不同海拔地区急性暴露的健康人急性高原病发生情况及血清ET-1、ADMA、VEGF水平变化

刘存，陈颖，杜鹃，何媛，陈鹏，陈礴，任明

(1青海省心脑血管病专科医院，西宁810012；2青海大学附属医院；3青海武警果洛支队)

高原地区有低气压、低温、低氧、干燥、大风、强日照辐射的环境特征[1,2]。随着海拔升高，大气中氧分压下降，机体所摄入的氧随之减少，处于相对缺氧状态[3]。部分人群从平原进入高原地区会发生急性高原病(AMS)。AMS是指人群由平原进入高原或由高原进入更高海拔地区，在短期内(数小时至数日)发生的各种临床症候群，包括急性轻症高原病、高原肺水肿和高原脑水肿[4]。高原低氧环境可能引起一氧化氮(NO)合成和释放量减少，内皮素1(ET-1)[4，5]、血栓素A2(TXA2)[6]和炎症因子[7]表达升高，导致血管通透性增高，抗氧化能力降低[8]。因此，血管内皮细胞功能的变化可能是重要的预警指标，在高原病的发生、发展过程中发挥重要作用[9]。目前针对AMS的研究多是从平原急进高海拔后观察血管内皮因子水平变化，而对急进不同海拔地区血管内皮因子水平变化的研究较少。2016年5月～2018年12月，本研究观察了急进不同海拔地区的健康人群AMS发生情况及血清非对称性二甲基精氨酸(ADMA)、ET-1、血管内皮生长因子(VEGF)水平变化，探讨在不同海拔地区急性暴露对健康人血管内皮功能的影响。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象 纳入标准：①世居平原(海拔400 m及以下)；②年龄18～24岁；③经体检均健康；④自愿参加此项研究，并签署知情同意书。排除标准：①既往先辈曾世居高海拔地区的平原移居者；②研究开始前半年内曾罹患肺部感染、上呼吸道感染、肺栓塞等肺部疾病者；③既往心功能较差(左室射血分数低于50%)者，曾患有先天性心脏病者，心电图示频发房性早搏、心房颤动或室性早搏者；④研究开始前2周罹患除呼吸、循环等系统等疾病患者(如腹泻、泌尿系结石、肾盂肾炎、肾小球肾炎、肾功能不全、肝功能损伤、胆囊炎、急性胰腺炎、急性阑尾炎等)；⑤研究开始前半年内行各类手术患者，包括所有开放性手术及介入手术；⑥既往有高血压、糖尿病、痛风等其他慢性疾病史；⑦研究开始前1周内服用过抗AMS药品，研究开始前1周内使用过对ADMA、VEGF、ET-1有影响的药物。最终入选平原地区健康志愿者(部队入伍新兵)45人，均为男性，年龄18～24岁，吸烟者19人、不吸烟者26人。本研究经医院医学伦理委员会批准。收集研究对象的姓名、性别、年龄、民族、文化程度、吸烟史、饮酒史、婚育情况及是否有牧区、疫区接触史和移居史等资料。

1.2 急进不同海拔地区方法 所有受试者从平原(海拔400 m)出发，途经西宁市(海拔2 260 m)、刚察县(海拔3 260 m)及玛多县(海拔4 270 m)。400 m到2 260 m通过乘坐火车到达，时间28 h，停留72 h；2 260 m以后乘坐大巴车迁移，途中时间分别为10、18 h，在3 260 m、4 270 m海拔各停留72 h。

1.3 AMS判定方法 于进入不同海拔地区后72 h进行评估。AMS的诊断依据路易斯湖评分体系(LLSS)，当受试对象暴露于高原后，出现头痛并且路易斯湖积分(LLS)>3分时，即诊断为AMS。LLS为3分或4分者为轻度AMS患者，LLS>5分者为重度AMS患者。

1.4 血清VEGF、ET-1、ADMA检测 分别于平原进入高海拔地区前24 h和进入不同海拔地区后72 h采用真空抽血管收集受试者血样，于离心机中以3 000 r/min离心10 min，取血清存于无菌干燥冻存管中，-80 ℃冰箱保存。采用ELISA法检测血清VEGF、ET-1、ADMA，按试剂盒说明书进行操作。

2 结果

2.1 受试者AMS发病情况 共回收量表45份，经研究者指导所有问卷内容填写合格。所有受试者在不同海拔地区均未发生AMS。

2.2 受试者血清ET-1、VEGF、ADMA水平变化 随着海拔升高，受试者血清ET-1、VEGF、ADMA水平逐渐下降，其中进入海拔3 260、4 270 m地区(高原地区)时受试者血清ET-1、VEGF、ADMA水平低于进入海拔400 m(平原地区)、2 260 m(亚高原地区)地区时，在海拔4 270 m地区时血清ET-1、VEGF、ADMA水平低于进入海拔3 260 m地区时(P均<0.05)。详见表1。吸烟者与不吸烟者进入不同海拔地区时血清ET-1、VEGF、ADMA水平差异均无统计学意义。吸烟者或不吸烟者进入海拔4 270 m地区时血清ET-1、VEGF、ADMA水平低于同组进入海拔3 260 m地区时(P均<0.05)。详见表2～4。是否吸烟与不同海拔因素之间无交互作用(P>0.05)，不同海拔对ET-1、VEGF、ADMA水平的影响与吸烟因素无关。

表1 进入不同海拔地区时受试者血清ET-1、VEGF、ADMA水平比较

注：与进入海拔400 m地区时比较，*P<0.05；与进入海拔2 260 m地区时比较，#P<0.05；与进入海拔3 200 m地区时比较，△P<0.05。

表2 吸烟者与不吸烟者进入不同海拔地区时血清ET-1水平比较

表3 吸烟者与不吸烟者进入不同海拔地区时血清VEGF水平比较

表4 吸烟者与不吸烟者进入不同海拔地区时血清ADMA水平比较

3 讨论

AMS发病机制复杂，多数研究表明AMS的发生与机体氧化应激反应有一定关系[10,11]。既往大量研究均由低海拔地区直接至高海拔地区后采集标本，而缺乏经梯度海拔进入高海拔地区的数据。本研究采用经梯度海拔进入高海拔地区的方法，观察急性高原暴露后健康人AMS发生情况及血清ET-1、ADMA、VEGF水平变化。我们发现，通过梯度海拔递进，45名受试者均未发生AMS，且血清ET-1、ADMA、VEGF水平呈降低趋势，提示通过梯度海拔进入高原地区，可能有助于减少AMS的发生。

长期以来，健康人急进高海拔低氧的高原地区，AMS的发生率较高。AMS的发病率与上升海拔、登高速度、种族及个体差异等相关。有1/2～2/3的平原人群急进到达海拔3 000 m以上地区会出现高原反应，但部分人群可通过“获得性习服”逐渐适应高原缺氧环境。研究[12]结果显示，当人群分别到达海拔3 000 m、3 700 m、3 900 m、4 500 m时，AMS的发生率分别为48%、60%、89%和100%。研究[13,14]表明，低压性缺氧诱导机体内皮功能改变及氧化应激的产生。但内皮功能如何改变及其与AMS的关系尚不明确。高原实验研究[15]发现，急进高原地区人群血清ET-1水平明显增加，ET-1可通过与其特异受体(ETR)结合发挥作用。由此可见，从平原快速进入高原后，由于低氧刺激，NO、ET-1等的合成与分泌平衡受到影响，会导致或加重缺氧性肺动脉高压，如机体不能及时代偿性适应，或缺氧不能及时纠正，则可能导致AMS的发生。当机体组织器官缺氧时，低氧诱导因子1α(HIF-1α)生成增多，诱导VEGF基因表达增加，导致血液中VEGF水平升高[16]。高原地区AMS患者血浆VEGF水平高于高原耐受者，并且其水平与AMS严重程度呈正相关，说明VEGF可能是AMS的重要致病因素，也证明高原低氧环境对VEGF表达的刺激存在个体差异。然而国外一项研究[17]结果提示，对照平原地区人群的血清样本，急进到达高海拔地区人群血清VEGF水平升高，但急进海拔3 650 m地区与习服后再急进海拔5 200 m地区对受试对象血清VEGF水平没有明显影响。本研究结果显示，随着海拔高度增加，受试者VEGF水平逐渐下降。之所以出现不同的结果，可能与血清VEGF水平受多种因素影响有关。首先标本选择影响VEGF检测结果，如血清及血浆中VEGF水平存在明显差异;此外影响外周血VEGF水平的因素很多，如种族、海拔高度及进入高原的时间和方式等。ADMA是一氧化氮合酶的内源性抑制物，能有效抑制NO生成。新近研究[18]发现，ADMA与多种肺血管疾病密切相关，其机制涉及肺血管内皮损伤、肺纤维化等多个病理生理过程。然而ADMA在AMS发病过程的作用机制尚不清楚。本研究结果显示，随着海拔的升高，血清ADMA水平逐渐降低，可能与保护受试者避免发生AMS有关，具体机制有待于进一步研究。

既往研究[19]证实，急进高山的登山者进入高海拔地区前进行低氧预适应可有效减少AMS发生。我国亦有军事相关研究[20]证实，健康士兵经梯度海拔进入高原地区能够明显降低AMS发生率。同时，本研究中，我们发现经梯度海拔进行急性高原暴露后，受试者血清ET-1、VEGF、ADMA水平呈降低趋势，提示血管内皮功能未受严重损害。由此推测，经梯度海拔进入高原地区可减少缺氧对内皮功能的损害，降低AMS发生率、减轻AMS症状。研究[21]表明，吸烟会引起血管内皮功能损害，从而影响ET-1、VEGF、ADMA在血液中表达，但本研究发现吸烟史不影响ET-1、VEGF、ADMA在进入各海拔地区时的表达水平，可能原因为吸烟对心肺血管影响为慢性作用，而本研究健康人群各项因子均急性改变，不受是否吸烟的慢性影响。

综上所述，健康人由平原地区通过梯度海拔进入高海拔地区可能有助于降低AMS的发生率，在此过程中血清ET-1、VEGF、ADMA水平呈降低趋势。进入高海拔地区导致的血清ET-1、VEGF、ADMA水平变化与吸烟因素无关。可以初步推测可可西里自然遗产公园(平均海拔>4 000 m)建立后，以亚高原地区(如西宁，海拔2 260 m)短暂居留作为进入高原前的缺氧预适应过程，有助于降低直接进入可可西里的AMS发生率并减轻AMS患者的症状。此外，上述研究结果与国内外学者的相关研究还存在一定分歧，可能与上升高度、登高速度及个体差异有关。