文摘
日间极度嗜睡(EDS)是一个普遍存在的问题,影响公众健康和安全。测试可以准确识别个人遭受EDS是必要的。与其他方法相比,唾标志物是一个客观的,便宜的,非侵入性方法来识别个人睡眠不足。虽然我们曾表明,炎症基因提高唾液样本取自睡眠剥夺了个人,目前还不清楚如果炎症基因与EDS在临床人群将会提升。在这项研究中,唾液样本患者睡眠呼吸暂停使用Taqman低密度炎症数组进行评估。3基因的转录水平,包括prostaglandin-endoperoxide合酶2 (PTGS2)睡眠呼吸暂停患者升高。有趣的是,PTGS2患者还被提拔EDS但是谁没有睡眠呼吸暂停。这些数据表明使用唾液转录水平的可行性来识别个人日间极度嗜睡自我报告。
1。介绍
睡眠不足是一个普遍的问题在今天的社会。睡眠不足会导致认知能力下降(1,嗜睡2- - - - - -4),降低生产率(5),和增加交通事故6]。此外,睡眠不足会增加个体的易感性不良健康结果,包括心血管赤字(7[],增加免疫挑战8,9),受伤后恢复时间较长(10),增加在同情的语气11,12),和减少寿命7]。给定的数量和严重性伴随睡眠不足的后果,是很有帮助的有一个简单和可靠的测试来确定之前脆弱的个人经历负面后果。
实现这一目标的一个方法是测试候选人生物标记来确定他们是否持续改变不足的科目或睡眠不足。标志物是一个目标,经常报告身体化学变化和内源性因素与疾病状态或疾病的严重程度。一些生物标记,包括眼睑闭包(13)和平衡(14),从血液和生化标记15,16),脑脊髓液(17- - - - - -19),和呼吸分析物(20.)被评估为候选生物标志物的影响睡眠。尽管这些方法已经取得了有限的成就,评估工具,可以使用在实际设置尚未广泛使用。记住这一点,我们假设唾液,作为分析物的丰富来源,可以挖掘识别生物标志物的睡眠或睡眠不足。唾液是特别适合监测困倦,因为这是一个易接近的生物液体,可以很容易地收集使用的过程。事实上,我们已经表明,成绩单α-amylase,Filamin-A,马来酶,整合素,αM,整合素,α5,都是高架在睡眠剥夺后唾液样本21- - - - - -24]。水平的提高唾α淀粉酶活性也被证明与嗜睡和降低认知能力在一个独立研究(25]。然而,由于内源性因素经常被各种各样的生理条件(压力、昼夜时间等),睡意测试应由一组独立的分析物。几项研究已经发现,血清炎症标志物升高人群患有睡眠障碍(9]。例如,血清白介素6 (il - 6)的水平(26)、白介素8(引发)27,28),肿瘤坏死因子-α(肿瘤坏死因子-α)[29日],c反应蛋白(CRP) [30.),细胞粘附分子(ICAM) [31日],selectins [32)和血管细胞黏附分子(VCAM) [31日)都显示在多个人群的睡眠呼吸暂停患者增加。因此,我们想确定水平的唾液炎症成绩单可以用来识别困倦在临床人群,个人患有睡眠呼吸暂停。
2。材料和方法
2.1。主题和样品
8控制,14个病人证实有睡眠呼吸暂停,和18例怀疑患有睡眠呼吸暂停在初始屏幕,但没有表现出睡眠呼吸暂停在一夜之间评估(困)评估唾液记录水平。睡眠呼吸暂停症组和“昏昏欲睡”集团被称为华盛顿大学睡眠实验室由于过度嗜睡。样本取自病人~ 9点之后到达之前睡眠实验室和多导睡眠图开始。呼吸暂停/呼吸不足指数(AHI)决定用多导睡眠图(PSG)如前所述33]。受试者无精神障碍和处方药(24]。每个主题是管理埃普沃思嗜睡量表(ESS)和他们的身体质量指数(BMI)计算。BMI是不可用的一个主题“昏昏欲睡”组。同意收到所有参与者和批准的协议都是华盛顿大学医学院的机构审查委员会。
2.2。低密度阵列
唾液是和cDNA生成根据前文所述的协议(24]。上获得了短暂、唾液当受试者咀嚼salivette (Sarstedt、牛顿、数控)。一毫升RNAlater(生活技术,大岛,纽约)添加到salivette立即在干冰冷冻和储存在−80°C。当时的记录分析,salivettes解冻,saliva-RNAlater提取被离心分离提取。RNA从脱细胞溶解产物纯化reverse-transcribed使用上标III(生活技术,大岛,纽约)根据制造商的指示。等量的cDNA被加载到一个炎症Taqman低密度阵列(LDA)(生活技术,大岛,纽约)和基于Taqman qPCR进行了使用7600实时PCR系统(应用生物系统公司,培育城市,CA)。lda规范化18 s RNA。褶皱的变化测定使用中描述的方法(34),称为比较CT方法。感兴趣的基因的转录水平内第一个规范化18 s RNA。
2.3。统计数据
所有人口数据提出了平均±标准差。记录分析,如果一个记录中没有检测到超过77%的组,记录被认为是发现不了的,而不是分析。对所有检测到的基因,转录水平为每个主题确定褶皱变化从对照组的平均水平。褶皱变化转换为一个日志2规模。从日志数据,计算平均值和标准错误。团体感兴趣的是使用双尾控制的水平相比,未配对的学生t以及和显著性水平是0.05。值修正为多个比较使用错误发现方法(罗斯福)与罗斯福的5% (35]。转录水平提出了几何平均和标准误差(36]。为了便于演示,组织数据,包括平均上,和下界,然后转换回标准单位通过提高2的计算值获得褶皱变化值。
3所示。结果
3.1。睡眠呼吸暂停患者的人口数据
我们评估14睡眠呼吸暂停患者(11男3女)和8个对照组(5男3女)唾液转录变化与睡眠呼吸暂停有关。对照组没有任何现有睡眠或精神障碍之前,没有对处方药,没有摄入咖啡因,没有吃之前1小时提供唾液样本。主体年龄并不是不同的两组之间(表1)。睡眠呼吸暂停研究对象平均你好(意思是美国南达科他州±)。睡眠呼吸暂停患者的体重指数(BMI)显著高于对照组。与以前的结果一致,主题与睡眠呼吸暂停也报道埃普沃思嗜睡量表上得分更高。
3.2。评估患者的唾液与炎症相关生物标志物的睡眠呼吸暂停
我们评估唾液转录水平受试者睡眠呼吸暂停和对照组使用低密度阵列。LDA平台同时评估96种RNA的水平。21岁的96个基因的测试记录,也发现在11个或更多睡眠呼吸暂停综合症的病人。从控制和褶皱的变化每个基因值表2。的使用双尾学生的价值决定上市t以及比较控制睡眠呼吸暂停对所有分析基因存在于唾液。我们进行了修正为多个比较使用罗斯福设定在5%,这产生了一个新的价值相当于α= 0.0071 (35]。控制相比,3记录睡眠呼吸暂停患者表现出显著变化(表2),ANXA1,β2M,PTGS2(见表2缩写)。这些结果表明,几种炎症记录增加患者的睡眠呼吸暂停。
3.3。ESS升高患者的人口数据但没有睡眠呼吸暂停
炎症标记物来评估是否增加主要原因是缺氧或者他们是否可能更与嗜睡密切相关,我们评估转录变化在一个独立的人,进入睡眠实验室疑似睡眠呼吸暂停由于初始筛选但最终正常AHI由PSG(困)。“困”6男性和12个女性组成的集团。根据定义,所有人都在这一组AHI小于5。然而,所有受试者报告ESS评分明显高于睡眠呼吸暂停患者控制和类似于表1和3)。“困”主题有着相似的年龄控制但BMI增加。
3.4。“困”人的唾液记录水平
21成绩单的唾液中发现14个或更多“昏昏欲睡”患者。如上所述,促进与呼吸暂停病人报告的比较表2、表4包括成绩单褶皱变化为每个21成绩单。在和罗斯福修正多重比较(α= 0.005),2记录在“昏昏欲睡”人口显著改变,CASP1和PTGS2。PTGS2可以被认为是一个独立的复制的呼吸暂停的结果,可能值得进一步考虑。因此,炎症成绩单是EDS的升高的条件下。
3.5。转录变化不是由于BMI升高
升高的炎症记录一个可能的解释是,睡眠呼吸暂停和“昏昏欲睡”患者体重指数显著高于控制。如果观察到的关系仅仅是由于BMI,那么患者高BMI应该增加炎症水平记录相比,患者体重指数较低。同样地,我们应该发现BMI之间显著正相关,唾记录的水平。测试这个假设我们离散数据通过将受试者低BMI (≤30;)到一个组,比较他们学科高BMI(> 38岁;)。见表5成绩单没有显著不同主题之间低BMI组与高BMI与同行相比。此外,我们评估了BMI和转录水平使用皮尔逊相关性之间的关系,发现无显著相关性。的例子记录最低的基因表达水平值绘制在图1体重指数的函数。在这个数据集,这些数据表明,BMI并不占增加转录水平在这些病人。
4所示。讨论
在本文中,我们报告,唾炎症基因的转录水平增加睡眠呼吸暂停患者和那些自认为困在一个独立的患者群,被称为睡眠实验室有睡眠呼吸暂停的嫌疑。我们以前使用这些相同的人类低密度阵列作为发现工具来识别基因修改在健康成人急性睡眠剥夺后(24]。在这项研究中,我们报告说整合素,α米(ITGAM),膜联蛋白A3(ANXA3)显著增加后24 h和30 h的清醒。有趣的是,无论是ITGAM也不ANXA3睡眠呼吸暂停或改变“昏昏欲睡”主题暗示他们可能更适合检测急性睡眠不足比识别患者慢性睡眠中断。相比之下,唾PTGS2显著增加了睡眠呼吸暂停患者和“昏昏欲睡”群组,但没有受到严重的睡眠不足24]。因此,这些数据支持我们的先前的提议,一个面板的生物标志物需要准确地确定睡眠剥夺了个人和进一步表明,不同的生物标志物可能需要区分急性和慢性睡眠中断。
睡眠呼吸暂停是特别困难的诊断和治疗,睡眠呼吸暂停综合症的发病率已经很难确定。睡眠呼吸暂停的估计范围从低至2 - 4%高达24%的中年男性(37),尽管其他的研究估计睡眠呼吸暂停综合症的可能性更高得多(38,39]。此外,它已经表明,睡眠呼吸暂停可能大幅诊断(38,39]。事实上,年内可能发生睡眠呼吸暂停综合症的发病与最终的诊断(40]。随着人口老龄化和变得更加肥胖,睡眠呼吸暂停症的患病率预计将进一步增加(7,41,42]。在这期间,睡眠呼吸暂停的严重程度和后果也会增加(41,42]。睡眠呼吸暂停的相关后果包括增加白天嗜睡(3和汽车事故的可能性增加6]。此外,睡眠呼吸暂停与一系列有关心血管并发症(43,44和全因死亡率增加7]。睡眠呼吸暂停也一直与学习障碍(45]。当前治疗的黄金标准,持续气道正压(CPAP),可能会改变一些睡眠呼吸暂停的后果,如嗜睡(2和恢复典型的睡眠阶段2),并可能降低血压(46文献),但不是决定性的认知功能是否改善(4,47]。因此,临床的目标是尽快开始治疗睡眠呼吸暂停的病人。
可以很容易地使用的一个简单有效的生物标志物在护理点可能是一个有用的工具来说服人们去睡眠实验室更精确的诊断和治疗。从生物标记都是客观的、可量化的,他们非常适合说服一个人,他们可能有一个潜在的痛苦,需要更大的关注。在这方面,重要的是要注意,著名的炎症和睡眠之间的关系是一个优势,因为很多医生可能会熟悉这种关系,从而更愿意把这样一种生物标志物集成到他们的治疗实践。许多炎症标记物,包括il - 6 (20.,26,48,引发27,28,48),肿瘤坏死因子-α(26],c反应蛋白(49,50),单核细胞化学引诱物蛋白1 (MCP-1) [27],ICAM [27,51],selectins [51],VCAM [51),一氧化氮(52],isoprostane [20.),是提升睡眠呼吸暂停患者的体液。此外,蛋白质组学发现尿液中蛋白质生物标记物(53]。有趣的是,炎症标志物血清中也与睡眠剥夺(54,55)和唾液健康成人(24]。在这项研究中,转录水平PTGS2在睡眠不足的人高。我们的结果平行发现老鼠PTGS2转录水平的升高急性睡眠剥夺后(56]。PTGS2,连同PTGS1是前列腺素合成的关键酶。前列腺素启动一组分子级联,导致炎症反应。PTGS2是由一些刺激包括促炎信号和花生四烯酸转化为前列腺素H2 (57]。因此,PTGS2在炎症通路中发挥作用除了EDS的候选生物标志物。
有趣的是,许多研究睡眠呼吸暂停病人健康对照组进行比较。尽管这种方法已经相当成功,我们的数据表明,其他慢性睡眠中断也可能经历一些患者睡眠呼吸暂停患者相同的结果。如果是这种情况,更普遍的是,评估长期困个人以及患者睡眠呼吸暂停可能促进精确的识别赤字,专门是由于睡眠不足而不是睡眠呼吸暂停的其他特性,如缺氧(48]。尽管如此,我们的研究结果强调PTGS2不能区分昏昏欲睡,没有睡眠呼吸暂停患者。虽然这看起来令人失望,我们相信任何一个睡眠障碍的诊断应该由一个合格的医生全面检查病人后睡觉。事实上,它不可能确定一个生物标志物是特定于一个睡眠障碍。一个有前途的生物标志物的一个例子是脑脊液(CSF)的水平hypocretin-1 /促食素(HCRT),已出现了嗜睡症领域的研究(18,58]。CSF hypocretin-1 /促食素水平降低发作性睡病的患者。但对病人没有昏倒,减少脑脊液HCRT没有预测的水平,即便是在结合遗传标记DBQ。此外,CSF水平降低HCRT也有关,与其他疾病有关,包括与路易体痴呆(59和阿尔茨海默病60)和Kleine-Levin综合症(58,61年]。这个例子说明了一个生物标志物的困难与给定的睡眠障碍。尽管如此,生物标志物主要可以帮助医生确定昏昏欲睡的人可能是非常有用的,以确保他们得到及时适当的治疗。
我们的协议有两个方面,可能是有用的实际应用生物标志物识别患者睡眠障碍。首先,获取唾液是一种非侵入性程序,不,例如,需要一个私人的位置样本集合(如尿液)或专业技能获得样本(如血液)。因此,唾生物标志物可以方便地使用在路边和医生的办公室以同样的效果。我们协议的第二个优点是我们专注于唾液RNA加上LDA平台快速同时检测96年的记录。lda可能是一个有效的方法筛选多个目标记录没有NextGen测序的负担,经常要求。使用转录水平作为生物标志物的一个优点是,核苷酸探针可以快速生成和非常具体的目标而不是设计一个抗体蛋白的目标。给人类的多样性,不同的角色,基因可以玩到全身上下(基因多效性),和一个给定的分析物的可能性将引起各种环境情况下,很可能没有一个生物标志物将理想可靠的诊断睡眠呼吸暂停。尽管如此,我们的数据表明PTGS2可能是一个特别好的候选人列入生物标志物。
我们的研究有两个潜在的弱点。首先是我们组的样本大小。低的样本大小可能识别显著差异在子群不推广到其他人群。在这项研究中,我们试图平衡的难度完成人类研究的发现实验费用。虽然样本容量低睡眠呼吸暂停,我们能够确认的变化PTGS2在一个单独的“困”的病人。这个确认增加了我们的信心PTGS2是一个很好的候选人的跟踪研究。本研究的第二个缺点是我们不能控制的BMI水平在对照组和患者睡眠呼吸暂停或“昏昏欲睡”群体。为了解决这个问题,我们离散或高BMI较低的受试者分成组。意味着测试两组表示对象之间的低和高BMI并没有不同。此外,皮尔逊相关性BMI和转录水平并没有透露任何重大关联。最后,当检查作为一个整体,我们找不到总趋势升高的炎症基因具有较高BMI的主题。“因此,虽然体重指数是一个潜在的,它似乎没有过度影响这项研究的结果。
生物标志物有能力一个重要的需要在维护人类健康服务。他们提供了一个客观的了解身体的举动。特别是,需要识别导致EDS的睡眠问题的人。鉴于个体识别困难,睡眠呼吸暂停和其他睡眠障碍的后果,和治疗具有潜在的,客观的生物标志物可以说服人们去睡眠实验室诊断。我们演示了使用唾液的可行性确定炎症变化记录,与EDS的存在。唾液是一种理想的biofluid来源生物标志物的潜在来源。获得唾液是一个非侵入性和相对便宜的过程。进一步的实验在较大的和独立的数量将决定这些生物标志物的精度和有效性,但这些实验表明,唾液有潜力成为目标生物标志物与EDS识别对象。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
作者感谢劳拉Gottschalk以及技术援助和所有的受试者同意参与这项研究。这项工作被NIMH HL092731支持。