卒中伴阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征的生物學標志物研究進展

黃真燦，張亞男，孫晴晴，吳小丹，王贊

阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征（obstructive sleep apnea syndrome，OSAS）是一種與睡眠相關的呼吸障礙，主要表現為由上呼吸道反復阻塞或狹窄導致的睡眠期間氣流完全或不完全停止，但胸腹式呼吸運動依然存在。既往研究已經證實OSAS是腦梗死的獨立危險因素[1]。OSAS導致卒中的機制較為復雜，包括血流動力學、血管內皮、神經、炎癥、代謝、血栓性改變等[2]。睡眠期間重復性阻塞性呼吸暫停和低通氣，可能導致間歇性缺氧及睡眠片段化，導致氧化應激及血流動力學變化[3]。交感神經系統的激活與這些呼吸事件有關，導致血壓和心率升高，內皮素和一氧化氮水平降低，進而導致血管功能受損[4]。在OSAS患者中觀察到炎癥級聯反應，包括TNF、核轉錄因子κB、自由基、脂質過氧化反應，血管黏附因子和血管內皮生長因子升高以及抗氧化能力下降[5]。活性氧的形成激活轉錄因子，通過促進內皮細胞、白細胞和血小板的活化來影響炎癥和免疫反應，從而導致動脈粥樣硬化形成和血栓形成。根據美國睡眠醫學學會指南對呼吸事件的評分標準，多導睡眠監測（polysomnography，PSG）中記錄的呼吸暫停低通氣指數是診斷OSAS嚴重程度的“金標準”。但PSG檢查過程時間長，需要耗費大量人力及物力，部分患者配合度較差，無法完成，很難用于大規模流行病學調查及篩查等，因此需要一種簡便的具有篩選和診斷意義的檢查工具。Jurado-Gamez等[6]研究已證實OSAS患者血清中存在多種差異表達的蛋白，并可能參與OSAS致病的某一環節，如代謝途徑、炎癥途徑及凝血途徑等，或通過正反饋加重OSAS，其可能解釋OSAS與腦血管疾病的相關性。本文就載脂蛋白B（apolipoprotein B，ApoB）、纖維連接蛋白、銅藍蛋白、免疫球蛋白λ輕鏈、絲聚蛋白、甲狀腺素轉運蛋白、E-選擇素、組織型纖溶酶原激活物（tissuetype plasminogen activator，t-PA）、纖溶酶原激活物抑制劑-1（plasminogen activator inhibitor-1，PAI-1）在卒中伴OSAS中的作用進行綜述（圖1）。

圖1 OSAS導致卒中相關生物學標志物機制

1 卒中伴阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征代謝途徑的生物學標志物

1.1 載脂蛋白B ApoB主要由肝細胞合成與表達，是除HDL-C之外其他載脂蛋白的重要組成部分，其中在LDL-C中比例最高。因此ApoB是所有導致動脈粥樣硬化脂蛋白中的關鍵載脂蛋白[7]。此外，載脂蛋白AI（apolipoprotein AI，ApoAI）是抗動脈粥樣硬化的HDL-C的主要組成成分，因此，ApoB與ApoAI的比值也代表了潛在的致動脈粥樣硬化因子和保護因子之間的平衡關系。在一項大規模研究中，OSAS患者的ApoAI水平低于非OSAS患者，而ApoB水平高于非OSAS患者[8]。此外，Cao等[9]研究也表明OSAS與ApoB水平的升高和ApoAI水平的降低有關，因此與ApoB/ApoAI增加有關，并進一步促進全身血管動脈粥樣硬化。其中大動脈粥樣硬化是導致腦梗死的最主要原因，因此OSAS患者心腦血管疾病的風險增加與ApoB水平增加相關。

1.2 銅藍蛋白 銅藍蛋白是一種具有抗炎特性的血漿蛋白，作為銅轉運蛋白發揮作用，對正常鐵穩態至關重要[10-11]。銅藍蛋白被發現與動脈粥樣硬化有關[12]。Lavie等[12]研究發現吸煙者的銅藍蛋白水平和TG水平明顯高于非吸煙者，患有嚴重睡眠呼吸暫停的吸煙者銅藍蛋白水平最高，高密度脂蛋白水平最低。本課題組研究表明OSAS患者銅藍蛋白水平升高。在阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（obstructive sleep apnea hypopnea syndrome，OSAHS）患者中，由于急性炎癥，細胞表面的糖脂脫落增加，導致血液中唾液酸異常增加。活化的唾液酸轉移酶降解和去催化銅藍蛋白，從而影響其正常降解過程，導致血清銅藍蛋白水平升高[13]。

1.3 纖維連接蛋白 纖維連接蛋白是一種多態性高分子量糖蛋白，以可溶性形式存在于血漿和其他體液中，也以不溶性形式存在于大多數組織的細胞外基質中，其是內皮細胞活化的蛋白質標志物[14]。使用免疫組織學技術，已經證明纖維連接蛋白在動脈內膜粥樣硬化病變中很突出，尤其是在發展中的纖維斑塊，在卒中疾病中起重要作用[15-16]。Zhang等[17]應用串聯質譜標記定量蛋白質組學技術發現在OSAS組和非OSAS組之間纖維連接蛋白表達水平的差異具有統計學意義。本課題組既往研究發現纖維連接蛋白在OSAS患者中水平升高，且輕度OSAS患者較中重度OSAS患者升高更顯著，考慮可能有代償機制參與[18]。OSAS患者血清纖維連接蛋白水平升高的機制是缺氧在轉錄水平上增加纖維連接蛋白合成，并促進纖維連接蛋白分泌到細胞外液中[17]。一項研究發現，纖維連接蛋白的主要降解酶（包括MMP-2和MMP-9）在OSAS患者中水平增加，這表明細胞外纖維連接蛋白水平的增加不是由降解減少引起的，缺氧可以促進肌成纖維細胞中纖維連接蛋白的合成和分泌[19]。

2 卒中伴阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征炎癥途徑的生物學標志物

2.1 免疫球蛋白λ輕鏈 免疫球蛋白單體由2條相同的輕鏈及2條相同的重鏈組成。免疫球蛋白輕鏈分為λ型和κ型兩類，前者為各類免疫球蛋白所共有。免疫球蛋白λ輕鏈主要通過炎癥通路免疫反應而生成，OSAS患者在長期反復間歇低氧刺激下，機體免疫系統長期處于激活狀態，進一步導致免疫球蛋白λ輕鏈生成增加，過多的免疫球蛋白λ輕鏈會沉積在內臟和軟組織內，如果沉積在咽部軟組織會進一步加重氣道狹窄，進而加重OSAS，形成惡性循環[20]。

2.2 絲聚蛋白 絲聚蛋白是一種重要的表皮蛋白，對表皮的屏障功能起著重要作用[21]。OSAS患者在睡眠中反復發生上氣道部分或完全閉塞，咽部塌陷。咽部主要的軟性結構為軟腭，軟腭表面覆蓋黏膜。正常軟腭上皮黏膜層完整，細胞層狀整齊排列，黏膜下層組織疏松，可見黏液性腺泡整齊排列[22]。隨著OSAS嚴重程度增加，血氧下降，軟腭黏膜層鱗狀上皮細胞由正常演變為腫脹、變形、過度角化。黏膜下疏松結締組織中炎癥細胞浸潤，并可見大量脂肪空泡[23]。輕度OSAS組軟腭上皮黏膜層完整，細胞層狀整齊排列，為復層鱗狀上皮，黏膜下層組織疏松，固有層增厚，有少量脂肪細胞分布。中度OSAS組鱗狀上皮細胞腫脹、角化，基底層細胞少許液化變性，固有層增厚，黏膜及黏膜下結締組織中少量淋巴細胞浸潤。重度OSAS組鱗狀上皮細胞明顯腫脹，形態不規則，過度角化，基底層細胞液化變性，固有層增厚，黏膜下可見大量脂肪空泡[24]。由此可以看出隨著OSAS嚴重程度的增加，軟腭上皮細胞角化程度亦加重。絲聚蛋白是體現細胞角化程度的指標，其在OSAS中的表達可能增加，但仍需要進一步研究證實。

2.3 甲狀腺素轉運蛋白 甲狀腺素轉運蛋白又稱前白蛋白，是一種由127個氨基酸組成的四聚體蛋白質，其主要作用是作為轉運甲狀腺素和視黃醇的載體蛋白。研究發現中度/重度OSAS患者的血漿視黃醇結合蛋白-4水平高于健康對照組，且與內臟脂肪面積和血漿TG水平呈正相關。OSAS合并代謝綜合征患者的血漿視黃醇結合蛋白-4水平高于無代謝綜合征患者。已有研究指出呼吸暫停本身刺激視黃醇結合蛋白分泌，實際通路為間歇低氧誘導核轉錄因子-κB激活，刺激細胞因子（如視黃醇結合蛋白）的釋放[25]，進而引起其載體甲狀腺素轉運蛋白表達增加，尤其在合并代謝綜合征的患者中更顯著。視黃醇結合蛋白-4與血脂異常有關，從而在OSAS相關卒中發生發展中發揮重要作用[26]。

3 卒中伴阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征凝血途徑的生物學標志物

3.1 E-選擇素 E-選擇素是一種表達于內皮細胞，并依賴于Ca2+的異親型細胞黏附分子，能夠特異性地識別并結合到其他細胞表面的特定糖基。E-選擇素通過促進血液中白細胞與血管內皮細胞的黏附來促進動脈粥樣硬化，然后遷移到內皮下并有利于動脈粥樣硬化病變的形成。Peres等[27]研究表明OSAS患者中的黏附分子如可溶性細胞間黏附分子-1、血管細胞黏附分子-1、E-選擇素水平升高，盡管這3種黏附分子都與BMI有關，但只有E-選擇素與OSAS的嚴重程度獨立相關。此外，在OSAS患者中還發現血液循環中E-選擇素及其他黏附分子的增加與頸動脈內膜中層厚度增加有關，這也是亞臨床動脈粥樣硬化的標志[28]。納入650例OSAS患者的薈萃分析顯示持續氣道正壓通氣（continuous positive airway pressure，CPAP）治療顯著降低了OSAS患者循環血液中可溶性細胞間黏附分子-1和E-選擇素的水平。因此，可溶性細胞間黏附分子-1和E-選擇素可能是評價CPAP治療降低OSAS患者心血管危險性的有效指標[29]。

3.2 組織型纖溶酶原激活物 t-PA作為絲氨酸蛋白酶家族的一員，主要是通過使纖溶酶原活化為纖溶酶降解血栓，保證血管的通暢性。Bagai等[30]的研究結果表明OSAS患者的PAI-1和t-PA水平顯著高于非OSAS患者，CPAP治療后OSAS患者血液系統高凝性得到改善。一項橫斷面研究發現阻塞性睡眠呼吸暫停還對纖維蛋白溶解系統平衡的晝夜節律產生不利影響，使平均PAI-1活性和抗原滴度更高，但平均t-PA活性顯著降低[25]，因此后續需要進一步研究OSAS對t-PA的影響[30]。阻塞性睡眠呼吸暫停中的間歇性缺氧和晝夜時鐘基因活性的變化可能是導致這些變化的原因，纖維蛋白溶解系統平衡的良好變化可能也是CPAP治療中心腦血管事件減少的基礎。因此，OSAS患者的纖維蛋白溶解失衡促進血管內血栓的形成。

3.3 纖溶酶原激活物抑制劑-1 PAI-1是纖溶系統的主要抑制物，通過抑制纖溶酶的活化，使尿激酶型纖溶酶原激活物和t-PA失活并抑制纖維蛋白溶解。Bagai等[30]的研究結果表明PAI-1與呼吸暫停低通氣指數、血氧飽和度＜90%的時間百分比和氧飽和度指數呈顯著正相關，且經過CPAP治療后，PAI-1數值顯著下降。Ifergane等[31]發現卒中伴OSAS患者PAI-1、TNF和IL-6水平均升高。大量證據表明OSAS患者的PAI-1水平升高，且PAI-1還可以通過血管系統內非依賴性抗纖溶物質的復雜相互作用誘導內皮功能障礙和動脈粥樣硬化[32]。因此，PAI-1通過纖溶系統紊亂、內皮功能障礙、動脈粥樣硬化及系統炎癥等病理生理機制促進卒中的發生。

4 卒中伴阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征內皮損傷途徑的生物學標志物

慢性缺血缺氧影響血管的形態和功能，交感神經過度激活和胰島素抵抗，氧化應激和炎癥及一氧化氮依賴的血管擴張會導致血管內皮功能進一步減弱。研究顯示，硝基酪氨酸、蛋白質碳基、硫代巴比妥酸、異構前列腺素在卒中伴OSAS的內皮損傷機制中起重要作用。

總之，卒中與OSAS既存在共同的發病機制，又存在差異。OSAS促發卒中，也促進腦血管病的危險因素如冠心病、糖尿病、高脂血癥等的發生，影響患者生活質量。應積極開展標準PSG和院外OSAS的篩查，卒中伴OSAS若能夠通過血清標志物篩查預測、診斷和隨訪OSAS，將有助于卒中伴OSAS的早期診斷及治療，從而改善卒中及相關并發癥，以及患者的預后。

【點睛】本文重點闡述阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征導致卒中的病理生理機制中的生物標志物，為卒中合并阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征的篩查提供了研究方向。