睡眠呼吸暂停低通气综合征患者血清HIF-1α、VEGF、sVCAM-1水平的变化及意义＊

陈忠余，赵世巧，李 蔚，江程澄△

（重庆市中医院：1.检验科；2.呼吸科 400021）

睡眠呼吸暂停低通气综合征（sleep apnea hypopnea syndrome，SAHS）是一种常见的威胁人类健康的疾病。SAHS患者因长期夜间反复呼吸暂停、睡眠中断、缺氧或二氧化碳潴留等导致嗜睡、注意力集中困难、记忆力严重受损、导致严重的交通事故等引起了全世界高度重视［1］。流行病学调查表明SAHS可导致全身各系统及脏器病变，特别是心脑血管疾病［2］。但SAHS并发心脑血管疾病的发病机制至今尚未完全阐明。本文针对SAHS的反复睡眠中断、缺氧／复氧，刺激氧化应激，炎症病变等病理生理改变，在排除相关干扰因素外，探讨SAHS与炎性标志物：缺氧诱导因子-1α（hypoxia induction factor-1α，HIF-1α）、血管内皮生长因子（vascular endothelia growth factor，VEGF）、可溶性血管内皮细胞黏附因子-1（soluble vascular adhesion molecule 1，sVCAM-1）的相关性。从而建立早期预测SAHS患者的心脑血管疾病发生与预后的机制。作者还拟探明SAHS患者经持续气道正压通气干预治疗后，呼吸暂停低通气指数（apnea hypopnea index，AHI）的改善能否降低外周血炎性标志物水平，从而获得早期预防心脑血管事件发生的资料，达到早期预防及减少心脑血管事件发生的目的。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2011年1～12月就诊于本院呼吸内科和第三军医大学西南医院老年科的打鼾或白天嗜睡患者79例，均经多导睡眠仪（polysomnography，PSG）诊断为SAHS，诊断标准参照中华医学会呼吸病学分会睡眠呼吸障碍学组制定的《阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征诊治指南》［3］。排除饮酒、吸烟、支气管哮喘、慢性感染、糖尿病、孕妇、肝肾功能不全、高血脂、免疫疾病、1周内饮咖啡和安眠药史。根据AHI分为轻度组（5～15次／h）、中度组（＞15～30次／h）、重度组（＞30次／h），其中轻度组21例，中度组21例，重度组37例，男68例，女11例，年龄（45.1±8.5）岁，病程平均为（5.1±1.9）年。对照组35例，为年龄、性别、体质量指数与SAHS相匹配的健康体检者，经询问病史、查体或睡眠初筛仪监测排除SAHS。

1.2 治疗方法 对AHI＞15次／h的58例中、重度患者作持续气道正压通气（continue positive airway pressure，CPAP）治疗3个月，压力选定足以消除50%～75%或以上的夜间睡眠暂停或低通气数。第1个月，每周随访1次，电话或面见患者，确保患者对CPAP的正确运用和依从性，待患者每晚至少能用CPAP治疗4h以上开始计算CPAP治疗时间。58例患者治疗中均具有较好的依从性，无失访病例。

1.3 标本采集及测定 SAHS患者经多导睡眠仪监测后次日清晨抽取空腹静脉血4mL，离心、取血清，-70℃冰箱保存备用。中、重度患者经CPAP治疗3个月后1周内同样经PSG监测后次日清晨抽取空腹静脉血4mL，离心、取血清，-70℃冰箱保存备用。采用酶联免疫吸附试验（ELISA）测定血清HIF-1α、VEGF、sVCAM-1浓度。HIF-1α试剂盒购自武汉基因美生物有限公司，VEGF、sVCAM-1试剂盒购自武汉博士德生物有限公司，浓度检测严格按试剂说明书进行操作，用自带标准品绘制标准曲线，然后根据吸光度（A）值计算出相应被测物浓度。

1.4 统计学处理 采用SPSS17.0软件进行数据处理，结果采用表示，组间采用两样本均数比较的t检验，治疗前后采用配对t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 各组炎症因子比较 轻、中、重度组SAHS患者HIF-1α、VEGF、sVCAM-1表达水平明显高于对照组（P＜0.05）。中度组HIF-1α明显高于轻度组（P＜0.05），两组间 VEGF、sVCAM-1表达水平差异无统计学意义（P＞0.05）。重度组HIF-1α、VEGF、sVCAM-1表达水平明显高于轻度组和中度组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 各组炎症因子检测结果（）

表1 各组炎症因子检测结果（）

△：P＜0.05，与对照组比较；＊：P＜0.05，与轻度组比较；＃：P＜0.05，与中度组比较。

组别 n HIF-1α（pg／mL） VEGF（pg／mL） sVCAM-1（ng／mL）轻度组 21 26.5±6.4△ 127.2±65.3△ 581.6±101.9△35 18.7±8.2 35.5±45.1 463.1±121.1中度组 21 33.9±9.0△＊ 141.7±42.5△ 642.8±121.9△重度组 37 51.8±17.1△＊＃ 192.2±77.8△＊＃ 824.8±201.3△＊＃对照组

2.2 中、重度组经CPAP治疗前后炎症因子的变化 治疗后HIF-1α、VEGF、sVCAM-1表达水平明显降低，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 中、重度组经CPAP治疗前后炎症因子检测结果（）

表2 中、重度组经CPAP治疗前后炎症因子检测结果（）

＊：P＜0.05，与治疗前比较。

HIF-1α（pg／mL）VEGF（pg／mL）sVCAM-1（ng／mL）组别 n治疗前 治疗后中度组 21 33.9±9.0 19.3±5.3＊ 141.7±42.5 50.2±25.7＊ 642.8±121.9 481.3±85.2治疗前 治疗后 治疗前 治疗后＊重度组 37 51.8±17.1 23.9±7.7＊ 192.2±77.8 61.6±48.1＊ 824.8±201.3 502.6±49.9＊

3 讨 论

SAHS对机体的损害主要表现为呼吸暂停和低通气造成的低氧血症和高碳酸血症对多器官、多系统的损害。大量的流行病学调查和研究发现SAHS是独立于年龄、体质量、饮食、遗传等因素的心脑血管发病的原因之一［4］。SAHS还增加了心脑血管疾病的致残率、住院率和死亡率，是导致心脑血管发生、发展的重要危险因子［5-6］。近年研究表明，SAHS患者夜间反复呼吸暂停和低通气引起的间断低氧血症、交感神经过度兴奋、缺氧／复氧损伤、刺激氧化应激，引起黏附分子和促炎因子表达增加，炎症因子直接或间接介导患者的系统性炎症反应，损伤内皮功能，影响糖、脂肪代谢，导致动脉粥样硬化、斑块而引起心脑血管疾病［7-8］。同时红细胞增加、血液黏度增大、血流缓慢，血小板易于在受损的内膜表面聚集产生血栓而引起血管狭窄和闭塞，可能是SAHS导致动脉粥样硬化、斑块形成的又一原因［9-10］。而动脉粥样硬化及斑块的形成是心脑血管疾病发病的基础。

缺氧可使多种转录激活因子聚集和活化，HIF-1是细胞对缺氧发生反应的重要转录因子，其活性主要取决于HIF-1α［11］。本研究显示：SAHS患者HIF-1α表达水平明显高于对照组，轻、中、重度组各组间HIF-1α的表达水平均有显著差异，且随病情严重程度和AHI的增加而增高。AHI是反应机体的缺氧状态指标。缺氧条件下，HIF-1α降解减少，稳定性增加，在细胞核内聚集，促进下游基因表达。在低氧条件下HIF-1α可参与多种疾病的病理生理过程。HIF-1α的主要目的基因为VEGF。机体受低氧刺激后转录因子HIF-1α和HIF-2α通过信号转导发生核转位，在细胞核内 HIF-1α和 HIF-2α，HIF-1α和HIF-1β共同作用，通过特异性基因序列低氧反应元件激活VEGF基因，使VEGF表达增加［12］。实验表明SAHS的HIF-1α表达水平与缺氧指数呈正相关，HIF-1α是维持细胞内氧平衡的重要要调控因子。

VEGF属于生长因子中血小板衍化生长因子家族，它能特异性地作用于血管内皮细胞，具有促进内皮增殖分化、新生血管形成、增加微血管通透性等功能，导致动脉粥样硬化、斑块形成。实验显示：VEGF在健康对照组表达量低，在如缺氧等病理条件下可出现过量表达，VEGF受多因素、多水平的调节，而低氧是VEGF表达的强烈诱导因素［13］。本研究显示：随着SAHS的缺氧程度加重，HIF-1α表达增加，增加的HIF-1α能促进下游基因VEGF表达量增加，过量的VEGF可导致内皮增生、单核细胞聚集、异常血管形成、微血管通透性增加，引发炎症反应，导致动脉粥样硬化，促进心脑血管疾病的发生、发展。

VCAM-1属于免疫球蛋白超家族，sVCAM-1是其可溶形式。缺氧、氧化损伤均可导致内皮细胞sVCAM-1表达的显著增强，sVCAM-1主要介导淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和单核细胞黏附于血管壁，并介导这些细胞穿越内皮，从而发挥炎症损伤作用，导致动脉粥样硬化形成［14］。本研究表明：SAHS患者sVCAM-1表达水平明显高于对照组，且随着病情的严重程度，sVCAM-1浓度增高，过多表达的黏附分子、促炎因子可以介导增强炎症反应而进一步加重内皮细胞损伤，成为SAHS心、脑血管疾病发生、发展的基础。

实验证实中、重度SAHS患者经CPAP治疗后，睡眠质量明显改善，AHI明显下降，夜间低氧显著改善，血清 HIF-1α、VEGF、sVCAM-1明显下降。未经治疗的SAHS患者炎性标志物增加，经CPAP治疗后炎性标志物下降，可能是CPAP治疗改善了缺氧状态，减少了炎性病变，逆转了动脉粥样改变，从而达到减少心脑血管事件发生［15-16］。对于中、重度患者进行经CPAP治疗是安全有效的，可逆转血管活性物质失衡，早期干预可改善预后。

临床上认为及早治疗可以逆转动脉粥样硬化早期改变，而不能逆转动脉粥样硬化重塑形成的斑块。因此对SAHS的早期诊断和治疗显得尤为迫切和重要。尽早对SAHS干预治疗，可预防心脑血管疾病发生、发展。检测SAHS患者血清HIF-1α、VEGF、sVCAM-1水平对于评价SAHS患者病情的严重程度、治疗效果，以及心血管危险因素的预测都具有重要意义。

［1］Lavie P，Lavie L.Cardiovascular morbidity and mortality in obstructive sleep apnea［J］.Curr Pharm Des，2008，14（32）：3466-3473.

［2］Mc Nicholas WT，Bonsignore MR.Sleep apnoea as an independent risk factor for cardiovascular disease：current evidence，basic mechanisms and research priorities［J］.Eur Respir J，2007，29（1）：156-178.

［3］中华医学会呼吸病学分会睡眠呼吸障碍学组.阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征诊治指南（2011年修订版）［J］.中华结核和呼吸杂志，2012，35（1）：9-12.

［4］李涛平.阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征与多器官疾病的关系［J］.中华肺部疾病杂志，2011，4（4）：259-264.

［5］Williams A，Schaf SM.Obstructive sleep apnea，cardiovascular disease，and inflammation-is the key［J］.Sleep Breath，2007，11（2）：69-76.

［6］Sin DD，Fitzgerald F，Parker JD，et al.Risk factors for central and obstructive sleep apnea in 450men and women with congestive heart failure［J］.Am J Respir Crit Care Med，2009，160（4）：1101-1106.

［7］Foster GE，Poulin MJ，Hanly PJ.Intermittent hypoxia and vascular function：implications for obstructive sleep apnea［J］.Exp Physiol，2007，92（1）：51-65.

［8］Attal P，Chanson P.Endocrine aspects of obstructive sleep apnea［J］.J Clin Endocrinol Metab，2010，95（2）：483-495.

［9］Drager LF，Bortolotto LA，Krieger EM，et al.Additive effects of obstructive sleep apnea and hypertension on early markers of carotid atherosclerosis［J］.Hypertension，2009，53（1）：64-69.

［10］Turmel J，Series F，Boulet LP，et al.Relationship between atherosclerosis and the sleep apnea syndrome：an intravascular ultrasound study［J］.Int J Cardiol，2009，132（2）：203-209.

［11］Semenza GL，Shimoda LA.Regulation of gene expression by HIF-1［J］.Novartis Found Symp，2006，272（4）：2-8.

［12］郭雪玲，刘辉国.慢性间隙低氧血管内皮功能障碍与氧化应激的关系研究进展［J］.中华结核和呼吸杂志，2012，35（3），203-205.

［13］Gozal D，Lipton AJ，Jones KL.Circulating vascular endothelial growth factor levels in patients with obstructive sleep apnea［J］.Sleep，2002，25（1）：59-65.

［14］何龙，曹雪涛.VCAM-1研究进展［J］.国外医学：免疫学分册，1997，20（3）：117-121.

［15］Drager LF，Bortolotto LA，Figueiredo AC，et al.Effects of continuous positive airway pressure on early signs of atherosclerosis in obstructive sleep apnea［J］.Am J Respir Crit Care Med，2007，176（7）：706-712.

［16］Chowdhury M，Adams S，Whellan DJ.Sleep-disordered breathing and heart failure：focus on obstructive sleep apnea and treatment with continuous positive airway pressure［J］.Card Fail，2010，16（2）：164-174.