组有12（10～16）个内毛细胞，C组有14（10～16）个内毛细胞，D组有6（4～10）个内毛细胞，D组内毛细胞明显减少，与A、B、C组比较差异有显著性（P﹤0.05）；前庭椭圆囊斑毛细胞的变化 A组椭圆囊斑取100μm×100μm的区域正常毛细胞计数为101（98～105）个，B组为97（95～103）个，，C组为99（96～103）个，D组为87（82～93）个，D组前庭椭圆囊斑毛细胞明显减少，与A、B、C组比较差异有显著性（P﹤0.05）。
3 讨论
国内外文献报道的耳毒性药物目前已有数十种，其中最有代表性的耳毒性药物是庆大霉素。在庆大霉素耳毒性实验中，庆大霉素日用量为临床最大用量的20～25倍［1］。本实验头孢唑啉用量为0.5g/kg。正常头孢唑啉组停药后仅有2个耳蜗（13.3%）中区、顶区部分内、外毛细胞静纤毛轻度紊乱，其余耳蜗均正常。提示头孢唑啉对正常新西兰大白兔听毛细胞结构无明显影响或仅有一过性影响。铁缺乏对照组停药后15天有3个耳蜗（20%）中区、顶区部分区域内、外毛细胞静纤毛散乱、扭曲、残缺不全或缺失。各耳蜗未发现明显内毛细胞改变；提示单纯缺铁到一定程度也能对听功能产生影响。缺铁头孢唑啉组停药后15天有9个耳蜗（60%）存在不同程度内、外毛细胞静纤毛散乱、扭曲、融合、残缺不全或缺失，而且有2个耳蜗出现表皮板变形、塌陷、毛细胞缺失现象。可见，此时听毛细胞结构已受到严重损伤。大剂量头孢唑啉用药一段时间后表现出较明显的耳毒性作用。本实验中，头孢唑啉用量为0. 5g/kg，由此推测，头孢唑啉耳毒性作用可能与用药剂量有关。从实验结果还可以看出：耳蜗中区毛细胞损伤出现较早，程度较重，之后向底回和顶回发展，程度由重到轻。病理改变主要表现为内、外毛细胞静纤毛散乱、扭曲、倒伏、残缺不全或缺失。
头孢唑啉和庆大霉素对耳蜗的毒性作用特点不同。庆大霉素对耳蜗的损伤最先发生在耳蜗底回，逐渐向中顶回发展［2］。可能有3个原因：（1）耳蜗底回血液循环量大，故底回的药物浓度较高；（2）底回蜗丛、外淋巴腔、螺旋韧带大，药物进出量大；（3）底回的外毛细胞体积小，神经末梢富含颗粒及线粒体，易受损伤。病理改变表现为内、外毛细胞静纤毛肿胀、融合、散乱倒伏，表皮板变形、塌陷或细胞消失［3］。头孢唑啉的毒性作用是在缺铁对耳蜗损伤的基础上发生，且其药物作用机制及药代动力学特点与庆大霉素不同，所以对耳蜗的损伤特点不同［4］。具体原因有待进一步探讨。本实验初步证明：大剂量头孢唑啉对正常新西兰大白兔无明显耳毒性，但对铁缺乏新西兰大白兔可产生明显耳毒性。头孢唑啉可造成耳蜗内、外毛细胞不同程度的损伤，毒性程度和特点可能与用药剂量有关。以上研究结果提醒我们在临床工作中对患有缺铁性贫血等某些疾病的患者大剂量使用头孢唑啉时要引起足够的重视，避免头孢唑啉条件性耳毒作用的发生。
【参考文献】
1 Sun AH，Xiao SZ，Zheng Z，et al. A scanning electron microscopic study of cochlear changes in iron-deficient rats. Acta Otolaryngol（stockh），1997，104:211-216.
2 Gucek A,Bren AF,Hergouth V,et al. Cefazolin and netilmycin versus vancomycin and ceftazidime in the treatment of CAPD peritonitis. Adv Perit Dial,1997,13:218-220.
3 Black FO,Johnson JT,Effron MZ. Vestibular ototoxicity of prophylactic aminoglycoside antibiotics in head and neck cancer patients.Otolaryngol Head Neck Surg,1982, 90(3):349-354.
4 Tachibana M,Toyoda Y,Mizukoshi O. Occurrence of non-ototoxic antibiotic (cephazolin) in the inner ear. Arch Otorhinolaryngol. 1980,229(3-4):255-259.
作者单位：410011 湖南长沙，中南大学湘雅二医院耳鼻喉科