背景随着全球经济发展繁荣及交通网络的日趋完善,高原流动人群日益繁多,移居高原的人口也越来越多,高原人口结构随之发生了明显变化,罹患高原红细胞增多症(high altitude polycythemia,HAPC)者亦相应的增多。HAPC是一种严重危害高原人群健康的重大疾病和常见疾病。该病患者因高原低氧所引起的红细胞过度增多,可使其血液粘稠度明显增加、血流阻力增大,并导致其血氧含量进一步降低,临床多表现为头痛、头昏、心悸、胃肠不适、胸闷、记忆力减退及感觉异常等症状及体征,并可引发高原肺动脉高压、高原心脏病及血栓形成等其他慢性高原病(chronic mountain sickness,CMS)严重并发症的可能性,严重影响了患者的生活质量及工作效率,并由于其较高的发病率也严重影响了高原部队战斗力及高原地区经济建设的进程。因此,探寻与HAPC发病相关的因素,并进而探讨其可能的发病机制,对指导慢性高原病的防治研究将具有重要的理论价值和实践的意义。高原低氧环境引发的血液红细胞过度增多是HAPC的根本原因,但其病理生理变化的机制目前尚不明确。研究证实低氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)作为重要的转录因子,在HAPC患者中表达明显增高,并进而调控下游多个细胞因子的表达水平,包括促红细胞生成素(Erythropoietin,EPO)分泌增加,进而引起红细胞过度增生,最终导致HAPC的发生和发展,出现血液粘滞、血流阻力增大等病理变化,进一步加重了缺氧。机体组织器官长期处于缺氧状态,其能量代谢发生障碍促使细胞内氧自由基生成增加,可使细胞内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性增加,以及乳酸(LA)、过氧化氢(H2O2)水平升高,破坏机体内微环境平衡,引发或加重了细胞炎症反应,使红细胞发生水肿、变性、溶解、凋亡等炎症反应。因此目前的研究提示炎症细胞因子在HAPC的发生和发展中可能起到了重要的作用。炎症细胞因子是指炎症反应过程中由细胞释放或产生的一类细胞因子。蛋白芯片技术是通过具有编码的微量探针捕捉固相载体特异性蛋白分子的特性,并将其进行生物信息确认和生化分析的一种工具,具有高灵敏度、高通量测定蛋白信息的功能。本实验研究在研究hapc发病因素及查阅相关文献的基础上,遴选相关的炎症细胞因子,以蛋白芯片技术检测和分析这些炎症细胞因子在hapc患者血清中的表达变化,并应用蛋白质组学的方法探索这些差异表达的炎症细胞因子与epo、hif-1α、雄激素受体(androgenreceptor,ar)等与hapc发病相关细胞因子之间的相互作用关系,期望得到与hapc临床诊断及防治研究相关的分子标志物,可能为hapc的早期诊断及探索靶向防治药物提供一定的理论基础。方法1.结合2010年05月至2013年03月青藏高原驻兵部队体检,收集连续居住10个月以上的移居汉族青年男性体检报告,并同时进行临床症状及体征调查统计,分析hapc发病因素及规律。2.以连续居住在西藏山南地区(海拔3500m-5300m)1年以上汉族青年男性,对有意参与蛋白芯片检测实验的进行第2次体检,符合hapc青海诊断标准(须具备hgb≥210g/l,无其他相关疾病)随机选取10例为hapc组,达不到诊断标准且150≤hgb<190g/l的随机选取10例为高原正常人组,采集外周血血清为蛋白芯片实验标本。3.蛋白芯片选择:选择能尽量包含与cms密切相关的40种炎症细胞因子作为检测指标;对10例hapc患者和10例高原正常人(对照组)的血清标本进行检测。4.结合蛋白芯片检测出有的差异性炎症细胞因子与epo、hif-1α、ar置入string9.1数据库,构建蛋白质相互作用网络图,对其进行预测分析,深入探索研究细胞因子在hapc发生、发展中的作用机制。结果1.研究移居高原汉族青年男性546人,罹患hapc的105例,hapc发病率为19.2%。单因素分析显示,海拔高度、居住时间、吸烟与hapc发病率成正相关性(p<0.05),当年龄≥34岁、bmi指数在非标准范围内其发病率显著增高(p<0.05)。2.计量资料对比,hapc患者的hgb浓度、居住时间、bmi指数、临床症状评分等均明显高于高原正常人(p<0.05),而spo2则显著地低于高原正常人(p<0.01),年龄、心率、收缩压、舒张压无统计学意义。经logistic回归模型多因素分析,移居高原汉族青年男性罹患hapc的危险因素依次是吸烟、海拔、居住时间、bmi指数(p<0.05)。3.蛋白膜芯片检测实验显示,与高原正常人对比,hapc患者血清中有7种炎症细胞因子(IL-1β、IL-2、IL-3、IL-15、IL-16、MCP-1/CCL2、TNF-α/LTA)高表达(P<0.05),余33种炎症细胞因子无统计学意义(P>0.05)。4.将蛋白膜芯片检测7种差异性炎症细胞因子与AR、EPO、HIF-1a及置入STRING9.1数据库,得出此10种细胞因子进化树及预测蛋白质相互作用的网络图。结论1.移居高原汉族青年男性HAPC的发生、发展与海拔高度、连续居住时间、BMI指数、吸烟、SpO2水平等密切相关。2.蛋白膜芯片检测提示,IL-1β、IL-2、IL-3、IL-15、IL-16、MCP-1/CCL2、TNF-α/LTA参与了HAPC发生、发展过程的炎症反应。3.预测蛋白质相互作用的网络图揭示了HAPC发生发展过程中AR、EPO、HIF-1a与MCP-1、TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-3、IL-15、IL-16等之间相互作用关系,为破解HAPC发病机制提供新的线索,为寻求防治措施提供新的思路。
