不同海拔地區急性暴露的健康人急性高原病發生情況及血清ET-1、ADMA、VEGF水平變化

劉存，陳穎，杜鵑，何媛，陳鵬，陳礴，任明

(1青海省心腦血管病專科醫院，西寧810012；2青海大學附屬醫院；3青海武警果洛支隊)

高原地區有低氣壓、低溫、低氧、干燥、大風、強日照輻射的環境特征[1,2]。隨著海拔升高，大氣中氧分壓下降，機體所攝入的氧隨之減少，處于相對缺氧狀態[3]。部分人群從平原進入高原地區會發生急性高原病(AMS)。AMS是指人群由平原進入高原或由高原進入更高海拔地區，在短期內(數小時至數日)發生的各種臨床癥候群，包括急性輕癥高原病、高原肺水腫和高原腦水腫[4]。高原低氧環境可能引起一氧化氮(NO)合成和釋放量減少，內皮素1(ET-1)[4，5]、血栓素A2(TXA2)[6]和炎癥因子[7]表達升高，導致血管通透性增高，抗氧化能力降低[8]。因此，血管內皮細胞功能的變化可能是重要的預警指標，在高原病的發生、發展過程中發揮重要作用[9]。目前針對AMS的研究多是從平原急進高海拔后觀察血管內皮因子水平變化，而對急進不同海拔地區血管內皮因子水平變化的研究較少。2016年5月～2018年12月，本研究觀察了急進不同海拔地區的健康人群AMS發生情況及血清非對稱性二甲基精氨酸(ADMA)、ET-1、血管內皮生長因子(VEGF)水平變化，探討在不同海拔地區急性暴露對健康人血管內皮功能的影響。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象 納入標準：①世居平原(海拔400 m及以下)；②年齡18～24歲；③經體檢均健康；④自愿參加此項研究，并簽署知情同意書。排除標準：①既往先輩曾世居高海拔地區的平原移居者；②研究開始前半年內曾罹患肺部感染、上呼吸道感染、肺栓塞等肺部疾病者；③既往心功能較差(左室射血分數低于50%)者，曾患有先天性心臟病者，心電圖示頻發房性早搏、心房顫動或室性早搏者；④研究開始前2周罹患除呼吸、循環等系統等疾病患者(如腹瀉、泌尿系結石、腎盂腎炎、腎小球腎炎、腎功能不全、肝功能損傷、膽囊炎、急性胰腺炎、急性闌尾炎等)；⑤研究開始前半年內行各類手術患者，包括所有開放性手術及介入手術；⑥既往有高血壓、糖尿病、痛風等其他慢性疾病史；⑦研究開始前1周內服用過抗AMS藥品，研究開始前1周內使用過對ADMA、VEGF、ET-1有影響的藥物。最終入選平原地區健康志愿者(部隊入伍新兵)45人，均為男性，年齡18～24歲，吸煙者19人、不吸煙者26人。本研究經醫院醫學倫理委員會批準。收集研究對象的姓名、性別、年齡、民族、文化程度、吸煙史、飲酒史、婚育情況及是否有牧區、疫區接觸史和移居史等資料。

1.2 急進不同海拔地區方法 所有受試者從平原(海拔400 m)出發，途經西寧市(海拔2 260 m)、剛察縣(海拔3 260 m)及瑪多縣(海拔4 270 m)。400 m到2 260 m通過乘坐火車到達，時間28 h，停留72 h；2 260 m以后乘坐大巴車遷移，途中時間分別為10、18 h，在3 260 m、4 270 m海拔各停留72 h。

1.3 AMS判定方法 于進入不同海拔地區后72 h進行評估。AMS的診斷依據路易斯湖評分體系(LLSS)，當受試對象暴露于高原后，出現頭痛并且路易斯湖積分(LLS)>3分時，即診斷為AMS。LLS為3分或4分者為輕度AMS患者，LLS>5分者為重度AMS患者。

1.4 血清VEGF、ET-1、ADMA檢測 分別于平原進入高海拔地區前24 h和進入不同海拔地區后72 h采用真空抽血管收集受試者血樣，于離心機中以3 000 r/min離心10 min，取血清存于無菌干燥凍存管中，-80 ℃冰箱保存。采用ELISA法檢測血清VEGF、ET-1、ADMA，按試劑盒說明書進行操作。

2 結果

2.1 受試者AMS發病情況 共回收量表45份，經研究者指導所有問卷內容填寫合格。所有受試者在不同海拔地區均未發生AMS。

2.2 受試者血清ET-1、VEGF、ADMA水平變化 隨著海拔升高，受試者血清ET-1、VEGF、ADMA水平逐漸下降，其中進入海拔3 260、4 270 m地區(高原地區)時受試者血清ET-1、VEGF、ADMA水平低于進入海拔400 m(平原地區)、2 260 m(亞高原地區)地區時，在海拔4 270 m地區時血清ET-1、VEGF、ADMA水平低于進入海拔3 260 m地區時(P均<0.05)。詳見表1。吸煙者與不吸煙者進入不同海拔地區時血清ET-1、VEGF、ADMA水平差異均無統計學意義。吸煙者或不吸煙者進入海拔4 270 m地區時血清ET-1、VEGF、ADMA水平低于同組進入海拔3 260 m地區時(P均<0.05)。詳見表2～4。是否吸煙與不同海拔因素之間無交互作用(P>0.05)，不同海拔對ET-1、VEGF、ADMA水平的影響與吸煙因素無關。

表1 進入不同海拔地區時受試者血清ET-1、VEGF、ADMA水平比較

注：與進入海拔400 m地區時比較，*P<0.05；與進入海拔2 260 m地區時比較，#P<0.05；與進入海拔3 200 m地區時比較，△P<0.05。

表2 吸煙者與不吸煙者進入不同海拔地區時血清ET-1水平比較

表3 吸煙者與不吸煙者進入不同海拔地區時血清VEGF水平比較

表4 吸煙者與不吸煙者進入不同海拔地區時血清ADMA水平比較

3 討論

AMS發病機制復雜，多數研究表明AMS的發生與機體氧化應激反應有一定關系[10,11]。既往大量研究均由低海拔地區直接至高海拔地區后采集標本，而缺乏經梯度海拔進入高海拔地區的數據。本研究采用經梯度海拔進入高海拔地區的方法，觀察急性高原暴露后健康人AMS發生情況及血清ET-1、ADMA、VEGF水平變化。我們發現，通過梯度海拔遞進，45名受試者均未發生AMS，且血清ET-1、ADMA、VEGF水平呈降低趨勢，提示通過梯度海拔進入高原地區，可能有助于減少AMS的發生。

長期以來，健康人急進高海拔低氧的高原地區，AMS的發生率較高。AMS的發病率與上升海拔、登高速度、種族及個體差異等相關。有1/2～2/3的平原人群急進到達海拔3 000 m以上地區會出現高原反應，但部分人群可通過“獲得性習服”逐漸適應高原缺氧環境。研究[12]結果顯示，當人群分別到達海拔3 000 m、3 700 m、3 900 m、4 500 m時，AMS的發生率分別為48%、60%、89%和100%。研究[13,14]表明，低壓性缺氧誘導機體內皮功能改變及氧化應激的產生。但內皮功能如何改變及其與AMS的關系尚不明確。高原實驗研究[15]發現，急進高原地區人群血清ET-1水平明顯增加，ET-1可通過與其特異受體(ETR)結合發揮作用。由此可見，從平原快速進入高原后，由于低氧刺激，NO、ET-1等的合成與分泌平衡受到影響，會導致或加重缺氧性肺動脈高壓，如機體不能及時代償性適應，或缺氧不能及時糾正，則可能導致AMS的發生。當機體組織器官缺氧時，低氧誘導因子1α(HIF-1α)生成增多，誘導VEGF基因表達增加，導致血液中VEGF水平升高[16]。高原地區AMS患者血漿VEGF水平高于高原耐受者，并且其水平與AMS嚴重程度呈正相關，說明VEGF可能是AMS的重要致病因素，也證明高原低氧環境對VEGF表達的刺激存在個體差異。然而國外一項研究[17]結果提示，對照平原地區人群的血清樣本，急進到達高海拔地區人群血清VEGF水平升高，但急進海拔3 650 m地區與習服后再急進海拔5 200 m地區對受試對象血清VEGF水平沒有明顯影響。本研究結果顯示，隨著海拔高度增加，受試者VEGF水平逐漸下降。之所以出現不同的結果，可能與血清VEGF水平受多種因素影響有關。首先標本選擇影響VEGF檢測結果，如血清及血漿中VEGF水平存在明顯差異;此外影響外周血VEGF水平的因素很多，如種族、海拔高度及進入高原的時間和方式等。ADMA是一氧化氮合酶的內源性抑制物，能有效抑制NO生成。新近研究[18]發現，ADMA與多種肺血管疾病密切相關，其機制涉及肺血管內皮損傷、肺纖維化等多個病理生理過程。然而ADMA在AMS發病過程的作用機制尚不清楚。本研究結果顯示，隨著海拔的升高，血清ADMA水平逐漸降低，可能與保護受試者避免發生AMS有關，具體機制有待于進一步研究。

既往研究[19]證實，急進高山的登山者進入高海拔地區前進行低氧預適應可有效減少AMS發生。我國亦有軍事相關研究[20]證實，健康士兵經梯度海拔進入高原地區能夠明顯降低AMS發生率。同時，本研究中，我們發現經梯度海拔進行急性高原暴露后，受試者血清ET-1、VEGF、ADMA水平呈降低趨勢，提示血管內皮功能未受嚴重損害。由此推測，經梯度海拔進入高原地區可減少缺氧對內皮功能的損害，降低AMS發生率、減輕AMS癥狀。研究[21]表明，吸煙會引起血管內皮功能損害，從而影響ET-1、VEGF、ADMA在血液中表達，但本研究發現吸煙史不影響ET-1、VEGF、ADMA在進入各海拔地區時的表達水平，可能原因為吸煙對心肺血管影響為慢性作用，而本研究健康人群各項因子均急性改變，不受是否吸煙的慢性影響。

綜上所述，健康人由平原地區通過梯度海拔進入高海拔地區可能有助于降低AMS的發生率，在此過程中血清ET-1、VEGF、ADMA水平呈降低趨勢。進入高海拔地區導致的血清ET-1、VEGF、ADMA水平變化與吸煙因素無關。可以初步推測可可西里自然遺產公園(平均海拔>4 000 m)建立后，以亞高原地區(如西寧，海拔2 260 m)短暫居留作為進入高原前的缺氧預適應過程，有助于降低直接進入可可西里的AMS發生率并減輕AMS患者的癥狀。此外，上述研究結果與國內外學者的相關研究還存在一定分歧，可能與上升高度、登高速度及個體差異有關。