急性高原病發病前后血管內皮生長因子及其受體水平變化

李萌博，丁 輝

急性高原病發病前后血管內皮生長因子及其受體水平變化

李萌博1，丁 輝2

目的 探討人群急進高原前后血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)和受體VEGFR-1(fms-like tyrosine kinase-1，flt-1)、VEGFR-2(fetal liver kinase-1/kinase insert domain-containing receptor，flk-1/KDR)的表達變化及其與急性高原病(acute mountain sickness, AMS)發病的關系，為發現和保護易感人群提供理論依據。方法 以2000名健康新兵為研究對象，分別在急進高原前后抽取靜脈血備用。以癥狀評分法調查急進高原后AMS的發病率，隨機選取20名AMS發病對象為AMS組，20名未發病對象為對照組，采用 ELISA法檢測急進高原前后兩組血漿VEGF、 VEGFR-1、VEGFR-2濃度的變化。結果 2000名研究對象中AMS的發病率為34.3%。與平原地區相比，AMS組急進高原后血漿VEGF濃度明顯升高且差異有統計學意義(t=2.799，P=0.011)，血漿VEGFR-1和VEGFR-2濃度無明顯變化；對照組急進高原后血漿VEGF、VEGFR-1和VEGFR-2濃度變化無統計學意義(P>0.05)。急進高原前后AMS組血漿VEGF濃度均明顯高于對照組(t=2.461，P=0.018;t=2.698，P=0.010)，而血漿VEGFR-1、VEGFR-2濃度與對照組相比均無明顯差異。結論 血漿 VEGF濃度有可能作為一個敏感指標在急進高原前篩選AMS易感者，而血漿VEGFR-1、VEGFR-2濃度與AMS的發生無相關性。

急性高原病；血管內皮生長因子；受體

AMS是指從平原進入海拔2500 m以上高原地區，暴露于低氧環境所產生的病理反應，臨床上常見的癥狀有頭痛、失眠、胸悶、呼吸困難、食欲減退、惡心、嘔吐及疲乏無力等。所處海拔高度、上升速度及個體易感性等多種因素都可能影響到AMS的發病。部分重癥患者可能發展成為高原肺水腫( high altitude pulmonary edema, HAPE)或高原腦水腫( high altitude cerebral edema, HACE)，嚴重者可導致死亡。長期以來，AMS嚴重威脅著由平原進駐高原人群的健康，成為制約高原經濟建設和社會發展的最主要障礙。因此在急進高原前，將AMS易發人群挑選出來，有針對性地加以預防十分必要。近年來，有關血漿VEGF與AMS關系的研究頗多，主要集中在AMS發病后對體內VEGF水平的變化觀察，而有關AMS患者在進入高原前后體內VEGF水平變化的研究尚不多。筆者通過研究急進高原前后AMS患者及耐受者的血漿VEGF及VEGFR-1，VEGFR-2濃度的對比觀察，探索其與AMS發生的關系及其對AMS發病的預測價值。

1 對象與方法

1.1 對象 選擇湖南、云南、四川、山東籍漢族男性入藏新兵2000名，入伍地海拔均低于2000 m，年齡18～22歲。所有對象從各入伍地乘坐火車抵達四川省成都市(海拔506 m)集結，休整5 d后分批空運至西藏自治區拉薩市(海拔3658 m)。

1.2 方法 分別在成都和拉薩對所有觀察對象進行問卷調查并采集靜脈血備用。根據問卷調查結果使用Lake Louise標準[1](表1)進行癥狀評分和診斷，從Lake Louise評分≥3分者中隨機抽取20名對象為AMS患者組，從評分<3分者中隨機選取20名對象為對照組。使用深圳欣博盛生物科技有限公司的人血漿VEGF、VEGFR-1、VEGFR-2 ELISA試劑盒檢測兩組靜脈血血漿VEGF、VEGFR-1、VEGFR-2的濃度。

1.3 統計學處理 使用SPSS13.0軟件進行數據處理和分析，計量資料用描述；同一指標高原與平原總體均數比較采用配對t檢驗，兩組間總體均數比較采用獨立樣本t檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

表1 急性高原病國際Lake Louise診斷標準

2 結 果

2.1 AMS發病率 本次研究共回收合格問卷1876份，有效回收率93.8%。根據Lake Louise標準，診斷為AMS的有644名，耐受者1232名，AMS發病率為34.3%(644/1876)。

2.2 急進高原前后血漿VEGF及VEGFR-1、VEGFR-2濃度的變化 與平原地區相比，AMS組急進高原后血漿VEGF濃度明顯增高，差異有統計學意義(t=2.799，P=0.011)，而對照組急進高原后血漿VEGF濃度無明顯變化(t=1.126，P=0.274)；血漿VEGF濃度AMS組急進高原前后均高于對照組，差異有統計學意義(t=2.461，P=0.018;t=2.698，P=0.010)。與平原地區相比，AMS組和對照組急進高原后血漿VEGFR-1濃度均無明顯變化(t=-0.573，P=0.597；t=0.380，P=0.708)；血漿VEGFR-1的濃度AMS組急進高原前后與對照組相比均無明顯差異(t=1.508，P=0.140；t=0.941，P=0.353)。與平原地區相比，AMS組和對照組急進高原后血漿VEGFR-2濃度均無明顯變化(t=-0.403，P=0.691；t=-0.449，P=0.659)；血漿VEGFR-2的濃度AMS組急進高原前后與對照組相比無統計學差異(t=0.046，P=0.964；t=-0.160，P=0.874)。見表2。

組別血漿VEGF濃度平原高原血漿VEGFR-1濃度平原高原血漿VEGFR-2濃度平原高原對照組166.8±71.7191.5±108.51126.7±412.21170.7±442.62107.8±238.62071.8±266.6AMS組240.8±113.5②306.6±157.1①②1410.2±733.11344.6±697.42101.3±589.02054.4±406.2

注：對照組為未發生AMS的對象，AMS組為發生AMS的對象；①與平原地區相比，P<0.05；②與對照組相比，P<0.05

3 討 論

AMS是由平原進入高原地區人群的常見病，發病率為15%～80%[2,3]。其發病的具體機制尚不明確，目前普遍認為進入高原低氧環境后，機體組織器官缺氧，低氧誘導因子-1生成增多，誘導VEGF基因表達增加，導致血液中VEGF水平升高，VEGF與血管壁上的VEGFR-2相結合后，作用于內皮細胞膜上的緊密連接蛋白(occludin)，使胞內結構發生磷酸化，繼而水解該蛋白，破壞血管內皮細胞間的緊密連接，致使血管通透性增高，最終引起腦、肺等組織水腫，導致AMS發生[4-6]。

本此研究AMS發病率為34.3%，研究中所有對象觀察時間為進入高原后24～48 h，因此可能遺漏了一些發病較晚的患者；另外，有些新入伍的戰士對于研究目的不完全清楚，可能存在隱瞞病情的情況。因此AMS的實際發病率可能略高于本次的觀察結果。本研究結果與之前的研究結論大致相同。

VEGF是一類可誘導血管內皮細胞增生的蛋白，有6個亞型：VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E 和 PIGF。VEGF-A即通常所指的VEGF，是一種缺氧誘導蛋白，主要生物學作用是促進血管增生，同時，VEGF-A也是一種能夠增加血管通透性的因子，與受體結合后會引起血管滲漏[7]。目前的研究認為其在AMS的發病中發揮著重要作用，其強度不僅與血液中自身濃度有關，而且與其兩個重要受體VEGFR-1和VEGFR-2濃度直接相關。

關于血漿VEGF的濃度，國內報道多見關于AMS患者與耐受者在高原地區的對比，或由高原海拔較低處到更高海拔的水平變化，而對于急進高原前后血漿VEGF濃度的變化，目前鮮有報道。多數研究結果顯示，在高原地區AMS患者血漿VEGF濃度與耐受者相比較高，并且其濃度與AMS嚴重程度呈正相關。國外的相關報道多見于對登山者的研究，Tissot van Patot等[8]觀察顯示，在高原環境下，AMS患者的血漿VEGF水平明顯高于健康受試者，認為血漿VEGF的增加可能與AMS發病密切相關。同樣，Walter等[9]觀察了登山者由低海拔(490 m)到達高海拔(4559 m)地區24 h后血漿VEGF的變化，結果顯示到達高海拔地區后血漿VEGF濃度升高，但VEGF與AMS評分、平均肺動脈壓、動脈血氧分壓和肺泡-動脈O2梯度之間均不存在相關性，認為血漿VEGF的變化可能與AMS的發生無直接關聯。而華明磊[10]的結論則相反，認為進入高原后血漿VEGF濃度降低。另外，其他一些研究結果顯示，兩者無明顯差異[11]。筆者認為這可能與影響外周血VEGF測定濃度的因素較多有關，如性別、種族、年齡、基礎身體狀況、服藥情況、樣本大小、進入高原的時間、采血時海拔高度、標本保存時間、檢測方法等。

本研究結果顯示，急進高原后AMS組血漿VEGF水平與平原地區相比明顯升高，而對照組無明顯變化，說明VEGF可能是AMS的重要致病因素，也證明高原低氧環境對VEGF表達的刺激存在個體差異。本研究中AMS組患者在平原狀態下(即AMS未發病時)血漿VEGF濃度即高于對照組，說明對于AMS患者血漿高水平的VEGF表達可能是其易感因素。因而提示血漿VEGF濃度有可能作為一個敏感指標在進入高原之前篩選AMS易感者。

VEGF有兩個受體，分別是VEGFR-1和VEGFR-2。兩者主要在內皮細胞表達。目前普遍認為，缺氧和VEGF都會引起這兩種受體表達的上調，但缺氧誘導其表達的程度較VEGF弱。Tissot van Patot等[8]在一項對20名志愿者的研究中，無論平原還是高原地區，AMS患者血漿VEGFR-1水平均較習服者低，認為在低海拔地區，較低的受體水平可作為AMS發病的預警機制。而Schommer等[12]觀察了31名進入海拔4559 m健康人，結果顯示進入高海拔地區后血漿VEGF和VEGFR-1濃度均增加，但與AMS發生并無相關性。目前尚無有關VEGFR-2與AMS關系的報道。本研究發現AMS組與對照組無論在平原地區還是高原地區，血漿VEGFR-1和VEGFR-2的表達水平無統計學差異，說明兩者與AMS發病可能無關。但由于樣本數量有限，本研究結果尚有待進一步深入研究。

[1] Sutton J R, Coates G, Houston C S,etal. Lake louise on the definition and quantification of altitude illness, hypoxia and mountain medicine [M]. Burlington: Queen City Printers, 1992:3.

[2] 李福祥，戢福云.急性高山病發病機制的研究進展[J].解放軍醫學雜志，2011,36(4):413-415.

[3] Wu J, Chen Y, Luo Y. Evaluation of the visual analog score (VAS) to assess acute mountain sickness (AMS) in a hypobaric chamber [J]. PLoS One, 2014,9(11):e113376.

[4] Krum J M, Mani N, Rosenstein J M. Roles of the endogenous VEGF receptors flt-1 and flk-1 in astroglial and vascular remodeling after brain injury [J]. Exp Neural,2008,212(1):108-117.

[5] Schito L, Rey S, Tafani M,etal. Hypoxia-inducible factor 1-dependent expression of platelet-derived growth factor B promotes lymphatic metastasis of hypoxic breast cancer cells [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2012,109(40):2707-2716.

[6] Irwin D C, McCord J M, Nozik-Grayck E,etal. A potential role for reactive oxygen species and the HIF-1 alpha-VEGF pathway in hypoxia-induced pulmonary vascular leak [J]. Free Radical Bio Med, 2009,47(1):55-61.

[7] Das M, wakelee H. Targeting VEGF in lung cancer [J]. Expert Opin Ther Targets, 2012,16(4):395-406.

[8] Tissot van Patot M C, Leadbetter G, Keyes L E,etal. Greater free plasma VEGF and lower soluble VEGF receptor-1 in acute mountain sickness [J]. J Appl Physiol, 2005,98(5):1626-1629.

[9] Walter R, Maggiorini M, Scherrer U,etal. Effects of high-altitude exposure on vascular endothelial growth factor levels in man [J]. Eur J Appl Physiol,2001,85(1-2):113-117.

[10] 華明磊,丁 輝.進入高原前后急性高原病患者血漿血管內皮生長因子的變化[J].武警后勤學院學報(醫學版),2014,23(2):100-102.

[11] Palma J, Macedonia C, Deuster P,etal. Cerebrovascular dynamics and vascular endothelial growth factor in acute mountain sickness [J]. Wilderness Environ Med, 2006,17(1):1-7.

[12] Schommer K, Wiesegart N, Dehnert C,etal. No correlation between plasma levels of vascular endothelial growth factor or its soluble receptor and acute mountain sickness [J]. High Alt Med Biol, 2011,12(4):323-327.

(2014-11-27收稿 2014-12-22修回)

(責任編輯 付 輝)

Study on vascular endothelial growth factor and its receptors levels before and after the onset of acute mountain sickness

LIMengbo1andDINGHui2.

1.SecondDepartmentofInternalMedicine,BeijingCorpsHospital,ChinesePeople’sArmedPoliceForces,Beijing100027,China； 2.DepartmentofPediatrics,AffiliatedHospitalofLogisticsCollege,ChinesePeople’sArmedPoliceForces,Tianjin300162,China

Objective To investigate the changes of vascular endothelial growth factor (VEGF) and its receptors(VEGFR-1 and VEGFR-2) in plasma before and after emergent entering plateau and their relationship with acute mountain sickness (AMS), in order to provide a theoretical basis for identifying and protecting susceptible population. Methods 2000 healthy recruited soldiers were selected as research object, their venous blood were collected respectively before and after emergent entering plateau. AMS incidence was investigated with symptom score method, and 20 patients randomly selected as AMS group and 20 objects without AMS as control group, then plasma concentration of VEGF, VEGFR-1 and VEGFR-2 before and after emergent entering plateau by ELISA were examined respectively. Results The AMS incidence was 34.3%. Compared with plain area, plasma VEGF concentration of AMS group increased significantly after emergent entering plateau, the difference was statistically significant (t=2.799，P=0.011), the changes of plasma VEGFR-1 and VEGFR-2 concentration were not obvious. Changes of plasma VEGF, VEGFR-1 and VEGFR-2 concentration in control group were meaningless (P>0.05). Plasma VEGF concentration of AMS group were significantly higher than that of control group both on plateau and in plain areas (t=2.461，P=0.018;t=2.698，P=0.010). The differences of VEGFR-1 and VEGFR-2 concentration between the two groups were not significant neither on plateau nor in plain. Conclusions Plasma VEGF concentration may serve as a tool in screening the people susceptible to AMS before emergent entering plateau. There is no correlation between plasma VEGFR-1, VEGFR-2 concentration and AMS.

acute mountain sickness; vascular endothelial growth factor; receptor

10.13919/j.issn.2095-6274.2015.01.003

李萌博，碩士，主治醫師，E-mail: wjlmb@163.com

1.100027， 武警北京總隊醫院內二科；2.300162 天津，武警后勤學院附屬醫院兒科

R594.3；R3