睡眠呼吸暫停低通氣綜合征患者血清HIF-1α、VEGF、sVCAM-1水平的變化及意義＊

陳忠余，趙世巧，李 蔚，江程澄△

（重慶市中醫(yī)院：1.檢驗科；2.呼吸科 400021）

睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（sleep apnea hypopnea syndrome，SAHS）是一種常見的威脅人類健康的疾病。SAHS患者因長期夜間反復呼吸暫停、睡眠中斷、缺氧或二氧化碳潴留等導致嗜睡、注意力集中困難、記憶力嚴重受損、導致嚴重的交通事故等引起了全世界高度重視［1］。流行病學調(diào)查表明SAHS可導致全身各系統(tǒng)及臟器病變，特別是心腦血管疾病［2］。但SAHS并發(fā)心腦血管疾病的發(fā)病機制至今尚未完全闡明。本文針對SAHS的反復睡眠中斷、缺氧／復氧，刺激氧化應激，炎癥病變等病理生理改變，在排除相關(guān)干擾因素外，探討SAHS與炎性標志物：缺氧誘導因子-1α（hypoxia induction factor-1α，HIF-1α）、血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelia growth factor，VEGF）、可溶性血管內(nèi)皮細胞黏附因子-1（soluble vascular adhesion molecule 1，sVCAM-1）的相關(guān)性。從而建立早期預測SAHS患者的心腦血管疾病發(fā)生與預后的機制。作者還擬探明SAHS患者經(jīng)持續(xù)氣道正壓通氣干預治療后，呼吸暫停低通氣指數(shù)（apnea hypopnea index，AHI）的改善能否降低外周血炎性標志物水平，從而獲得早期預防心腦血管事件發(fā)生的資料，達到早期預防及減少心腦血管事件發(fā)生的目的。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2011年1～12月就診于本院呼吸內(nèi)科和第三軍醫(yī)大學西南醫(yī)院老年科的打鼾或白天嗜睡患者79例，均經(jīng)多導睡眠儀（polysomnography，PSG）診斷為SAHS，診斷標準參照中華醫(yī)學會呼吸病學分會睡眠呼吸障礙學組制定的《阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征診治指南》［3］。排除飲酒、吸煙、支氣管哮喘、慢性感染、糖尿病、孕婦、肝腎功能不全、高血脂、免疫疾病、1周內(nèi)飲咖啡和安眠藥史。根據(jù)AHI分為輕度組（5～15次／h）、中度組（＞15～30次／h）、重度組（＞30次／h），其中輕度組21例，中度組21例，重度組37例，男68例，女11例，年齡（45.1±8.5）歲，病程平均為（5.1±1.9）年。對照組35例，為年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)與SAHS相匹配的健康體檢者，經(jīng)詢問病史、查體或睡眠初篩儀監(jiān)測排除SAHS。

1.2 治療方法 對AHI＞15次／h的58例中、重度患者作持續(xù)氣道正壓通氣（continue positive airway pressure，CPAP）治療3個月，壓力選定足以消除50%～75%或以上的夜間睡眠暫停或低通氣數(shù)。第1個月，每周隨訪1次，電話或面見患者，確保患者對CPAP的正確運用和依從性，待患者每晚至少能用CPAP治療4h以上開始計算CPAP治療時間。58例患者治療中均具有較好的依從性，無失訪病例。

1.3 標本采集及測定 SAHS患者經(jīng)多導睡眠儀監(jiān)測后次日清晨抽取空腹靜脈血4mL，離心、取血清，-70℃冰箱保存?zhèn)溆谩Ｖ小⒅囟然颊呓?jīng)CPAP治療3個月后1周內(nèi)同樣經(jīng)PSG監(jiān)測后次日清晨抽取空腹靜脈血4mL，離心、取血清，-70℃冰箱保存?zhèn)溆谩２捎妹嘎?lián)免疫吸附試驗（ELISA）測定血清HIF-1α、VEGF、sVCAM-1濃度。HIF-1α試劑盒購自武漢基因美生物有限公司，VEGF、sVCAM-1試劑盒購自武漢博士德生物有限公司，濃度檢測嚴格按試劑說明書進行操作，用自帶標準品繪制標準曲線，然后根據(jù)吸光度（A）值計算出相應被測物濃度。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS17.0軟件進行數(shù)據(jù)處理，結(jié)果采用表示，組間采用兩樣本均數(shù)比較的t檢驗，治療前后采用配對t檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 各組炎癥因子比較 輕、中、重度組SAHS患者HIF-1α、VEGF、sVCAM-1表達水平明顯高于對照組（P＜0.05）。中度組HIF-1α明顯高于輕度組（P＜0.05），兩組間 VEGF、sVCAM-1表達水平差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。重度組HIF-1α、VEGF、sVCAM-1表達水平明顯高于輕度組和中度組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表1。

表1 各組炎癥因子檢測結(jié)果（）

表1 各組炎癥因子檢測結(jié)果（）

△：P＜0.05，與對照組比較；＊：P＜0.05，與輕度組比較；＃：P＜0.05，與中度組比較。

組別 n HIF-1α（pg／mL） VEGF（pg／mL） sVCAM-1（ng／mL）輕度組 21 26.5±6.4△ 127.2±65.3△ 581.6±101.9△35 18.7±8.2 35.5±45.1 463.1±121.1中度組 21 33.9±9.0△＊ 141.7±42.5△ 642.8±121.9△重度組 37 51.8±17.1△＊＃ 192.2±77.8△＊＃ 824.8±201.3△＊＃對照組

2.2 中、重度組經(jīng)CPAP治療前后炎癥因子的變化 治療后HIF-1α、VEGF、sVCAM-1表達水平明顯降低，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表2。

表2 中、重度組經(jīng)CPAP治療前后炎癥因子檢測結(jié)果（）

表2 中、重度組經(jīng)CPAP治療前后炎癥因子檢測結(jié)果（）

＊：P＜0.05，與治療前比較。

HIF-1α（pg／mL）VEGF（pg／mL）sVCAM-1（ng／mL）組別 n治療前 治療后中度組 21 33.9±9.0 19.3±5.3＊ 141.7±42.5 50.2±25.7＊ 642.8±121.9 481.3±85.2治療前 治療后 治療前 治療后＊重度組 37 51.8±17.1 23.9±7.7＊ 192.2±77.8 61.6±48.1＊ 824.8±201.3 502.6±49.9＊

3 討 論

SAHS對機體的損害主要表現(xiàn)為呼吸暫停和低通氣造成的低氧血癥和高碳酸血癥對多器官、多系統(tǒng)的損害。大量的流行病學調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn)SAHS是獨立于年齡、體質(zhì)量、飲食、遺傳等因素的心腦血管發(fā)病的原因之一［4］。SAHS還增加了心腦血管疾病的致殘率、住院率和死亡率，是導致心腦血管發(fā)生、發(fā)展的重要危險因子［5-6］。近年研究表明，SAHS患者夜間反復呼吸暫停和低通氣引起的間斷低氧血癥、交感神經(jīng)過度興奮、缺氧／復氧損傷、刺激氧化應激，引起黏附分子和促炎因子表達增加，炎癥因子直接或間接介導患者的系統(tǒng)性炎癥反應，損傷內(nèi)皮功能，影響糖、脂肪代謝，導致動脈粥樣硬化、斑塊而引起心腦血管疾病［7-8］。同時紅細胞增加、血液黏度增大、血流緩慢，血小板易于在受損的內(nèi)膜表面聚集產(chǎn)生血栓而引起血管狹窄和閉塞，可能是SAHS導致動脈粥樣硬化、斑塊形成的又一原因［9-10］。而動脈粥樣硬化及斑塊的形成是心腦血管疾病發(fā)病的基礎(chǔ)。

缺氧可使多種轉(zhuǎn)錄激活因子聚集和活化，HIF-1是細胞對缺氧發(fā)生反應的重要轉(zhuǎn)錄因子，其活性主要取決于HIF-1α［11］。本研究顯示：SAHS患者HIF-1α表達水平明顯高于對照組，輕、中、重度組各組間HIF-1α的表達水平均有顯著差異，且隨病情嚴重程度和AHI的增加而增高。AHI是反應機體的缺氧狀態(tài)指標。缺氧條件下，HIF-1α降解減少，穩(wěn)定性增加，在細胞核內(nèi)聚集，促進下游基因表達。在低氧條件下HIF-1α可參與多種疾病的病理生理過程。HIF-1α的主要目的基因為VEGF。機體受低氧刺激后轉(zhuǎn)錄因子HIF-1α和HIF-2α通過信號轉(zhuǎn)導發(fā)生核轉(zhuǎn)位，在細胞核內(nèi) HIF-1α和 HIF-2α，HIF-1α和HIF-1β共同作用，通過特異性基因序列低氧反應元件激活VEGF基因，使VEGF表達增加［12］。實驗表明SAHS的HIF-1α表達水平與缺氧指數(shù)呈正相關(guān)，HIF-1α是維持細胞內(nèi)氧平衡的重要要調(diào)控因子。

VEGF屬于生長因子中血小板衍化生長因子家族，它能特異性地作用于血管內(nèi)皮細胞，具有促進內(nèi)皮增殖分化、新生血管形成、增加微血管通透性等功能，導致動脈粥樣硬化、斑塊形成。實驗顯示：VEGF在健康對照組表達量低，在如缺氧等病理條件下可出現(xiàn)過量表達，VEGF受多因素、多水平的調(diào)節(jié)，而低氧是VEGF表達的強烈誘導因素［13］。本研究顯示：隨著SAHS的缺氧程度加重，HIF-1α表達增加，增加的HIF-1α能促進下游基因VEGF表達量增加，過量的VEGF可導致內(nèi)皮增生、單核細胞聚集、異常血管形成、微血管通透性增加，引發(fā)炎癥反應，導致動脈粥樣硬化，促進心腦血管疾病的發(fā)生、發(fā)展。

VCAM-1屬于免疫球蛋白超家族，sVCAM-1是其可溶形式。缺氧、氧化損傷均可導致內(nèi)皮細胞sVCAM-1表達的顯著增強，sVCAM-1主要介導淋巴細胞、嗜酸性粒細胞和單核細胞黏附于血管壁，并介導這些細胞穿越內(nèi)皮，從而發(fā)揮炎癥損傷作用，導致動脈粥樣硬化形成［14］。本研究表明：SAHS患者sVCAM-1表達水平明顯高于對照組，且隨著病情的嚴重程度，sVCAM-1濃度增高，過多表達的黏附分子、促炎因子可以介導增強炎癥反應而進一步加重內(nèi)皮細胞損傷，成為SAHS心、腦血管疾病發(fā)生、發(fā)展的基礎(chǔ)。

實驗證實中、重度SAHS患者經(jīng)CPAP治療后，睡眠質(zhì)量明顯改善，AHI明顯下降，夜間低氧顯著改善，血清 HIF-1α、VEGF、sVCAM-1明顯下降。未經(jīng)治療的SAHS患者炎性標志物增加，經(jīng)CPAP治療后炎性標志物下降，可能是CPAP治療改善了缺氧狀態(tài)，減少了炎性病變，逆轉(zhuǎn)了動脈粥樣改變，從而達到減少心腦血管事件發(fā)生［15-16］。對于中、重度患者進行經(jīng)CPAP治療是安全有效的，可逆轉(zhuǎn)血管活性物質(zhì)失衡，早期干預可改善預后。

臨床上認為及早治療可以逆轉(zhuǎn)動脈粥樣硬化早期改變，而不能逆轉(zhuǎn)動脈粥樣硬化重塑形成的斑塊。因此對SAHS的早期診斷和治療顯得尤為迫切和重要。盡早對SAHS干預治療，可預防心腦血管疾病發(fā)生、發(fā)展。檢測SAHS患者血清HIF-1α、VEGF、sVCAM-1水平對于評價SAHS患者病情的嚴重程度、治療效果，以及心血管危險因素的預測都具有重要意義。

［1］Lavie P，Lavie L.Cardiovascular morbidity and mortality in obstructive sleep apnea［J］.Curr Pharm Des，2008，14（32）：3466-3473.

［2］Mc Nicholas WT，Bonsignore MR.Sleep apnoea as an independent risk factor for cardiovascular disease：current evidence，basic mechanisms and research priorities［J］.Eur Respir J，2007，29（1）：156-178.

［3］中華醫(yī)學會呼吸病學分會睡眠呼吸障礙學組.阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征診治指南（2011年修訂版）［J］.中華結(jié)核和呼吸雜志，2012，35（1）：9-12.

［4］李濤平.阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征與多器官疾病的關(guān)系［J］.中華肺部疾病雜志，2011，4（4）：259-264.

［5］Williams A，Schaf SM.Obstructive sleep apnea，cardiovascular disease，and inflammation-is the key［J］.Sleep Breath，2007，11（2）：69-76.

［6］Sin DD，F(xiàn)itzgerald F，Parker JD，et al.Risk factors for central and obstructive sleep apnea in 450men and women with congestive heart failure［J］.Am J Respir Crit Care Med，2009，160（4）：1101-1106.

［7］Foster GE，Poulin MJ，Hanly PJ.Intermittent hypoxia and vascular function：implications for obstructive sleep apnea［J］.Exp Physiol，2007，92（1）：51-65.

［8］Attal P，Chanson P.Endocrine aspects of obstructive sleep apnea［J］.J Clin Endocrinol Metab，2010，95（2）：483-495.

［9］Drager LF，Bortolotto LA，Krieger EM，et al.Additive effects of obstructive sleep apnea and hypertension on early markers of carotid atherosclerosis［J］.Hypertension，2009，53（1）：64-69.

［10］Turmel J，Series F，Boulet LP，et al.Relationship between atherosclerosis and the sleep apnea syndrome：an intravascular ultrasound study［J］.Int J Cardiol，2009，132（2）：203-209.

［11］Semenza GL，Shimoda LA.Regulation of gene expression by HIF-1［J］.Novartis Found Symp，2006，272（4）：2-8.

［12］郭雪玲，劉輝國.慢性間隙低氧血管內(nèi)皮功能障礙與氧化應激的關(guān)系研究進展［J］.中華結(jié)核和呼吸雜志，2012，35（3），203-205.

［13］Gozal D，Lipton AJ，Jones KL.Circulating vascular endothelial growth factor levels in patients with obstructive sleep apnea［J］.Sleep，2002，25（1）：59-65.

［14］何龍，曹雪濤.VCAM-1研究進展［J］.國外醫(yī)學：免疫學分冊，1997，20（3）：117-121.

［15］Drager LF，Bortolotto LA，F(xiàn)igueiredo AC，et al.Effects of continuous positive airway pressure on early signs of atherosclerosis in obstructive sleep apnea［J］.Am J Respir Crit Care Med，2007，176（7）：706-712.

［16］Chowdhury M，Adams S，Whellan DJ.Sleep-disordered breathing and heart failure：focus on obstructive sleep apnea and treatment with continuous positive airway pressure［J］.Card Fail，2010，16（2）：164-174.