高原移居與返回平原青年人群血液生化及細胞因子指標分析*

馬筱潔，馬聰聰，劉鴻春，陳 玲，史清?！?/p>

1.石河子大學醫(yī)學院，新疆石河子 832000；2.新疆醫(yī)科大學醫(yī)學院臨床醫(yī)學系，新疆烏魯木齊830000；3.新疆軍區(qū)總醫(yī)院臨床檢驗診斷中心，新疆烏魯木齊 830000

高原地區(qū)的主要環(huán)境特點是低氣壓、缺氧、低溫、紫外線強。平原人移居高原，尤其是4 000 m以上的特高海拔，都將面臨高原習服和急慢性高原病的困擾[1-2]。高原缺氧環(huán)境對人體的影響是廣泛且多樣的，涵蓋生理功能、血液系統(tǒng)、生化代謝、炎癥反應等多方面，而返回平原脫離缺氧后一段時間又將恢復正常[3-4]。受限于高原特殊地理條件，既往國內(nèi)外對于高原習服和急、慢性高原病的研究局限于小樣本的橫向研究，對于高原脫習服的系列研究尚處在起始階段?，F(xiàn)有的各項研究對高原習服和高原脫習服期人體功能的具體調(diào)節(jié)規(guī)律存在分歧，調(diào)節(jié)機制不清。本研究依托醫(yī)療保障單位的地理和人員優(yōu)勢，針對移居特高海拔的平原人群，從血液系統(tǒng)、生化代謝、炎癥細胞因子表達等方面展開大樣本縱向調(diào)查，重點關注平原人群在高原習服及返回平原階段炎癥細胞因子的表達變化規(guī)律，探討炎癥細胞因子對高原習服和高原脫習服的影響，尋找可能的高原病預防、治療干預靶點，為深入研究急、慢性高原病和高原脫習服反應的發(fā)病機制提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2021年2月至2021年8月移居高原(西藏阿里，海拔4 500 m)6個月至1年的青年人群，抽樣納入554例為高原組；同期新疆烏魯木齊地區(qū)抽樣納入移居高原連續(xù)居住6個月至1年后脫離高原返回平原2個月左右的青年人536例為返回平原組；以及同期體檢健康的562例青年人為平原組。上述納入的研究對象均排除心、肺疾病及其他慢性病，高原組和返回平原組研究對象排除急性高原病。本研究經(jīng)新疆軍區(qū)總醫(yī)院倫理委員會批準，所有研究對象均知情同意后納入研究。

1.2方法

1.2.1身高、體質(zhì)量、血壓、心率和血氧飽和度檢查 囑研究對象赤足，背向站立于超聲波身高體重儀(大連歐姆龍HNH-318)底板上，保持雙目直視前方，足跟、骶骨、肩胛“三點一線”姿勢，靜待30 s，儀器穩(wěn)定后自動測量并讀數(shù)，記錄研究對象的身高、體質(zhì)量。分別采用電子血壓計(大連歐姆龍HEM-7127J)測量平靜狀態(tài)下肱動脈收縮壓/舒張壓；指夾式脈搏血氧儀(江蘇魚躍YX307)夾取左手中指，穩(wěn)定10 s后讀取心率、血氧飽和度。均反復3次取均值。

1.2.2血液常規(guī)和生化指標檢測 采集空腹靜脈血，乙二胺四乙酸二鉀(EDTA-K2)抗凝，2 h內(nèi)進行血細胞檢測，分析標本白細胞計數(shù)(WBC)、中性粒細胞計數(shù)(NEUT)、紅細胞計數(shù)(RBC)、血紅蛋白(HB)水平、血小板計數(shù)(PLT)；空腹采集靜脈血于分離膠采集管中，2 h內(nèi)離心收集血清，檢測血清葡萄糖(GLU)、膽固醇(CHOL)、三酰甘油(TG)、肌酐(CREA)、尿酸(UA)、清蛋白(ALB)、總膽紅素(TBIL)、直接膽紅素(DBIL)、丙氨酸氨基轉移酶(ALT)、天冬氨酸氨基轉移酶(AST)、乳酸脫氫酶(LDH)。高原組標本在當?shù)仃戃娔翅t(yī)院檢驗科檢測，血液常規(guī)檢測采用邁瑞B(yǎng)C5800血液分析儀，血清生化指標采用邁瑞B(yǎng)S2000生化分析儀及其配套試劑檢測；平原組和返回平原組標本在新疆軍區(qū)總醫(yī)院檢驗科檢測，血液常規(guī)檢測采用Sysmex XE-5000血液分析儀及其配套試劑，血清生化檢測采用羅氏Cobas C701生化分析儀及其配套試劑。兩所實驗室開展的上述檢測項目均嚴格執(zhí)行室內(nèi)質(zhì)控，且參加國家衛(wèi)生健康委員會室間質(zhì)評結果均為合格。

1.2.3血液炎癥細胞因子檢測 采集空腹靜脈血于分離膠采集管中，2 h內(nèi)離心收集血清，-80 ℃凍存。高原組標本由冷鏈轉運箱當日乘機轉運回新疆軍區(qū)總醫(yī)院。

1.2.3.1篩選差異表達因子 隨機抽取5份高原組血清標本，復溶后采用人血清炎癥細胞因子多重微球流式免疫熒光發(fā)光試劑盒(天津曠博同生生物技術有限公司)，檢測標本中白細胞介素(IL)-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12p70、IL-17A、IL-17F、IL-22、腫瘤壞死因子(TNF)-α、TNF-β、干擾素(IFN)-γ水平；原理：利用包被不同抗體的微球捕獲血清中相應的炎癥細胞因子，在邁瑞B(yǎng)riCyte E6流式細胞儀上進行流式微球計數(shù)。然后參照試劑盒給出的參考值范圍篩選出異常增高因子作為后期擴大樣本量驗證的目標因子。上述標本排除溶血、嚴重脂濁，并嚴格按照試劑盒說明書操作檢測。

1.2.3.2目標因子擴大驗證 異常增高的炎癥細胞因子指標采用人血清IL-6、IL-8和IL-17A 酶聯(lián)免疫吸附檢測試劑盒(武漢伊萊瑞特生物科技股份有限公司)擴大樣本量驗證。上述標本排除溶血、嚴重脂濁，并嚴格按照試劑盒說明書操作檢測。

2 結 果

2.1基礎資料及生理指標比較 本研究納入的3組研究對象為非自身對照關系，均為青年人群，年齡、性別、身高、體質(zhì)量差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；與平原組、返回平原組比較，高原組舒張壓、心率均較高，血氧飽和度均較低，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表1。

表1 各組研究對象一般資料及生理指標比較[n(%)或M(P25,P75)或

2.2血液常規(guī)和生化指標比較 平原組、高原組和返回平原組之間外周血RBC、HB、PLT差異均有統(tǒng)計學意義 (P<0.05)；高原組、返回平原組RBC、HB高于平原組(P<0.05)，且高原組最高；高原組、返回平原組PLT低于平原組(P<0.05)，且返回平原組最低。高原組和返回平原組分別與平原組相比，WBC差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，而高原組與返回平原組WBC差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；高原組NEUT水平高于平原組和返回平原組(P<0.05)。平原組、高原組和返回平原組之間相比，血清UA、TBIL、DBIL、ALT、AST、LDH水平差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，且高原組、返回平原組血清UA、TBIL、DBIL、ALT、AST、LDH水平均比平原組高(P<0.05)。高原組和返回平原組分別與平原組相比，血清ALB、CHOL、TG水平差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，而高原組血清ALB、CHOL、TG水平與返回平原組相比差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。高原組血清CREA水平較平原組低(P<0.05)，高原組血清GLU水平較平原組和返回平原組低(P<0.05)。見表2、表3。

表2 各組研究對象血液常規(guī)指標比較[M(P25,P75)]

注：Z1、P1為平原組與高原組比較的統(tǒng)計值；Z2、P2為平原組與返回平原組比較的統(tǒng)計值；Z3、P3為高原組與返回平原組比較的統(tǒng)計值。

2.3血液炎癥細胞因子指標比較 5例高原組血清標本經(jīng)流式細胞儀14項炎癥細胞因子篩查檢測后，異常增高的炎癥細胞因子是IL-6 [(13.49±8.97)pg/mL]、IL-8[(185.17±204.45)pg/mL]、IL-17A[(3.92±1.19)pg/mL]。擴大樣本量驗證試驗共納入平原組60例、高原組117例、返回平原組60例，分別檢測了IL-6、IL-8和IL-17A水平，見表4。與平原組相比，高原組IL-6、IL-8、IL-17A水平均較高(P<0.05)，返回平原組IL-6、IL-8水平較高(P<0.05)；與高原組相比，返回平原組IL-6、IL-17A水平較低(P<0.05)。

表4 各組研究對象血清炎癥細胞因子水平比較[M(P25,P75)，pg/mL]

3 討 論

本研究為非自身對照研究，探討平原青年人群、移居特高海拔半年至一年青年人群和脫離高原返回平原2個月左右青年人群的機體生理、代謝、炎癥免疫方面的適應性變化。針對本研究抽樣納入的高原組和返回平原組人群均為青壯年的年齡特點，平原組選擇了同期健康體檢的青年人群入組。3組人群抽樣后一般資料可比，生理指標顯示移居高原后，血氧飽和度顯著下降，伴反射性心率加快、血壓升高，符合高原代償性生理反應的特征[5-7]。而脫離高原從低氧返回常氧環(huán)境，各項生理指標趨于恢復正常，其中血氧飽和度隨大氣氧分壓的增加而升高，外周化學感受器所受缺氧刺激減弱后心率減慢、血壓降低，但也偶發(fā)持續(xù)存在的高原脫習服反應癥狀。

高原缺氧可引發(fā)機體骨髓造血系統(tǒng)代償性改變，包括外周血中RBC、HB代償性增生，與以往的研究結果一致，可能的機制是缺氧誘導因子代償性調(diào)控促紅細胞生成素(EPO)的表達與釋放，紅系細胞大幅增生[8]。與此同時，外周血中WBC、NEUT輕度升高，可能與儲存池細胞釋放以維持機體應激狀態(tài)有關[9]。低氧環(huán)境下，外周血中PLT雖略有下降，但仍在平原人群參考范圍內(nèi)。對于低氧如何影響PLT，目前學術界尚無統(tǒng)一結論，競爭所致的造血原料相對缺乏或是原因之一[10-11]。研究還發(fā)現(xiàn)低氧因素解除后，外周血WBC、RBC逐步下降，PLT持續(xù)走低，且返回平原2個月內(nèi)上述指標仍未恢復至平原水平，主要原因是機體尚處于脫適應期，返回平原短時間內(nèi)血液稀釋[12]，且血液學指標適應性調(diào)節(jié)變化不平行，屬于高原脫習服的正常適應性反應。

高原缺氧影響機體物質(zhì)代謝方面，國內(nèi)外研究結論不完全一致。本研究中，研究者觀察到高原組GLU明顯降低，考慮與高寒高熱量消耗關系密切，與賀迎春[13]、KATIE等[14]的研究結果部分一致，而蛋白及脂類變化不顯著。高原組GLU、CHOL和ALB均處于較低水平可能與高原飲食和生活習慣有關。此外，高原組與返回平原組UA水平均較平原組高，也印證了以往的研究結果[15-16]，原因可能是高原飲食結構改變、高嘌呤食物攝入、細胞代謝快等因素可促進UA生成；其次，低氧所致的血黏度增加使腎灌注不足[17]，內(nèi)環(huán)境失衡等因素可導致UA排泄障礙。本研究還觀察到，移居高原人群血清肝功能指標發(fā)生一些變化，TBIL超出正常上限，ALT、AST、LDH水平顯著升高；在脫離高原返回平原后，上述指標中除ALT不降反升外，其余指標均恢復至平原水平，與其他研究[18-20]結果部分一致，有差異的原因可能與不同研究針對的海拔高度和高原停留時間不同有關。

此外，高原缺氧還可誘導機體發(fā)生強烈應激反應，表現(xiàn)為炎癥細胞因子及趨化因子所致的非感染性炎癥。多項研究表明，高原移居人群外周血循環(huán)持續(xù)存在炎癥細胞因子，可能導致傷口修復延遲甚至引發(fā)肺水腫或腦水腫[21-23]。然而相關炎癥細胞因子種類較多，在高原習服過程中哪些炎癥細胞因子異常表達，以及如何參與急慢性高原病的發(fā)生、發(fā)展，各方研究數(shù)據(jù)及觀點不統(tǒng)一[24]。本研究發(fā)現(xiàn)，高原缺氧使得機體在炎癥細胞因子表達方面也發(fā)生了相應改變。通過抽樣篩查檢測了高原組14項炎癥細胞因子表達情況，發(fā)現(xiàn)血清IL-6、IL-8、IL-17A水平異常增高，擴大樣本量驗證仍然支持此發(fā)現(xiàn)。研究結果表明：當機體處于高原持續(xù)缺氧狀態(tài)時，血清IL-6、IL-8、IL-17A水平大幅升高，表明高原缺氧后外周血循環(huán)持續(xù)存在炎癥細胞因子表達。這和以往研究[25-26]結果一致，可能與機體在低氧應激狀態(tài)下發(fā)生的紅系代償增殖、中性粒細胞釋放等代償性反應密切相關。目前對于返回平原人群血清炎癥細胞因子變化情況的研究報道較少，本研究通過持續(xù)追蹤返回平原人群炎癥細胞因子變化，發(fā)現(xiàn)返回平原后血清IL-17A快速恢復至平原水平，而血清IL-6緩慢下降，但返回平原2個月后，IL-8仍保持與高原組相當?shù)妮^高水平，可能與大量氧化物堆積所致的內(nèi)皮損傷和細胞內(nèi)炎癥細胞因子釋放有關。上述研究結果連續(xù)反映了平原人群、移居高原及返回平原3個時期的血清3項炎癥細胞因子水平變化情況，但高原缺氧誘導炎癥反應對機體而言是適應性保護還是病理性損傷，仍有待進一步深入探討。

本研究尚有一定局限性，尤其是炎癥細胞因子的初篩及擴大驗證試驗存在抽樣誤差，不除外遺漏其他異常指標的可能；其次，3組人群非自身對照，可能存在結果偏倚；再次，一些血液指標組間比較雖差異有統(tǒng)計學意義，但數(shù)值差別不明顯，臨床意義不顯著。

綜上所述，本研究通過三階段、多指標的抽樣人群調(diào)查研究，了解了特高海拔條件下人體生理、血液、代謝、炎癥細胞因子等方面的代償性變化過程，豐富了高原脫習服階段炎癥細胞因子表達變化規(guī)律，為更好地理解研究急慢性高原病、高原脫習服反應的發(fā)病機制提供了參考依據(jù)。