矫治器治疗OSAHS对腭咽软组织结构的影响

余舒星 刘珍琪 程雨平 余 帆 萧文云登 康文静 朱德超 任嘉宝 刘春艳

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（obstructive sleep apnea hypopnea syndrome，OSAHS）是指睡眠时上气道塌陷或阻塞引起的呼吸暂停和通气不足、伴有打鼾、睡眠结构紊乱、频繁发生血氧饱和度下降、白天嗜睡等。长期发病不治疗可引起高血压、心血管疾病，以及脑、肺、肾各系统病变，严重时可能危及患者的生命，甚至发生猝死[1，2]。最新统计学显示30～49岁期间男性OSAHS患病率为10%，50～70岁期间男性OSAHS患病率为17%，同龄女性的发病率低于男性[3]。OSAHS的病因主要为多因素引起的上气道结构异常。咽部是气道中的软性管道，无骨性支持易塌陷，因此咽部气道与OSAHS的发生、发展最为密切。上气道开放的维持主要依赖上气道扩张肌的活动，其大小取决于气道塌陷的力（如腔内负压、管外组织压增加）和维持气道通畅的咽扩张肌收缩力之间的平衡。咽腔形态和咽部肌肉顺应性改变是产生OSAHS的重要因素。既然大多数学者关注腭咽部软组织结构和（或）功能的异常在OSAHS发病机制中的重要性，因此，针对腭咽肌手术治疗OSAHS的方法逐年增多[4～6]，但疗效不一，而且各种并发症发生率高，手术风险大，尤其是大部分患者治疗后容易复发。分析部分腭咽肌手术治疗OSAHS的效果不理想的原因可能是学者们主要关注腭咽肌异常作为OSAHS的病因，将腭咽肌作为治疗OSAHS的关键，对OSAHS引起腭咽肌损伤和功能障碍的关注不足，试想如果腭咽肌已经受损，盲目的进行腭咽肌成型手术治疗OSAHS效果当然会不理想，甚至可能会加重其损伤。因此，有必要明确OSAHS患者腭咽软组织的状态。手术治疗OSAHS风险大，复发率高，患者接受度差。几年来，下颌前移矫治治疗中重度OSAHS逐渐在临床上推广和使用，其优点为无创、可逆、舒适、携带方便，价格便宜，疗效好。但是对于其研究仅限于矫治器治疗前后患者主观症状及上气道结构的改变，对于矫治器治疗OSAHS后腭咽软组织结构有何变化未见报道。因此，这也是本研究的目的所在。

下颌前移矫治器（mandibular advancement device，MAD）作为治疗轻、中度OSAHS的首选且受欢迎的方法，对于MAD治疗OSAHS后腭咽软组织有何改变未见研究报道。因此，本研究拟通过OSAHS动物模型研究MAD治疗对OSAHS腭咽软组织的影响，为OSAHS治疗方法的选择提供参考以及为MAD治疗OSAHS应用于临床奠定理论基础。

资料和方法

1.动物模型的建立：18只纯种6月龄新西兰大白兔，雄性，体重3.0～3.5kg，购于河北医科大学动物中心，许可证编号：1708154。单笼饲养，自由饮水、进食。将动物随机分为3组，正常对照组、OSAHS组和MAD组，每组6只。将OSAHS组和MAD组动物建立为上气道阻塞动物模型，操作方法为在口内距软硬腭交界1.5cm处的软腭黏膜下肌层注射阻塞剂（聚丙烯酰胺水凝胶混合物）2ml，应用仰卧位上气道CBCT扫描观察上气道结构变化和多导睡眠监测观察血氧饱和度和呼吸睡眠指标的变化来鉴定OSAHS动物模型建立是否成功。MAD组动物建模成功后，配戴由自凝牙托粉和牙托水制作而成的MAD，用玻璃离子粘接剂粘固于上前牙，调整使其前斜面与上颌平面成60°，导下颌前移3～4mm，咬合打开2～3mm，对照组正常饲养，不做处理；经上气道螺旋CT及多道睡眠图监测评价MAD治疗OSHAS的疗效，建模方法及模型鉴定方法参照本实验室前期卢海燕创立的建模方法。建模完成后，每日上午按3～5ml/kg的剂量，经口腔灌注10%水合氯醛催眠，令所有动物仰卧位睡眠3h，持续8周。

2.采集标本及光镜观察：8周后，应用1%戊巴比妥钠将动物进行全身麻醉，用组织剪剪开两侧口角，将下颌骨进行脱位，充分暴露软腭，于软腭下方与咽部相连续处切透粘膜层，完整取下包括粘膜层和肌层的软组织。并立即投入10%福尔马林固定24小时，然后分切标本，装框，逐级酒精脱水，石蜡包埋，进行连续切片，乙醇逐级脱水，二甲苯透明，中性树胶封片，光学显微镜下观察组织结构。

结 果

1.动物的症状表现：建模完成适应3d后，3组动物均能正常进食。仰卧位睡眠时，对照组呼吸均匀，平稳，无呼吸暂停和惊醒；OSAHS组鼾声明显，易惊醒，呼吸暂停时可见唇部发绀，有伸舌咬舌现象；MAD组呼吸基本平稳，部分呼吸音较重或轻微打鼾。

2.腭咽组织结构：对照组：腭咽组织粘膜上皮层完整，细胞呈层状排列，为复层鳞状上皮；粘膜下层组织疏松，腺体结构完整，腺泡排列整齐，肌纤维排列整齐（图1～3）。OSAHS组：腭咽组织粘膜上皮层完整，上皮钉突变长，固有层增厚；腺体结构紊乱，正常腺体结构消失，可见腺泡融合，有些腺泡甚至溶解，可见腺管扩张，肌纤维可见不同程度的变性，表现为肌纤维排列紊乱，溶解变性，肌纤维正常结构消失、凝集，肌纤维间可见不同程度的脂肪浸润（图4～6）。MAD组：腭咽组织粘膜上皮层完整，腺体结构及肌纤维排列比较整齐，肌纤维紊乱及变性程度较轻，接近于正常对照组（图7～9）。

图1 正常组，HE染色（ ×100）

图2 正常组，HE染色（ ×200）

图3 正常组，HE染色（ ×100）

图4 OSAHS组，HE染色（ ×100）

图5 OSAHS组，HE染色（ ×200）

图6 OSAHS组，HE染色（ ×100）

图7 MAD组，HE染色（ ×100）

图8 MAD组，HE染色（ ×200）

图9 MAD组，HE染色（ ×100）

讨 论

OSAHS是一种发病率高且危害性大的睡眠呼吸紊乱性疾病，其发病机理为上气道部分或完全塌陷，引起低通气或呼吸暂停。咽部是气道中的肌性管道，缺少足够的骨或软骨组织支架支持易塌陷，因此咽部气道与OSAHS的发生、发展最为密切。咽腔的形态取决于气道塌陷的力（如腔内负压、管外组织压增加）和维持气道通畅的咽扩张肌收缩力之间的平衡。咽腔具有协调吞咽、分泌和发声等功能。OSAHS患者晨起醒来后自觉咽干、咽部粘着感、干裂感，查体常见患者咽部黏膜表面呈充血干燥或水肿松弛状。这是因为当OSAHS发生后，为保持清醒时气道开放，腭咽软组织会反复收缩以代偿气道狭窄，且OSAHS伴发的慢性间断性低氧及局部鼾声的振动也会引起腭咽软组织损伤，这会反过来加重OSAHS的发病，进而形成一个恶性循环。研究[7]显示腭咽区域为上气道最容易塌陷区域，因此，腭咽部扩张肌在维持上气道张力过程中的作用就显得极为重要，腭咽部软组织结构和（或）功能的异常与OSAHS发病密切相关。周本忠[8]和喻筱红[9]等观察OSAHS患者腭咽软组织，发现肌纤维排列紊乱、不同程度变性，肌组织有脂肪浸润，电镜下观察到不同程度的肌原纤维结构紊乱和变性。上述学者从咽部软组织的形态对OSAHS的发病机理进行一定的研究和探索，但并未关注OSAHS本身对腭咽软组织的损伤，由于OSAHS患者的慢性间断性是一种全身性损害，也可能会引起腭咽组织损伤，但目前对这方面研究报道较少。

1.OSAHS对腭咽软组织的影响

OSAHS对腭咽软组织的影响可能与鼾声的局部震动、慢性间断性低氧、炎症反应和氧化应激等相关。目前，进行OSAHS基础研究最常应用的动物模型是将动物置于低压氧仓内模拟OSAHS的慢性间断性低氧状态，但该方法只关注OSAHS的慢性间断性缺氧状态，却绕过了上气道，且未考虑睡眠中断、鼾声振动以及低通气的影响，不能真实模拟OSAHS患者。为了更精确观察OSAHS对腭咽软组织的影响，本研究选用本课题组前期建立的上气道阻塞OSAHS新西兰白兔模型，并用下颌前移矫治器进行阻断性治疗[10，11]。以往研究[12]认为OSAHS发生病因主要为腭咽部肌组织不同程度变性萎缩，肌肉活性减低致使气道横截面积减少，咽腔变窄，引起睡眠时上气道塌陷。另有研究[13]表明长期打鼾者，其鼾声震荡使上气道局部发生充血水肿，会引起张口呼吸，气道出现慢性炎症如干燥、充血、水肿，使咽腔狭窄，气道阻力增加，气道塌陷。本研究结果显示OSAHS导致腭咽软组织结构紊乱。上气道CBCT显示建立的OSAHS模型上气道明显变窄，睡眠监测时OSAHS组动物发生打鼾，鼾声响亮，鼾声出现是因为呼吸时猛烈快速的气流通过狭窄塌陷的上气道时，腭咽肌局部产生震动，从而出现声响，因此，有理由认OSAHS兔腭咽局部的鼾声振动是腭咽软组织发生病变的原因之一。

OSAHS主要病理改变是反复气道阻塞引起的慢性间断性缺氧，OSAHS患者夜间间断性缺氧可能导致患者体内氧化应激增加，造成靶器官损害。有研究[14]发现OSAHS患者腭咽肌排列紊乱，结缔组织增加，肌纤维直径减小，导致腭咽肌肥厚和口咽壁增厚。另有研究[15]发现睡眠呼吸紊乱患者的软腭结缔组织增加，纤维分布出现异常。本研究中观察到OSAHS组动物发生明显的打鼾，并有呼吸暂停现象出现，且血氧饱和度下降，当仰卧位睡眠时，处于一种慢性间断性缺氧状态，而同时观察到OSAHS组腭咽组织肌纤维中有脂肪浸润，使肌纤维的连续性中断，排列失去规则，肌肉结构紊乱，这与OSAHS的慢性间断性缺氧有关，肌肉结构发生异常改变，会造成腭咽部软组织收缩能力降低，咽部软组织活动的协调性受到破坏，加重气道狭窄和塌陷，进一步增加了上气道负压，使气道更容易塌陷，进而形成一个恶性循环。这表明如果不及时阻断治疗，OSAHS会是一个病因和腭咽肌病理改变相互促进的过程。与OSAHS低通气状态导致的慢性缺氧性损伤密切相关。因此，有必要治疗OSAHS，缓解甚至阻断机体的缺氧状态，防止缺氧对组织的进一步损伤。

间歇性缺氧是OSAHS的病理生理基础，在众多关于其发病机制的研究中，炎症反应和氧化应激被大多的学者所认可并证实。由慢性间断缺氧所导致的炎症反应是OSAHS并发疾病的重要环节之一。因此，炎症反应和氧化应激反应可能也参与了OSAHS对腭咽软组织的损伤这一病理过程。

2.下颌前移矫治器治疗OSAHS对腭咽软组织的影响

本研究发现MAD组腭咽组织粘膜上皮层、腺体结构基本完整，肌纤维排列比较整齐，肌纤维紊乱及变性程度较轻，接近于正常对照组，表明下颌前移矫治器能明显减轻OSAHS对腭咽软组织结构的损伤。OSAHS兔上气道狭窄一直存在，清醒时，腭咽软组织可在低氧高CO2的驱动下，活动性增强，阻止上气道塌陷。但是，当睡眠时通气量降低，为能够持续通畅呼吸，维持咽腔开放，腭咽软组织保持长期反复拉伸紧绷状态，长期会出现肌肉疲劳和损伤。而OSAHS兔戴入矫治器后，MAD通过牵引下颌向前移位，抬高软腭，同时舌体被带动前移，增加口咽容积，解除上气道阻塞。MAD可打开气道，扩大上气道间隙后，改善了OSAHS的低氧通气量，可缓解睡眠时气道狭窄导致慢性间断性缺氧状态，机体血氧饱和度升高，供氧量增加，MAD可通过缓解OSAHS的慢性间断性低氧状态进一步阻止OSAHS对腭咽部软组织的损害。同时，PSG结果显示MAD组动物未见明显呼吸暂停，表明矫治器戴入后，气道打开，通气量增加，鼾声减少甚至消失，矫治器可以去除鼾声震动对局部腭咽软组织的影响。另外，MAD可通过缓解腭咽部肌肉的紧绷状态，防止腭咽部软组织的疲劳。因此，有理由认为MAD治疗OSAHS可发挥对腭咽部软组织的保护作用。

总之，本研究表明，OSAHS可引起腭咽软组织结构紊乱，而下颌前移矫治器可阻止OSAHS对腭咽软组织造成的损害，这能说明下颌前移矫治器作为治疗OSAHS的一种方法，不仅能改善OSAHS的临床症状，同时对腭咽软组织也起到保护作用，防止OSAHS对腭咽部软组织进一步损害而加重OSAHS的发生，进而形成恶性循环，这也从另外一个角度预防了OSAHS的发生。