阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征患者血清HIF-1α、EPO 水平與認(rèn)知的相關(guān)性

羅婧 郭軍紅

1山西醫(yī)科大學(xué)（太原030001）；2山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院（太原030012）

亞致死性缺氧事件可以改善組織、器官對(duì)致死性缺氧損傷的耐受性產(chǎn)生腦保護(hù)效應(yīng)，被稱(chēng)為缺氧預(yù)處理（hypoxic preconditioning，HPC）。目前，缺氧預(yù)處理的神經(jīng)保護(hù)作用被認(rèn)為涉及多因素、多機(jī)制共同參與［1-2］。缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia inducible factor 1α，HIF-1α）可促進(jìn)細(xì)胞對(duì)一些應(yīng)激性損傷產(chǎn)生適應(yīng)［3-5］。促紅細(xì)胞生成素（erythropoietin，EPO）可在星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元中表達(dá)［6］，能減少缺氧缺血損傷，發(fā)揮腦保護(hù)作用［7-11］。阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（obstructive sleep apnea hypopnea syndrome，OSAHS）主要特點(diǎn)是間歇性低氧，在形式上類(lèi)似缺氧預(yù)處理模型。本實(shí)驗(yàn)采用OSAHS 人群作為HPC 模型，觀察不同程度的OSAHS 人群體內(nèi)HIF-1α及EPO的含量變化，不同程度的OSAHS 人群認(rèn)知功能損害情況，并對(duì)HIF-1α及EPO 的含量變化與認(rèn)知功能損害的相關(guān)性進(jìn)行分析。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象2018年1月至2018年7月就診于山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院呼吸內(nèi)科，并行多導(dǎo)睡眠圖檢測(cè)確診為OSAHS 患者60 例，診斷標(biāo)準(zhǔn)符合2011年中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)OSAHS診治指南，并依據(jù)呼吸暫停低通氣指數(shù)（apnea-hyponea index，AHI）分為輕度組（5 次/h ≤AHI＜15 次/h），中度組（15次/h ≤AHI＜30次/h）和重度組（AHI ≥30次/h）。每組患者各20 例，年齡20 ～76 歲。選取同期健康體檢者20 例為對(duì)照組。所有病例均排除慢性阻塞性肺疾病、肺間質(zhì)纖維化、哮喘、肺葉切除術(shù)后及其他長(zhǎng)期慢性缺氧者、嚴(yán)重心力衰竭、嚴(yán)重精神障礙、急慢性感染性疾病、惡性腫瘤、結(jié)核病、結(jié)締組織病、代謝性疾病及肝、腎功能不全、腦血管意外。80 例研究對(duì)象均符合入選條件和排除條件進(jìn)入研究，并征得所有研究對(duì)象的知情同意。本研究通過(guò)山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 研究方法

1.2.1 多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)（polysomnography，PSG）被檢查者檢查前2 天內(nèi)不得服用鎮(zhèn)靜催眠藥、飲茶、飲酒及咖啡等。2 周內(nèi)未患有上呼吸道感染性疾病。每個(gè)研究對(duì)象在監(jiān)測(cè)當(dāng)天不睡午覺(jué)，來(lái)院后休息30 min，測(cè)量身高、體質(zhì)量，在睡眠呼吸實(shí)驗(yàn)室按平時(shí)生活習(xí)慣入睡。用多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)儀對(duì)受試者自晚21 時(shí)至次日晨7 時(shí)行至少7 h 監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)指標(biāo)：口鼻氣流、胸腹運(yùn)動(dòng)、腦電圖、心電圖、眼動(dòng)圖、下頜肌電圖、鼾聲、體位、腿動(dòng)、SaO2，晨起后再次測(cè)量動(dòng)脈血壓并做好記錄。

1.2.2 認(rèn)知功能評(píng)定采用IQCODE 量表對(duì)受試者進(jìn)行認(rèn)知功能評(píng)估，量表評(píng)估認(rèn)知功能損害，包括近期記憶力和遠(yuǎn)期記憶力、空間和時(shí)間定向力、計(jì)算力、學(xué)習(xí)能力及執(zhí)行能力情況。

1.2.3 血液標(biāo)本準(zhǔn)備抽取次日晨醒后患者外周靜脈血，2 mL 放置含乙二胺四乙酸試管中混勻，4 ℃，3 000 r/min 離心15 min，取上層血清置于-80 ℃冰箱中冷凍保存。

1.2.4 HIF-1α 濃度測(cè)定應(yīng)用雙抗體夾心ELISA法檢測(cè)。人HIF-1α 定量檢測(cè)試劑盒購(gòu)自cloudclone公司，操作步驟按照說(shuō)明書(shū)。

1.2.5 EPO 濃度測(cè)定應(yīng)用雙抗體夾心ELISA 法檢測(cè)。人EPO 定量檢測(cè)試劑盒購(gòu)自cloud-clone 公司，操作步驟按照說(shuō)明書(shū)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS 21.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料的統(tǒng)計(jì)描述采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行表示，計(jì)數(shù)資料的統(tǒng)計(jì)描述采用頻數(shù)、百分比進(jìn)行描述；疾病危險(xiǎn)因素的分析，首先進(jìn)行單因素分析，根據(jù)資料類(lèi)型選用秩和檢驗(yàn)。多因素分析時(shí)，選取單因素分析有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的因素，根據(jù)資料類(lèi)型選用累積Logistics回歸進(jìn)行分析。計(jì)量指標(biāo)之間相關(guān)關(guān)系的研究采用pearson秩相關(guān)分析。臨界值的選取，采用ROC曲線進(jìn)行分析，P ＜0.05差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組臨床資料比較單因素分析：各組年齡、體質(zhì)量指數(shù)、性別、吸煙、飲酒、收縮壓、舒張壓方面，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；AHI、血氧飽和度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001，表1）。累積Logistics回歸分析：疾病嚴(yán)重程度分為4 類(lèi)，以疾病嚴(yán)重程度為應(yīng)變量，以單因素分析有意義的因素最低血氧飽和度和AHI 得分情況為自變量，應(yīng)用累積Logistics 回歸對(duì)疾病嚴(yán)重程度進(jìn)行多因素分析，首先對(duì)變量進(jìn)行賦值（表2），分析結(jié)果顯示最低血氧飽和度和AHI 對(duì)疾病嚴(yán)重程度有影響（表3）。OSAHS 患者疾病程度越重，體內(nèi)缺氧水平越高，提示采用OSAHS 人群作為HPC 模型是合理的。

表1 OSAHS 影響因素單因素分析Tab.1 Single factor analysis of the influencing factors of OSAHS ±s，例

表1 OSAHS 影響因素單因素分析Tab.1 Single factor analysis of the influencing factors of OSAHS ±s，例

Z年齡（歲）性別（男/女）吸煙（有/無(wú)）飲酒（有/無(wú)）體質(zhì)量指數(shù)（kg/m2）收縮壓夜間平均值（mmHg）舒張壓夜間平均值（mmHg）AHI 分段（輕/中/重度）最低血氧飽和度正常44.35±15.15 14/6 10/10 11/9 26.76±3.12 125.80±17.89 79.80±12.07 20/0/0 0.88±0.04輕度49.80±10.02 15/5 11/9 11/9 27.40±4.69 131.60±16.59 84.00±11.11 20/0/0 0.82±0.05中度50.35±12.27 16/4 11/9 12/8 28.18±3.30 130.30±20.16 85.45±10.78 0/20/0 0.73±0.14重度50.80±10.89 15/5 10/10 12/8 28.55±3.16 131.50±10.34 86.30±7.79 0/0/20 0.62±0.15-1.38-0.35 0.00-0.32-1.45-1.18-1.65-6.25-5.40 P 值0.17 0.73 1.00 0.75 0.15 0.24 0.10 0.00 0.00

表2 變量賦值表Tab.2 Variable assignment table

2.2 各組血清HIF-1α和EPO 水平比較重度組、中度組血清HIF-1α、EPO 水平高于輕度組、正常組血清HIF-1α、EPO水平（圖1、2）。HIF-1α、EPO參與了缺氧預(yù)處理的應(yīng)激過(guò)程，且與缺氧程度呈正相關(guān)（rHIF-1α=0.95，rEPO=0.89，表4）。

表3 最低血氧飽和度和AHI 累積Logistics 回歸分析Tab.3 Minimum blood oxygen saturation and AHI cumulative logistic regression analysis

圖1 各組血清HIF-1α 水平比較Fig.1 Comparison of serum HIF-1α levels in each group

表4 HIF-1α、EPO 與各組的相關(guān)性分析Tab.4 Correlation analysis between HIF-1α，EPO and each group

2.3 各組IQCODE 評(píng)分比較重度組、中度組IQCODE 總分高于輕度組、正常組的IQCODE 總分，IQCODE 總分在各組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。認(rèn)知功能的損害主要體現(xiàn)在遠(yuǎn)期記憶力、學(xué)習(xí)能力方面。近期記憶力、空間和時(shí)間定向力、計(jì)算力、執(zhí)行能力各組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05，表5）。提示OSAHS 患者較正常人存在一定的認(rèn)知功能損害，主要體現(xiàn)在遠(yuǎn)期記憶力和學(xué)習(xí)能力方面。

圖2 各組血清EPO 水平比較Fig.2 Comparison of serum EPO levels in each group

2.4 HIF-1α和EPO 水平與IQCODE 評(píng)分及各亞相評(píng)分的相關(guān)性分析經(jīng)spearman 秩相關(guān)分析，HIF-1α和EPO 水平均與遠(yuǎn)期記憶力、IQCODE 總分呈正相關(guān)（P＜0.05，表6）。

2.5 HIF-1α、EPO 水平與認(rèn)知功能評(píng)估的受試者工作特征曲線分析對(duì)OSAHS 組的認(rèn)知功能與HIF-1α、EPO 水平進(jìn)行受試者工作曲線（receiver operating characteristic cure，ROC）分析，當(dāng)EPO=182.775 時(shí)，曲線下面積最大為0.80，可以作為臨界點(diǎn)，當(dāng)EPO ≥182.775 時(shí)，認(rèn)知功能評(píng)分較高，認(rèn)知功能損害較為嚴(yán)重（圖3、表7）。當(dāng)HIF-1α=67.44時(shí)，曲線下的面積最大為0.81，可以作為臨界點(diǎn)，可以認(rèn)為當(dāng)HIF-1α ≥67.44 時(shí)，認(rèn)知功能評(píng)分較高，認(rèn)知功能損害較為嚴(yán)重（圖4、表8）。當(dāng)EPO ≥182.775，HIF-1α ≥67.44 時(shí)，提示其對(duì)認(rèn)知功能損害的診斷有一定的準(zhǔn)確性。

表5 各組IQCODE 各項(xiàng)評(píng)分比較Tab.5 Comparison of IQCODE scores of each group ±s

表5 各組IQCODE 各項(xiàng)評(píng)分比較Tab.5 Comparison of IQCODE scores of each group ±s

近期記憶力遠(yuǎn)期記憶力空間和時(shí)間定向力計(jì)算力學(xué)習(xí)能力執(zhí)行能力IQCODE 總分正常組10.75±1.97 9.80±0.77 6.00±0.00 12.25±0.91 15.50±0.76 12.25±0.91 3.09±0.11輕度組11.10±3.75 10.05±0.60 6.10±0.31 12.25±0.91 16.65±1.93 12.25±0.91 3.15±0.10中度組12.00±3.91 10.50±1.24 6.10±0.45 12.25±0.64 17.00±1.59 12.25±0.64 3.29±0.19重度組11.60±1.50 10.65±0.93 6.30±0.92 12.75±0.97 17.50±2.19 12.75±0.97 3.51±0.25 F 值6.81 3.70 1.10 1.67 4.98 1.67 22.82 P 值0.57 0.02 0.35 0.18 0.00 0.18 0.00

表6 HIF-1α、EPO 與IQCODE 各項(xiàng)評(píng)分的相關(guān)性分析Tab.6 Correlation analysis between HIF-1α，EPO and IQCODE scores

圖3 EPO 與認(rèn)知功能損害的ROC 曲線Fig.3 ROC curve of EPO and cognitive impairment

表7 曲線下的面積Tab.7 Area under the curve

3 討論

圖4 HIF-1α 與認(rèn)知功能損害的ROC 曲線Fig.4 ROC curve of HIF-1α and cognitive impairment

表8 曲線下的面積Tab.8 Area under the curve

HIF-1α是一種氧敏感性轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，通過(guò)激活下游血小板內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、誘導(dǎo)型NO合成酶、EPO 等轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，在缺氧預(yù)適應(yīng)中發(fā)揮重要作用。ZHU 等［12］實(shí)驗(yàn)證實(shí)，HPC 增加新生動(dòng)物和成年動(dòng)物腦組織中HIF-1α的表達(dá)，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。QIAO 等［13］報(bào)道通過(guò)間歇性缺氧實(shí)驗(yàn)建立高海拔環(huán)境模型小鼠，與對(duì)照組小鼠相比，可誘導(dǎo)HIF-1α表達(dá)增加，在隨后三根血管閉塞引起的腦缺血后，表現(xiàn)出更強(qiáng)的認(rèn)知功能。而加入HIF-1α抑制劑則可完全阻斷HIF-1α的生成及預(yù)缺氧的保護(hù)作用。以上結(jié)果顯示，HIF-1α的連續(xù)激活，是缺氧預(yù)處理加速小鼠腦缺血后認(rèn)知功能恢復(fù)所必需的。

EPO 最初被認(rèn)為是受缺氧調(diào)節(jié)的造血生長(zhǎng)因子，由腎臟分泌，調(diào)節(jié)血液中紅細(xì)胞的生成［14］。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元中也有EPO 合成［2］。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明，腦缺血缺氧時(shí)，受HIF-1 刺激內(nèi)源性EPO 及EPOR 表達(dá)增加［15-17］。楊清潔等［18］實(shí)驗(yàn)提示，EPO 的神經(jīng)保護(hù)作用可能通過(guò)激活JAK/STAT 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑減少神經(jīng)元凋亡實(shí)現(xiàn)的。RONDON 等［19］認(rèn)為，炎癥機(jī)制參與認(rèn)知功能減退過(guò)程，而EPO 通過(guò)降低腦中IL-6 致炎因子起到認(rèn)知保護(hù)作用。另外研究提示［20］EPO 增加TGF-β1 的表達(dá)，激活缺血半暗帶血管內(nèi)皮細(xì)胞與堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子，二者同巨噬細(xì)胞一起誘導(dǎo)血管增生，減輕認(rèn)知功能障礙嚴(yán)重程度，促進(jìn)認(rèn)知功能恢復(fù)。

本研究結(jié)果提示，OSAHS 患者的HIF-1α、EPO水平高于對(duì)照組，且OSAHS 程度越重，HIF-1α、EPO 水平越高，提示HIF-1α、EPO 參與缺氧反應(yīng)的應(yīng)激過(guò)程，與既往研究結(jié)果相符。在一定程度上OSAHS 患者認(rèn)知功能障礙的嚴(yán)重程度與HIF-1α和EPO 水平存在相關(guān)性，且當(dāng)HIF-1α ≥67.44，EPO ≥182.775 時(shí)，即中重度OSAHS 患者認(rèn)知功能損害較嚴(yán)重。血清HIF-1α 和EPO 可能是OSAHS患者認(rèn)知障礙程度的一個(gè)初步判斷的生化指標(biāo)。當(dāng)HIF-1α＜67.44，EPO＜182.775 時(shí)，即當(dāng)患者處于輕度OSAHS 及以下時(shí)，患者缺氧程度較輕，HIF-1α 和EPO 由于其神經(jīng)保護(hù)作用，患者認(rèn)知功能未見(jiàn)明顯損害。提示要對(duì)OSAHS 患者進(jìn)行積極治療，改善缺氧，降低HIF-1α和EPO 水平至臨界值以下，防止患者出現(xiàn)認(rèn)知功能損害。本研究提示，OSAHS 患者的認(rèn)知功能損害主要體現(xiàn)在遠(yuǎn)期記憶力和學(xué)習(xí)能力方面。當(dāng)患者出現(xiàn)遠(yuǎn)期記憶力、學(xué)習(xí)能力下降時(shí)，提示患者可能的認(rèn)知功能損害，應(yīng)及時(shí)予以干預(yù)，對(duì)提高OSAHS 患者生存質(zhì)量有重要意義。