夜间间歇性低氧与高血压患者系统性炎症水平的相关性研究

周克明， 骆　秦, 邵　亮， 李南方， 汪迎春， 索菲亚·阿不力克木， 张德莲， 常桂娟

(新疆维吾尔自治区人民医院高血压诊疗研究中心； 新疆维吾尔自治区高血压研究所， 乌鲁木齐　830001)



夜间间歇性低氧与高血压患者系统性炎症水平的相关性研究

周克明， 骆秦, 邵亮， 李南方， 汪迎春， 索菲亚·阿不力克木， 张德莲， 常桂娟

(新疆维吾尔自治区人民医院高血压诊疗研究中心； 新疆维吾尔自治区高血压研究所， 乌鲁木齐830001)

摘要:目的探讨阻塞性睡眠呼吸暂停(Obstructive Sleep Apnea，OSA)对中年男性高血压患者系统性炎症因子水平的影响。方法连续纳入140例完成夜间多导睡眠监测(Polysomnography,PSG)的男性原发性高血压患者，其中110例为OSA(78.6%)，轻、中、重度OSA分别占26.4%、 27.8% 和24.3%。并根据PSG诊断结果(呼吸暂停低通气指数≥15次/h)和肥胖(体质指数≥28 kg/m2)分组，分析各组间血清高敏C反应蛋白(hs-CRP)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、白介素-1β(IL-1β)水平及低氧相关指标之间的联系。结果在总体人群和肥胖组中无和轻度OSA组和中重度OSA组血清Hs-CRP、TNF-α、IL-6和IL-1β水平差异无统计学意义。在非肥胖患者(BMI<28 kg/m2)中，无和轻度OSA组与中重度OSA组患者血清hs-CRP、TNF-α和IL-6水平差异无统计学意义，但血清IL-1β水平显著性降低差异有统计学意义(P=0.025)。多元线性回归结果提示，在非肥胖组中，在校正BMI、年龄后，AHI、LSO2和ODI3仍与IL-1β存在联系。结论在非肥胖的人群中，中重度OSA合并高血压患者血清IL-1β水平显著高于无和轻度OSA患者，OSA的严重程度与血清IL-1β水平存在联系。

关键词：睡眠呼吸暂停； 系统性炎症； 间歇性低血氧

近年研究结果表明系统性炎症(Systemic Inflammation)可能参与了呼吸睡眠暂停(OSA)的发病机制，是呼吸睡眠暂停人群心血管病高发的重要原因之一[1]。1997年Vgontzas等[2]首先报道OSA患者的IL-6水平明显升高，并与体质指数相关。随后的许多研究均提示OSA患者血清的炎性因子水平是升高的[3]。由于引发炎症的因素可能来源于性别、年龄、肥胖、糖尿病等慢性疾病、其他感染性疾病及吸烟、饮酒、高脂饮食等生活模式等，在多数临床研究的设计中这些因素相互重叠干扰，难以严格控制，导致研究结果并不相一致[3-5]。本研究旨在通过病例对照研究，并尽可能规避影响炎症水平常见的因素，探讨夜间低血氧对高血压患者系统性炎症水平的影响。

1资料与方法

1.1研究对象连续纳入2013年4-12月在新疆维吾尔自治区人民医院高血压科住院并行多导睡眠呼吸监测的140例中年男性患者，年龄30~60岁。排除标准：(1)急、慢性感染性疾病；(2)有糖尿病、甲状腺功能异常病史或已经诊断的患者；(3)严重的心、脑、肝、肾脏疾病；(4)2个月内使用过抗生素、糖皮质激素、阿司匹林等抗炎药物；(5)服用镇静药者；(6)酗酒及毒品滥用史；(7)其他已确诊的结缔组织疾病；(8)诊断为中枢性睡眠呼吸暂停的患者；(9)总睡眠时间<300 min。110 例(78.6%)被诊断为OSA，其中轻度OSA37例(26.4%)，中度OSA 39例(27.8%) ，重度OSA34例(24.4%)，平均年龄(44.60±7.65)岁，体质指数(27.77±3.05)kg/m2，以呼吸暂停低通气指数(AHI)15次/h分为无和轻度OSA组(n=67)和中重度OSA组(n=73)。参与研究前所有患者签署知情同意书后，报经伦理委员会批准。

1.2方法对入选对象完成人体指标测量和调取病案信息，行PSG，次日清晨(正常饮食且禁食>10 h后)采集空腹静脉血，1份标本在本院中心实验室采用Olympus AU2700全自动生化分析仪测定血糖( FPG) 、糖化血红蛋白(HbA1C)、高敏C-反应蛋白(Hs- CRP) 、丙氨酸氨基转氨酶(ALT)、天冬氨酸氨基转氨酶(AST)、γ-谷氨酰转氨酶(γ-GT)等生化指标。另1份血标本于1 h内，在4℃低温离心机(3 000 r/min)离心10 min后收集血清，—20℃储存备用。血清室温下放置1 h解冻，采用间接酶联免疫吸附(ELISA)法测定肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、白介素-1β(IL-1β)，试剂盒购于中国武汉基因美生物科技有限公司(Colorful Gene Biological Technology Co., LTD, Wuhan, China)，操作严格按试剂盒说明书进行。

1.3睡眠监测采用澳大利亚Compumedics公司生产的44道睡眠监测仪完成1夜7 h以上的睡眠监测。软件为Profusion PSG睡眠分析软件，监测项目包括脑电图、颌下肌电图、眼动电图、鼻口气流、胸腹运动、血氧饱和度、心电图、腿动、体位，监测完毕平卧20 min后专人测坐位右臂肱动脉血压2次，取平均值作为诊室血压。数据自动存储，人工手动评分，微机回放打印结果。根据监测结果计算呼吸暂停低通气指数(AHI)、夜间平均及最低血氧饱和度(LSaO2)、氧减指数(ODI3(血氧饱和度<3%的次数/h)、ODI4(血氧饱和度<4%的次数/h))及嗜睡量表得分(ESS)。

1.4诊断标准

1.4.1高血压诊断标准参照“中国高血压防治指南2010”[6]： 收缩压(SBP)≥140 mmHg和/或舒张压(DBP) ≥90 mmHg或已服用降压药物的患者。

1.4.2OSA诊断标准参照中华医学会呼吸病学分会睡眠呼吸疾病学组2011年制定的“阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征诊治指南”[7]。睡眠呼吸暂停低通气程度：正常为AHI<5次/h，轻度为5次/h≤AHI<15次/h，中度为15次/h≤AHI<30次/h，重度为AHI≥30次/h；低血氧程度：正常为LSaO2≥90%，轻度为85%≤LSaO2<90%次/h，中度为80%≤LSaO2<85%，重度为LSaO2<80%。

1.4.3肥胖诊断标准参照《中国成人超重和肥胖预防控制指南》[8]：正常为18.5 kg/m2≤BMI<24 kg/m2，超重为24 kg/m2≤BMI<28 kg/m2，肥胖为BMI≥28 kg/m2。

2结果

2.1无和轻度OSA组与中重度OSA组基线资料比较无和轻度OSA组(AHI<15次/h)与中重度OSA组(AHI≥15次/h)BMI、腹围、颈围、AHI、LSaO2、ODI3、ODI4比较差异均有统计学意义(P<0.01~0.05)， IL-1β升高，但差异无统计学意义，其余指标差异无统计学意义，见表1。

变量无和轻度OSA组(n=67)中重度OSA组(n=73)t/χ2/z年龄/岁43.94±8.10045.21±7.230.331BMI/(kg/m2)27.01±3.0228.46±2.93*0.004腹围/cm98.28±9.54102.60±8.51*0.005颈围/cm40.03±2.8941.42±2.64*0.003吸烟史(未戒/已戒/不吸)33/9/2528/12/330.843糖化血红蛋白/%5.61±0.385.70±0.390.243空腹血糖/(mmol/L)5.05±0.735.07±0.740.872Hs-CRP/(mg/L)3.25±2.494.19±3.870.215ALT/(UI/L)36.2±23.6131.51±22.420.254AST/(UI/L)24.27±9.3323.93±10.410.564γ-GT/(UI/L)51.15±45.6546.70±30.130.976IL-1β/(ng/L)17.31±3.8518.60±4.150.059TNF-α/(pg/mL)301.61±62.94291.07±70.860.285IL-6/(ng/L)62.15±12.0164.58±14.560.356总睡眠时间/min389.4±50.77386.22±57.140.729AHI/(次/h)6.02±4.1733.64±18.69*0.001LSaO2/%86.22±4.2076.48±8.13*0.001ODI3/(次/h)17.25±9.1447.60±9.14*0.001ODI4/(次/h)8.19±5.3036.49±22.51*0.001睡眠评分量表(ESS)6.91±4.419.52±5.48*0.007

注：与无和轻度OSA组比较*P<0.05。

2.2非肥胖组和肥胖组患者不同程度的OSA组炎症因子水平的比较在肥胖组中，无和轻度OSA组各炎症因子水平与中重度OSA组间没有明显差异；但在非肥胖组中，无和轻度OSA组IL-1β与中重度OSA组比较差异有统计学意义(P=0.025)，见表2、3。

变量无和轻度OSA组(n=45)中重度OSA组(n=34)t/χ2/z年龄/岁44.24±8.5346.56±6.340.188BMI/(kg/m2)25.34±1.8226.09±1.780.072腹围/cm94.89±8.0797.41±4.650.108颈围/cm39.00±2.5740.03±2.320.070吸烟史(未戒/已戒/不吸)24/18/319/13/20.760糖化血红蛋白/%5.57±0.375.70±0.320.153空腹血糖/(mmol/L)5.01±0.725.16±0.710.366Hs-CRP/(mg/dl)3.20±2.274.19±3.410.706IL-1β/(ng/L)17.34±3.8919.55±4.690.025TNF-α/(pg/ml)299.14±64.12295.35±64.480.796IL-6/(ng/L)62.01±11.1964.85±15.770.353LSaO2/%86.56±3.6676.88±8.310.001ODI3/(次/h)45.94±18.3816.57±9.620.001ODI4/(次/h)33.11±17.027.98±5.490.001

2.3高血压合并OSA患者IL-1β和低氧参数的线性回归模型以血清IL-1β水平为因变量，以BMI、年龄为混杂因素分别将AHI、LSaO2、ODI3、ODI4引入方程，构建4个多元线性回归模型(模型1~4)进行分析(进入法)。在校正BMI和年龄后，AHI、LSaO2和ODI3仍与IL-1β存在联系，差异无统计学意义，见表4。

变量无和轻度OSA组(n=22)中重度OSA组(n=39)t/χ2/z年龄/岁43.32±7.2944.03±7.820.729BMI/(kg/m2)30.41±1.9130.53±2.020.822腹围/cm105.23±8.62107.13±8.550.409颈围/cm42.14±2.3442.64±2.300.416吸烟史(未戒/已戒/不吸)9/6/814/10/150.280糖化血红蛋白/%5.69±0.385.70±0.460.986空腹血糖/(mmol/L)5.12±0.755.00±0.780.520Hs-CRP/(mg/dl)3.34±2.964.19±3.380.329IL-1β/(ng/L)17.27±3.8417.78±3.460.597TNF-α/(pg/ml)306.66±61.62287.35±76.630.316IL-6/(ng/L)62.43±13.8064.35±13.620.601

表4　高血压合并OSA患者IL-1β和低氧参数的线性回归模型

3讨论

本研究发现在总体人群中,中重度OSA和无和轻度OSA患者的炎症指标差异无统计学意义。但在非肥胖组(BMI<28 kg/m2)患者中,中重度OSA血清组IL-1β的水平要高于无和轻度OSA组的患者。在校正BMI、年龄后，AHI、LSaO2、ODI3与血清IL-1β的水平仍存在联系。同时无论在总体人群或是肥胖和非肥胖的患者中血清TNF-α、IL-6、Hs-CRP水平均无明显变化。

Aihara等[9]研究结果提示间歇性低氧会引发血清IL-1β的水平升高，但这种影响可能被肥胖所掩盖。虽然缺氧可以通过缺氧诱导因子(hypoxia- inducible transcription factor，HIF) 调节核转录因子-κB(NF-κB)直接调控下游炎性因子的表达， 但由于脂肪组织与多数炎症因子的产生存在密切的联系，而且肥胖是OSA最重要的危险因素(本组研究对象的平均BMI达到了27.77 kg/m2)。因此，肥胖因素在研究OSA患者的炎症情况中总是扮演了重要的角色。一方面，脂肪组织会分泌大量的脂肪炎性因子包括IL-1β、IL-6、TNF-α等。由于相对于低氧诱导的炎症因子的产生，通过脂肪组织产生的各炎症因子可能占较大的优势，因此没有发现肥胖的人群中OSA与IL-1β的联系。Arnardottir等[3]回顾了相关文献，发现大多数研究的对照组的体质指数均小于OSAS组，而且只有在肥胖的人群中这些炎性因子才与OSA相关，反之则没有这种现象，因此认为肥胖是OSA诱发系统性炎症的重要因素。本研究结果与前述研究并不完全一致，在非肥胖人群中IL-1β水平随着OSA程度的加重而升高，即便在校正BMI和年龄后，主要的低氧指标AHI、LSaO2、ODI3仍与IL-1β存在联系。实际上，在OSA人群中炎症的来源除了考虑缺氧和脂肪组织的同时，脂肪组织与低氧对不同的炎性因子水平的影响可能是有差异的，而且不同的人群中脂肪组织对低氧的反应不同，这可能是造成不同研究结果的重要原因之一。低氧刺激会引发皮下和内脏脂肪组织的重构，释放大量的脂肪因子，引起高炎症状态，去除这些脂肪组织后，高炎症状态可以得到缓解[10]。另一方面，发现一些炎症状态可能是导致OSA的重要原因，炎症导致OSA的机制仍不确切。但邵亮等[11]研究发现一些使用抗炎药物者的OSA检出率明显低于对照组。 IL-1β可能参与OSA的发病机制。本课题组前期的研究发现在OSA人群中存在IL-1β的部分位点( rs1143633)的变异，并与OSA严重程度存在联系[12-13]。 另外，有研究显示IL-1β参与调节夜间睡眠结构，血清IL-1β水平的改变可能会导致睡眠结构的紊乱，如睡眠I、II期的延长及睡眠III、IV期的相对缩短。而不同的睡眠时相对上气道功能的影响也不同，例如在非快速动眼期(NREM)期，咽部对刺激的反应性有所降低，进入快速动眼期(REM)和睡眠I、II期反应性进一步降低，夜间睡眠时呼吸事件的发生频次增加[14-15]。

总之，本研究发现非肥胖人群OSA与IL-1β存在联系，而且这种联系可能会受到脂肪组织的影响。虽然本研究对人群的混杂因素进行了相对严格的控制，但由于此为基于横断面的研究结果，仍然无法确定二者之间的因果关系，因此进一步观察对OSA进行干预后(如持续呼气末正压通气)的炎症因子水平的变化是有必要的。

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(本文编辑施洋)

Relationship between nocturnal chronic intermittent hypoxia and systemic inflammation in hypertensive patients

ZHOU Keming, LUO Qin, SHAO Liang, LI Nanfang, WANG Yingchun, Zufeiya Abulikemu,

ZHANG Delian, CHANG Guijuan

(CenterofHypertension,DiagnosisandTreatmentResearch,XinjiangAutonomousRegionPeople's

Hospital;HypertensionInstituteoftheXinjiangUygurAutonomousRegion,Urumqi830001,China)

Abstract:ObjectiveTo investigate the effects of obstructive sleep apnea (OSA) on systemic inflammatory mediators to middle-aged male patients with hypertension. Methods140 essential hypertension males, suspicious of OSA and determined by nocturnal polysomnography were enrolled consecutively. OSA was diagnosed in 110 subjects (78.5%), mild, moderate and severe OSA constituting 26.4%, 27.8%, and 24.3% respectively. Subjects were divided into different groups according to PSG results (apnea hypopnea index≥15 events/h) and obesity (body mass index ≥28 kg/m2). Serum high-sensitivity C-reactive protein(hs-CRP), tumor necrosis factor-α(TNF-α), interleukin(IL)-6 and -1β were compared and their relations with hypoxia parameters were analyzed. ResultsThere was no significant difference in the levels of serum Hs-CRP, TNF-α, IL-6 and IL-1β between non or mild OSA group and moderate to severe OSA group in total subjects and the obese group. Serum IL-1β was significantly decreased (P=0.025), whereas no significant difference was observed in serum Hs-CRP, TNF-α and IL-6 between non or mild OSA group and moderate to severe OSA group in non obese patients (BMI<28 kg/m2). Multiple linear regression analysis showed that ODI3, LSO2and AHI were still associated with IL-1β in non-obese subjects after adjusting body mass index and age. ConclusionIn the non obese population, the serum levels of IL-1β in hypertension patients with moderate to severe OSA were significantly higher than those with non to mild OSA. Severity of OSA was correlated with serum IL-1β.

Keywords:obstructive sleep apnea; systemic inflammation; chronic intermittent hypoxia

[收稿日期：2015-3-14]

doi:10.3969/j.issn.1009-5551.2016.02.017

中图分类号：R544.1

文献标识码：A

文章编号：1009-5551(2016)02-0196-05

作者简介：周克明(1972-)，男，硕士，副主任医师，研究方向：高血压及相关疾病的规范化诊疗及分子生物学研究。

基金项目：国家自然科学基金(81450011)