馬曉蓉 張靜宜 宗運(yùn)之 王勇
1首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀(jì)壇醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科(北京 100038);2北京急救中心(北京 100031)
阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(Obstructive sleep apnea hypopnea syndrome,OSAHS)是一種常見的睡眠呼吸障礙疾病,由于上氣道梗阻,導(dǎo)致睡眠中反復(fù)發(fā)生缺氧和再氧合,氧化和抗氧化系統(tǒng)的平衡被打破,誘發(fā)氧化應(yīng)激過(guò)程增強(qiáng),進(jìn)一步產(chǎn)生OSAHS 器官功能損傷[1-3]。繼發(fā)于慢性間歇低氧狀態(tài)的氧化應(yīng)激反應(yīng)可導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙[4]。近年多項(xiàng)動(dòng)物和臨床研究表明骨鈣素參與大腦神經(jīng)遞質(zhì)和合成并影響認(rèn)知功能[5-7]。國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究表明,OSAHS 患者存在認(rèn)知功能障礙[8-10],但是,OSAHS 患者骨鈣素水平是否存在異常,以及氧化應(yīng)激是否與骨鈣素水平異常相關(guān),目前尚不清楚。在本研究中,我們通過(guò)測(cè)定OSAHS患者骨鈣素,抗氧化能力以及認(rèn)知功能情況,并觀察無(wú)創(chuàng)通氣治療的影響,以進(jìn)一步探討OSAHS 患者認(rèn)知功能異常與骨鈣素水平的相關(guān)性。
1.1 研究對(duì)象自2020年9月至2021年9月,在首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀(jì)壇醫(yī)院睡眠監(jiān)測(cè)中心因夜間打鼾、日間嗜睡、記憶力下降等就診的人群,進(jìn)行多導(dǎo)睡眠(polysomnography,PSG)監(jiān)測(cè)確診為OSAHS。入選男性患者98 例,對(duì)照組為我院健康體檢者經(jīng)PSG 監(jiān)測(cè)除外OSAHS 的男性42 例。兩組間體質(zhì)指數(shù)(body mass index,BMI)分別為(28.21 ± 5.3)、(29.20 ± 3.0)kg/m2,兩組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t= -1.126,P= 0.261)。
1.2 入組標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)PSG 檢測(cè),符合OSAHS 的診斷標(biāo)準(zhǔn):阻塞性呼吸暫停指口鼻氣流消失或明顯減弱(較基線幅度下降≥90%),持續(xù)時(shí)間≥10 s,同時(shí)胸腹呼吸運(yùn)動(dòng)存在;低通氣指睡眠過(guò)程中口鼻氣流較基線水平下降≥30%伴有SpO2下降>4%,持續(xù)時(shí)間≥10 s,或者口鼻氣流較基線水平減低≥50%并伴有SpO2下降>3%,持續(xù)時(shí)間≥10 s。根據(jù)呼吸暫停低通氣指數(shù)(apnea hypopnea index,AHI)和夜間脈搏最低血氧飽和度(Lowest pulse oxygen saturation,LSpO2)將病情分為輕度(AHI 5 ~15 次/h,LSpO285% ~90%),中度(AHI 15 ~30 次/h,LSpO280% ~84%),重度(AHI >30 次/h,LSpO2<80%[11]。
1.3 排除標(biāo)準(zhǔn)(1)既往有骨骼系統(tǒng)疾病,如脆性骨折,尤其是髖部、尺橈骨遠(yuǎn)端及椎體骨折史。(2)目前和(或)近半年曾經(jīng)吸入、口服或靜脈應(yīng)用過(guò)糖皮質(zhì)激素。(3)入組前1年內(nèi)患有其他影響骨骼代謝的系統(tǒng)性疾病,如腎功能不全及甲狀腺、甲狀旁腺疾病。(4)入組前1年內(nèi)曾服用過(guò)影響骨骼代謝的藥物。(5)有腦血管病史或頭顱影像有腦血管表現(xiàn),既往有顱腦腫瘤、頭顱外傷等疾病史;既往有抑郁癥或其他精神疾病導(dǎo)致的認(rèn)知障礙者;有酗酒及濫用精神類藥物史。本研究方案得到首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀(jì)壇醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(倫理學(xué)審批編號(hào):sjtkyll-lx-2017(21),入組患者均簽署知情同意書。
1.4 方法
1.4.1 PSG 監(jiān)測(cè)患者于睡眠監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行整晚PSG 監(jiān)測(cè)(美國(guó)Embla N7000 多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng))。觀察參數(shù)包括:(1)AHI:平均每小時(shí)呼吸暫停與低通氣的次數(shù)之和;(2)氧減指數(shù)(oxygen desaturation index,ODI);(3)夜間LSpO2、夜間脈搏平均血氧飽和度(Mean pulse oxygen saturation,MSpO2)。
1.4.2 問(wèn)卷評(píng)估患者填寫Epworth 嗜睡量表(Epworth sleepiness scale,ESS)問(wèn)卷,應(yīng)用簡(jiǎn)易智能狀態(tài)檢查量表(mini mantal state examination,MMSE)評(píng)估認(rèn)知功能,總分30 分,<27 分為認(rèn)知功能障礙,≥27 分為認(rèn)知功能正常。
1.4.3 標(biāo)本采集及檢測(cè)患者在次日晨起PSG 監(jiān)測(cè)結(jié)束后留取空腹靜脈血,分離血清標(biāo)本后至于-80 ℃冰箱保存。測(cè)定骨鈣素度和總抗氧化能力(total antioxidant capacity,TAOC)濃度,嚴(yán)格按照說(shuō)明書要求進(jìn)行。無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)治療半年后復(fù)查血清骨鈣素、TAOC 水平。
1.4.4 無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)治療遵循自愿原則,選擇28例重度OSAHS 患者進(jìn)行無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)治療,模式為持續(xù)氣道正壓通氣(continuous positive airway pressure,CPAP),呼吸機(jī)選用美國(guó)德百世(Devilbiss)DV54,平均每天治療(5.9 ± 2.1)h,治療半年后進(jìn)行PSG 監(jiān)測(cè)。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS 26.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差表示,兩組數(shù)據(jù)之間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),非正態(tài)分布變量以M(P25,P75)表示,采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。相關(guān)性分析采用Pearson 相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn),P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 OSAHS 患者組和對(duì)照組間一般臨床資料、睡眠監(jiān)測(cè)指標(biāo)、血液學(xué)指標(biāo)比較入選OSAHS 患者組98 例,其中輕中度組44 例,重度組54 例,正常對(duì)照組42 例,均為男性。兩組間一般臨床資料、各指標(biāo)比較見表1。
表1 OASHS 患者組和對(duì)照組,OSAHS 輕中度組和重度組間各指標(biāo)比較Tab.1 Comparison of general indexs between the OSAHS patients and control group,mild-moderate and severe groups in OSAHS patientsM(P25,P75)/(±s)
表1 OASHS 患者組和對(duì)照組,OSAHS 輕中度組和重度組間各指標(biāo)比較Tab.1 Comparison of general indexs between the OSAHS patients and control group,mild-moderate and severe groups in OSAHS patientsM(P25,P75)/(±s)
t/Z 值P 值t/Z 值P 值年齡(歲)AHI(次/h)ODI(次/h)骨鈣素(ng/mL)TAOC(U/mL)MMSE 總分定向力記憶力注意力和計(jì)算力回憶能力語(yǔ)言能力OSAHS 患者組(n=98)42.1± 8.7 44.45(27.55,63.10)41.45(29.00,64.88)19.04± 8.00 6.40(5.41,7.60)24.76± 2.06 8.24± 1.12 2.40± 0.60 4.05± 0.97 2.65± 0.58 7.86± 1.11對(duì)照組(n=42)41.0± 7.6 2.80(1.88,3.80)3.35(2.70,4.03)23.21± 9.40 8.08(7.08,9.29)28.90± 1.67 9.36± 0.82 2.88± 0.32 4.57± 0.72 2.83± 0.45 8.28± 0.96 0.762-9.539-9.213-2.679-4.620-2.967-5.789-4.644 2.616 1.607 1.917 0.199<0.001<0.001 0.008<0.001 0.004<0.001<0.001 0.010 0.111 0.058 OSAHS 輕中度組(n=44)42.6± 8.9 20.95(14.98,27.08)25.10(16.55,30.75)23.21± 9.40 6.40(5.45,7.58)25.44± 1.89 8.33± 1.45 2.42± 0.60 4.22± 0.79 2.67± 0.55 7.90± 1.12 OASHS 重度組(n=54)41.8± 8.5 54.55(42.45,70.63)57.75(40.95,69.48)19.04± 8.00 6.09(4.86,6.83)24.05± 2.05 8.16± 1.09 2.32± 0.62 4.15± 0.88 2.57± 0.51 7.28± 1.22 0.460-4.878-6.035-2.679-2.218-1.967-1.789-1.644 1.616 1.577 1.837 0.221<0.001<0.001 0.008 0.027 0.157 0.134 0.067 0.078 0.211 0.128
2.2 OSAHS 患者輕中度組和重度組指標(biāo)比較OSAHS 患者輕中度組和重度組間,AHI、ODI、骨鈣素、TAOC 水平比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),MMES 總分及定向力、記憶力、注意力和計(jì)算力比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。
2.3 OSAHS 患者認(rèn)知障礙組和認(rèn)知正常組指標(biāo)比較認(rèn)知功能障礙組AHI 較認(rèn)知功能正常組升高,兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),骨鈣素、TAOC 水平兩組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。
表2 OSAHS 患者認(rèn)知障礙組和認(rèn)知正常組指標(biāo)比較Tab.2 Comparison of serum indexes between the two groups M(P25,P75)
2.4 相關(guān)性分析OSAHS患者血清骨鈣素與TAOC呈正相關(guān)(r= 0.248,P<0.05)。骨鈣素與認(rèn)知功能及分項(xiàng)得分相關(guān)性分析:骨鈣素水平與MMSE評(píng)分、記憶力、注意力和計(jì)算力均呈正相關(guān)(r=0.362、0.193、0.325、0.470、0.212、0.057,P=0.017、0.187、0.029、0.001、0.165、0.633)。
2.5 OSAHS 患者無(wú)創(chuàng)通氣治療前后指標(biāo)比較OSAHS 患者遵循自愿原則,28 例重度患者選擇進(jìn)行CPAP 治療,平均每天治療(5.9 ± 2.1)h,治療半年后復(fù)查PSG。AHI 較治療前下降,MMES 總分及定向力、記憶力、注意力和計(jì)算力以及TAOC 水平較治療前升高,治療前后比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。血清骨鈣素治療前后比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。
表3 OSHAS 患者組治療前后各指標(biāo)比較Tab.3 Comparison of indexes before and after treatment in OSHAS groupM(P25,P75)/(±s)
表3 OSHAS 患者組治療前后各指標(biāo)比較Tab.3 Comparison of indexes before and after treatment in OSHAS groupM(P25,P75)/(±s)
AHI(次/h)骨鈣素(ng/mL)TAOC(U/mL)MMSE 總分定向力記憶力注意力和計(jì)算力回憶能力語(yǔ)言能力治療前70.15(63.10,81.10)19.98± 8.60 6.13(5.10,7.02)23.71± 2.42 8.79± 0.74 2.50± 0.51 4.00± 0.98 2.54± 0.69 7.85± 0.97治療后26.3(17.53,35.90)20.77± 7.76 7.34(6.80,8.90)24.64± 2.13 9.11± 0.66 2.86± 0.36 4.50± 0.64 2.64± 0.56 8.04± 0.96 t/Z 值-3.985-0.932-4.167-5.730-2.780-3.387-4.145-1.800-1.987 P 值<0.001 0.360<0.001<0.001 0.010 0.001<0.001 0.083 0.057
在過(guò)去的10年里,研究表明OSAHS 與各種心血管疾病、代謝紊亂以及癌癥病死率的增加有關(guān)。同時(shí),研究表明[12]OSAHS 與認(rèn)知障礙有關(guān),70%~80%的阿爾茨海默?。ˋlzheimer disease,AD)患者診斷OSAHS,而年齡匹配的非阿爾茨海默病對(duì)照組OSAHS 的發(fā)生率為5.4%。老年女性中的OSAHS 患者(AHI >15 次/h)未來(lái)發(fā)展為癡呆癥或輕度認(rèn)知障礙的風(fēng)險(xiǎn)增加[13]。謝子珍等[14]研究發(fā)現(xiàn),OSAHS 患者蒙特利爾認(rèn)知功能評(píng)估量表(MoCA)評(píng)分明顯降低,視空間與執(zhí)行、命名能力、注意力、語(yǔ)言能力、抽象能力、記憶能力及定向力均受損明顯。在本研究中,OSAHS 患者與正常對(duì)照組相比,MMSE 評(píng)分減低,表明其存在認(rèn)知功能障礙,其中定向力、記憶力、注意力和計(jì)算力受損改變最為明顯,與上述研究結(jié)果一致。KOO 等[15]研究表明,OSAHS 患者存在認(rèn)知障礙,其主要原因可能是反復(fù)發(fā)生睡眠呼吸暫停及低通氣,睡眠微覺醒引起的睡眠碎片化,以及慢性間歇性低氧血癥引起腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能異常,進(jìn)而發(fā)生與認(rèn)知功能相關(guān)的大腦損傷。另外一些研究提出,OSAHS 引起認(rèn)知功能障礙常見的潛在機(jī)制包括慢性間歇性低氧[16]和睡眠片段化,間歇性低氧導(dǎo)致海馬區(qū)神經(jīng)元和覺醒活躍神經(jīng)元丟失造成認(rèn)知功能障礙。此外,低氧可能會(huì)影響血腦屏障的結(jié)構(gòu)和功能[17],導(dǎo)致微血管通透性改變和微區(qū)域氧化過(guò)程,所有這些都可能長(zhǎng)期改變突觸的可塑性,并導(dǎo)致認(rèn)知障礙[18]。在我們研究中,輕中度組和重度組患者的年齡匹配,雖然組間MMSE 評(píng)分以及定向力、記憶力、注意力和計(jì)算力比較無(wú)明顯差異,但均低于對(duì)照組,反映OASAHS 患者在疾病早期程度較輕時(shí)即可出現(xiàn)認(rèn)知功能障礙,同時(shí),我們發(fā)現(xiàn),OSAHS 患者中存在認(rèn)知功能障礙者,其睡眠AHI 較認(rèn)知功能正常組升高,與陸微微等[19]的研究結(jié)果一致。經(jīng)CPAP 治療后,隨著AHI 的下降,MMSE 評(píng)分也較治療前升高,考慮與夜間間歇缺氧及睡眠結(jié)構(gòu)改善有關(guān)。
骨鈣素是由成骨細(xì)胞特異分泌,常被用作成骨細(xì)胞骨形成的血清標(biāo)記物,與骨的形成和生長(zhǎng)有關(guān)。近年來(lái),QUEY 等[20]在動(dòng)物研究模型中發(fā)現(xiàn),循環(huán)中的骨鈣素穿過(guò)血腦屏障,作用于腦干、中腦和海馬體,促進(jìn)參與合成單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的基因的表達(dá),抑制合成γ-氨基丁酸所需的基因,參與認(rèn)知功能障礙的發(fā)生。一項(xiàng)研究[21]發(fā)現(xiàn)血清骨鈣素水平降低與大腦微結(jié)構(gòu)改變和認(rèn)知能力下降之間存在聯(lián)系,由此可推斷骨鈣素通過(guò)潛在的神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制影響大腦微結(jié)構(gòu),繼而改變認(rèn)知能力。我們研究發(fā)現(xiàn),OSAHS 患者血清骨鈣素水平較正常人群下降,骨鈣素水平在輕中度和重度組之間,以及認(rèn)知障礙組和認(rèn)知正常組之間雖然無(wú)明顯差異,但均低于對(duì)照組,提示OSAHS 患者在臨床尚未出現(xiàn)認(rèn)知功能異常時(shí),其血清骨鈣素水平已發(fā)生改變,同時(shí),我們研究中骨鈣素水平與MMSE 評(píng)分、記憶力、注意力和計(jì)算力均呈正相關(guān),提示隨著骨鈣素水平下降,患者出現(xiàn)認(rèn)知功能異常,其中對(duì)記憶力、注意力等的損害會(huì)影響患者生活質(zhì)量,如不給予及時(shí)干預(yù)治療,則會(huì)進(jìn)展至認(rèn)知功能障礙。
阻塞性睡眠呼吸暫停以慢性間歇缺氧(chronic intermittent hypoxia,CIH)為特征,與活性氧(reactive oxygen species,ROS)/活性氮(reactive nitrogen species,RNS)和氧化應(yīng)激升高有關(guān),而氧化應(yīng)激則影響OSAHS 相關(guān)的心腦血管疾病。與單一的抗氧化指標(biāo)比較,TAOC 是衡量血清凈還原Cu2+離子能力的指標(biāo),是血清抗氧化分子和氧化劑分子相互中和的結(jié)果,因此代表了系統(tǒng)性氧化還原狀態(tài)的衡量[22]。MORANDI 等[23]第一次通過(guò)測(cè)量總氧化狀態(tài)而不是氧化應(yīng)激標(biāo)志物來(lái)評(píng)估肥胖兒童氧化還原狀態(tài)和血壓之間的關(guān)系。氧化應(yīng)激造成NADPH 氧化酶(NADPH oxidase,NOX)過(guò)度激活,國(guó)內(nèi)一項(xiàng)研究表明[24],OSAHS 患者NOX 活性較健康組增強(qiáng),合并認(rèn)知功能障礙組NOX 活性較無(wú)認(rèn)知功能障礙組增強(qiáng),且MoCA 評(píng)分與NOX 活性呈負(fù)相關(guān)。氧化應(yīng)激在早期AD 和輕度認(rèn)知損傷(minimal cognitive impairment,MCI)的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。由于大腦中對(duì)氧化應(yīng)激敏感的多不飽和脂肪酸含量很高,故而主要在大腦中發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化[25-27]。在FEVZIYE 等[28]的研究中,AD 患者的血漿8-isPGF2α 水平高于正常對(duì)照組,并且MMSE 評(píng)分和血漿8-isPGF2α 水平之間呈負(fù)相關(guān),這些結(jié)果均表明,氧化應(yīng)激的增加可能與認(rèn)知能力下降有關(guān)。何燕玉[29]發(fā)現(xiàn),中青年OSAHS 患者即出現(xiàn)認(rèn)知功能障礙,認(rèn)知功能評(píng)分與血清氧化應(yīng)激水平相關(guān),長(zhǎng)期CPAP 治療能夠降低氧化應(yīng)激水平,但對(duì)認(rèn)知功能改善仍需進(jìn)一步觀察。在我們的研究中,OSAHS 患者TAOC 水平下降,雖然認(rèn)知正常組和認(rèn)知障礙組間TAOC 水平比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但均低于正常對(duì)照組,該結(jié)果反映患者氧化應(yīng)激增強(qiáng),抗氧化能力下降,在認(rèn)知功能正?;颊咧校缙诳赡艽嬖谘趸瘧?yīng)激反應(yīng)增強(qiáng)。陸微微等[19]的研究發(fā)現(xiàn),OSAHS 組TAOC 水平低于正常對(duì)照組,認(rèn)知障礙組水平雖認(rèn)知正常組降低,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,上述研究結(jié)果與我們的一致。但是,我們發(fā)現(xiàn)TAOC 水平在輕中度組和重度組間存在顯著性差異,提示隨著病情加重,抗氧化能力進(jìn)一步下降,氧化/抗氧化系統(tǒng)失衡,體內(nèi)ROS 生成增加,并且骨鈣素水平與TAOC呈正相關(guān)。ROS 介導(dǎo)成骨細(xì)胞凋亡,使成骨細(xì)胞生成減少,繼而引起骨鈣素分泌及釋放減少;其次,骨保護(hù)素(osteoprotegerin,OPG)/核因子κ-B 受體活化因子配體(receptor activator of nuclear factor-κB ligand,RANKL)系統(tǒng)受ROS 影響,ROS 誘導(dǎo)破骨細(xì)胞RANKL 的表達(dá),使RANKL 水平升高,RANKL 是破骨細(xì)胞分化促進(jìn)因子;最后,破骨細(xì)胞中的NOX參與了ROS 的產(chǎn)生,ROS 進(jìn)一步促進(jìn)破骨細(xì)胞前體細(xì)胞的分化,換言之,氧化應(yīng)激刺激破骨細(xì)胞的生成和分化,進(jìn)而使ROS 產(chǎn)生增多[30],使骨形成過(guò)程減弱,進(jìn)而引起骨鈣素水平下降,參與認(rèn)知功能損傷的發(fā)生。
CPAP 是臨床治療OSAHS 最常用的方法,已被證明至少部分逆轉(zhuǎn)了部分認(rèn)知障礙和相關(guān)的神經(jīng)解剖學(xué)變化。CANESSA 等[31]最近的一項(xiàng)研究結(jié)果表明,CPAP 在治療阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征患者的認(rèn)知障礙方面具有良好的效果。我們的研究中,OSAHS 患者經(jīng)無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)治療后氧化應(yīng)激反應(yīng)減輕,MMSE 評(píng)分改善,但對(duì)骨鈣素?zé)o明顯改變,后續(xù)需要延長(zhǎng)治療時(shí)間進(jìn)一步觀察。
本研究探討了OSAHS 患者認(rèn)知障礙、骨鈣素及氧化應(yīng)激的相關(guān)性,并首次觀察無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)治療的影響。研究還存在以下不足之處:首先,研究對(duì)象均為男性,并不能除外性別差異對(duì)認(rèn)知功能的影響,因此將來(lái)需要開展較大樣本的研究,包括男性和女性患者,以進(jìn)一步明確OSAHS 相關(guān)認(rèn)知功能障礙的發(fā)病機(jī)制。其次,王耀煒等[32]研究發(fā)現(xiàn)OSAHS 患者隨著認(rèn)知功能障礙的加重,腦部核磁彌散張量成像(DTI)測(cè)定額葉白質(zhì)的FA 值明顯減小,我們后期研究可通過(guò)腦部核磁共振的檢查方法,對(duì)重度0SAHS 患者大腦功能損害和骨鈣素水平的相關(guān)性研究提供客觀無(wú)創(chuàng)評(píng)價(jià)。
【Author contributions】MA Xiaorong:designed the study and wrote the article. ZHANG Jingyi and ZONG Yunzhi:performed the experiments. WANG Yong:revised the article and reviewed the article. All authors read and aplproved the final manuscript as sub-mitted.