阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)是一种常见的睡眠障碍,影响着全球大量人口的生活质量。据估计,在西方国家,中年男性的发病率约为4%,女性约为2%。随着肥胖率的上升和对睡眠呼吸暂停综合征认识的提高,实际发病率可能会进一步增加。OSA不仅会导致白天过度嗜睡、认知功能损害和情绪改变,还与心血管疾病、糖尿病、高血压等多种慢性疾病密切相关。近年来,越来越多的研究表明,免疫系统在OSA的发病机制和并发症中发挥着重要作用。
阻塞性睡眠呼吸暂停的病理生理基础
OSA的主要病理生理特征是睡眠期间反复的上呼吸道塌陷,导致呼吸暂停和低通气。这些事件会导致血氧饱和度下降和二氧化碳潴留,进而触发一系列生理反应,包括觉醒、胸壁和呼吸肌活动增强以及心率和血压的变化。长期反复的缺氧和再复氧过程会导致氧化应激和炎症反应,进一步影响免疫系统的功能。
免疫系统概述
免疫系统是一个极为复杂的网络,由多种细胞、组织和分子共同构成,主要分为先天免疫和适应性免疫两个部分。先天免疫作为机体抵御感染的首道防线,包含巨噬细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞(NK细胞)和中性粒细胞等。这些细胞能够迅速识别并清除外来病原体,为机体提供即时的保护。适应性免疫则涉及T细胞和B细胞的激活与增殖,它们能够精准识别特定抗原并形成免疫记忆,使机体在再次遭遇相同病原体感染时能够快速、有效地做出反应。此外,细胞因子和化学趋化因子在免疫细胞之间的通信中发挥着关键作用,它们调控着免疫反应的强度和持续时间。免疫系统的正常功能是维持机体健康的重要保障,一旦失调,可能引发自身免疫性疾病、过敏反应及肿瘤等多种疾病。
睡眠与免疫系统之间存在着复杂的双向关系。充足的睡眠对免疫系统功能的增强具有积极作用,能够提高机体抵御感染的能力。例如,睡眠可以促进单核细胞的生成并增强其功能,使其对细菌感染的防御能力得到提升。相反,睡眠不足会导致炎症因子释放增加,引发慢性低度炎症,这与糖尿病、心血管疾病等多种疾病的发生密切相关。当感染发生时,免疫系统的激活通常会促使睡眠增加,这是机体的一种自我保护机制,有助于促进免疫细胞的修复和再生,进而增强对病原体的抵抗力。睡眠还通过影响细胞因子水平(如IL-1β、TNF-α等)来调节免疫反应,对机体的健康状态产生重要影响。因此,保持良好的睡眠质量对于免疫系统的正常运作至关重要。
免疫系统在OSA中的作用
1、 炎症反应
OSA患者体内存在明显的炎症反应。研究表明,OSA患者的血浆中多种炎症因子水平升高,包括白介素-6(IL-6)、白介素-8(IL-8)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和C反应蛋白(CRP)等。这些炎症因子的升高与OSA的严重程度密切相关,并且可能导致心血管、代谢和神经系统等多种并发症的发生和发展。炎症反应在OSA中的作用机制可能涉及缺氧诱导的信号通路、氧化应激和免疫反应之间的相互作用。
2、 氧化应激
氧化应激是OSA患者体内另一个重要的病理生理过程。反复的缺氧和再复氧过程会导致活性氧(ROS)的生成增加,进而引发氧化应激。氧化应激不仅直接损害细胞结构和功能,还可以通过激活炎症信号通路进一步加剧炎症反应。研究表明,OSA患者的血浆和唾液中氧化应激标志物水平升高,包括丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)等。抗氧化治疗在OSA中的应用潜力值得进一步探讨。
3、 免疫细胞功能改变
OSA患者的免疫细胞功能也发生改变。研究表明,OSA患者的外周血T淋巴细胞亚群和自然杀伤(NK)细胞活性发生变化,可能影响机体的免疫应答能力。此外,中性粒细胞与淋巴细胞的比值(NLR)在OSA患者中升高,与心血管疾病的发病率和死亡率密切相关。这些变化可能与缺氧、炎症反应和氧化应激等多种因素有关。
OSA与特定疾病的关联及免疫机制
案例一:OSA与哮喘
OSA在哮喘儿童中非常普遍,尤其是肥胖儿童。OSA可能会导致哮喘控制不佳,而哮喘也可能增加OSA的风险,形成恶性循环。全球肥胖趋势预示着未来OSA的负担可能会增加,这将进一步加剧哮喘的控制难度。免疫机制在OSA与哮喘的关联中发挥着重要作用。研究表明,OSA患者的气道炎症和免疫反应增强,可能与哮喘的发病机制相互协同。此外,OSA导致的睡眠障碍和呼吸模式改变也可能影响哮喘患者的症状控制和气道反应性。
OSA与哮喘的关联在儿童中尤为显著。肥胖是儿童OSA和哮喘共同的重要风险因素。全球范围内儿童肥胖率的上升预示着未来OSA和哮喘的负担可能会进一步增加。
方法:本研究招募了8-17岁的哮喘儿童作为研究对象。参与者通过多种途径招募,包括门诊、急诊部和社区活动等。所有参与者均完成了睡眠相关呼吸障碍(SRBD)调查问卷,并接受了多导睡眠图(PSG)检查。同时,测量了参与者的身体质量指数(BMI)z分数以评估肥胖程度。
结果:研究发现,哮喘儿童中OSA的患病率较高,尤其是肥胖儿童。SRBD调查问卷在哮喘儿童中的筛查准确性较低,因为哮喘和OSA的症状有重叠。PSG检查发现,OSA儿童存在明显的夜间血氧饱和度下降和呼吸暂停事件,同时伴随着白天嗜睡和认知功能损害。进一步分析发现,OSA儿童的血浆炎症因子水平升高,T淋巴细胞亚群和NK细胞活性发生变化,提示免疫系统在OSA与哮喘的关联中发挥着重要作用。
结论:本研究表明,哮喘儿童中OSA的患病率较高,且肥胖是重要风险因素。SRBD调查问卷在哮喘儿童中的筛查准确性有限,需要更准确的筛查工具来识别高风险个体。免疫系统在OSA与哮喘的关联中发挥着重要作用,为未来的研究和治疗提供了新的方向。
案例二:OSA与阿尔茨海默病(AD)
阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)是阿尔茨海默病(AD)患者中最常见的睡眠障碍。OSA引起的间歇性缺氧(IH)可能通过增加氧化损伤和炎症反应参与AD的发病机制。本研究旨在比较重度OSA与非重度OSA的AD患者血液中炎症相关基因和氧化还原相关基因的差异表达,以探讨OSA在AD病理进展中的潜在作用。
方法:研究纳入40例根据临床表现和脑脊液(CSF)中AD生物标志物水平确诊的AD患者。通过过夜多导睡眠图(PSG)将患者分为重度OSA组(呼吸暂停-低通气指数[AHI]≥30/h)和非重度OSA组(AHI<30/h)。采用全血靶向转录组学技术,评估136个炎症相关基因和84个氧化还原相关基因的表达水平。
结果:1、在重度OSA的AD患者中,3个炎症基因(TNFSF14、CXCL8、IL1B)和6个氧化还原基因(ALOX12、GSR、SOD2、CAT、GPX4、PRDX6)显著上调;2、炎症基因TNFSF14和氧化还原基因ALOX12的表达水平与觉醒指数呈显著正相关(p<0.05);3、 氧化还原基因GSR的表达水平与AHI呈显著正相关(p<0.05);4、炎症基因与氧化还原基因之间表现出显著的相关性(p<0.05),提示两者在病理机制中的协同作用;5、通路富集分析显示,重度OSA的AD患者中5-羟色胺能突触通路显著富集。
结论:本研究发现,轻度AD合并重度OSA患者血液中参与NF-κB介导的炎症反应和氧化还原代谢的9个基因显著上调。这些结果表明,OSA可能通过加剧炎症和氧化损伤,进一步加重AD患者的病理进程。
小结
免疫系统在阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)的发病机制和并发症中发挥着重要作用。炎症反应、氧化应激和免疫细胞功能改变是OSA患者体内重要的病理生理过程。OSA与哮喘、心血管疾病等多种慢性疾病密切相关,免疫机制在其中发挥着关键作用。未来的研究应进一步探讨免疫调节治疗在OSA中的应用前景,以期为患者提供更有效的治疗方法。
参考文献
[1] 免疫系统在阻塞性睡眠呼吸暂停中的作用与机制探索
[2] Inflammatory and Redox Blood Gene Expression Fingerprint of Obstructive Sleep Apnoea in Patients with Alzheimer’s Disease
[3] Obstructive sleep apnea screening in children with asthma
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编辑|Yuanyuan.ZG
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