張 熙,黃 兵(綜述),王貴鵬(審校)
睡眠呼吸暫停(sleep apnea,SA)在人群中有較高的患病率,男性輕度、中度和重度SA的患病率分別為41.0%、11.8%和6.5%,女性分別為26.6%、4.4%和1.2%,與動脈斑塊水平升高相關(guān),尤其在中度、重度SA中更明顯[1]。阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征(obstructive sleep apnea syndrome,OSAS)是常見類型,它與冠心病(coronary heart disease,CHD)有許多共同危險因素,這些因素會增加患者心血管風險;同時,OSAS可促進CHD的發(fā)生發(fā)展[2],增加患者的心臟不良事件發(fā)生率[3],這種影響依賴于心血管風險表型,比如在急性冠脈綜合征患者中,尤其是沒有心臟病病史和首次急性冠脈綜合征住院患者,OSAS可能增加復發(fā)性心血管事件[4]。為CHD合并OSAS患者明確治療策略,需要更好地理解OSAS如何促進CHD的發(fā)病,但目前OSAS參與CHD的發(fā)病機制仍不清楚。持續(xù)正壓通氣(continuous positive airway pressure,CPAP)被推薦為OSAS的首選方法,但對患者的長期影響尚有爭議。我們探討了OSAS促進CHD發(fā)生的可能機制,評估了目前CPAP治療對CHD影響的證據(jù)。
OSAS指睡眠期間反復出現(xiàn)上氣道部分或全部塌陷,導致呼吸事件,其診斷基于多導睡眠監(jiān)測:根據(jù)多導睡眠監(jiān)測記錄的呼吸暫停低通氣指數(shù)(apnea hypopnea index,AHI),將OSAS分為輕度(5/h≤AHI<15/h)、中度(15/h≤AHI≤30/h)、重度OSAS(30/h OSAS的生理學特征是吸氣時胸腔負壓增大,左心回流減少靜脈回流增加,導致左室后負荷增加,右室前負荷增加;壓力變化導致急性左室間隔移位,左室充盈障礙,引起心肌缺血。臨床特點是反復出現(xiàn)部分或完全上呼吸道阻塞,導致睡眠中出現(xiàn)間歇性缺氧睡眠碎片化,誘導交感神經(jīng)激活、氧化應激、高凝狀態(tài)、炎癥反應、內(nèi)皮功能損害、代謝異常等一系列中間機制。間歇性缺氧可能導致活性氧的產(chǎn)生,發(fā)生氧化應激,出現(xiàn)內(nèi)皮功能損害和動脈粥樣硬化,同時增加促炎細胞因子、黏附分子和促凝因子活性,通過一系列轉(zhuǎn)導途徑損害內(nèi)皮功能,促進動脈粥樣硬化。內(nèi)皮功能障礙和動脈粥樣硬化亦可反過來加重氧化應激。也有研究認為夜間缺氧-再氧合,會促進冠狀動脈側(cè)支生成,對心臟具有潛在保護作用[5],但需進一步證實。OSAS與CHD在病理生理學上聯(lián)系十分復雜。 2.1間歇性缺氧 間歇性缺氧通過刺激中樞和外周化學感受器,促進多種活性物質(zhì)釋放,進而導致氧化應激、炎癥反應、血液高凝、交感神經(jīng)興奮和內(nèi)皮功能損害等一系列轉(zhuǎn)導途徑,促進動脈粥樣硬化和CHD的發(fā)生。低氧誘導因子-1在間歇性缺氧時被激活,從而使編碼某些蛋白質(zhì)如促紅細胞生成素、血管內(nèi)皮生長因子、一氧化氮(nitric oxide,NO)生成酶等基因過度表達,增加組織的氧合能力,促進血管生成,刺激動脈粥樣硬化斑塊內(nèi)的血管化而增強動脈粥樣硬化。同時,間歇性缺氧也導致核因子κB(NF-κB)的激活,這種因子的激活在冠狀動脈血流改變的病生過程中起到關(guān)鍵作用,Han等[6]研究表明,間歇性缺氧可以通過NF-κB和氧化苦參堿-1(oxymatrine-1,OM-1)通路導致細胞凋亡加速。Wang等[7]發(fā)現(xiàn)OSAS誘導的缺氧可能與心肌梗死的嚴重程度相關(guān),加重其近期不良預后。 2.2氧化應激 氧化應激在動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展中起著關(guān)鍵作用,是CHD發(fā)病的重要機制之一[8]。研究[9]表明,當暴露于間歇性缺氧時,氧化應激會被強烈激活。氧化修飾的低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)是動脈粥樣硬化形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。OSAS患者體內(nèi)存在長期反復的低氧和復氧變化,這種變化會產(chǎn)生大量活性氧,刺激機體產(chǎn)生大量的ox-LDL,加速動脈粥樣硬化的進程[10]。Jelic等[11]發(fā)現(xiàn)OSAS通過促進氧化應激直接影響血管內(nèi)皮,當內(nèi)皮細胞氧化應激增加,NO合成的輔助因子減少時,內(nèi)皮型一氧化氮合酶會優(yōu)先促進超氧化物的生成,加速NO的降解,降低NO的有效性,從而促進內(nèi)皮損害,增加OSAS患者發(fā)生CHD的風險。 2.3內(nèi)皮功能障礙 內(nèi)皮功能障礙被廣泛認為參與了動脈粥樣硬化的各個階段,對CHD的發(fā)生和發(fā)展具有重要意義,是OSAS患者動脈粥樣硬化最重要的早期指標之一。OSAS通過促進炎癥反應直接影響血管內(nèi)皮功能,降低NO的利用度和修復能力,導致動脈中膜血管平滑肌細胞增殖和血栓形成,進而促進動脈粥樣硬化。近年來,有研究證明內(nèi)皮特異性分子-1(endothelial cell-specific molecule 1,ESM-1)的降低可以抑制內(nèi)皮細胞的活化,延緩動脈粥樣硬化的進展,研究[12]通過多因素logistic回歸分析循環(huán)ESM-1水平與CHD之間的相關(guān)性,認為ESM-1在調(diào)節(jié)細胞黏附方面可能發(fā)揮重要作用,其水平升高可能反映內(nèi)皮功能障礙,可用于監(jiān)測OSAS患者CHD的發(fā)生和發(fā)展。 2.4炎癥反應 炎癥反應在OSAS和CHD的發(fā)生中扮演重要角色。白細胞介素-6和C反應蛋白是導致動脈粥樣硬化的重要炎癥介質(zhì),可促進冠脈粥樣斑塊的形成和發(fā)展。OSAS與C反應蛋白、白細胞介素-6、白細胞介素-8、白細胞介素-18、腫瘤壞死因子水平升高獨立相關(guān)。OSAS導致的氧化應激可調(diào)節(jié)介導炎癥反應的基因表達因子-1和NF-κB上調(diào),NF-κB介導細胞因子、黏附分子、環(huán)加氧酶的表達。在Wu等[13]的研究中,118例患者入院時有OSAS癥狀,多導睡眠監(jiān)測陽性,而且有1年以上急性冠脈綜合征病史,觀察血清C反應蛋白、AHI和氧減飽和指數(shù)顯著相關(guān),且重度OSAS患者的炎癥介質(zhì)水平較高。這在一定程度上反映了在OSAS患者中炎癥反應可能參與了CHD的發(fā)展。Fukuoka等[14]研究發(fā)現(xiàn)夜間間歇性缺氧和短時間睡眠與CHD患者血清C反應蛋白水平升高獨立相關(guān),提示睡眠障礙和睡眠不足均與CHD患者炎癥反應增強有關(guān)。在冰島SA隊列研究報告中,未接受OSAS治療的肥胖個體中,2年內(nèi)患者血清細胞間黏附分子(serum intercellular adhesion molecule,ICAM)水平顯著增加,而在經(jīng)常使用CPAP的患者中,ICAM水平下降[15],在ICAM-1水平與冠狀/腦血管缺血性事件之間的關(guān)系中,也顯示了同樣的趨勢[16]。因此,OSAS可能導致進行性炎癥狀態(tài)。 2.5高凝狀態(tài) 高凝狀態(tài)可能是OSAS參與CHD的另一個潛在機制。在OSAS患者中,血小板標志物在睡眠期間增加,而在接受了CPAP治療的受試者中減少,OSAS患者晨起的纖維蛋白原濃度和纖溶酶原激活物抑制劑-1水平增加,且與AHI值明顯相關(guān)[17]。一項隨機研究[18]顯示,對OSAS患者進行2周CPAP治療后,測得纖溶酶原激活物抑制劑顯著降低。Cohen等[19]報道了1例3歲男孩因扁桃體大,臨床表現(xiàn)為長時間OSAS,完善相關(guān)輔助檢查提示機體多發(fā)血栓,病理檢查顯示肺動脈內(nèi)有機化血栓和偏心性內(nèi)膜纖維化,這一病例報告可能表明,長時間的阻塞性睡眠呼吸暫??赡苁且环N促凝狀態(tài)。因此在OSAS患者中,患者的高凝狀態(tài),除了可能導致血栓形成,還有助于CHD發(fā)生和進展及CHD支架置入后內(nèi)血栓的形成。 2.6代謝異常 OSAS與代謝異常獨立相關(guān),與發(fā)生心血管事件的風險相關(guān)。OSAS普遍存在于2型糖尿病、非酒精性脂肪肝等代謝性疾病患者中,與高血壓、胰島素抵抗、內(nèi)臟肥胖和血脂異常等相關(guān)。血脂水平異常是造成CHD患病率及死亡率增加的主要原因。在橫斷面研究中,納入1 727名受試者,收集了夜間多導睡眠監(jiān)測參數(shù)、生化、生物標志物和心率測量數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)腰圍、平均動脈壓、甘油三酯、低密度脂蛋白及膽固醇均與AHI相關(guān)[20],此外,還揭示了高血壓、肥胖、高血糖、低密度脂蛋白-C、血脂異常及AHI對心血管疾病的聯(lián)合作用。胰島素抵抗也對OSAS患者的心血管疾病有不利影響。因此,OSAS患者出現(xiàn)動脈硬化性與血脂異常和胰島素抵抗密切相關(guān)。有研究表明,缺氧狀態(tài)下脂肪細胞產(chǎn)生的脂肪細胞因子異常,抑制脂蛋白脂肪酶,可能導致OSAS患者出現(xiàn)胰島素抵抗和代謝綜合征,可導致肝臟對抗胰島素的滅活,對葡萄糖的攝取減少[21],抑制肝臟對甘油三酯的攝取,血漿乳糜微粒、極低密度脂蛋白和膽固醇增加,促進動脈粥樣硬化。 2.7交感神經(jīng)激活 自主神經(jīng)參與患者從覺醒到睡眠的全過程,在不同的睡眠階段進行調(diào)節(jié)。同時,自主神經(jīng)活動也受睡眠影響。交感神經(jīng)激活是OSAS的關(guān)鍵反應之一,常用兒茶酚胺反映其活動[22]。當交感神經(jīng)激活時,兒茶酚胺會過度分泌[23],導致血管收縮、心率加快、血壓持續(xù)升高和血壓的顯著波動,一方面會直接加重內(nèi)皮損害,另一方面會增加左心室的后負荷,減少心臟輸血量和冠脈血流量,從而損害血管內(nèi)皮,加速動脈粥樣硬化和微血栓形成,促進CHD的發(fā)展。同時交感神經(jīng)激活會導致糖原分解、糖異生增強、胰高血糖素分泌增加,最終導致糖代謝紊亂,胰島素抵抗。在反復呼吸暫?;颊呒伴g歇性缺氧的動物模型均表現(xiàn)出交感神經(jīng)活性提高和血漿兒茶酚胺水平升高[24]。 CHD患者中近50%有OSAS,顯著增加了CHD患者的不良結(jié)局和病死率[25],預后比無OSAS的CHD患者更差[26]。部分研究[27]認為,堅持CPAP治療有益于CHD合并OSAS患者,可以提高患者的生存率和改善預后。在一項前瞻性隨訪研究[28]中(n=186),接受CPAP的心肌梗死患者與未接受治療的患者相比,發(fā)生心肌梗死復發(fā)(調(diào)整HR=0.16)和血管重建(調(diào)整HR=0.15)的風險較低。但是,在RICCADSA試驗中[29],對CHD中沒有OSAS患者進行常規(guī)CPAP治療,結(jié)果顯示沒有顯著減少其長期不良結(jié)果。次年,他們在RICCADSA的隨機對照試驗進行了平行觀察研究[30],與非OSAS患者相比,CPAP治療OSAS的CHD患者發(fā)生心臟不良事件率的風險沒有增加。同樣,在SAVE試驗[31]中得到了與RICCADSA隊列類似的結(jié)果。Catalan-Serra等[32]也發(fā)現(xiàn)在未經(jīng)CPAP治療的老年OSAS患者中,CHD發(fā)生率未見增加,反而卒中發(fā)生率更高。 對于新診斷為CHD的患者,早期篩查和治療OSAS十分必要。二者在病理生理學上聯(lián)系十分復雜,潛在的中間機制相輔相成。目前,CPAP是OSAS首選療法,可以緩解阻塞性呼吸事件,改善癥狀,但其對這類患者長期心血管的預后尚不清楚。同時,這類患者往往表現(xiàn)出較差的依從性,是否堅持治療取決于患者對癥狀的認識。而這類患者往往缺乏特征性癥狀。因此,一方面應該提高患者的依從性,另一方面應該及時識別CHD患者中的OSAS癥狀,進而減少他們的不良結(jié)局。目前,臨床還缺少相關(guān)的可靠依據(jù),未來研究可以通過對患者進行風險分層和表型分層,探索有效的循環(huán)生物標志物,尋找患者依從性更好的無創(chuàng)治療措施,這或許可以為這類患者的診療提供方向。2 OSAS參與CHD的發(fā)病機制
3 OSAS與CHD的治療和預后
4 結(jié)語