《Future Science OA》：Soluble cytokine receptor levels in obstructive sleep apnea patients treated with continuous positive airway pressure therapy
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本文评估了持续气道正压通气（CPAP）治疗对阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）患者炎症状态的影响。研究发现，OSA患者体内特定可溶性细胞因子受体（如sCD30、sEGFR、sIL1RII、sVEGFR2）水平显著升高，提示存在促炎细胞因子激活。经过90天CPAP依从性治疗后，这些受体水平在依从组患者中显著下降，而非依从组则无变化。研究结果表明，这些可溶性受体可作为评估OSA相关炎症及CPAP治疗反应的稳定生物标志物。
引言
阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）是一种影响全球大量成年人群的慢性炎症性疾病。它与肥胖、糖尿病、冠状动脉疾病、充血性心力衰竭、卒中和未控制的高血压等多种疾病共存。作为一种促炎状态，OSA可对心血管疾病等慢性疾病状态产生“前馈”效应，加剧其进程。因此，寻找能够反映和加速炎症的潜在机制与通路，特别是基于血液分析物的生物标志物，一直是OSA研究的一个重点。尽管已知一些促炎细胞因子如白细胞介素-6（IL-6）和C反应蛋白（CRP）在OSA患者中升高，但OSA患者特定炎症通路的随机变化及其与疾病严重程度的关系，仍是活跃的研究领域。此外，关于CPAP治疗（OSA的主流疗法）对炎症生物标志物影响的研究也尚无定论。
细胞因子水平在患者群体中变异性很高。解决这一问题的一种方法是使用可溶性细胞因子受体的连续或纵向测量。血清中的细胞因子水平除了受生物学因素影响外，还极易受到许多环境因素的急性影响。相反，可溶性细胞因子受体是细胞因子激活后从其受体胞外域脱落的部分，因此可作为细胞因子激活的更稳定指标。
本研究旨在测量OSA患者（CPAP治疗前后）两个时间点的可溶性细胞因子受体谱，并与已建立的正常参考队列进行比较。参考队列经过预先筛选，排除了心血管、炎症、肺部和其他合并症。研究设计还考虑了CPAP治疗及治疗依从性。本研究使用的可溶性细胞因子受体检测组合源自研究团队先前用于识别心血管病理生物标志物的阵列。因此，在这项独特的研究中，我们假设与正常参考受试者相比，OSA患者中特定的可溶性细胞因子受体水平会升高，并且细胞因子受体谱会随着CPAP治疗依从性而发生时间依赖性变化。
研究方法
本研究招募了50名初治、新诊断的OSA患者，并纳入了6名参考对照受试者。OSA通过家庭睡眠呼吸暂停测试（使用WatchPAT设备）诊断，标准是外周动脉张力-呼吸相关氧减指数（pRDI）大于或等于每小时睡眠5次呼吸事件。基线血样采集后，患者被处方临床指示的CPAP治疗，使用压力范围设置在4至20 cm H2O的自动调压设备。CPAP依从性通过远程监控90天。在90天（范围80-100天）随访时，采集第二次血样。
血样采集后制备血浆，并使用多重检测技术对14种人可溶性细胞因子受体进行分析。所有测量均使用经过内部验证和校准的仪器进行。
数据分析方面，CPAP依从性定义为遵循美国医疗保险和医疗补助服务中心（CMS）标准，即研究期间≥70%的夜晚每晚使用CPAP≥4小时。对人口统计学资料进行分析比较。由于多个细胞因子受体值不符合正态分布，因此对数据进行对数转换，然后使用双尾t检验进行比较。还将90天治疗后的可溶性细胞因子受体值计算为相对于各自基线值的变化百分比。此外，还根据睡眠研究获得的pRDI值（轻度、中度或重度）进行了亚组分析。p值<0.05被认为具有统计学显著性。
研究结果
患者特征与基线差异：研究共纳入50名患者。在基线时，与参考对照相比，OSA患者血浆中sCD30、sEGFR、sIL1RII和sVEGFR2的水平显著升高（增加超过2倍）。
CPAP治疗的影响：在90天随访期，结果出现明显分化。在CPAP依从组患者（n=22）中，血浆sCD30、sEGFR、sIL1RI、sIL1RII、sIL2Ra、sVEGFR1和sVEGFR2的水平较基线显著下降。相比之下，在CPAP非依从组患者（n=28）中，这些可溶性细胞因子谱未发生明显变化。
具体而言，在CPAP依从组中，14种被测受体中的7种（50%）出现显著下降。当计算相对于基线的百分比变化时，CPAP依从组中sCD30、sEGFR和sIL1RI的下降具有统计学显著性（如文中Figure 1所示）。然而，并非所有促炎可溶性细胞因子受体在CPAP依从后都一致下降。例如，可溶性晚期糖基化终末产物受体（sRAGE）、sTNFRI、sTNFRII、sIL4R、sIL6R、可溶性IL-6信号转导子（sgp130）和sVEGFR3在90天治疗后均未改变，无论CPAP依从性如何。
按疾病严重程度分层：当根据OSA严重程度（pRDI分类）对结果进行分层时发现，总体趋势是CPAP依从组的可溶性细胞因子受体值从基线下降，这一趋势在中度pRDI组中尤为明显。在CPAP非依从组中，轻度pRDI的OSA患者sIL-4R有所下降。在重度pRDI患者中，sEGFR从基线下降，且与CPAP依从性无关（如文中Figure 2所示）。
讨论
本研究的目的是检验OSA患者可溶性细胞因子受体谱作为CPAP治疗依从性函数的变化。选择量化可溶性细胞因子受体的理由是，这可能是比测量更不稳定的细胞因子本身更可靠的细胞因子激活指标。
本研究的独特发现有两点。首先，OSA患者中一组特定的可溶性细胞因子受体（sCD30、sEGFR、sIL1RII和sVEGFR2）增加，表明存在促炎细胞因子激活。其次，在90天随访期，CPAP依从的OSA患者中，多种可溶性细胞因子受体谱（特别是sCD30、sEGFR和sIL1RI）降低，提示促炎信号传导减少。而且，这些可溶性细胞因子受体谱的相对降低在CPAP非依从的OSA患者中并未观察到。这是首次研究证明，OSA患者中特定的可溶性细胞因子谱会随着CPAP依从性发生差异性变化，这可能为未来OSA和CPAP治疗的研究提供有用的诊断生物标志物。
OSA已被证明会导致促炎状态，这可能是由于反复气道塌陷、间歇性缺氧和导致交感神经活动增加的反复微觉醒相关的生物物理应激所致。与OSA相关的炎症被认为会促进并加剧心血管疾病状态。CPAP仍然是OSA的主要治疗方法，这也是研究可溶性细胞因子谱与CPAP依从性关系的基本原理。然而，过去调查CPAP单独对炎症生物标志物影响的研究结果并不一致。例如，关于肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和C反应蛋白（CRP）水平的变化，不同研究报道各异，有些显示下降，有些显示无变化甚至增加。
本研究发现在CPAP依从90天后，几类促炎细胞因子可溶性受体水平降低，包括TNF受体超家族成员8（sCD30）、sEGFR、白细胞介素1受体1型（sIL1RI）、白细胞介素2受体α（sIL2Ra）、sVEGFR1和sVEGFR2。据我们所知，这是首次报道OSA患者中这些特定可溶性细胞因子受体谱的变化及其与CPAP治疗的关系。这些白细胞介素可溶性受体水平的相对降低，可能潜在地减轻T细胞浸润等下游后果。
虽然本研究首次报告了OSA患者中的sIL1RI和sIL2Ra水平，但过去的研究测量过sTNF-α和sIL6水平，结果存在矛盾。本研究表明，在90天CPAP治疗后，sIL6R、sTNFRI和sTNFRII水平没有变化。然而，参与TNF-α和IL6信号家族的其他可溶性受体（分别是sCD30、sIL1RI和sIL2Ra）在CPAP依从患者中降低了。血浆细胞因子测量一直是过去OSA患者研究的重点，主要目的是开发一种相对简单的方法来检查疾病进展、与其他合并症的关系以及治疗效果。然而，过去的结果尚无定论且变异性很大，这可能部分是由于循环细胞因子的不稳定性和释放模式的可变性。此外，在评估OSA治疗效果（如CPAP）时，患者的依从性和使用的一致性也会导致结果多变。本研究同时解决了这两个问题。
结论
本研究的优势：首先，本研究使用了高灵敏度阵列来量化可溶性细胞因子受体水平，这些受体在血浆中更稳定。细胞因子已被发现不稳定，极易因环境和生物刺激而发生急性变化。随后有人提出，可溶性细胞因子受体水平在很大程度上是炎症过程更可靠的生物标志物。其次，本研究进行时考虑了CPAP治疗的依从性。我们并未观察到所有炎症细胞因子都对CPAP治疗产生反应，这表明CPAP对OSA炎症和下游激活的影响是异质性的。虽然需要进一步的研究，特别是更长的随访期，但本研究提供的证据支持，一组特定的可溶性细胞因子受体可作为OSA患者炎症严重程度的标志物，并有助于识别对CPAP等OSA治疗的治疗反应。
局限性与未来方向：我们使用了由我们团队预先开发的大型可溶性细胞因子受体组合，该组合在表征全身性炎症方面较为稳健。对受体发生改变的细胞因子的循环水平进行额外分析，可能会加强本研究的发现。进一步的工作还可能发现将OSA与慢性炎症合并症以及心血管疾病联系起来的新标志物。我们的研究设计存在许多无法识别的混杂因素，例如体重或整体健康状况的变化，这些可能在治疗期间影响患者炎症谱的改变。虽然我们有一组参考对照，但其在规模和采样时间点上与OSA患者并不平行。此外，我们没有客观测试来确认参考对照没有OSA，尽管我们推测鉴于他们其他方面健康，不太可能患有临床显著的OSA。而且，他们与我们特定的研究人群在体重、性别或年龄上并不匹配。尽管如此，本研究中呈现的配对分析具有鲁棒性，允许进行有意义的比较。需要扩大样本量和更频繁的采集间隔来在更大规模上证实本研究的结果。此外，在一天中的统一时间采集血浆样本，也可能减少潜在的昼夜变异性。
本研究使用pRDI作为主要反应变量，并用于对可溶性细胞因子受体值的变化进行分层。然而，未来研究可以从CPAP/监测设备收集额外的反应变量，这可能会发现这些炎症指标与OSA严重程度之间的重要关系。由于慢性炎症（如在OSA患者中发现的那样）也是合并症（如心血管疾病）恶化的先兆，因此未来针对减少OSA患者细胞因子受体激活的研究是必要的。
