引用本文： 張凌, 李慶云. 睡眠呼吸暫停生物學標志物的研究進展. 中國呼吸與危重監護雜志, 2015, 14(1): 117-123. doi: 10.7507/1671-6205.2015031 復制
阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome，OSAHS)因其發病普遍性及對心血管及代謝的影響越來越受到重視，其成人患病率為2%~4%，未經治療的OSAHS患者5年病死率可達11%~13%，全球每天約有3 000人的死亡與OSAHS有關[1]。近年來，隨著對OSAHS研究的深入和認識的提高，人們開始探索OSAHS的生物學標志物，以利于改進睡眠呼吸暫停的診斷和評估方法。按照美國NIH的定義，生物學標志物是指可以反映和評價正常生理過程、疾病狀態以及對治療反應的客觀指標。“理想”的生物標志物應具備以下特點：安全，簡單，價廉，無明顯性別或種族差異，患者自己可以直觀判斷；敏感性及特異性高，有助于篩查及診斷；與疾病嚴重程度相關，能夠幫助患者評估治療效果。對于OSAHS患者來說，研究其生物學標志物的必要性表現在兩個方面。其一，臨床診斷的需要。作為OSAHS診斷金標準的多導睡眠圖(PSG)也存在一定的局限性，例如由于其檢查過程繁瑣，需要耗費大量人力、物力及時間，因此不能用于大規模流行病學調查、篩查等；另外，對于依從性較差的患者，如兒童、阿爾茲海默病患者、精神障礙患者等，PSG檢查基本無法實施。其二，判斷疾病進展和治療評估的需要。持續氣道正壓通氣(CPAP)是治療OSAHS的首選治療，CPAP的依從性并不高，僅為30%~60%[2-5]。從臨床角度出發，及時進行CPAP療效評估，指導后續治療方案制定無疑是提高依從性的策略之一。然而，研究表明有效的CPAP治療后2年呼吸暫停低通氣指數(AHI)方可明顯改善[6]。顯然，以反復的PSG檢查來判斷療效似乎并非好的選擇。因此，從OSAHS病理生理過程及多系統損傷的層面出發，尋找變化顯著并簡便易行的生物學標志物來判斷療效將成為研究重點之一。
目前“可能的”睡眠呼吸暫停生物學指標來自于對疾病病理生理過程和并發癥的研究，其中包括氧化應激指標、炎癥指標以及代謝紊亂指標等，可檢測的途徑包括血清學、尿液、唾液、呼出氣冷凝液等。
一 血清學和呼出氣冷凝液指標
1．氧化應激指標：OSAHS患者夜間睡眠時發生的反復低氧再復氧過程——慢性間歇低氧(chronic intermittent hypoxia，CIH)是OSAHS的重要病理生理機制，是造成OSAHS患者心血管系統以及其他臟器損害的基礎。此過程類似缺血再灌注損傷，可引起氧化應激反應，產生過多的活性氧基團(ROS)，可通過直接破壞大分子結構物質和作為信號分子啟動靶基因轉錄表達等多種方式造成血管內皮細胞急性和慢性功能損害[7-8]。Simiakakis等[9]雖然發現肥胖、吸煙、性別仍然是OSAHS中氧化應激途徑的最重要的決定因素，但是還認為OSAHS所造成的低氧可能會加重氧化應激的程度。
OSAHS氧化應激相關標志物如8-異前列腺素、氮氧化物是研究的熱點。Carpagnano等[10]研究發現OSAHS患者呼出氣冷凝液中8-異前列腺素的濃度較對照組顯著升高，8-異前列腺素的濃度與AHI、頸圍正相關。隨后的研究顯示這種差異同樣存在于血清中，經CPAP治療后血清8-異前列腺素的水平顯著下降[11]。CIH暴露后的交感神經興奮性和血管反應性改變被認為與氮氧化物水平的下調相關[12]。Ip等[13]報道中重度OSAHS患者血清中氮氧化物的含量較對照組明顯降低，并且在接受CPAP治療后氮氧化物水平明顯上升。另一些研究也顯示CPAP治療能夠使8-異前列腺素、氮氧化物水平恢復正常[14-15]。35例OSAHS患者接受CPAP治療3個月后，血清及呼出氣冷凝液檢測腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細胞介素6(IL-6)、8-異前列腺素、硝基酪氨酸、C反應蛋白(CRP)，呼出氣冷凝液中所有指標及血清中8-異前列腺素、硝基酪氨酸在CPAP治療后明顯下降，同時發現硝基酪氨酸與OSAHS嚴重程度有較好的相關性[16]。血清中脂質過氧化的標志物——硫代巴比土酸反應物質(TBARS)，以及羰基應激標志物——晚期糖基化終末產物(AGEs)，分別可反映OSAHS的氧化應激[17-18]及代謝異常[19]，一些研究也表明了其與CPAP治療的相關性[20]。
硫氧還蛋白(thioredoxin，TRX)是機體抗氧化系統重要組份，是反映氧化應激的指標之一。Guo等[21]比較不同嚴重度OSAHS患者血漿TRX水平，結果顯示TRX與OSAHS的嚴重程度密切相關，以TRX≥9.39 ng/mL為臨界值，預測OSAHS的敏感性為90.7%，特異性為77.8%，準確率為88.7%；以TRX≥11.79 ng/mL為臨界值，鑒別輕度與中重度OSAHS的敏感性為75.0%，特異性為65.2%，準確率73.1%。動物實驗研究也有類似發現，周偉等[22]研究證實OSAHS模式的CIH可導致血管內皮系統TRX mRNA的表達水平增加，其增加程度與間歇低氧程度有關。不過，目前TRX與OSAHS相關性臨床研究仍較少，并且缺乏CPAP治療前后變化的研究。
OSAHS的慢性間歇低氧過程使三磷酸腺苷(ATP)生成減少或加速ATP降解使得核酸嘌呤代謝紊亂，易導致高尿酸血癥；而組織缺氧最終可導致高乳酸血癥。有研究證實血清尿酸與OSAHS嚴重程度相關，但似乎肥胖等因素影響了結果[23]。另一研究發現OSAHS患者的血清尿酸、乳酸水平較對照組均有顯著升高，但是在控制年齡、體重指數(BMI)、腰臀比等因素后，血清尿酸與AHI并無顯著相關，因此認為乳酸水平對評估OSAHS低氧狀態氧化應激程度較尿酸更為敏感。結果可能與兩者半衰期有關，尿酸的半衰期為0.85 d，而乳酸僅為20 min。
2．炎癥性指標：OSAHS的最主要病理生理變化為低氧血癥和高碳酸血癥。CIH通過激活p38絲裂原活化蛋白激酶導致促炎性轉錄因子生成，如核因子κB(NF-κB)激活，進一步促使TNF-α、IL-6、IL-8等炎癥標記物表達上調[24-25]，以及由肝細胞受IL-6、TNF-α等刺激而活化合成CRP。IL-6及CRP獨立于肥胖與OSAHS的嚴重程度相關[26-28]，Lui等[29]對111例受試者的隨機研究證實中年男性CRP獨立于內臟型肥胖而與OSAHS發病及嚴重程度呈正相關，并且可以在CPAP治療之后獲得改善[26, 30-31]。另有相反的結論表示IL-6、CRP并不獨立與OSAHS相關[32-34]。威斯康辛州的一項大樣本量的研究表明，長期習慣的睡眠持續時間長度與CRP水平并無相關性[35]。其中可能的混雜因素是肥胖，血清CRP增高OSAHS患者中有相當一部分患者存在肥胖。Hotamisligil[36]首次提出肥胖是由不同炎癥因子誘導產生的一種全身性的慢性低度炎癥狀態。研究證實脂肪組織同樣能分泌炎癥因子，如TNF-α、IL-6等，參與機體的多種生理病理過程[37]。而Arnardottir等[38]對454例未經治療的患者根據BMI分層，發現IL-6水平僅在BMI>30 kg/m2時與OSAHS的嚴重程度正相關。炎癥指標的變化表現為OSAHS患者TNF-α較IL-6有明顯且快速的升高[39]。總睡眠時間也影響炎癥指標的變化，研究證實PSG所示的睡眠持續時間每減少1 h，CRP及TNF-α升高12%，IL-6升高9%。但是校正肥胖等混雜因素后，睡眠持續時間每減少1 h，TNF-α升高8%，而CRP及IL-6與睡眠持續時間不再相關[40]。OSAHS缺氧啟動了炎癥瀑布，使炎癥因子升高。CPAP治療后改善了缺氧狀態，理論上可使炎癥因子水平下降。研究證實CPAP治療6個月后依從性良好的OSAHS患者TNF-α及尿酸都有明顯下降[41]，CRP明顯下降[42]。
中性粒細胞明膠酶相關載脂蛋白Ngal已被證實參與心血管疾病、慢性腎臟病的炎癥過程。Murase等[43]研究發現血漿Ngal與OSAHS的嚴重程度正相關，但在進一步分析了肥胖等其他代謝綜合征相關因素后，Ngal在OSAHS患者中的顯著升高被歸因于代謝綜合征，并且CPAP治療后OSAHS的改善也并不能在Ngal水平得到體現。
鈣結合蛋白作為一種新的炎癥因子，曾被提出用于炎癥性腸病的診斷和嚴重程度的評估。Cholidou等[44]對74例受試者研究發現鈣結合蛋白與CRP均與AHI呈正相關，在對中、重度患者進行CPAP治療后，鈣結合蛋白含量均有顯著的下降。同時提出，鈣結合蛋白聯合CRP的改善可以預測OSAHS患者心血管風險下降。
雖然許多相關試驗已經說明了炎癥因子與OSAHS之間的相關性，但OSAHS多并發其他疾病，如心血管疾病、糖尿病等，這些疾病的病理生理過程同樣有炎癥的參與，因此尚需要進一步的研究來支持炎癥因子與OSAHS的直接關系。對于CPAP的治療效果是否能用炎癥因子去評估，也同樣需要多中心大樣本量的研究去支持。另外，是否存在尚未被關注到的參與OSAHS發展過程并更具特異性的炎癥因子，也有待進一步研究。
3．代謝性指標：糖代謝異常與OSAHS也有密切聯系，OSAHS患者中糖尿病的患病率>40%，而糖尿病患者中OSAHS的患病率可達23%以上[45]。一些大樣本量的橫斷面研究提示了胰島素抵抗或糖尿病與OSAHS之間的密切聯系[46]。在Sleep AHEAD研究中，306例2型糖尿病患者罹患OSAHS的比例達86%，BMI及腰圍被認為是OSAHS的主要預測因子[47]。美國臨床內分泌醫師學會(ACCE)于2011年公布了最新糖尿病綜合治療方案指南(以下簡稱指南)，建議成人尤其是50歲以上的男性2型糖尿病患者應該常規進行阻塞性睡眠暫停篩查[48]。肥胖與糖尿病密切相關，而大部分的OSAHS患者存在肥胖，那么肥胖是不是糖尿病與OSAHS的中介將兩者聯系起來呢？研究顯示OSAHS中存在的糖耐量異常獨立于肥胖。
Aronsohn等[49]研究發現60例糖尿病患者中77%存在不同程度的OSAHS，在控制了年齡、性別、種族、BMI、糖尿病病程長短、總睡眠時間后，輕、中、重度OSAHS患者的糖化血紅蛋白(HbA1c)較非OSAHS患者分別提高1.49%、1.93%、3.69%，提示HbA1C與OSAHS的嚴重程度呈正相關。Lindberg等[50]在一項400例受試者研究中發現，控制了年齡、腰臀比等混雜因素后，重度OSAHS人群較非OSAHS的人群胰島素敏感性明顯降低。HbA1c對CPAP的反應性也得到證實，Shpirer等[51]發現HbA1c的水平與OSAHS的嚴重程度呈正相關，重度OSAHS患者在CPAP治療3~5個月后HbA1c水平明顯下降。一項86例OSAHS患者參與的雙盲試驗中，與對照組比較，3個月的CPAP治療可明顯逆轉代謝異常，HbA1c、總膽固醇、甘油三脂、低密度脂蛋白均有明顯下降，OSAHS與高血糖、胰島素抵抗具有一定的相關性獨立于肥胖因素[52]。基于上述研究，HbA1c可能為糖代謝異常合并OSAHS的患者的CPAP療效判定提供依據，但是對OSAHS是否具有直接診斷價值尚需探討。
典型的肥胖OSAHS患者表現為脂質三聯征：甘油三酯升高、低密度脂蛋白膽固醇升高、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)降低。Coughlin等[53]和臧淑妃等[55]研究發現肥胖OSAHS患者比肥胖非OSAHS者HDL-C更低。Tan等[55]研究也顯示OSAHS患者中高密度脂蛋白(HDL)水平明顯降低，并提出AHI是引起OSAHS患者HDL異常的主要原因。葉亮等[56]對231例受試者(包括肥胖OSAHS組89例，非肥胖OSAHS組62例，單純肥胖組40例，正常對照組40例)進行多元分析，并排除肥胖等混雜因素后，發現尚不能認為OSAHS是引起血脂代謝紊亂的獨立危險因素。國外的一些研究中也有相似的結論[27, 57]。不過，CPAP治療后評價研究表明，良好的依從性以及一定的療程能夠使治療前的脂代謝異常得到改善[30, 58-61]。但是對于短期的CPAP治療或治療前血脂正常的OSAHS患者，以血脂水平作為治療評價似乎并不理想[62-65]。
同型半胱氨酸(Hcy)一直被認為與心血管疾病(CVD)有密切聯系，與OSAHS之間是否存在獨立于心血管疾病、肥胖等合并癥之外的聯系？諸多研究證明單純OSAHS并不引起Hcy升高[66-68]。但是，研究卻發現半胱氨酸(Cys)本身具有一定的意義。在Cintra等[69]的研究中，OSAHS患者組及對照組各75例，兩組年齡、性別、基礎心率、動脈血壓并無顯著差異，Cys及Hcy代謝中相關維生素含量也無顯著差異，OSAHS患者的血漿Cys水平高于對照組，而兩組間Hcy水平并無明顯差異；控制了BMI等混淆因素后，兩組間Cys的顯著差異仍然存在，在6個月的CPAP治療后Cys水平明顯下降。需要注意的是，Cys的影響因素很多，比如吸煙、動脈粥樣硬化均可以造成Cys升高，肌酐水平也能影響結果。另外，諸如中樞性睡眠呼吸暫停、慢性呼吸衰竭、充血性心臟衰竭、嚴重貧血等可引起組織缺氧的疾病理論上也可引起Cys升高，在設計此類試驗時應該加以排除[70]。Cys作為一個近來被新提出來的潛在OSAHS標志物，還需要重復的、大量的、隨機對照研究來說明其與疾病間的相關性以及作為療效評價的可靠性。
4．內分泌指標：OSAHS患者睡眠中反復出現呼吸暫停以及睡眠片段化、睡眠周期紊亂均可破壞激素分泌節律；低氧使內啡肽、谷氨酰胺等中樞神經遞質變化進而影響下丘腦垂體性腺軸；另外OSAHS合并肥胖的患者瘦素水平下降對性激素也有一定影響。丁少芳等[71]研究30例OSAHS男性患者，發現控制年齡及肥胖因素后，血清黃體生成素(LH)、促卵泡激素(FSH)與AHI呈顯著相關；LH、FSH、睪酮水平與最低血氧飽和度(LSpO2)呈正相關。另一些相關性研究也得到類似結論[72]，睪酮替代治療并不能緩解夜間低氧[73]，而CPAP治療后睪酮的水平也沒有明顯下降[74]。另外，一項多囊卵巢綜合癥(PCOS)相關研究中，在同樣肥胖的女性中，患有PCOS人群OSAHS的發病率是沒有PCOS人群的5~10倍[75]。Mokhlesi等[76]則表示PCOS患者合并OSAHS仍與肥胖有關。可見，在男性中，睪酮與OSAHS有一定的相關性，但似乎并不能作為療效評價的依據，也缺乏其具有診斷價值的依據；在女性中，PCOS所介導的睪酮升高與肥胖、OSAHS是否有關聯？它們之間的關系仍不明確。
5．血液流變學指標：OSAHS可導致高凝狀態，包括反復低氧致促紅細胞生成素(EPO)增多、交感神經興奮、RAS系統激活以及呼吸道水分蒸發導致相對紅細胞增多及血液黏稠。P-選擇素——反映血小板活化程度的特異性分子標志物，在中重度OSAHS患者中有明顯升高，但是并未表現為決定性的因果關系[77]，一些學者認為可能是肥胖及高脂血癥導致了血小板活化[78-79]。OSAHS患者中存在纖溶與凝血系統的失衡。Rangemark等[80]研究發現OSAHS患者組織型纖溶酶原激活劑(t-PA)活性下降而纖溶酶原激活物抑制劑1(PAI-1)活性明顯增高，當控制年齡因素后仍有顯著差異，如果同時考慮BMI和血壓因素則僅有統計學上的趨勢意義。OSAHS患者有更高的凝血酶-抗纖維蛋白酶復合物(TAT)水平，其反映凝血酶活性程度。而反映抗凝系統的活化蛋白C-抗凝血酶復合物(APC-AT)、血栓調節蛋白水平等似乎與OSAHS并無相關性[81]，但是目前仍沒有相關證據表明TAT與OSAHS嚴重程度的相關性。
二 尿液指標
尿液的Lipocalin型前列腺素D合成酶(L-PGDS)在急性腎臟損害時有明顯升高，是評估繼發性腎損害的預測因子，包括高血壓、糖尿病等疾病，被認為與心血管疾病及睡眠調節有密切聯系。Chihara等[82]研究了L-PGDS在OSAHS患者尿液中的水平，結果顯示L-PGDS與OSAHS嚴重程度有一定相關性，同時在對患者進行2周的CPAP治療后L-PGDS有顯著的下降。尿L-PGDS或許能夠反映OSAHS患者的睡眠質量，但是尚沒有證據支持其診斷OSAHS的特異性。
尿液中的8-異前列腺素2α(8-iso-PGF2α)對OSAHS的診斷有一定的價值。Del Ben等[15]針對138例受試者的研究中，重度OSAHS患者尿8-iso-PGF2α水平較非OSAHS患者顯著升高，同時血清呈現sNOX2-dp升高、氮氧化物水平下降趨勢。CPAP治療6個月后OSAHSS患者的尿8-iso-PGF2α和sNOX2-dp均顯著下降。
三 唾液指標
唾液檢測因其取樣方便且無創的優點近來多被應用于皮質醇增多癥及糖代謝異常的診斷及評估。Akpinar等[83]研究證實唾液中髓過氧化物酶(MPO)的水平與AHI水平存在線性相關，且提出其或許可以作為反映OSAHS患者喉咽部炎癥的標志物之一。
Celec等[84]觀察了在CPAP治療1個月后及6個月后OSAHS患者唾液中TBARS與AGEs的含量變化，并與血漿中的含量作比較，發現兩者在唾液及血漿中的含量均表現與治療時間正相關的顯著下降，其中AGEs唾液含量的下降幅度要明顯大于血漿含量的下降幅度；另外，果糖胺——另一反映羰基應激的指標，血漿中含量的變化未提示治療的反應性，但其唾液中的含量在治療后卻顯著下降。
OSAHS患者低氧、睡眠節律紊亂影響下丘腦-垂體-腎上腺軸，進而導致激素水平紊亂。Raff等[85]比較分析了經過2周CPAP治療的OSAHS患者的唾液皮質醇含量，結果顯示未治療前早晨OSAHS的唾液皮質醇水平升高與對照組相比無顯著差異，晚11點唾液皮質醇含量顯著高于對照組；治療后首日OSAHS患者早晨唾液皮質醇水平下降，顯著低于對照組，但余下治療之后的唾液皮質醇水平較對照組均無顯著差異。可見，CPAP治療對于改善OSAHS患者的下丘腦-垂體-腎上腺軸的紊亂是短暫的。另一些研究也得出類似的結果，發現OSAHS患者早晨與夜晚的唾液皮質醇水平與正常對照組并無顯著差異[86-87]。
四 其他指標
1.視網膜病變的程度：研究表明同時有肥胖的2型糖尿病患者合并OSAHS似乎能夠加重糖尿病的視網膜病變程度[88]。反過來，在同時具有肥胖、2型糖尿病的OSAHS患者中，視網膜病變的程度能夠為評估OSAHS嚴重程度、治療效果帶來一定依據。
2.外周神經病變：慢性阻塞性肺疾病患者的慢性低氧導致外周神經病變，并且不易發生缺血性神經傳導障礙。Mayer等[89]研究發現OSAHS患者的神經傳導功能對缺血的耐受程度與夜間低氧的程度有部分相關性。對照組的神經傳導功能對缺血完全不能耐受，缺血前可引起神經反射的基礎刺激閾值明顯低于OSAHS患者，平均缺血30 min出現神經對刺激無應答，而OSAHS-RICF(resistance to ischemic nerve conduction failure)患者仍然對刺激應答，提出OSAHS合并糖耐量異常或其他代謝異常導致神經病變并不能通過該試驗得到區分，需要實驗室模型及病理生理依據進一步探究。
3.血栓彈力圖：Othman等[90]研究OSAHS動物模型血栓彈力圖，結果提示3 h的反復氣道閉塞升高血液高凝風險。雖然實驗并未明確低氧是引起高凝狀態的獨立因素，但是該檢查手段或許可以應用于OSAHS嚴重程度及CPAP治療效果的評估，還可能用于指導OSAHS患者的抗凝治療。
另外，多種無創動脈檢測技術對OSAHS心血管損傷的評估也有一定價值。頸動脈內膜中層厚度(IMT)、肱動脈血流介導性血管組織擴張(FMD)均是目前臨床上公認的反映動脈硬化程度的良好指標，但對于OSAHS全身血管的損害仍存在一定的局限性[91]。心踝血管指數避免了臂踝脈搏波速度易受血壓波動而影響的局限，可能是判斷OSAHS嚴重度、預測心血管損害及評估CPAP療效的指標之一。
五 總結
OSAHS的病理生理過程涉及多種疾病狀態，比如心血管疾病、肥胖、糖脂代謝紊亂等，這些疾病的發生發展還存在共同通路。因為這些狀態之間存在復雜的交互關系，要提出特異性與敏感性俱佳的生物學標志物絕非易事，目前的研究顯示“理想的OSAHS生物學標志物”尚不存在。而且，對已知的“候選標志物”，大部分僅為相關性研究，缺乏對量效關系、治療反應性的研究。OSAHS的發展進程是多系統、多機制的，在低氧負荷、交感神經興奮、氧化應激等一系列通路中勢必還潛藏著更加“理想”的生化指標，仍需要進行更多的探索性研究。
阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome，OSAHS)因其發病普遍性及對心血管及代謝的影響越來越受到重視，其成人患病率為2%~4%，未經治療的OSAHS患者5年病死率可達11%~13%，全球每天約有3 000人的死亡與OSAHS有關[1]。近年來，隨著對OSAHS研究的深入和認識的提高，人們開始探索OSAHS的生物學標志物，以利于改進睡眠呼吸暫停的診斷和評估方法。按照美國NIH的定義，生物學標志物是指可以反映和評價正常生理過程、疾病狀態以及對治療反應的客觀指標。“理想”的生物標志物應具備以下特點：安全，簡單，價廉，無明顯性別或種族差異，患者自己可以直觀判斷；敏感性及特異性高，有助于篩查及診斷；與疾病嚴重程度相關，能夠幫助患者評估治療效果。對于OSAHS患者來說，研究其生物學標志物的必要性表現在兩個方面。其一，臨床診斷的需要。作為OSAHS診斷金標準的多導睡眠圖(PSG)也存在一定的局限性，例如由于其檢查過程繁瑣，需要耗費大量人力、物力及時間，因此不能用于大規模流行病學調查、篩查等；另外，對于依從性較差的患者，如兒童、阿爾茲海默病患者、精神障礙患者等，PSG檢查基本無法實施。其二，判斷疾病進展和治療評估的需要。持續氣道正壓通氣(CPAP)是治療OSAHS的首選治療，CPAP的依從性并不高，僅為30%~60%[2-5]。從臨床角度出發，及時進行CPAP療效評估，指導后續治療方案制定無疑是提高依從性的策略之一。然而，研究表明有效的CPAP治療后2年呼吸暫停低通氣指數(AHI)方可明顯改善[6]。顯然，以反復的PSG檢查來判斷療效似乎并非好的選擇。因此，從OSAHS病理生理過程及多系統損傷的層面出發，尋找變化顯著并簡便易行的生物學標志物來判斷療效將成為研究重點之一。
目前“可能的”睡眠呼吸暫停生物學指標來自于對疾病病理生理過程和并發癥的研究，其中包括氧化應激指標、炎癥指標以及代謝紊亂指標等，可檢測的途徑包括血清學、尿液、唾液、呼出氣冷凝液等。
一 血清學和呼出氣冷凝液指標
1．氧化應激指標：OSAHS患者夜間睡眠時發生的反復低氧再復氧過程——慢性間歇低氧(chronic intermittent hypoxia，CIH)是OSAHS的重要病理生理機制，是造成OSAHS患者心血管系統以及其他臟器損害的基礎。此過程類似缺血再灌注損傷，可引起氧化應激反應，產生過多的活性氧基團(ROS)，可通過直接破壞大分子結構物質和作為信號分子啟動靶基因轉錄表達等多種方式造成血管內皮細胞急性和慢性功能損害[7-8]。Simiakakis等[9]雖然發現肥胖、吸煙、性別仍然是OSAHS中氧化應激途徑的最重要的決定因素，但是還認為OSAHS所造成的低氧可能會加重氧化應激的程度。
OSAHS氧化應激相關標志物如8-異前列腺素、氮氧化物是研究的熱點。Carpagnano等[10]研究發現OSAHS患者呼出氣冷凝液中8-異前列腺素的濃度較對照組顯著升高，8-異前列腺素的濃度與AHI、頸圍正相關。隨后的研究顯示這種差異同樣存在于血清中，經CPAP治療后血清8-異前列腺素的水平顯著下降[11]。CIH暴露后的交感神經興奮性和血管反應性改變被認為與氮氧化物水平的下調相關[12]。Ip等[13]報道中重度OSAHS患者血清中氮氧化物的含量較對照組明顯降低，并且在接受CPAP治療后氮氧化物水平明顯上升。另一些研究也顯示CPAP治療能夠使8-異前列腺素、氮氧化物水平恢復正常[14-15]。35例OSAHS患者接受CPAP治療3個月后，血清及呼出氣冷凝液檢測腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細胞介素6(IL-6)、8-異前列腺素、硝基酪氨酸、C反應蛋白(CRP)，呼出氣冷凝液中所有指標及血清中8-異前列腺素、硝基酪氨酸在CPAP治療后明顯下降，同時發現硝基酪氨酸與OSAHS嚴重程度有較好的相關性[16]。血清中脂質過氧化的標志物——硫代巴比土酸反應物質(TBARS)，以及羰基應激標志物——晚期糖基化終末產物(AGEs)，分別可反映OSAHS的氧化應激[17-18]及代謝異常[19]，一些研究也表明了其與CPAP治療的相關性[20]。
硫氧還蛋白(thioredoxin，TRX)是機體抗氧化系統重要組份，是反映氧化應激的指標之一。Guo等[21]比較不同嚴重度OSAHS患者血漿TRX水平，結果顯示TRX與OSAHS的嚴重程度密切相關，以TRX≥9.39 ng/mL為臨界值，預測OSAHS的敏感性為90.7%，特異性為77.8%，準確率為88.7%；以TRX≥11.79 ng/mL為臨界值，鑒別輕度與中重度OSAHS的敏感性為75.0%，特異性為65.2%，準確率73.1%。動物實驗研究也有類似發現，周偉等[22]研究證實OSAHS模式的CIH可導致血管內皮系統TRX mRNA的表達水平增加，其增加程度與間歇低氧程度有關。不過，目前TRX與OSAHS相關性臨床研究仍較少，并且缺乏CPAP治療前后變化的研究。
OSAHS的慢性間歇低氧過程使三磷酸腺苷(ATP)生成減少或加速ATP降解使得核酸嘌呤代謝紊亂，易導致高尿酸血癥；而組織缺氧最終可導致高乳酸血癥。有研究證實血清尿酸與OSAHS嚴重程度相關，但似乎肥胖等因素影響了結果[23]。另一研究發現OSAHS患者的血清尿酸、乳酸水平較對照組均有顯著升高，但是在控制年齡、體重指數(BMI)、腰臀比等因素后，血清尿酸與AHI并無顯著相關，因此認為乳酸水平對評估OSAHS低氧狀態氧化應激程度較尿酸更為敏感。結果可能與兩者半衰期有關，尿酸的半衰期為0.85 d，而乳酸僅為20 min。
2．炎癥性指標：OSAHS的最主要病理生理變化為低氧血癥和高碳酸血癥。CIH通過激活p38絲裂原活化蛋白激酶導致促炎性轉錄因子生成，如核因子κB(NF-κB)激活，進一步促使TNF-α、IL-6、IL-8等炎癥標記物表達上調[24-25]，以及由肝細胞受IL-6、TNF-α等刺激而活化合成CRP。IL-6及CRP獨立于肥胖與OSAHS的嚴重程度相關[26-28]，Lui等[29]對111例受試者的隨機研究證實中年男性CRP獨立于內臟型肥胖而與OSAHS發病及嚴重程度呈正相關，并且可以在CPAP治療之后獲得改善[26, 30-31]。另有相反的結論表示IL-6、CRP并不獨立與OSAHS相關[32-34]。威斯康辛州的一項大樣本量的研究表明，長期習慣的睡眠持續時間長度與CRP水平并無相關性[35]。其中可能的混雜因素是肥胖，血清CRP增高OSAHS患者中有相當一部分患者存在肥胖。Hotamisligil[36]首次提出肥胖是由不同炎癥因子誘導產生的一種全身性的慢性低度炎癥狀態。研究證實脂肪組織同樣能分泌炎癥因子，如TNF-α、IL-6等，參與機體的多種生理病理過程[37]。而Arnardottir等[38]對454例未經治療的患者根據BMI分層，發現IL-6水平僅在BMI>30 kg/m2時與OSAHS的嚴重程度正相關。炎癥指標的變化表現為OSAHS患者TNF-α較IL-6有明顯且快速的升高[39]。總睡眠時間也影響炎癥指標的變化，研究證實PSG所示的睡眠持續時間每減少1 h，CRP及TNF-α升高12%，IL-6升高9%。但是校正肥胖等混雜因素后，睡眠持續時間每減少1 h，TNF-α升高8%，而CRP及IL-6與睡眠持續時間不再相關[40]。OSAHS缺氧啟動了炎癥瀑布，使炎癥因子升高。CPAP治療后改善了缺氧狀態，理論上可使炎癥因子水平下降。研究證實CPAP治療6個月后依從性良好的OSAHS患者TNF-α及尿酸都有明顯下降[41]，CRP明顯下降[42]。
中性粒細胞明膠酶相關載脂蛋白Ngal已被證實參與心血管疾病、慢性腎臟病的炎癥過程。Murase等[43]研究發現血漿Ngal與OSAHS的嚴重程度正相關，但在進一步分析了肥胖等其他代謝綜合征相關因素后，Ngal在OSAHS患者中的顯著升高被歸因于代謝綜合征，并且CPAP治療后OSAHS的改善也并不能在Ngal水平得到體現。
鈣結合蛋白作為一種新的炎癥因子，曾被提出用于炎癥性腸病的診斷和嚴重程度的評估。Cholidou等[44]對74例受試者研究發現鈣結合蛋白與CRP均與AHI呈正相關，在對中、重度患者進行CPAP治療后，鈣結合蛋白含量均有顯著的下降。同時提出，鈣結合蛋白聯合CRP的改善可以預測OSAHS患者心血管風險下降。
雖然許多相關試驗已經說明了炎癥因子與OSAHS之間的相關性，但OSAHS多并發其他疾病，如心血管疾病、糖尿病等，這些疾病的病理生理過程同樣有炎癥的參與，因此尚需要進一步的研究來支持炎癥因子與OSAHS的直接關系。對于CPAP的治療效果是否能用炎癥因子去評估，也同樣需要多中心大樣本量的研究去支持。另外，是否存在尚未被關注到的參與OSAHS發展過程并更具特異性的炎癥因子，也有待進一步研究。
3．代謝性指標：糖代謝異常與OSAHS也有密切聯系，OSAHS患者中糖尿病的患病率>40%，而糖尿病患者中OSAHS的患病率可達23%以上[45]。一些大樣本量的橫斷面研究提示了胰島素抵抗或糖尿病與OSAHS之間的密切聯系[46]。在Sleep AHEAD研究中，306例2型糖尿病患者罹患OSAHS的比例達86%，BMI及腰圍被認為是OSAHS的主要預測因子[47]。美國臨床內分泌醫師學會(ACCE)于2011年公布了最新糖尿病綜合治療方案指南(以下簡稱指南)，建議成人尤其是50歲以上的男性2型糖尿病患者應該常規進行阻塞性睡眠暫停篩查[48]。肥胖與糖尿病密切相關，而大部分的OSAHS患者存在肥胖，那么肥胖是不是糖尿病與OSAHS的中介將兩者聯系起來呢？研究顯示OSAHS中存在的糖耐量異常獨立于肥胖。
Aronsohn等[49]研究發現60例糖尿病患者中77%存在不同程度的OSAHS，在控制了年齡、性別、種族、BMI、糖尿病病程長短、總睡眠時間后，輕、中、重度OSAHS患者的糖化血紅蛋白(HbA1c)較非OSAHS患者分別提高1.49%、1.93%、3.69%，提示HbA1C與OSAHS的嚴重程度呈正相關。Lindberg等[50]在一項400例受試者研究中發現，控制了年齡、腰臀比等混雜因素后，重度OSAHS人群較非OSAHS的人群胰島素敏感性明顯降低。HbA1c對CPAP的反應性也得到證實，Shpirer等[51]發現HbA1c的水平與OSAHS的嚴重程度呈正相關，重度OSAHS患者在CPAP治療3~5個月后HbA1c水平明顯下降。一項86例OSAHS患者參與的雙盲試驗中，與對照組比較，3個月的CPAP治療可明顯逆轉代謝異常，HbA1c、總膽固醇、甘油三脂、低密度脂蛋白均有明顯下降，OSAHS與高血糖、胰島素抵抗具有一定的相關性獨立于肥胖因素[52]。基于上述研究，HbA1c可能為糖代謝異常合并OSAHS的患者的CPAP療效判定提供依據，但是對OSAHS是否具有直接診斷價值尚需探討。
典型的肥胖OSAHS患者表現為脂質三聯征：甘油三酯升高、低密度脂蛋白膽固醇升高、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)降低。Coughlin等[53]和臧淑妃等[55]研究發現肥胖OSAHS患者比肥胖非OSAHS者HDL-C更低。Tan等[55]研究也顯示OSAHS患者中高密度脂蛋白(HDL)水平明顯降低，并提出AHI是引起OSAHS患者HDL異常的主要原因。葉亮等[56]對231例受試者(包括肥胖OSAHS組89例，非肥胖OSAHS組62例，單純肥胖組40例，正常對照組40例)進行多元分析，并排除肥胖等混雜因素后，發現尚不能認為OSAHS是引起血脂代謝紊亂的獨立危險因素。國外的一些研究中也有相似的結論[27, 57]。不過，CPAP治療后評價研究表明，良好的依從性以及一定的療程能夠使治療前的脂代謝異常得到改善[30, 58-61]。但是對于短期的CPAP治療或治療前血脂正常的OSAHS患者，以血脂水平作為治療評價似乎并不理想[62-65]。
同型半胱氨酸(Hcy)一直被認為與心血管疾病(CVD)有密切聯系，與OSAHS之間是否存在獨立于心血管疾病、肥胖等合并癥之外的聯系？諸多研究證明單純OSAHS并不引起Hcy升高[66-68]。但是，研究卻發現半胱氨酸(Cys)本身具有一定的意義。在Cintra等[69]的研究中，OSAHS患者組及對照組各75例，兩組年齡、性別、基礎心率、動脈血壓并無顯著差異，Cys及Hcy代謝中相關維生素含量也無顯著差異，OSAHS患者的血漿Cys水平高于對照組，而兩組間Hcy水平并無明顯差異；控制了BMI等混淆因素后，兩組間Cys的顯著差異仍然存在，在6個月的CPAP治療后Cys水平明顯下降。需要注意的是，Cys的影響因素很多，比如吸煙、動脈粥樣硬化均可以造成Cys升高，肌酐水平也能影響結果。另外，諸如中樞性睡眠呼吸暫停、慢性呼吸衰竭、充血性心臟衰竭、嚴重貧血等可引起組織缺氧的疾病理論上也可引起Cys升高，在設計此類試驗時應該加以排除[70]。Cys作為一個近來被新提出來的潛在OSAHS標志物，還需要重復的、大量的、隨機對照研究來說明其與疾病間的相關性以及作為療效評價的可靠性。
4．內分泌指標：OSAHS患者睡眠中反復出現呼吸暫停以及睡眠片段化、睡眠周期紊亂均可破壞激素分泌節律；低氧使內啡肽、谷氨酰胺等中樞神經遞質變化進而影響下丘腦垂體性腺軸；另外OSAHS合并肥胖的患者瘦素水平下降對性激素也有一定影響。丁少芳等[71]研究30例OSAHS男性患者，發現控制年齡及肥胖因素后，血清黃體生成素(LH)、促卵泡激素(FSH)與AHI呈顯著相關；LH、FSH、睪酮水平與最低血氧飽和度(LSpO2)呈正相關。另一些相關性研究也得到類似結論[72]，睪酮替代治療并不能緩解夜間低氧[73]，而CPAP治療后睪酮的水平也沒有明顯下降[74]。另外，一項多囊卵巢綜合癥(PCOS)相關研究中，在同樣肥胖的女性中，患有PCOS人群OSAHS的發病率是沒有PCOS人群的5~10倍[75]。Mokhlesi等[76]則表示PCOS患者合并OSAHS仍與肥胖有關。可見，在男性中，睪酮與OSAHS有一定的相關性，但似乎并不能作為療效評價的依據，也缺乏其具有診斷價值的依據；在女性中，PCOS所介導的睪酮升高與肥胖、OSAHS是否有關聯？它們之間的關系仍不明確。
5．血液流變學指標：OSAHS可導致高凝狀態，包括反復低氧致促紅細胞生成素(EPO)增多、交感神經興奮、RAS系統激活以及呼吸道水分蒸發導致相對紅細胞增多及血液黏稠。P-選擇素——反映血小板活化程度的特異性分子標志物，在中重度OSAHS患者中有明顯升高，但是并未表現為決定性的因果關系[77]，一些學者認為可能是肥胖及高脂血癥導致了血小板活化[78-79]。OSAHS患者中存在纖溶與凝血系統的失衡。Rangemark等[80]研究發現OSAHS患者組織型纖溶酶原激活劑(t-PA)活性下降而纖溶酶原激活物抑制劑1(PAI-1)活性明顯增高，當控制年齡因素后仍有顯著差異，如果同時考慮BMI和血壓因素則僅有統計學上的趨勢意義。OSAHS患者有更高的凝血酶-抗纖維蛋白酶復合物(TAT)水平，其反映凝血酶活性程度。而反映抗凝系統的活化蛋白C-抗凝血酶復合物(APC-AT)、血栓調節蛋白水平等似乎與OSAHS并無相關性[81]，但是目前仍沒有相關證據表明TAT與OSAHS嚴重程度的相關性。
二 尿液指標
尿液的Lipocalin型前列腺素D合成酶(L-PGDS)在急性腎臟損害時有明顯升高，是評估繼發性腎損害的預測因子，包括高血壓、糖尿病等疾病，被認為與心血管疾病及睡眠調節有密切聯系。Chihara等[82]研究了L-PGDS在OSAHS患者尿液中的水平，結果顯示L-PGDS與OSAHS嚴重程度有一定相關性，同時在對患者進行2周的CPAP治療后L-PGDS有顯著的下降。尿L-PGDS或許能夠反映OSAHS患者的睡眠質量，但是尚沒有證據支持其診斷OSAHS的特異性。
尿液中的8-異前列腺素2α(8-iso-PGF2α)對OSAHS的診斷有一定的價值。Del Ben等[15]針對138例受試者的研究中，重度OSAHS患者尿8-iso-PGF2α水平較非OSAHS患者顯著升高，同時血清呈現sNOX2-dp升高、氮氧化物水平下降趨勢。CPAP治療6個月后OSAHSS患者的尿8-iso-PGF2α和sNOX2-dp均顯著下降。
三 唾液指標
唾液檢測因其取樣方便且無創的優點近來多被應用于皮質醇增多癥及糖代謝異常的診斷及評估。Akpinar等[83]研究證實唾液中髓過氧化物酶(MPO)的水平與AHI水平存在線性相關，且提出其或許可以作為反映OSAHS患者喉咽部炎癥的標志物之一。
Celec等[84]觀察了在CPAP治療1個月后及6個月后OSAHS患者唾液中TBARS與AGEs的含量變化，并與血漿中的含量作比較，發現兩者在唾液及血漿中的含量均表現與治療時間正相關的顯著下降，其中AGEs唾液含量的下降幅度要明顯大于血漿含量的下降幅度；另外，果糖胺——另一反映羰基應激的指標，血漿中含量的變化未提示治療的反應性，但其唾液中的含量在治療后卻顯著下降。
OSAHS患者低氧、睡眠節律紊亂影響下丘腦-垂體-腎上腺軸，進而導致激素水平紊亂。Raff等[85]比較分析了經過2周CPAP治療的OSAHS患者的唾液皮質醇含量，結果顯示未治療前早晨OSAHS的唾液皮質醇水平升高與對照組相比無顯著差異，晚11點唾液皮質醇含量顯著高于對照組；治療后首日OSAHS患者早晨唾液皮質醇水平下降，顯著低于對照組，但余下治療之后的唾液皮質醇水平較對照組均無顯著差異。可見，CPAP治療對于改善OSAHS患者的下丘腦-垂體-腎上腺軸的紊亂是短暫的。另一些研究也得出類似的結果，發現OSAHS患者早晨與夜晚的唾液皮質醇水平與正常對照組并無顯著差異[86-87]。
四 其他指標
1.視網膜病變的程度：研究表明同時有肥胖的2型糖尿病患者合并OSAHS似乎能夠加重糖尿病的視網膜病變程度[88]。反過來，在同時具有肥胖、2型糖尿病的OSAHS患者中，視網膜病變的程度能夠為評估OSAHS嚴重程度、治療效果帶來一定依據。
2.外周神經病變：慢性阻塞性肺疾病患者的慢性低氧導致外周神經病變，并且不易發生缺血性神經傳導障礙。Mayer等[89]研究發現OSAHS患者的神經傳導功能對缺血的耐受程度與夜間低氧的程度有部分相關性。對照組的神經傳導功能對缺血完全不能耐受，缺血前可引起神經反射的基礎刺激閾值明顯低于OSAHS患者，平均缺血30 min出現神經對刺激無應答，而OSAHS-RICF(resistance to ischemic nerve conduction failure)患者仍然對刺激應答，提出OSAHS合并糖耐量異常或其他代謝異常導致神經病變并不能通過該試驗得到區分，需要實驗室模型及病理生理依據進一步探究。
3.血栓彈力圖：Othman等[90]研究OSAHS動物模型血栓彈力圖，結果提示3 h的反復氣道閉塞升高血液高凝風險。雖然實驗并未明確低氧是引起高凝狀態的獨立因素，但是該檢查手段或許可以應用于OSAHS嚴重程度及CPAP治療效果的評估，還可能用于指導OSAHS患者的抗凝治療。
另外，多種無創動脈檢測技術對OSAHS心血管損傷的評估也有一定價值。頸動脈內膜中層厚度(IMT)、肱動脈血流介導性血管組織擴張(FMD)均是目前臨床上公認的反映動脈硬化程度的良好指標，但對于OSAHS全身血管的損害仍存在一定的局限性[91]。心踝血管指數避免了臂踝脈搏波速度易受血壓波動而影響的局限，可能是判斷OSAHS嚴重度、預測心血管損害及評估CPAP療效的指標之一。
五 總結
OSAHS的病理生理過程涉及多種疾病狀態，比如心血管疾病、肥胖、糖脂代謝紊亂等，這些疾病的發生發展還存在共同通路。因為這些狀態之間存在復雜的交互關系，要提出特異性與敏感性俱佳的生物學標志物絕非易事，目前的研究顯示“理想的OSAHS生物學標志物”尚不存在。而且，對已知的“候選標志物”，大部分僅為相關性研究，缺乏對量效關系、治療反應性的研究。OSAHS的發展進程是多系統、多機制的，在低氧負荷、交感神經興奮、氧化應激等一系列通路中勢必還潛藏著更加“理想”的生化指標，仍需要進行更多的探索性研究。