血清神經(jīng)肽Y 水平和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β/Smad 信號(hào)通路與慢性阻塞性肺疾病-阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征重疊綜合征患者認(rèn)知障礙的相關(guān)性研究

劉萍，曾強(qiáng)，王豐，孫楷

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是以不完全可逆的、呈進(jìn)行性加重的氣流受限為特征的呼吸系統(tǒng)多發(fā)病、常見病，阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（OSAHS）是睡眠過程中反復(fù)發(fā)生呼吸暫停、低通氣等上氣道阻塞表現(xiàn)的呼吸障礙，兩者可單獨(dú)存在，也可合并發(fā)生［1-2］。據(jù)報(bào)道，國(guó)外COPD-OSAHS 重疊綜合征患病率為0.5%～3.0%［3］。COPD 和OSAHS 均會(huì)引起不同程度慢性腦功能損傷，進(jìn)而導(dǎo)致認(rèn)知障礙，但目前有關(guān)COPD-OSAHS 重疊綜合征患者認(rèn)知障礙的研究報(bào)道較少［4］。目前，判斷認(rèn)知障礙主要依據(jù)蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表（MoCA）和簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查量表（MMSE），但二者均存在操作復(fù)雜、主觀性強(qiáng)、費(fèi)力、耗時(shí)等缺點(diǎn)，且易受患者教育程度影響，因此尋找一種客觀、簡(jiǎn)易、可行的血清學(xué)指標(biāo)對(duì)提高COPD-OSAHS 重疊綜合征患者認(rèn)知障礙檢出率具有重要意義。神經(jīng)肽Y（NPY）是一種廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活性多肽［5］。既往研究表明，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGF-β）/Smad 信號(hào)通路參與腦組織缺血/再灌注損傷及腦積水、阿爾茨海默病、神經(jīng)膠質(zhì)瘤等腦部疾病的發(fā)生發(fā)展過程，此外還參與異氟烷麻醉后的認(rèn)知障礙［6］，但TGF-β/Smad 信號(hào)通路與COPD-OSAHS重疊綜合征患者認(rèn)知障礙的關(guān)系尚未明確。本研究旨在分析血清NPY 水平和TGF-β/Smad 信號(hào)通路與COPDOSAHS 重疊綜合征患者認(rèn)知障礙的關(guān)系，并初步探討二者的作用或調(diào)控機(jī)制，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡18～75 周歲；（2）首次診斷為COPD 和/或OSAHS 患者，且入院前未接受相關(guān)治療；（3）查體無(wú)中樞神經(jīng)損傷定位體征，如失語(yǔ)、偏癱、偏身感覺障礙等。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）合并哮喘、肺栓塞、閉塞性毛細(xì)支氣管炎、間質(zhì)性肺病及肺部感染性疾病等者；（2）合并嚴(yán)重腦血管疾病及心臟、肝臟、腎臟疾病者；（3）伴有影響認(rèn)知功能的精神、神經(jīng)系統(tǒng)疾病者；（4）入院前3 個(gè)月內(nèi)服用影響精神和神經(jīng)功能的藥物者；（5）既往有嗜酒史者；（6）伴有肺性腦病、交流障礙者。

1.2 一般資料 選取2016 年4 月—2019 年6 月自貢市第四人民醫(yī)院呼吸內(nèi)科收治的COPD-OSAHS 重疊綜合征患者36 例作為重疊綜合征（OS）組，另選取同期收治的單純COPD 患者52 例作為COPD 組，單純OSAHS患者52 例作為OSAHS 組，體檢健康者45 例作為健康對(duì)照組。COPD 診斷參照《COPD 診治指南（2007 年修訂版）》［7］中的COPD 診斷標(biāo)準(zhǔn)，OSAHS 診斷參照《阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征診治指南（2011 年修訂版）》［8］中的OSAHS 診斷標(biāo)準(zhǔn)。四組受試者性別、年齡、體質(zhì)指數(shù)（BMI）、受教育程度、吸煙史比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05，見表1），具有可比性。本研究經(jīng)自貢市第四人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)，所有患者及其家屬對(duì)本研究知情并簽署知情同意書。

1.3 觀察指標(biāo)

1.3.1 MMSE 評(píng)分 采用MMSE 評(píng)估四組受試者認(rèn)知功能，該量表包括記憶力、定向力、視空間能力、執(zhí)行能力、語(yǔ)言能力、注意力及計(jì)算力共7 個(gè)條目，滿分30 分，小學(xué)文化程度者M(jìn)MSE 評(píng)分＜20 分為認(rèn)知障礙，初中及以上文化程度者M(jìn)MSE 評(píng)分＜24 分為認(rèn)知障礙［9］。1.3.2 MoCA 評(píng)分 采用MoCA 評(píng)估四組受試者認(rèn)知功能，該量表包括注意力、命名、視空間與執(zhí)行能力、記憶、抽象、定向力、延遲回憶、語(yǔ)言共8 個(gè)條目，滿分30 分，以MoCA 評(píng)分＜26 分為認(rèn)知障礙，如受教育年限≤12 年則以MoCA 評(píng)分＜25 分為認(rèn)知障礙［10］。

1.3.3 血清NPY、TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平 收集COPD 組、OSAHS 組、OS 組患者入院次日及健康對(duì)照組受試者體檢當(dāng)天清晨空腹肘靜脈血4 ml，靜置30 min 后4 000 r/min 離心10 min（離心半徑10 cm），取上層血清并置于-80 ℃冰箱中保存待測(cè)。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）檢測(cè)血清NPY、TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平，其中NPY 試劑盒購(gòu)自美國(guó)RayBiotech 公司，TGF-β 試劑盒購(gòu)自武漢博士德生物工程有限公司，Smad1 試劑盒購(gòu)自武漢伊萊瑞特生物科技股份有限公司，Smad3 和Smad7 試劑盒購(gòu)自北京天根生化科技有限公司，均嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行操作。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，本研究中計(jì)量資料均先進(jìn)行Kolomogorov-Smirnov檢驗(yàn)并符合正態(tài)分布，以（± s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用q 檢驗(yàn)，兩組間比較采用兩獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)。血清NPY、TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平與COPD-OSAHS 重疊綜合征患者M(jìn)MSE 評(píng)分、MoCA 評(píng)分的相關(guān)性分析采用Pearson 相關(guān)分析。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 四組受試者一般資料比較Table 1 Comparison of general information in the four groups

2 結(jié)果

2.1 四組受試者M(jìn)MSE 評(píng)分、MoCA 評(píng)分比較 四組受試者M(jìn)MSE 評(píng)分、MoCA 評(píng)分比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；COPD 組、OSAHS 組、OS 組患者M(jìn)MSE評(píng)分、MoCA 評(píng)分低于健康對(duì)照組，OS 組患者M(jìn)MSE評(píng)分、MoCA 評(píng)分低于COPD 組和OSAHS 組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，見表2）。

表2 四組受試者M(jìn)MSE 評(píng)分、MoCA 評(píng)分比較（±s，分）Table 2 Comparison of MMSE score and MoCA score in the four groups

表2 四組受試者M(jìn)MSE 評(píng)分、MoCA 評(píng)分比較（±s，分）Table 2 Comparison of MMSE score and MoCA score in the four groups

注：MMSE=簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查量表，MoCA=蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表；與健康對(duì)照組比較，aP＜0.05；與COPD 組比較，bP＜0.05；與OSAHS 組比較，cP＜0.05

?

2.2 四組受試者血清NPY、TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平比較 四組受試者血清NPY、TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；COPD 組、OSAHS 組、OS 組 患 者 血清NPY、TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水 平 高 于健康對(duì)照組，OS 組患者血清NPY、TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平高于COPD 組和OSAHS 組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，見表3）。

2.3 有無(wú)認(rèn)知障礙的COPD-OSAHS 重疊綜合征患者血清NPY、TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平比較 根據(jù)MoCA 評(píng)分，36 例COPD-OSAHS 重疊綜合征患者中有認(rèn)知障礙22 例，無(wú)認(rèn)知障礙14 例。有認(rèn)知障礙的COPD-OSAHS 重疊綜合征患者血清NPY、TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平高于無(wú)認(rèn)知障礙的COPDOSAHS 重疊綜合征患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，見表4）。

2.4 相關(guān)性分析 Pearson 相關(guān)分析結(jié)果顯示，血清NPY、TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水 平 均 與COPD-OSAHS 重疊綜合征患者M(jìn)MSE 評(píng)分、MoCA 評(píng)分呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05，見表5）。

表3 四組受試者血清NPY、TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平比較（± s，μg/L）Table 3 Comparison of serum levels of NPY，TGF-β，Smad1，Smad3 and Smad7 in the four groups

表3 四組受試者血清NPY、TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平比較（± s，μg/L）Table 3 Comparison of serum levels of NPY，TGF-β，Smad1，Smad3 and Smad7 in the four groups

注：NPY=神經(jīng)肽Y，TGF-β=轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β；與健康對(duì)照組比較，aP＜0.05；與COPD 組比較，bP＜0.05；與OSAHS 組比較，cP＜0.05

組別 例數(shù) NPY TGF-β Smad1 Smad3 Smad7健康對(duì)照組 45 5.18±1.65 0.18±0.05 0.16±0.04 0.16±0.05 0.69±0.19 COPD 組 52 6.39±1.42a 0.39±0.10a 0.32±0.08a 0.38±0.10a 0.78±0.12a OSAHS 組 52 6.41±1.37a 0.37±0.12a 0.35±0.12a 0.39±0.10a 0.83±0.14a OS 組 36 7.72±2.04abc 0.52±0.17abc 0.51±0.15abc 0.49±0.13abc 0.91±0.11abc F 值 16.828 61.999 78.317 86.216 16.856 P 值 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01

表4 有無(wú)認(rèn)知障礙的COPD-OSAHS 重疊綜合征患者血清NPY、TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平比較（± s，μg/L）Table 4 Comparison of serum levels of NPY，TGF-β，Smad1，Smad3 and Smad7 in COPD-OSAHS overlap syndrome patients with cognitive disorder or not

表4 有無(wú)認(rèn)知障礙的COPD-OSAHS 重疊綜合征患者血清NPY、TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平比較（± s，μg/L）Table 4 Comparison of serum levels of NPY，TGF-β，Smad1，Smad3 and Smad7 in COPD-OSAHS overlap syndrome patients with cognitive disorder or not

認(rèn)知障礙 例數(shù) NPY TGF-β Smad1 Smad3 Smad7無(wú) 14 6.50±1.94 0.44±0.12 0.44±0.13 0.40±0.13 0.77±0.24有 22 8.13±2.27 0.58±0.19 0.61±0.20 0.58±0.15 0.90±0.07 t 值 2.218 2.456 2.817 3.690 2.403 P 值 0.033 0.019 0.008 ＜0.01 0.022

表5 血 清NPY、TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水 平 與COPDOSAHS 重疊綜合征患者M(jìn)MSE 評(píng)分、MoCA 評(píng)分的相關(guān)性分析Table 5 Correlations of serum levels of NPY，TGF-β，Smad1，Smad3 and Smad7 with MMSE score and MoCA score in patients with COPDOSAHS overlap syndrome

3 討論

認(rèn)知功能指覺醒狀態(tài)下人始終存在的多種類型有意識(shí)的精神活動(dòng)，而認(rèn)知障礙會(huì)降低患者生活質(zhì)量甚至導(dǎo)致癡呆發(fā)生，因此早期識(shí)別并干預(yù)認(rèn)知障礙對(duì)改善患者預(yù)后、提高患者生活質(zhì)量至關(guān)重要。MMSE、MoCA、擴(kuò)充癡呆量表是臨床上評(píng)估認(rèn)知功能的主要工具，其中MMSE 和MoCA 可操作性強(qiáng)，受試者更易理解，診斷認(rèn)知障礙的靈敏度、特異度均較高，同時(shí)具有良好的信效度；但MMSE 和MoCA 不可避免地存在主觀性強(qiáng)、費(fèi)力耗時(shí)等缺陷，因此尋找血清生物學(xué)指標(biāo)以直觀、快捷、方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠地評(píng)估認(rèn)知功能具有重要意義。

既往研究表明，超過50%的COPD 患者睡眠質(zhì)量較差，約20%的患者表現(xiàn)出白天過度嗜睡，這不僅會(huì)導(dǎo)致患者呼吸障礙，還會(huì)影響其認(rèn)知功能，分析其主要機(jī)制涉及低氧血癥、氧化應(yīng)激、全身炎癥反應(yīng)等［11-12］。OSAHS 的主要臨床表現(xiàn)為呼吸暫停、不規(guī)則打鼾、夜尿增多、白天嗜睡、脾氣暴躁、頭痛等，隨著病情發(fā)展可出現(xiàn)記憶力減退和智力下降等認(rèn)知障礙表現(xiàn)，分析其機(jī)制可能與低氧血癥引發(fā)炎性反應(yīng)和過度氧化應(yīng)激反應(yīng)而導(dǎo)致大腦海馬區(qū)損傷有關(guān)［13］。COPD-OSAHS 重疊綜合征患者主要表現(xiàn)為高碳酸血癥和低氧血癥，但目前臨床對(duì)其關(guān)注度不夠，COPD 或OSAHS 患者發(fā)展為COPD-OSAHS重疊綜合征常被誤認(rèn)為是原有病情加重，因此常得不到有效治療。

COPD 和OSAHS 單獨(dú)存在均會(huì)損傷認(rèn)知功能，因此筆者推測(cè)COPD-OSAHS 重疊綜合征患者亦存在認(rèn)知障礙，分析其原因主要為COPD 和OSAHS 均存在長(zhǎng)期、持續(xù)性低氧及間歇性低氧加重，之后會(huì)出現(xiàn)復(fù)氧，二者交替發(fā)生會(huì)影響機(jī)體氧化平衡，進(jìn)而出現(xiàn)包括認(rèn)知功能減退在內(nèi)的一系列生理病理學(xué)損傷［5］。本研究結(jié)果顯示，COPD 組、OSAHS 組、OS 組患者M(jìn)MSE 評(píng)分、MoCA 評(píng)分低于健康對(duì)照組，OS 組患者M(jìn)MSE 評(píng)分、MoCA 評(píng)分低于COPD 組和OSAHS 組，提示單純COPD、OSAHS 患者存在認(rèn)知功能損傷，COPD-OSAHS重疊綜合征患者認(rèn)知功能損傷程度更嚴(yán)重。

既往研究表明，NPY 可參與神經(jīng)保護(hù)作用，其中海馬區(qū)、杏仁核等部位NPY 水平變化與記憶、學(xué)習(xí)能力及認(rèn)知障礙的發(fā)生發(fā)展有關(guān)［14］。因此筆者推測(cè)血清NPY 水平可能在評(píng)估認(rèn)知障礙方面具有潛在價(jià)值。本研究結(jié)果顯示，COPD 組、OSAHS 組、OS 組患者血清NPY 水平高于健康對(duì)照組，OS 組患者血清NPY 水平高于COPD 組和OSAHS 組；有認(rèn)知障礙的COPDOSAHS 重疊綜合征患者血清NPY 水平低于無(wú)認(rèn)知障礙的COPD-OSAHS 重疊綜合征患者，且進(jìn)一步行Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，血清NPY 水平與COPD-OSAHS 重疊綜合征患者M(jìn)MSE 評(píng)分、MoCA 評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，提示血清NPY 水平升高與COPD-OSAHS 重疊綜合征患者認(rèn)知障礙發(fā)生有關(guān)，與既往研究結(jié)果相一致［14］。CHOI等［15］研究表明，大腦海馬區(qū)NPY 水平變化早于認(rèn)知障礙發(fā)生。筆者查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)分析血清NPY 水平升高介導(dǎo)COPD-OSAHS 重疊綜合征患者認(rèn)知障礙的可能機(jī)制如下［16-17］：（1）反復(fù)出現(xiàn)高碳酸血癥和低氧血癥會(huì)通過激活化學(xué)感受器而使交感神經(jīng)反復(fù)興奮，誘導(dǎo)大量具有縮血管活性的NPY 進(jìn)入血液循環(huán)，進(jìn)而通過促使腦動(dòng)脈收縮、腦血管阻力增加及腦缺血缺氧加重而導(dǎo)致認(rèn)知障礙；（2）NPY 及其受體參與腦組織中多個(gè)與睡眠、覺醒有關(guān)的生理病理過程，而患者睡眠活動(dòng)紊亂可導(dǎo)致NPY 水平發(fā)生改變；（3）NPY 是一種高效縮血管物質(zhì)，在促進(jìn)血管收縮的同時(shí)不僅能加強(qiáng)其他縮血管物質(zhì)的作用，還會(huì)減弱舒血管物質(zhì)作用。

目前，認(rèn)知障礙的病因?qū)W、流行病學(xué)及發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明。Smad 蛋白家族是目前發(fā)現(xiàn)的TGF-β 作用的唯一底物，其作為調(diào)節(jié)TGF-β1 受體復(fù)合物的下游蛋白，在介導(dǎo)細(xì)胞表面TGF-β1 信號(hào)傳導(dǎo)至細(xì)胞核的過程中扮演著極為關(guān)鍵的角色。Smad 蛋白根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能不同分為受體調(diào)節(jié)型Smad 蛋白（包含Smad1、Smad2、Smad3、Smad5、Smad8）、抑制型Smad 蛋白（包含Smad6、Smad7）和協(xié)同型Smad 蛋白（Smad4）。TGF-β/Smad 信號(hào)通路參與多種病理過程，包括哮喘、COPD 等疾病的氣道重塑及氣道高反應(yīng)性、氣流阻塞的病理過程。TGF-β1 是目前發(fā)現(xiàn)的主要?dú)獾乐厮苷{(diào)控因子，能通過干預(yù)氣道壁膠原沉積而促進(jìn)氣道重塑［6］，但必須與其受體結(jié)合才能被激活：首先通過與TβR Ⅱ結(jié)合或與TβR Ⅲ結(jié)合形成復(fù)合物，再被傳遞至TβR Ⅱ并形成有活性的TβR Ⅱ蛋白激酶，進(jìn)而將Smad2/3 磷酸化后與Smad4 結(jié)合形成可對(duì)相應(yīng)靶基因轉(zhuǎn)錄發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的異源寡聚體復(fù)合物，通過干擾Smad2/3 磷酸化過程而阻斷TGF-β 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及TGF-β生物學(xué)效應(yīng)，進(jìn)而發(fā)揮負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用［18］。此外，TGF-β/Smad 信號(hào)通路的過度激活與大腦疾病的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。研究表明，麻醉后患者認(rèn)知障礙的出現(xiàn)與TGF-β/Smad 信號(hào)通路蛋白TGF-β1、Smad3、Smad7 水平升高有關(guān)［19］。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，TGF-β/Smad 信號(hào)通路的激活參與了腦梗死認(rèn)知障礙的發(fā)生，其機(jī)制可能與TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 蛋白水平升高有關(guān)［20］。本研究結(jié)果顯示，COPD 組、OSAHS 組、OS 組患者血清TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平高于健康對(duì)照組，OS 組患者血清TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平高 于COPD 組 和OSAHS 組，提 示TGF-β 及 其 信 號(hào)通道蛋白Smad1、Smad3、Smad7 水平升高與COPD、OSAHS 和COPD-OSAHS 重疊綜合征的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，其可能參與氣道重塑的病理過程。本研究結(jié)果還顯示，有認(rèn)知障礙的COPD-OSAHS 重疊綜合征患者血清TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平高于無(wú)認(rèn)知障礙的COPD-OSAHS 重疊綜合征患者，進(jìn)一步行Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，血清TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 水平均與COPD-OSAHS 重疊綜合征患者M(jìn)MSE評(píng)分、MoCA 評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，提示TGF-β/Smad 信號(hào)通路中TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 大量分泌和釋放可能參與COPD-OSAHS 重疊綜合征患者認(rèn)知障礙的發(fā)生發(fā)展，分析其相關(guān)機(jī)制可能與TGF-β/Smad 信號(hào)通路中TGF-β、Smad1、Smad3、Smad7 影響神經(jīng)元增殖、分化及腦神經(jīng)系統(tǒng)病理過程有關(guān)，但具體作用機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，COPD-OSAHS 重疊綜合征患者認(rèn)知障礙程度重于單純COPD 患者、單純OSAHS 患者，而COPD-OSAHS 重疊綜合征患者認(rèn)知障礙發(fā)生和加重與血清NPY 水平升高及TGF-β/Smad 信號(hào)通路參與有關(guān)；但本研究為單中心研究，且樣本量較小，結(jié)果結(jié)論及血清NPY 水平和TGF-β/Smad 通路與COPD-OSAHS 重疊綜合征患者認(rèn)知障礙具體相關(guān)機(jī)制仍有待進(jìn)一步證實(shí)、探究。

作者貢獻(xiàn)：劉萍進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì)，結(jié)果分析與解釋，負(fù)責(zé)撰寫論文并對(duì)文章整體負(fù)責(zé)，監(jiān)督管理；王豐進(jìn)行研究的實(shí)施與可行性分析；孫楷進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、整理、分析；曾強(qiáng)負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校。

本文無(wú)利益沖突。