吳業(yè)達(dá),張立勇,成建定
(中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院,廣東廣州 510080)
夜間不明原因猝死綜合征和阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征關(guān)系的研究進(jìn)展
吳業(yè)達(dá),張立勇,成建定
(中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院,廣東廣州 510080)
夜間不明原因猝死綜合征一直是法醫(yī)學(xué)研究的難點(diǎn),近年來(lái)分子遺傳學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了其病因?qū)W研究,但仍有大部分案例病因不明。睡眠呼吸暫停綜合征是一種常見(jiàn)的睡眠障礙性疾病,其中以阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征最為常見(jiàn)。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外研究表明阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征與心血管疾病的發(fā)生密切相關(guān),可以導(dǎo)致心律失常甚至引起猝死。本文主要綜述了夜間不明原因猝死綜合征與阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征之間的關(guān)系,從而為不明原因猝死的發(fā)病機(jī)制提供新的思路。
法醫(yī)病理學(xué);睡眠呼吸暫停,阻塞性;綜述;心律失常,心性;夜間不明原因猝死綜合征
夜間不明原因猝死綜合征(sudden unexplained nocturnal death syndrome,SUNDS),也稱為青壯年猝死綜合征(sudden manhood death syndrome,SMDS),是一種發(fā)生于青壯年的原因不明的猝死病征。研究[1]表明,通過(guò)對(duì)不明原因猝死者及其家屬進(jìn)行分子遺傳學(xué)檢查后,發(fā)現(xiàn)一些死者的死因可能與長(zhǎng)QT綜合征、Brugada綜合征等心臟離子通道疾病有關(guān),即使如此,仍有大部分的青壯年猝死案例仍然死因不明。近年來(lái)研究[2]顯示,阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome,OSAHS)與心血管疾病的發(fā)生率和致死率關(guān)系密切,越來(lái)越引起人們的重視,OSAHS會(huì)引發(fā)心律失常,嚴(yán)重者甚至引起猝死。本文根據(jù)OSAHS的臨床特點(diǎn),提出睡眠呼吸暫??赡軈⑴cSUNDS的發(fā)病,現(xiàn)就OSAHS和SUNDS的關(guān)系進(jìn)行綜述。
1981年美國(guó)疾控中心首次報(bào)道了東南亞年輕男性出現(xiàn)較多睡眠中猝死的現(xiàn)象后[3],引起廣泛關(guān)注,直到1984年這種特殊的現(xiàn)象被命名為SUNDS,通常也稱之為SMDS。此類猝死好發(fā)于熱帶、亞熱帶氣候的東南亞地區(qū),主要見(jiàn)于勞動(dòng)強(qiáng)度較高、文化素質(zhì)較低的生產(chǎn)作業(yè)工人,多見(jiàn)于睡眠中,主要分布于凌晨0:00至4:00。據(jù)報(bào)道[4],20~49歲人群SUNDS的年發(fā)病率高達(dá)38人/10萬(wàn)人,在中國(guó)南方SUNDS的年發(fā)病率在2人/10萬(wàn)人左右。研究[5]顯示,發(fā)生SUNDS的死者的直接死因是心室顫動(dòng)導(dǎo)致的心臟停搏。1992年西班牙學(xué)者Pedro Brugada等發(fā)現(xiàn)了一種致死性心律失常疾病,于1996年被命名為Brugada綜合征,此種疾病好發(fā)于男性,患者的心臟結(jié)構(gòu)多正常,但臨床上常因心室顫動(dòng)或多形性室速引起反復(fù)暈厥甚至猝死。Brugada綜合征是常染色體顯性遺傳病,與基因的突變有關(guān),其中主要是SCN5A基因突變。有學(xué)者[6]提出,Brugada綜合征可能是部分嬰幼兒猝死綜合征(sudden infant death syndrome,SIDS)、SUNDS等不明原因猝死疾病的病因。事實(shí)上,研究[7]表明,類似于Brugada綜合征等心臟鈉離子通道病能夠解釋7%~13%的SUNDS案例,其他的如心臟鉀離子、鈣離子通道病、心肌病等也能作為SUNDS的病因。盡管研究[8]發(fā)現(xiàn),Brugada綜合征與SCN5A基因突變有關(guān),但一些研究[9]表明發(fā)生Brugada綜合征的個(gè)體未檢測(cè)到基因突變,這提示可能存在其他的機(jī)制引起心律失常的發(fā)作。近年的研究[8]表明,睡眠呼吸暫停能夠引起心律失常的發(fā)作,可能參與了Brugada綜合征臨床表型的發(fā)生。
OSAHS是一種以在睡眠過(guò)程中反復(fù)出現(xiàn)呼吸暫停、低通氣和睡眠結(jié)構(gòu)紊亂為特征的疾病。在我國(guó)患病率約為3%~16%[10,11],男性較女性多,男女性比例約為4.5∶1[12]。而在歐美等國(guó)家患病率達(dá)4%~56%[13,14],引起越來(lái)越廣泛的重視。研究[15,16]表明,OSAHS與心血管疾病的發(fā)生率與致死率關(guān)系密切,OSAHS會(huì)引發(fā)心律失常,如房性及室性期前收縮、竇性心動(dòng)過(guò)緩、竇性停搏、心房顫動(dòng)、心室顫動(dòng)等,嚴(yán)重者甚至引起猝死。
2.1 定義[17]
睡眠呼吸暫停低通氣綜合征是指每晚7 h睡眠中,呼吸暫停反復(fù)發(fā)作30次以上或呼吸暫停低通氣指數(shù)(apnea hypopnea index,AHI)≥5h以上。睡眠呼吸暫停是指睡眠過(guò)程中口鼻呼吸氣流停止10s以上;低通氣(hypopnea)是指睡眠過(guò)程中口鼻氣流較基線水平降低≥30%并伴有血氧飽和度下降≥4%,持續(xù)時(shí)間≥10s,或者口鼻氣流較基線水平降低≥50%,并伴有血氧飽和度下降≥3%,持續(xù)時(shí)間≥10s。
2.2 分類
根據(jù)睡眠過(guò)程中胸腹運(yùn)動(dòng)的情況,臨床上將睡眠呼吸暫停綜合征分為:(1)OSAHS,指睡眠時(shí)口鼻氣流停止或減低,但胸、腹式呼吸仍存在。(2)中樞性睡眠呼吸暫停綜合征(central sleep apnea syndrome,CSAS),指睡眠過(guò)程中口鼻氣流與胸、腹式呼吸同時(shí)停止,膈肌和肋間肌也停止活動(dòng)。(3)混合性睡眠呼吸暫停綜合征(mixed sleep apnea syndrome,MSAS),是指一次睡眠呼吸暫停過(guò)程中開(kāi)始出現(xiàn)中樞性睡眠呼吸暫停,繼之出現(xiàn)阻塞性睡眠呼吸暫停。臨床上以O(shè)SAHS最常見(jiàn),國(guó)內(nèi)報(bào)道占睡眠呼吸暫停低通氣綜合征的80%~85%,而CSAS約為10%[18]。
2.3 病因
(1)OSAHS:睡眠時(shí)由于上氣道松弛,吸氣時(shí)胸腔負(fù)壓增加,軟腭、舌根后墜,引起上氣道阻塞。因此,肥胖、鼻部疾患、內(nèi)分泌性疾病、頸部腫瘤壓迫、頭頸部燒傷、喉功能不全等均可引起OSAHS。(2)CSAS:可見(jiàn)于多種疾患,如神經(jīng)系統(tǒng)病變、自主神經(jīng)的功能異常、肌肉病變、腦脊髓的異常、發(fā)作性睡病和一些OSAHS氣管切開(kāi)或懸雍垂腭咽成形術(shù)后等。
臨床研究[2]表明,OSAHS能夠引起室性心律失常甚至心血管猝死。有研究[19]顯示,與正常個(gè)體相比,患有OSAHS的個(gè)體發(fā)生非持續(xù)性室性心動(dòng)過(guò)速的可能性增加3.4倍,發(fā)生心室異位搏動(dòng)(二聯(lián)律、三聯(lián)律、四聯(lián)律)的可能性增加1.8倍。同時(shí)給予持續(xù)氣道正壓通氣治療(continuous positive airway pressure therapy,CPAP)能夠減少OSAHS個(gè)體心律失常的發(fā)生,隨后的試驗(yàn)[20]也證明了這一點(diǎn)。以上實(shí)驗(yàn)都直接或間接證明了OSAHS與心律失常的發(fā)生密切相關(guān),并且心律失常的嚴(yán)重程度和AHI嚴(yán)重性相關(guān),當(dāng)AHI較高時(shí),OSAHS個(gè)體會(huì)有發(fā)生致死性心律失常的可能,如室性停搏>13s,室性心動(dòng)過(guò)速甚至發(fā)生心室顫動(dòng),最后出現(xiàn)死亡。而且,與進(jìn)行CPAP治療的OSAHS患者相比,未進(jìn)行CPAP治療的OSAHS患者更有可能發(fā)生致死性心律失常[21,22],具體的機(jī)制有待于進(jìn)一步闡明。因此,嚴(yán)重的OSAHS會(huì)引起致死性心律失常,如心室顫動(dòng)的發(fā)作。有關(guān)阻塞性睡眠呼吸暫停(obstructive sleep apnea,OSA)是否為心源性猝死的獨(dú)立高危因素,目前仍存在爭(zhēng)議。Gami等[23]研究表明,若將一天分為4個(gè)間期(0:00到6:00、6:00到12:00、12:00到18:00,18:00到0:00),OSA個(gè)體在0:00到6:00發(fā)生心源性猝死的風(fēng)險(xiǎn)是無(wú)OSA個(gè)體的2.6倍;同時(shí)表明,正常人群一天中6:00到12:00是發(fā)生心源性猝死的高峰期,而0:00到6:00發(fā)生心源性猝死的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。因此,上述研究表明,OSA可能為心源性猝死的獨(dú)立高危因素。而后Gami等[24]對(duì)10701位個(gè)體進(jìn)行了縱向研究,發(fā)現(xiàn)OSA患者更易發(fā)生心源性猝死,可以根據(jù)患者OSA的嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)發(fā)生心源性猝死的風(fēng)險(xiǎn),提示OSA可能為心源性猝死的一個(gè)新的獨(dú)立高危因素。Macedo等[8]發(fā)現(xiàn),OSA在Brugada綜合征患者中發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)約為正常個(gè)體的2倍,同時(shí)也指出Brugada綜合征患者夜間高死亡率的原因可能是和OSA共同作用的結(jié)果。Tobaldini等[25]研究發(fā)現(xiàn),僅患有Brugada綜合征的患者自主神經(jīng)控制系統(tǒng)在覺(jué)醒和睡眠過(guò)程中未見(jiàn)明顯變化,而伴有OSA的Brugada綜合征患者心臟自主神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生改變,說(shuō)明Brugada綜合征本身不引起心血管自主神經(jīng)系統(tǒng)的改變,但OSA可以引起心臟自主神經(jīng)系統(tǒng)的改變,造成室性心律失常和心源性猝死,這也間接說(shuō)明OSA可能是引起心源性猝死的獨(dú)立高危因素。來(lái)自美國(guó)威斯康星大學(xué)的一項(xiàng)研究[9]顯示,從東南亞移民到美國(guó)的苗族人SUNDS的發(fā)生率較高,該項(xiàng)研究認(rèn)為,SUNDS的發(fā)生是多因素造成的,一方面可能存在基因的突變、OSA,另一方面來(lái)自于心理的壓力,如東南亞本土的文化——Dab tsog、親戚朋友死于SUNDS、經(jīng)歷過(guò)越南戰(zhàn)爭(zhēng)等,多因素綜合在一起,引起SUNDS的發(fā)生。有關(guān)于SUNDS、Brugada綜合征具體發(fā)病機(jī)制及與OSAHS的關(guān)系,仍需要進(jìn)一步探討;基于OSAHS能夠引起心律失常的發(fā)生和發(fā)展,有可能為SUNDS和Brugada綜合征的發(fā)生機(jī)制研究提供新的思路。
OSAHS引起心律失常的機(jī)制較為復(fù)雜,涉及自主神經(jīng)功能、氧化應(yīng)激、內(nèi)分泌等多個(gè)方面的協(xié)同作用,如圖1所示。
圖1 OSAHS致心律失常的機(jī)制
4.1 間歇性低氧、覺(jué)醒、胸腔內(nèi)壓力降低與自主神經(jīng)功能紊亂
生理?xiàng)l件下當(dāng)頸動(dòng)脈體感受到血氧含量降低時(shí),機(jī)體通過(guò)增強(qiáng)呼吸和交感神經(jīng)興奮來(lái)調(diào)節(jié)。當(dāng)睡眠中氣道阻塞引起低通氣和呼吸暫停時(shí),一方面肺牽張感受器對(duì)交感神經(jīng)電活動(dòng)的抑制作用減弱[26],引起潛水反射(交感神經(jīng)興奮,肌肉和內(nèi)部器官血管收縮來(lái)保證機(jī)體重要器官心、腦的血流)[27],導(dǎo)致血壓升高和副交感神經(jīng)反射性心動(dòng)過(guò)緩;另一方面低氧血癥和高碳酸血癥刺激中樞和外周感受器,增強(qiáng)交感神經(jīng)活性[28]。當(dāng)機(jī)體覺(jué)醒、呼吸增強(qiáng)時(shí),一方面出于對(duì)自身的保護(hù),交感神經(jīng)興奮,引起黑林-伯魯反射(Hering-Breuer reflex)[29];另一方面覺(jué)醒本身也會(huì)引起交感神經(jīng)興奮[30]。兩者導(dǎo)致心率增加,而且血管阻力的增加也會(huì)導(dǎo)致血壓的激增。由于呼吸暫停和覺(jué)醒反復(fù)交替發(fā)生,心率和血壓也相應(yīng)地加速和減速,副交感神經(jīng)和交感神經(jīng)功能紊亂。同時(shí)覺(jué)醒時(shí)也會(huì)引起冠狀動(dòng)脈收縮致心肌局部缺血,進(jìn)一步影響心肌復(fù)極化的時(shí)間、離散度[31]。有研究[32]發(fā)現(xiàn),OSA患者因在睡眠中呼吸暫停導(dǎo)致覺(jué)醒時(shí)的心電圖與該個(gè)體正常時(shí)的心電圖有所不同,QT間期縮短、PR間期延長(zhǎng)。之后Voigt等[33]研究了101名患有OSA的患者和98名無(wú)OSA的個(gè)體的心電圖,發(fā)現(xiàn)OSA個(gè)體的QT離散度明顯高于對(duì)照。胸腔內(nèi)負(fù)壓降低也會(huì)引起交感神經(jīng)興奮性增加,有研究[34]顯示當(dāng)胸腔內(nèi)壓力降低時(shí),交感神經(jīng)興奮性增加至少2倍,引起血壓和心率的變化。
4.2 間歇性低氧與氧化應(yīng)激、炎癥
呼吸暫停產(chǎn)生的低氧可使線粒體出現(xiàn)線粒體單價(jià)電子滲漏,毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)黃嘌呤脫氫酶轉(zhuǎn)化為黃嘌呤氧化酶,同時(shí)ATP大量降解為次黃嘌呤產(chǎn)生堆積;當(dāng)覺(jué)醒后呼吸增強(qiáng),黃嘌呤氧化酶再催化次黃嘌呤轉(zhuǎn)變?yōu)辄S嘌呤并催化黃嘌呤轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩岬倪^(guò)程中,產(chǎn)生大量活性氧,同時(shí)機(jī)體抗氧化酶活性下降,產(chǎn)生氧化應(yīng)激[35],后者通過(guò)蛋白質(zhì)氧化和脂質(zhì)過(guò)氧化對(duì)細(xì)胞造成損傷[36]。有研究[37]顯示,動(dòng)物受到間歇性低氧的影響時(shí)出現(xiàn)明顯的心肌細(xì)胞損傷,血清肌鈣蛋白I增加。除氧化應(yīng)激外,炎癥因子也參與心肌損傷,有研究[38]顯示,OSAHS患者血清中炎癥因子、基質(zhì)金屬蛋白酶、急性期C反應(yīng)蛋白、腫瘤壞死因子的表達(dá)水平增加,趨化中性粒細(xì)胞,產(chǎn)生氧自由基,進(jìn)一步造成血管內(nèi)皮損傷,隨后膠原纖維暴露,血小板聚集,形成微血栓,引起心血管系統(tǒng)多種病變,如心律失常等。
4.3 胸腔內(nèi)壓力降低
OSAHS患者由于氣道塌陷,反復(fù)呼吸的過(guò)程中會(huì)代償性使胸腔內(nèi)壓力降低,能達(dá)到-10.6 kPa(-80 mmHg)[39]。從短期角度,當(dāng)胸腔內(nèi)壓力降低時(shí),回心血量增加,血液從右心房到右心室致右心室容量負(fù)荷增加,而后室間隔由右向左移動(dòng),影響左心室充盈,致左心室容量負(fù)荷增加[40],同時(shí)胸腔內(nèi)壓力降低,引起左心室跨壁壓力增加,進(jìn)一步使左心室壓力負(fù)荷增加[41]。由于每一次睡眠中呼吸暫停都會(huì)發(fā)生上述過(guò)程,與交感、副交感神經(jīng)功能紊亂協(xié)同,心臟舒張、收縮功能障礙,引起心肌結(jié)構(gòu)重塑[42],增加了心律失常發(fā)作的危險(xiǎn)性。同時(shí)由于心室長(zhǎng)期處于高負(fù)荷狀態(tài),加之OSAHS患者交感神經(jīng)興奮,血管收縮,血壓升高,使心力衰竭的發(fā)生和發(fā)展速度加快,進(jìn)而又促進(jìn)了心律失常的發(fā)作。
4.4 血管活性物質(zhì)分泌增加
低氧血癥能夠通過(guò)神經(jīng)-體液機(jī)制促進(jìn)多種血管活性物質(zhì)的釋放,使血管持續(xù)收縮。有研究[43]顯示,當(dāng)大鼠受到間歇性低氧的影響時(shí),三叉神經(jīng)感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)核團(tuán)去甲腎上腺素末梢密度增加,同時(shí)腦干的去甲腎上腺素神經(jīng)通路也增加,增強(qiáng)了髓質(zhì)興奮性,促進(jìn)腎上腺髓質(zhì)嗜鉻細(xì)胞分泌兒茶酚胺。夜間反復(fù)發(fā)生低氧使腎素、血管緊張素分泌增加,交感神經(jīng)釋放兒茶酚胺類物質(zhì)增多,從而引起血管收縮。另外,研究[44]顯示,OSAHS患者發(fā)生睡眠呼吸暫停時(shí)內(nèi)皮素分泌增加,當(dāng)給予吸氧治療數(shù)小時(shí)后內(nèi)皮素下降。也有研究[45]提示內(nèi)皮素在OSAHS患者血壓升高方面發(fā)揮一定的作用。
4.5 慢性改變
間歇性低氧血癥引起自主神經(jīng)功能紊亂,血管活性物質(zhì)分泌增加,同時(shí)胸腔內(nèi)負(fù)壓增加引起心臟負(fù)荷增加,長(zhǎng)此以往,機(jī)體循環(huán)系統(tǒng)處于高壓力狀態(tài),心臟處于高負(fù)荷狀態(tài),必然引起高血壓、肺動(dòng)脈高壓、心力衰竭等一系列疾病,進(jìn)一步誘發(fā)多種心律失常的發(fā)生[46]。
SUNDS一直是法醫(yī)病理學(xué)研究的難點(diǎn),與臨床診斷明確的離子通道病和心肌病不同,法醫(yī)由于缺乏死者生前的臨床檢查材料,而常規(guī)的尸檢和病理學(xué)檢查難以發(fā)現(xiàn)明確的病理學(xué)改變。近年來(lái)分子遺傳學(xué)的發(fā)展間接推動(dòng)了SUNDS病因?qū)W的研究,目前與SUNDS有關(guān)的致病基因多達(dá)近百個(gè),然而盡管如此,仍有大部分的SUNDS案例病因不明。近年來(lái)研究[47]顯示,阻塞性睡眠呼吸暫停與室性心律失常的關(guān)系密切,而SUNDS的直接死因是心室顫動(dòng)導(dǎo)致的心臟停搏,推測(cè)OSAHS可能參與SUNDS的發(fā)病機(jī)制。OSAHS通過(guò)睡眠過(guò)程中反復(fù)發(fā)生間歇性低氧、覺(jué)醒、胸腔壓力降低,引起機(jī)體交感神經(jīng)興奮、氧化應(yīng)激、炎癥、血管活性物質(zhì)分泌增加,心臟跨壁壓力增加進(jìn)而使心臟的負(fù)荷增加,造成心肌重塑,電活動(dòng)異常,促進(jìn)心律失常的發(fā)生。此外,OSAHS引起高血壓、肺動(dòng)脈高壓、心力衰竭等也會(huì)促進(jìn)心律失常的發(fā)生,甚至引起心源性猝死。有關(guān)OSAHS和SUNDS的關(guān)系仍需進(jìn)一步討論,通過(guò)死者生前的資料等多方面分析,可能為SUNDS的發(fā)病機(jī)制提供新的思路。
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Research Progress of the Relationship between SUNDS and OSAHS
WU Ye-da,ZHANG Li-yong,CHENG Jian-ding
(Zhongshan Medical School,Sun Yat-Sen University,Guangzhou 510080,China)
Sudden unexplained nocturnal death syndrome(SUNDS)is always a difficulty in forensic medicine researches.Although the development of molecular genetics promotes the etiologic study of SUNDS,the pathogenesis of most such cases is still unclear.Sleep apnea syndrome(SAS)is one of the common forms of sleep disorders,and obstructive sleep apnea hypopnea syndrome(OSAHS)is the most common.In recent years,some domestic and international researches show that OSAHS is related to the development of cardiovascular disease,which may cause cardiac arrhythmia,even sudden death. This article reviews the relationship between SUNDS and OSAHS and aims to provide new ideas for the pathogenesis of SUNDS.
forensic pathology;sleep apnea,obstructive;review;arrhythmia,cardiac;sudden unexplained nocturnal death syndrome
DF795.1
A
10.3969/j.issn.1004-5619.2017.01.013
1004-5619(2017)01-0052-06
2015-12-04)
(本文編輯:鄒冬華)
吳業(yè)達(dá)(1994—),男,碩士研究生,主要從事法醫(yī)病理學(xué)鑒定;E-mail:wuyeda@mail2.sysu.edu.cn
成建定,男,教授,主要從事法醫(yī)病理學(xué)、法醫(yī)臨床學(xué)鑒定;E-mail:chengjd@mail.sysu.edu.cn