儿童阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征相关生物标志物研究进展

卢燕波 蔡小红 吴军华

儿童阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome，OSAHS）是一种儿童常见疾病，表现为睡眠期间反复发作上气道部分或完全阻塞，导致机体出现间歇性低氧和睡眠碎片化。儿童OSAHS的常见病因是腺样体或扁桃体肥大，肥胖、神经肌肉疾病和颅面部畸形等也与儿童OSAHS发病有关[1]。睡眠期间打鼾是儿童OSAHS最常见的症状，其他常见症状有夜间遗尿、白天过度嗜睡、注意力不集中、情绪紊乱或易怒等[2]。美国儿科学会2012年研究报道儿童OSAHS患病率为1.2%～5.7%[3]，中国香港2010年报道儿童OSAHS患病率达4.8%[4]。OSAHS如果没有及时诊断和治疗，将引发一系列严重并发症，如腺样体面容、认知行为异常、内分泌代谢紊乱、成年期心血管疾病风险增加等[5-7]。因此早发现、早诊断、早治疗OSAHS对改善预后具有重要意义。多导睡眠监测（polysomnography，PSG）为诊断OSAHS的金标准[8]。然而，由于PSG需入院监测、耗费时间长、操作繁琐、价格昂贵、儿童配合度低等限制，儿童受检率并不高[9]。因此，研究用于筛查儿童OSAHS的生物学标志物具有重要意义。大量OSAHS生物学标志物研究基于其发病和损伤机制，包括炎症、氧化应激、内皮功能及代谢状态变化等。样本包括血液、尿液、唾液及呼出气冷凝液（exhaled breath condensate，EBC）等。本研究就儿童OSAHS相关生物标志物的研究进展作一综述。

1 血液OSAHS相关生物标志物

1.1 OSAHS相关炎症指标 OSAHS间歇性缺氧引起重复的缺氧和复氧循环，从而导致全身氧化应激增强，促进活性氧的产生和炎症级联因子的激活[10]。因此，早期儿童OSAHS相关生物标志物研究主要集中在血液炎症指标。多项研究表明OSAHS患儿血清IL-6、IL-8、IL-10、CRP和TNF-α水平明显升高，且与OSAHS严重度呈正相关[11-13]。除上述常见的血清指标外，还有部分血细胞相关指标的研究。Erdim等[14]研究发现睡眠呼吸暂停低通气指数（apnea-hypopnea index，AHI）≥5 次/h 的患儿中性粒细胞/淋巴细胞比值（neutrophil/lymphocyte ratio，NLR）、血小板/淋巴细胞比值（platelet/lymphocyte ratio，PLR）及红细胞分布宽度（red blood cell distribution width，RDW）均高于对照组。另一项研究也发现NLR与AHI呈正相关，可作为评估OSAHS严重程度的指标[15]。平均血小板体积（mean platelet volume，MPV）受血小板生成素和调节血小板生成的多种炎性细胞因子的影响，因此它是机体促炎和促血栓形成状态的反映[16-17]。Zicari等[18]研究证实了OSAHS患儿MPV水平较高且维生素D水平较低。维生素D可能控制促炎细胞因子的释放，其缺乏与较高的CRP和MPV有关[19-20]。在临床工作中，血液标本容易采集，且炎症因子及血细胞相关参数容易检测，但是如要将上述OSAHS相关炎症指标应用于临床，仍需要多中心、大样本的临床研究进行验证。

1.2 OSAHS并发心血管疾病相关标志物 随着研究表明OSAHS与心血管疾病发病机制密切相关[21]，与心血管疾病相关的OSAHS生物标志物也被陆续报道。儿童OSAHS与内皮功能障碍有关，内皮功能障碍是动脉粥样硬化和心血管疾病的早期危险因素[22]。外泌体是含有功能性mRNA和miRNA的循环细胞外囊泡，可递送至其他细胞，例如内皮细胞。Gongol等[23]研究发现外泌体miR-92a（一种已知的心血管疾病标志物）水平和AHI明显相关，miR-92a可能有助于识别OSAHS患儿的早发性心血管疾病。Khalyfa等[24]研究发现OSAHS伴内皮功能障碍患儿血清外泌体miRNA-630表达水平降低，治疗后随着内皮功能的恢复而趋向正常。此外，用miRNA-630制剂转染无内皮功能障碍的OSAHS儿童的外泌体会诱导内皮功能障碍表型。外泌体miRNA-360可能成为潜在的OSAHS儿童并发心血管疾病的筛查标志物以及治疗靶点。髓样相关蛋白（myeloid-related protein，MRP）8/14在动脉粥样硬化中起着重要的病理生理作用，其血浆水平与内皮细胞功能障碍相关[25]。Kim等[26]研究发现MRP8/14水平高于1.34 μg/ml的儿童患轻度OSAHS和中度至重度OSAHS的概率分别增加了2.4和5.4倍。另一项研究证明了OSAHS患儿血浆MRP8/14水平升高且儿茶酚胺抑素水平降低，与AHI存在明显相关性[27]。研究发现OSAHS患儿血浆纤溶酶原激活剂抑制剂-1、单核细胞趋化蛋白-1水平均明显高于非OSAHS患儿，并在接受腺样体切除术后其水平明显下降[28-29]。但是这些标志物同样缺乏多中心、大样本的评估，且此类标志物的缺点在于其提取及鉴定需要较高的实验室条件，应用于临床筛查价格可能偏高。

1.3 OSAHS并发认知功能障碍相关标志物 儿童OSAHS与神经认知功能有关，且与严重程度有关[30]。胰岛素样生长因子（insulin like growth factor-1，IGF-1）具有保护大脑神经元并促进新运动神经元生长的功能，且与睡眠障碍机制有关[31]。Gozal等[32]研究发现患有OSAHS但认知评分正常的儿童IGF-1水平明显高于患有OSAHS且认知缺陷的儿童以及正常对照儿童，这表明OSAHS可能引起IGF-1水平升高且对相关的神经认知功能发挥重要的保护作用。载脂蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）是一种在肝脏和大脑中产生的脂蛋白，参与胆固醇的沉积和运输，其亚型ApoEε4是散发性阿尔茨海默病最强的遗传风险因素[33]。研究发现成人OSAHS患者 ApoEε4 水平增加与 AHI呈独立相关[34]。Gozal等[35]研究表明ApoEε4等位基因在OSAHS患儿中更常见，尤其是在出现神经认知缺陷的儿童中，这表明ApoEε4等位基因不仅与睡眠呼吸障碍的增加有关，而且还与神经认知功能障碍有关。ApoEε4具有作为OSAHS并发认知功能障碍生物标志物的潜在价值。此类标志物易于采集与检测，若能够应用于临床OSAHS并发认知障碍筛查，有助于临床医生尽早实施干预措施，可能有效减少OSAHS儿童的并发症。

1.4 OSAHS相关代谢功能标志物 动物模型和人类研究均表明，间歇性低氧会产生活性氧，从而激活炎症级联反应，导致促炎细胞因子和黏附分子表达增加，如NF-κB引起全身性血管炎症和氧化应激，低氧诱导因子1诱发对脂肪组织的促炎性刺激[36]。睡眠片段化也会扰乱皮质醇分泌的昼夜循环和促生长轴，导致夜间皮质醇升高和IGF-1降低[37]。Kelly等[38]研究表明OSAHS患儿脂联素水平与AHI呈负相关。脂联素是一种胰岛素增敏激素，脂联素水平降低可能引发胰岛素抵抗从而导致OSAHS患儿肥胖的发生。瘦素被称为肥胖的标志物，是一种主要在白色脂肪组织中合成的肽类激素[39]。研究表明，瘦素能够调节睡眠结构、通畅上呼吸道、改善通气功能和高碳酸血症[39]。研究发现OSAHS患儿瘦素水平较高[40-41]，但也有研究发现瘦素与OSAHS无关[42]。考虑到这种差异，瘦素与儿童OSAHS之间的关系值得进一步研究探讨。儿童OSAHS合并肥胖已成为研究热点，如果能通过肥胖相关的炎症因子或激素筛查OSAHS患儿，将会给临床OSAHS和肥胖诊治工作带来一定的帮助，但是此类标志物目前仍缺少临床多中心、大样本的研究。

2 OSAHS相关尿液生物标志物

Kelly等[38]研究发现OSAHS患儿24 h尿儿茶酚胺升高，且与AHI增高和氧饱和度降低有关。Kheirandish-Gozal等[43]进一步证实OSAHS患儿尿液中儿茶酚胺和 γ-氨基丁酸（gamma aminobutyric acid，GABA）水平升高，且牛磺酸水平降低。GABA水平的升高和牛磺酸水平的降低可能是OSAHS患儿认知功能障碍机制的基础。在小鼠动物模型中，儿茶酚胺能够抑制脂联素的分泌[44]，儿茶酚胺在体内如何参与儿童OSAHS疾病的机制有待进一步研究。Gozal等[45]通过检查尿液蛋白质组共鉴定出16种OSAHS患儿和正常对照儿童差异表达的蛋白质，其中尿调制素、尿皮质素-3、口黏蛋白-1和激肽释放酶通过免疫印迹确认并且经过ROC曲线分析取得了较高的预测特性，将4种蛋白中的3种或3种以上组合预测，其特异度和灵敏度分别高达100%和95%。Villa等[46]研究发现AHI≥5次/h的OSAHS患儿尿8-异前列烷（8-isoprostane，8-IsoP）水平明显高于AHI＜5组，并且与AHI呈正相关。尿液标本便于获取，且蛋白质组学技术趋于成熟，鉴于较高的ROC曲线预测特性，尿液蛋白质组学可能成为有效的临床OSAHS筛查标志物，但仍需要大量的临床研究进行验证。

3 OSAHS相关唾液生物标志物

OSAHS与下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的压力系统激活有关[47]。Park等[48]研究发现，OSAHS患儿唾液皮质醇水平随着OSAHS严重程度增加而降低，且与氧饱和指数呈负相关。Jeong等[49]研究发现OSAHS患儿腺样体扁桃体切除术后唾液皮质醇水平明显降低，且打鼾时间及觉醒指数得到改善。Imani等[50]研究发现，与健康对照组相比，OSAHS儿童的早晨唾液皮质醇水平较低。因此，唾液被认为是儿童OSAHS的可能筛查指标。然而OSAHS唾液皮质醇缺少特异度及灵敏度分析以及存在样本量不足的问题，是否能够应用于临床儿童OSAHS筛查有待进一步研究。

4 OSAHS相关EBC生物标志物

EBC检测是一种反映下呼吸道生化状态的新技术，可用于评价气道炎症和氧化应激程度，又被称为生化肺功能。Biltagi等[51]研究发现OSAHS患儿EBC中8-IsoP和IL-6与儿童OSAHS严重程度呈正相关。Barreto等[52]研究发现OSAHS患儿EBC中8-IsoP水平明显高于健康对照组，且与 AHI和血氧饱和度相关，AUC达0.84，灵敏度和特异度分别为0.765和0.781。OSAHS患儿尿液与EBC中8-IsoP水平比较差异有统计学意义，两者联合检测或许可以成为儿童OSAHS的筛查手段。然而此标志物缺点在于EBC标本采集容易受唾液污染，且其储存及分析需在－70～0℃迅速进行。

5 OSAHS相关机体微生态标志物

随着新一代组学测序技术的发展，机体微生态逐渐成为研究热点。Galli等[53]用细菌16Sr RNA基因测序分析了OSAHS伴慢性扁桃体炎或扁桃体肥大患儿的口腔微生物组，发现OSAHS患儿梭杆菌属丰度较高。Valentini等[54]评估了OSAHS患儿肠道微生物组，发现OSAHS患儿肠道微生物多样性明显降低且促炎菌株增多。微生态标志物用于OSAHS筛查的相关研究报道较少，仍缺乏特定的细菌或菌群指标，但微生态不失为一个新的OSAHS生物标志物研究方向。

6 问题和展望

综上所述，目前针对儿童OSAHS的研究尚未取得明确的生物学标志物，但在监测儿童OSAHS病情变化或评估预后具有一定临床价值。现存的研究也存在一定局限性，例如缺乏特异度和灵敏度分析，大部分研究为基于横断面研究或小样本量的观察性研究，其临床可行性有待评估。理想的OSAHS的生物标志物应该提供治疗和预后相关的信息，并且对OSAHS引起的终末器官功能障碍高度敏感和特异，同时也与疾病的一个重要机制途径有关，以便在治疗过程中生物标志物水平的变化与终末器官结局的变化相平行对应。因此，在今后的研究中，应该扩大样本量，分析标志物的特异度和灵敏度，结合OSAHS发病机制及治疗预后，更深一步地探索生物标志物。