吳子幸，胡欣，*，陶詩萌，何友軍，蔡傳云，江偉，*

1.230031 安徽省合肥市，中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九〇一醫(yī)院全科醫(yī)學(xué)科

2.230032 安徽省合肥市，安徽醫(yī)科大學(xué)

慢性失眠主要表現(xiàn)為睡眠起始和維持困難，造成個(gè)體對睡眠時(shí)間或質(zhì)量不滿足的一種主觀感受，同時(shí)伴隨有日間功能損害，病程持續(xù)3 個(gè)月以上，是常見的公共衛(wèi)生問題之一［1］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國慢性失眠患病率為9.2%，其中，老年人群約占總體的60%［2］。慢性失眠是老年人群認(rèn)知損害疾病的危險(xiǎn)因素［3］，目前關(guān)于慢性失眠引起認(rèn)知障礙的機(jī)制研究有限，因此，老年人群的睡眠問題及認(rèn)知損害常得不到恰當(dāng)?shù)脑\治。

有研究發(fā)現(xiàn)，25-羥維生素D3［25-hydroxy vitamin D3，25（OH）D3］水平較低的人群，其睡眠持續(xù)時(shí)間較短、睡眠質(zhì)量較差［4］，研究還發(fā)現(xiàn)低水平的25（OH）D3與神經(jīng)退行性疾?。ㄈ缗两鹕『桶柎暮Ｄ。┑恼J(rèn)知損害相關(guān)［5-6］。此外，有研究表明腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）對睡眠-覺醒行為具有特異性效應(yīng)［7］，越來越多的研究也提示TNF-α 的升高與記憶、認(rèn)知、嗜睡、情感障礙及行為受損有關(guān)［8-9］。以上研究表明25（OH）D3和TNF-α在調(diào)節(jié)睡眠及維持認(rèn)知功能方面扮演著重要角色。本研究采用光電容積脈搏波描記法（photoplethysmography，PPG）和神經(jīng)心理量表對老年慢性失眠患者客觀睡眠質(zhì)量及認(rèn)知功能進(jìn)行評估，同時(shí)檢測血清25（OH）D3及TNF-α 水平，旨在進(jìn)一步探討老年慢性失眠患者不同失眠程度的認(rèn)知功能情況及其生物學(xué)機(jī)制。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2020 年6 月—2022 年6 月在中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九〇一醫(yī)院診治的老年慢性失眠患者105例為研究對象，其中男48例，女57例；年齡65～80歲，平均年齡（72.6±4.8）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）符合《國際睡眠障礙分類》第三版［10］關(guān)于失眠癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)；（2）每周失眠＞3 d，總病程≥1 年；（3）年齡≥65周歲；（4）匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)量表（Pittsburgh Sleep Quality Index，PSQI）［11］評分＞7 分。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）近2 周內(nèi)使用過抗焦慮、抗抑郁及鎮(zhèn)靜催眠藥物；（2）患有精神、心理障礙病史；（3）合并有嚴(yán)重的腦、心、肺、肝、腎等器質(zhì)性疾?。唬?）存在閱讀、語言交流障礙等無法完成量表測驗(yàn)。本研究經(jīng)中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九〇一醫(yī)院倫理委員會討論通過（批準(zhǔn)號：202003001），所有受試者知情同意。

1.2 研究方法

1.2.1 一般資料：收集研究對象人口學(xué)資料，包括性別、年齡、病程、受教育年限、疾病史、家族史等；入組前所有受試者進(jìn)行PSQI、簡版老年抑郁量表（Geriatric Depression Scale-15，GDS-15）［12］、廣泛性焦慮障礙量表（Generalized Anxiety Disorder-7，GAD-7）［13］測試。

1.2.2 客觀睡眠質(zhì)量評估：采用PPG（Morpheus Ox，以色列Wide Med 公司生產(chǎn)）于22：00 至次日6：00 對受試者睡眠質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測。檢查當(dāng)天不使用鎮(zhèn)靜催眠藥，不飲酒、咖啡、濃茶等興奮性飲料，PPG 數(shù)據(jù)由云端服務(wù)器經(jīng)Morpheus Ox 軟件進(jìn)行自動分析，監(jiān)測總睡眠時(shí)間、睡眠潛伏期、睡眠效率及覺醒次數(shù)4 項(xiàng)指標(biāo)。

1.2.3 認(rèn)知功能評估：完成夜間睡眠監(jiān)測的次日上午，在安靜無干擾的環(huán)境下，所有受試者行簡易智能精神狀態(tài)量表［14］（Mini-mental State Examination，MMSE）及蒙特利爾認(rèn)知評估量表［15］（Montreal Cognitive Assessment，MoCA）測試，總分均為30 分，得分越低，則提示認(rèn)知障礙越重。

1.2.4 血清25（OH）D3、TNF-α 水平的檢測：完成PPG 監(jiān)測的次日8：00 取受試者靜脈血（采血前空腹，避免過度緊張和劇烈運(yùn)動），靜置30 min 后以3 000 r/min 離心5 min，離心半徑為15 cm，提取血清，置于-80℃冰箱冷凍保存。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測受試者血清25（OH）D3、TNF-α 水平。試劑盒購買自武漢基因美科技有限公司，遵循試劑盒說明書進(jìn)行嚴(yán)格操作。

1.3 分組

將105 例老年慢性失眠患者根據(jù)PSQI 評分分為輕度（7～10 分）、中度（11～15 分）和重度（16～21 分）失眠組［16-18］。其中輕度失眠組32 例，中度失眠組38 例，重度失眠組35 例。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 25.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以（±s）表示，多組間比較采用方差分析，組間兩兩比較行LSD-t 檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以相對數(shù)表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)；使用Spearman 秩相關(guān)分析法進(jìn)行相關(guān)性分析。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 三組患者一般資料和PSQI 評分比較

三組患者年齡、性別、病程、受教育年限、GDS-15 評分、GAD-7 評分比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。三組PSQI 評分比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），其中中度失眠組、重度失眠組PSQI 評分均高于輕度失眠組，重度失眠組PSQI 評分高于中度失眠組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 三組患者一般資料和PSQI 評分比較Table 1 Comparison of general data and PSQI score in the three groups

2.2 三組患者PPG 睡眠監(jiān)測指標(biāo)比較

三組患者總睡眠時(shí)間、睡眠潛伏期、睡眠效率、覺醒次數(shù)比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。其中重度失眠組睡眠潛伏期長于輕度失眠組和中度失眠組，覺醒次數(shù)高于輕度失眠組和中度失眠組，總睡眠時(shí)間低于輕度失眠組，睡眠效率低于輕度失眠組和中度失眠組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；中度失眠組睡眠潛伏期高于輕度失眠組，睡眠效率低于輕度失眠組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

表2 三組患者PPG 睡眠監(jiān)測指標(biāo)比較（±s）Table 2 Comparison of sleep parameters recorded by PPG in the three groups

注：a 表示與輕度失眠組比較P＜0.05，b 表示與中度失眠組比較P＜0.05；PPG=光電容積脈搏波描記法。

組別例數(shù)總睡眠時(shí)間（min）睡眠潛伏期（min）睡眠效率（%）覺醒次數(shù)（次）輕度失眠組32375.16±62.4528.44±10.1871.25±16.539.34±3.31中度失眠組38354.27±78.3336.53±14.49a63.48±13.19a11.63±5.05重度失眠組35328.33±65.34a45.57±18.96ab54.37±10.25ab14.37±6.50ab F 值3.82610.82913.2207.968 P 值0.025＜0.001＜0.0010.001

2.3 三組患者認(rèn)知功能比較

三組患者M(jìn)MSE、MoCA 評分比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。其中重度失眠組MMSE、MoCA 評分均低于輕度失眠和中度失眠組，中度失眠組MMSE、MoCA 評分均低于輕度失眠組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表3。

表3 三組患者認(rèn)知功能比較（±s，分）Table 3 Comparison of cognitive functions in the three groups

表3 三組患者認(rèn)知功能比較（±s，分）Table 3 Comparison of cognitive functions in the three groups

注：a 表示與輕度失眠組比較P＜0.05，b 表示與中度失眠組比較P＜0.05；MMSE=簡易智能精神狀態(tài)量表，MoCA=蒙特利爾認(rèn)知評估量表。

組別例數(shù)MMSE 評分MoCA 評分輕度失眠組3227.19±1.8725.91±2.02中度失眠組3825.82±2.15a24.47±2.01a重度失眠組3524.37±1.77ab23.11±1.89ab F 值17.51216.711 P 值＜0.001＜0.001

2.4 三組患者血清25（OH）D3 和TNF-α 水平比較

三組患者血清25（OH）D3和TNF-α 水平比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。其中重度失眠組血清TNF-α 水平高于輕度失眠組和中度失眠組，25（OH）D3水平低于輕度失眠組和中度失眠組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；中度失眠組血清TNF-α 水平高于輕度失眠組，25（OH）D3水平低于輕度失眠組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表4。

表4 三組患者血清25（OH）D3 和TNF-α 水平的比較（±s）Table 4 Comparison of serum 25（OH）D3 and TNF-α levels among the three groups

注：a 表示與輕度失眠組比較P＜0.05，b 表示與中度失眠組比較P＜0.05；25（OH）D3=25-羥維生素D3，TNF-α=腫瘤壞死因子α。

組別例數(shù)25（OH）D3（ng/ml） TNF-α（pg/ml）輕度失眠組3253.29±16.76428.63±41.44中度失眠組3841.61±12.33a494.38±50.37a重度失眠組3532.09±10.46ab535.82±58.29ab F 值21.24237.752 P 值＜0.001＜0.001

2.5 老年慢性失眠患者認(rèn)知功能與失眠嚴(yán)重程度、睡眠及血清學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性分析

Spearman 秩相關(guān)分析結(jié)果顯示，MMSE、MoCA 評分與總睡眠時(shí)間、睡眠效率和25（OH）D3水平呈正相關(guān)（P＜0.05），與失眠嚴(yán)重程度、睡眠潛伏期、覺醒次數(shù)和TNF-α 水平呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），見表5。

表5 老年慢性失眠患者認(rèn)知功能與失眠嚴(yán)重程度、睡眠及血清學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of cognitive functions with insomnia severity，sleep and serologic indexes in elderly patients with chronic insomnia

3 討論

目前對于老年人群睡眠狀況的評估多為量表評估，缺乏客觀證據(jù)，多導(dǎo)睡眠監(jiān)測雖為評價(jià)客觀睡眠質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的金標(biāo)準(zhǔn)，但操作復(fù)雜，患者配合度差，無法廣泛應(yīng)用。本研究采取PPG 監(jiān)測，具有簡易、無創(chuàng)且依從性好的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于老年人群客觀睡眠質(zhì)量的監(jiān)測。既往研究也表明，PPG 監(jiān)測結(jié)果與多導(dǎo)睡眠監(jiān)測結(jié)果一致［19］。本研究結(jié)果表明，老年慢性失眠患者認(rèn)知功能下降與失眠嚴(yán)重程度增加、睡眠總時(shí)長縮短、睡眠潛伏期延長、睡眠效率下降和覺醒次數(shù)增多相關(guān)。當(dāng)前關(guān)于認(rèn)知損傷與失眠的相關(guān)研究較多，結(jié)果也不盡一致。一項(xiàng)縱向隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，睡眠總時(shí)間的延長可能會增加老年人群認(rèn)知障礙的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)［20］。也有研究顯示，睡眠時(shí)間長對老年人的執(zhí)行功能及工作記憶產(chǎn)生不利影響［21］。國外一項(xiàng)針對50 歲以上人群的縱向隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，較長的睡眠時(shí)間和整體認(rèn)知能力下降存在顯著關(guān)聯(lián)［22］。然而，有部分研究顯示，睡眠時(shí)間過長或過短均會增加認(rèn)知功能損傷的風(fēng)險(xiǎn)［23-24］。一項(xiàng)薈萃分析也表明，夜間睡眠不足或過多均會增加個(gè)體患認(rèn)知障礙疾病的風(fēng)險(xiǎn)［25］，提示良好的睡眠應(yīng)該具有一個(gè)穩(wěn)定的模式。有研究已證實(shí)，較長的入睡潛伏期可預(yù)測癡呆事件的發(fā)生［26］。一項(xiàng)關(guān)于老年人群的研究發(fā)現(xiàn)，睡眠質(zhì)量差、睡眠潛伏期長和睡眠效率低均會增加個(gè)體認(rèn)知障礙疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)［27］。夜間覺醒次數(shù)增多可表現(xiàn)為片段化睡眠，致睡眠的連續(xù)性中斷，破壞了睡眠的整體結(jié)構(gòu)。國內(nèi)一項(xiàng)動物實(shí)驗(yàn)提示，片段化睡眠導(dǎo)致老齡小鼠物體識別記憶和條件性恐懼記憶顯著受損［28］。綜上，失眠嚴(yán)重程度、睡眠潛伏期、睡眠效率、夜間覺醒次數(shù)及睡眠時(shí)長的改變均會對個(gè)體認(rèn)知功能產(chǎn)生影響。

已有研究證實(shí)，神經(jīng)炎癥與大腦功能損傷密切相關(guān)，而TNF-α 是神經(jīng)炎癥過程中產(chǎn)生的主要細(xì)胞因子。國外一項(xiàng)動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在大鼠藍(lán)斑和下丘腦前部注射微量TNF-α 可延長非快速眼動睡眠期，提示TNF-α 可調(diào)節(jié)生物體的睡眠結(jié)構(gòu)［29］。研究顯示，TNF-α 在腦組織中呈現(xiàn)節(jié)律性表達(dá)的特點(diǎn)，且在深睡眠期時(shí)表達(dá)最高［30］。日間TNF-α 的低水平表達(dá)有利于維持覺醒狀態(tài)，而夜間TNF-α 水平的升高有利于深睡眠，提示TNF-α 水平的晝夜節(jié)律性是調(diào)節(jié)睡眠的基礎(chǔ)。本研究發(fā)現(xiàn)，老年慢性失眠患者8：00 左右的TNF-α 水平隨失眠嚴(yán)重程度的增加而逐漸升高，推測慢性失眠的加重可能會導(dǎo)致患者體內(nèi)TNF-α水平發(fā)生晝夜節(jié)律的紊亂。

本研究進(jìn)一步相關(guān)分析顯示，慢性失眠患者M(jìn)MSE、MoCA 評分與TNF-α 水平呈負(fù)相關(guān)，提示老年慢性失眠患者認(rèn)知功能損害與血清TNF-α 水平升高相關(guān)聯(lián)。本課題組前期研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，慢性失眠患者血清TNF-α 水平增加，且與患者空間工作記憶及物體再認(rèn)記憶的損害相關(guān)［31］。研究證實(shí)，TNF-α 通過與TNF 受體結(jié)合，可以激活半胱氨酸-天冬氨酸蛋白酶凋亡通路，引起神經(jīng)元快速凋亡，同時(shí)還參與了β-淀粉樣蛋白的形成，與神經(jīng)退行性疾病的認(rèn)知損傷關(guān)系密切［32］。國外一項(xiàng)動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，提前6～18 h 向小鼠背側(cè)海馬中微量輸注TNF-α，會損害小鼠情境恐懼記憶的檢索及空間記憶的恢復(fù)和再鞏固，提示TNF-α 對海馬依賴性記憶的恢復(fù)和再鞏固具有負(fù)調(diào)節(jié)作用［33］。另一項(xiàng)動物實(shí)驗(yàn)顯示，脂多糖暴露的大鼠存在空間學(xué)習(xí)和記憶功能損害，同時(shí)在其大腦海馬和皮層中檢測出TNF-α 水平升高，在大鼠體內(nèi)注射抗炎劑后，檢測海馬和皮層TNF-α 水平下降，受試小鼠學(xué)習(xí)及記憶能力明顯改善［34］。已知海馬區(qū)的記憶形成主要依賴長時(shí)程增強(qiáng)過程來實(shí)現(xiàn)，研究證實(shí)，TNF-α 可以增強(qiáng)α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑丙酸受體的表達(dá)，從而使得海馬長時(shí)程增強(qiáng)過程中斷、突觸穩(wěn)態(tài)失調(diào)，致短期識別及長期空間記憶的損傷，最終引起生物體認(rèn)知障礙［35］。因此，TNF-α 水平的升高能引起大腦神經(jīng)元的快速凋亡，同時(shí)參與了大腦內(nèi)β-淀粉樣蛋白形成，還可能通過阻斷了長時(shí)程增強(qiáng)的過程，影響海馬神經(jīng)元間的突觸連接，最終導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙。

維生素D 在肝臟中經(jīng)過羥基化作用形成25-羥維生素D，其中25（OH）D3是維生素D 的最主要代謝形式。25（OH）D3可通過與維生素D 受體（vitamin D receptor，VDR）特異性結(jié)合而發(fā)揮其生理作用，VDR廣泛分布于下丘腦、前額葉皮質(zhì)、黑質(zhì)、腦橋網(wǎng)狀核、中腦中央灰質(zhì)等區(qū)域，這些腦區(qū)在睡眠調(diào)節(jié)中發(fā)揮著主要作用［36］。研究顯示，25（OH）D3與VDR 結(jié)合，可促進(jìn)包括多巴胺、去甲腎上腺素、谷氨酸、γ-氨基丁酸、5-羥色胺等在內(nèi)的多種神經(jīng)遞質(zhì)的合成，同時(shí)可上調(diào)膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達(dá)，對中腦黑質(zhì)的多巴胺能神經(jīng)元的發(fā)育和分化具有重要作用，進(jìn)一步影響認(rèn)知功能及睡眠-覺醒周期［37］。本研究結(jié)果顯示，老年慢性失眠患者血清25（OH）D3的水平隨失眠嚴(yán)重程度的增加而逐漸降低。一項(xiàng)薈萃分析顯示，維生素D 水平與睡眠障礙疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)，當(dāng)維生素D＜20 ng/mL 時(shí)，睡眠障礙發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)顯著增高［38］。國外一項(xiàng)干預(yù)研究顯示，退伍軍人補(bǔ)充維生素D（5 萬U/周）可增加總睡眠時(shí)間［39］。另一項(xiàng)薈萃分析顯示，補(bǔ)充維生素D（5 萬U/2 周，連續(xù)8 周）有助于改善睡眠障礙患者的睡眠質(zhì)量［40］。以上均提示維生素D 在生物體睡眠調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用。

本研究進(jìn)一步的相關(guān)性分析結(jié)果表明，慢性失眠患者M(jìn)MSE、MoCA 評分與25（OH）D3水平呈正相關(guān)，提示老年慢性失眠患者認(rèn)知功能損害與血清25（OH）D3水平下降相關(guān)。所涉及的機(jī)制除影響神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達(dá)及多種神經(jīng)遞質(zhì)的合成外，還可能與維生素D影響海馬區(qū)神經(jīng)元的發(fā)育相關(guān)。國外一項(xiàng)動物實(shí)驗(yàn)顯示，25（OH）D3能提高小鼠神經(jīng)鈣黏蛋白表達(dá)，促進(jìn)海馬神經(jīng)元細(xì)胞的軸突生長，對記憶的形成發(fā)揮作用［41］。同時(shí)，另一項(xiàng)動物實(shí)驗(yàn)顯示，補(bǔ)充維生素D 可以調(diào)節(jié)小鼠老化過程中炎癥因子的產(chǎn)生，特別是降低額葉及海馬的TNF-α 水平，對小鼠衰老引起的空間記憶障礙有保護(hù)作用［42］。也有研究證實(shí)，維生素D 可以下調(diào)促炎因子的表達(dá)，降低TNF-α 的合成，因此維生素D 也被認(rèn)為是一種免疫調(diào)節(jié)劑［43］。

綜上所述，老年慢性失眠患者認(rèn)知功能損害可能與失眠嚴(yán)重程度及血清25（OH）D3水平降低、TNF-α水平升高相關(guān)。補(bǔ)充適量維生素D 可能改善老年慢性失眠患者的睡眠質(zhì)量，并通過多種途徑改善認(rèn)知功能。同時(shí)，維生素D 還可調(diào)節(jié)衰老過程中的免疫炎癥反應(yīng)，降低促炎因子TNF-α 水平，對老年慢性失眠患者認(rèn)知功能損傷的預(yù)防和治療具有潛在的臨床價(jià)值。但本研究樣本量尚較小，且因老年人群的特殊性未行多導(dǎo)睡眠監(jiān)測，25（OH）D3與TNF-α 的改變與老年慢性失眠患者認(rèn)知損害之間的關(guān)系仍缺少更多、更直接的證據(jù)；因老年人群依從性較差，為簡化評估流程，未進(jìn)行失眠嚴(yán)重指數(shù)量表的評估，未來仍需進(jìn)一步加大樣本量，優(yōu)化試驗(yàn)方法，深入探究老年慢性失眠患者認(rèn)知損害的機(jī)制。

作者貢獻(xiàn)：吳子幸進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì)，撰寫論文，負(fù)責(zé)英文的修訂；陶詩萌、何友軍負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集；蔡傳云負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析；胡欣和江偉負(fù)責(zé)研究命題的提出及設(shè)計(jì)，最終版本修訂，對論文整體負(fù)責(zé)。

本文無利益沖突。