IMA和DJ-1在阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征臨床監(jiān)測中的意義

張永紅,陳 棟,張德信,劉 昀,史紅陽,謝 梅,霍彩芳,孫秀珍*

(1西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科,西安 710004;2西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)檢驗科;*通訊作者,E-mail:doc-ly@sohu.com)

阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome, OSAHS)是一種睡眠時上氣道反復(fù)塌陷、阻塞引起呼吸暫停和/或低通氣,導(dǎo)致頻繁低氧血癥、高碳酸血癥、胸腔內(nèi)壓力顯著波動、睡眠結(jié)構(gòu)紊亂、交感神經(jīng)活動增強的睡眠呼吸性疾病,長期進展可導(dǎo)致多系統(tǒng)器官功能受損。流行病學(xué)調(diào)查顯示,在成年人中OSAHS的患病率較高,中國成年人OSAHS患病率在10%-20%[1],60歲以上的人群發(fā)病率可達20%-40%[2],其患病率與研究對象性別、年齡、肥胖程度、飲食結(jié)構(gòu)、種族等相關(guān)。臨床研究表明,OSAHS與心腦血管疾病和代謝性疾病有關(guān),包括高血壓、冠狀動脈疾病、心律不齊、心力衰竭、胰島素抵抗和代謝綜合征,這些系統(tǒng)損害反饋性加重OSAHS的發(fā)展,形成惡性循環(huán)促進OSAHS的病程進展[3],多導(dǎo)睡眠監(jiān)測是診斷OSAHS的金標準,由于耗時長、花費高,容易受睡眠環(huán)境和患者近期身體狀態(tài)的影響,不能充分反映監(jiān)測前的長期睡眠呼吸狀態(tài),并且反復(fù)多導(dǎo)睡眠監(jiān)測的可操作性差,尤其是兒童和多導(dǎo)睡眠監(jiān)測配合差的患者,因此探索OSAHS的生物學(xué)標志物,作為OSAHS診斷的補充和疾病危險分層以及并發(fā)癥管理勢在必行[4]。

OSAHS主要的病理生理為慢性間歇性低氧血癥,會導(dǎo)致細胞線粒體功能紊亂,釋放氧自由基,激活氧化還原敏感信號通道和炎癥反應(yīng)系統(tǒng),導(dǎo)致多器官系統(tǒng)受損。眾所周知,缺血修飾白蛋白(ischemia modified albumin, IMA)是缺血和氧化應(yīng)激的敏感生化指標,在多種缺血性疾病中明顯升高[5]。DJ-1蛋白是抗氧化劑反應(yīng)的感受器,亦是機體氧化應(yīng)激的生物學(xué)標志物[6]。本研究擬從OSAHS的病理生理機制方面探討其潛在的生物學(xué)標志,以便OSAHS的臨床診斷、危險分層和臨床監(jiān)管。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

按自愿參與的原則,收集2019年1-12月在西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科睡眠門診和住院的可疑OSAHS患者,收集病史、個人史、家族史、藥物使用史,記錄研究對象的性別、年齡、身高、體質(zhì)量等體格特征,以及化驗檢查指標血清缺血修飾白蛋白(ischemia modified albumin, IMA)。排除標準:①阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征合并惡性腫瘤、自身免疫性疾病的患者,以及近2周全身使用過糖皮質(zhì)激素以及免疫抑制劑影響炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激的患者;②中樞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征、發(fā)作性睡病、睡眠相關(guān)運動性疾病、各類型肺通氣功能障礙性疾病;③心、肺血管疾病和其他影響心、肺功能的疾病(冠心病、肺栓塞、肺動脈高壓);④血液系統(tǒng)疾病、自身免疫性疾病、腎、肝等重要器官衰竭;⑤近1月使用對呼吸和睡眠有影響的藥物。

1.2 睡眠監(jiān)測

根據(jù)《美國睡眠醫(yī)學(xué)會(AASM)睡眠及其相關(guān)事件判讀手冊》分析報告,記錄呼吸暫停低通氣指數(shù)(apnea-hypopnea index, AHI)。阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征診治指南,OSAHS定義為AHI≥5次/h,并以阻塞性呼吸事件為主,伴或不伴睡眠打鼾。按AHI分為:對照組(AHI<5次/h)、輕度OSAHS組(5≤AHI≤15次/h),中度OSAHS組(1530次/h)。

1.3 血樣采集

輕、中度OSAHS以及對照組采血一次。重度OSAHS患者采血兩次,患者入院第2天采晨起靜脈血,經(jīng)鼻持續(xù)氣道內(nèi)正壓通氣(nasal-continuous positive airway pressure, NCPAP)治療3個月復(fù)查時再次采靜脈血。采取的血樣于乙二胺四乙酸抗凝試管,4 ℃,2 500g離心15 min,取上清血漿加入終濃度為5 mmol/L二丁基羥基甲苯保存于-80 ℃冰箱待檢測。

1.4 DJ-1檢測

血漿DJ-1采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫法(ELISA)測定其水平,嚴格按照說明書操作,試劑盒購置于美國Cayman公司。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

統(tǒng)計學(xué)分析采用SPSS13.0軟件,正態(tài)分布資料以均數(shù)±標準差表示,非正態(tài)分布資料以中位數(shù)(最小值-最大值)表示。多組比較用方差分析或Kruskal-WallisH檢驗;計數(shù)資料用χ2檢查,兩者相關(guān)性采用Spearman相關(guān)性分析,重度OSAHS患者睡眠呼吸機經(jīng)鼻持續(xù)氣道內(nèi)正壓通氣(nasal-conti-nuous positive airway pressure, NCPAP)治療前后比較用配對t檢驗;P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 研究對象的一般情況

對照組和各組OSAHS患者的一般情況見表1。四組之間性別分布差異無統(tǒng)計學(xué)意義。與對照組比較,輕度OSAHS組的年齡最小(P<0.05),而中度和重度OSAHS組年齡差異無統(tǒng)計學(xué)意義。與對照組、輕度OSAHS組和中度OSAHS組分別比較,重度OSAHS組的體質(zhì)量指數(shù)(BMI)明顯升高(P<0.05)。對照組、輕度OSAHS組、中度OSAHS組、重度OSAHS組吸煙暴露差異無統(tǒng)計學(xué)意義。OSAHS常見合并癥:高血壓、糖尿病、高血脂在四組之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義。肺功能參數(shù):第1秒用力呼氣容積占預(yù)計值的百分比(FEV1%pred),第1秒用力呼氣容積占用力肺活量百分比(FEV1%FVC),肺一氧化碳彌散占預(yù)計值的百分比(DLco%pred)在四組之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義。重度OSAHS組的AHI和Epworth嗜睡評分最高,其次是中度OSAHS組、輕度OSAHS組,最后是對照組,四組之間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。除輕度OSAHS組和對照組間最低血氧飽和度差異無統(tǒng)計學(xué)意義,其余組間差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),且重度OSAHS組的最低血氧飽和度最低。

表1 研究對象的基本資料Table 1 The basic information of the study subjects

2.2 四組間血清IMA、血漿DJ-1水平比較

如表2所示,與對照組比較,輕度、中度、重度OSAHS患者各組的IMA水平均明顯升高,差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);在OSAHS患者中,重度OSAHS組的IMA水平最高,其次是中度OSAHS組,輕度OSAHS組最低,組間差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與對照組比較,中度OSAHS組、重度OSAHS組的DJ-1水平均明顯升高(P<0.05);重度OSAHS組的DJ-1水平較中度OSAHS組明顯升高(P<0.05),而DJ-1水平在輕度OSAHS組與中度OSAHS組,輕度OSAHS組與對照組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

表2 四組研究對象血漿DJ-1、血清IMA的水平Table 2 Plasma IMA and serum DJ-1 levels in four groups

2.3 OSAHS患者血清IMA水平與睡眠監(jiān)測參數(shù)的相關(guān)性分析

Spearman的相關(guān)分析結(jié)果顯示,OSAHS患者的血清IMA水平與年齡無相關(guān)性(P=0.156),IMA水平與BMI、吸煙暴露、AHI、Epworth嗜睡評分均呈正相關(guān)性(P<0.05),與最低血氧飽和度負相關(guān)(P<0.05,見表3)。

表3 OSAHS患者的IMA水平與多導(dǎo)睡眠參數(shù)和實驗室檢查的相關(guān)性 (n=87)Table 3 Correlation of polysomnographic and laboratory variables with IMA level of OSAHS patients (n=87)

2.4 OSAHS患者血漿DJ-1蛋白水平與睡眠監(jiān)測參數(shù)的相關(guān)性

Spearman的相關(guān)分析結(jié)果顯示,OSAHS患者的血漿DJ-1蛋白水平與年齡、吸煙暴露無相關(guān)性(P=0.723,0.101),DJ-1蛋白水平與BMI、AHI、Epworth嗜睡評分呈正相關(guān)性(P<0.05),而與最低血氧飽和度負相關(guān)(P<0.05,見表4)。

表4 OSAHS患者的DJ-1水平與多導(dǎo)睡眠參數(shù)和實驗室檢查的相關(guān)性 (n=87)Table 4 Correlation of polysomnographic and laboratory variables with DJ-1 level of OSAS patients (n=87)

2.5 重度OSAHS患者治療前后IMA、DJ-1水平變化

重度OSAHS患者經(jīng)無創(chuàng)呼吸機智能壓力滴定后,經(jīng)鼻持續(xù)氣道內(nèi)正壓通氣(nasal-continuous positive airway pressure, NCPAP)治療3個月,重度OSAHS患者血清IMA水平較治療前明顯下降(P<0.05)。重度OSAHS患者經(jīng)NCPAP治療3個月血漿DJ-1亦較治療前明顯下降,治療前后差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,見表5)。提示經(jīng)鼻持續(xù)氣道內(nèi)正壓通氣治療可降低重度OSAHS患者的氧化應(yīng)激損傷。

表5 重度OSAHS患者NCPAP治療前后IMA和DJ-1的變化 (n=38)Table 5 Changes of IMA and DJ-1 in patients with severe OSAHS before and after treatment with NCPAP (n=38)

3 討論

慢性間歇性低氧血癥是OSAHS重要的發(fā)病機制,是造成OSAHS患者心血管系統(tǒng)及其他臟器損害的主要原因[7]。慢性間歇性低氧血癥一方面導(dǎo)致機體細胞線粒體功能紊亂,釋放氧自由基激活氧化還原敏感信號通道;另一方面激活全身炎癥反應(yīng)系統(tǒng),導(dǎo)致血管內(nèi)皮受損,參與OSAHS合并癥的發(fā)生發(fā)展,是高血壓、冠心病、左心衰竭、肺心病,心肌梗死和腦梗死的獨立危險因素,增加了OSAHS患者全因死亡率和死亡風險[8]。本研究通過調(diào)查OSAHS患者外周血氧化應(yīng)激指標IMA、DJ-1的水平,反映OSAHS的病理生理過程。

DJ-1是PARK7基因編碼的屬于肽酶C56的蛋白質(zhì)家族的一個成員,是一種多功能蛋白,其表達受氧化應(yīng)激誘導(dǎo)充當氧化應(yīng)激傳感器,DJ-1通過直接清除氧自由基充當活性氧清除劑,調(diào)節(jié)抗氧化基因表達發(fā)揮抗氧化反應(yīng)調(diào)節(jié)劑的作用[9,10]。研究表明DJ-1在OSAHS患者血漿中明顯升高,OSAHS患者的DJ-1的水平與呼吸暫停低通氣指數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系[7]。本研究結(jié)果也表明,中、重度OSAHS組的DJ-1水平較對照組明顯升高。DJ-1與睡眠監(jiān)測指標呼吸暫停低通氣指數(shù)、Epworth嗜睡評分正相關(guān),與最低血氧飽和度負相關(guān)。NCPAP治療3個月能明顯降低升高的DJ-1水平。OSAHS患者血液過氧化產(chǎn)物較健康對照人群明顯升高,并隨疾病的嚴重程度而升高。DJ-1與AHI和Epworth嗜睡評分正相關(guān),與最低血氧飽和度負相關(guān),這提示DJ-1可能是阻塞性睡眠呼吸暫停潛在生物標志物。NCPAP是中重度OSAHS的首選治療,NCPAP能有效地消除患者睡眠時上氣道阻塞,減少睡眠呼吸暫停和低通氣的發(fā)生,本研究結(jié)果中NCPAP治療3個月DJ-1水平明顯降低,提示DJ-1可能是CPAP療效評價的重要生物學(xué)標志物。

IMA是缺血缺氧組織釋放氧自由基對血清白蛋白的氨基酸殘基修飾,導(dǎo)致白蛋白與過渡金屬鈷離子的結(jié)合能力下降,是評價氧化應(yīng)激的敏感生化指標[11]。研究表明氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的多種疾病會導(dǎo)致IMA明顯升高[12,13]。既往研究表明OSAHS患者的血漿IMA水平明顯升高,OSAHS患者血中IMA水平可以很好地預(yù)測OSAHS疾病嚴重程度[14]。本研究結(jié)果表明OSAHS患者血清IMA水平較健康對照組明顯升高,OSAHS患者的血清IMA水平隨疾病的嚴重程度進一步升高,IMA與睡眠監(jiān)測指標呼吸暫停低通氣指數(shù)、Epworth嗜睡評正相關(guān),與最低血氧飽和度負相關(guān)。睡眠呼吸機治療3個月能明顯降低重度OSAHS患者的IMA水平。提示IMA可能是OSAHS病情分級、呼吸機NCPAP治療評價的重要生物學(xué)標志物。

OSAHS是一種多因素和多基因參與的復(fù)雜疾病,慢性間歇性低氧血癥是OSAHS的重要病理生理學(xué)機制,慢性間斷缺氧導(dǎo)致氧化應(yīng)激和線粒體功能障礙引起局部和全身氧化應(yīng)激損傷,進而引起組織器官功能障礙,是OSAHS并發(fā)癥發(fā)生的主要原因[15]。本研究表明,OSAHS患者外周血IMA、DJ-1水平明顯升高,并與多導(dǎo)睡眠監(jiān)測參數(shù)明顯相關(guān),IMA、DJ-1可能是OSAHS患者氧化應(yīng)激的潛在標志物,反映OSAHS疾病的嚴重程度。