Hostname: page-component-74656f9884-6grmk Total loading time: 0 Render date: 2026-11-06T02:52:53.774Z Has data issue: false hasContentIssue false

Nocturnal Hypoxia and Sleep-Disordered Breathing as Potential Early Biomarkers of Respiratory Progression in Mild ALS

Published online by Cambridge University Press:  04 February 2026

Xueming Li
Affiliation:
Nanchang University Second Affiliated Hospital, China
Weijiang Ding
Affiliation:
Nanchang University Second Affiliated Hospital, China
Yan Lu
Affiliation:
Xingguo County People’s Hospital, China
Meiying Sun
Affiliation:
Gaoxin branch of the First Affiliated Hospital of Nanchang University, China
Enwang Xu*
Affiliation:
Neurology Department, The First Affiliated Hospital of Jiangxi Medical College, China The Central Hospital of Shangrao, Shangrao, China
*
Corresponding author: Enwang Xu; Email: 383667145@qq.com
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Background:

Early detection of respiratory decline is crucial in amyotrophic lateral sclerosis (ALS). We tested if nocturnal polysomnography (PSG) predicts dyspnea onset in mild ALS patients with preserved daytime function.

Methods:

In this study, 41 mild ALS patients (ALS Functional Rating Scale-Revised [ALSFRS-R] ≥ 37, sitting forced vital capacity [FVC] ≥80% predicted, no dyspnea) and 41 matched controls underwent baseline assessment, including ALSFRS-R scoring, pulmonary function tests, and overnight PSG. ALS patients were followed for 12 months. Baseline apnea–hypopnea index (AHI) and oxygen saturation (mean SpO2, minimum SpO2) were analyzed as continuous predictors and using exploratory thresholds (AHI ≥ 5 events/h, min SpO2 ≤ 88%, mean SpO2 ≤ 95%) for dyspnea onset (Dyspnea-ALS-15 [DALS-15] > 0).

Results:

Compared to controls, ALS patients had significantly higher AHI (p = 0.004) and lower minimum SpO2 (p = 0.018). The ALSFRS-R orthopnea subscore showed a significant positive correlation with mean and minimum SpO2 (P < 0.05). Cox regression identified baseline AHI (HR 1.08 per event/h; 95% CI 1.01–1.15, p = 0.028) and minimum SpO2 (HR 0.94 per %; 95% CI 0.88–0.99, p = 0.033) as independent predictors of dyspnea onset within 12 months. Thresholds AHI ≥ 5 (HR 2.28, p = 0.031) and min SpO2 ≤ 88% (HR 2.42, p = 0.027) also predicted increased risk. Patients meeting ≥1 threshold (n = 25/37) showed trends toward greater FVC and ALSFRS-R decline.

Conclusions:

In patients with mild ALS and normal daytime function, specific nocturnal PSG parameters (AHI, minimum SpO2) predicted the risk of dyspnea within 12 months. This longitudinal study provides novel evidence that PSG could identify early respiratory vulnerability in the incipient stage, earlier than conventional FVC-based monitoring, supporting its potential utility in refining early intervention strategies. Validation in larger cohorts is warranted.

Résumé

RÉSUMÉ

L’hypoxie nocturne et les troubles respiratoires du sommeil comme biomarqueurs précoces potentiels de la progression respiratoire dans le cas de la sclérose latérale amyotrophique légère.

Contexte :

La détection précoce du déclin respiratoire est cruciale dans le cas de la sclérose latérale amyotrophique (SLA). Nous avons ainsi testé dans quelle mesure la polysomnographie nocturne (PSN) permettait de prédire l’apparition d’une dyspnée chez les patients atteints de SLA légère dont les fonctions diurnes sont préservées.

Méthodes :

Dans cette étude, 41 patients atteints d’une SLA légère (ALS Functional Rating Scale-Revised [ALSFRS-R] ≥ 37 ; CVF en position assise ≥ 80 % de la valeur prévue ; absence de dyspnée) et 41 témoins appariés ont subi une évaluation de base, comprenant un score ALSFRS-R, des tests de fonction pulmonaire et une PSN. Les patients atteints de SLA ont été suivis pendant 12 mois. L’indice d’apnée-hypopnée (IAH) et la saturation en oxygène (SpO2 moyenne, SpO2 minimale) de base ont été analysés en tant que prédicteurs continus et en utilisant des seuils exploratoires (IAH ≥ 5 événements/h, SpO2 minimale ≤ 88 %, SpO2 moyenne ≤ 95 %) pour l’apparition de la dyspnée (Dyspnea-ALS-Scale-15 > 0).

Résultats :

Par rapport aux témoins, les patients atteints de SLA présentaient un IAH notablement plus élevé (p = 0,004) ainsi qu’une SpO2 minimale plus faible (p = 0,018). Le sous-score de l’ALSFRS-R pour l’orthopnée présentait une corrélation positive significative avec la SpO2 moyenne et minimale (P < 0,05). La régression de Cox a identifié l’IAH de base (RR : 1,08 par événement/h ; IC à 95 % : 1,01-1,15 ; p = 0,028) et la SpO2 minimale (RR : 0,94 par % ; IC à 95 % : 0,88-0,99 ; p = 0,033) comme des prédicteurs indépendants de l’apparition d’une dyspnée dans les 12 mois. Les seuils d’IAH (≥ 5) (RR : 2,28 ; p = 0,031) et de SpO2 minimale (≤ 88 %) (RR : 2,42 ; p = 0,027) prédisaient également un risque accru. Les patients dépassant les seuils de ≥ 1 (n = 25/37) présentaient par ailleurs une tendance à une plus forte diminution de la CVF et de l’ALSFRS-R.

Conclusion :

Chez les patients atteints d’une SLA légère et présentant une fonction diurne normale, certains paramètres spécifiques de la PSN (IAH, SpO2 minimale) prédisaient le risque de dyspnée dans les 12 mois. Cette étude longitudinale fournit donc de nouvelles preuves que la PSN pourrait permettre d’identifier une vulnérabilité respiratoire précoce à un stade naissant, c’est-à-dire plus tôt que la surveillance conventionnelle basée sur la CVF, ce qui confirme son utilité potentielle pour affiner les stratégies d’intervention précoce. Cela dit, une validation dans des cohortes plus importantes demeure nécessaire.

Information

Type
Original Article
Copyright
© The Author(s), 2026. Published by Cambridge University Press on behalf of Canadian Neurological Sciences Federation
Figure 0

Table 1. Baseline demographic, anthropometric, and pulmonary function characteristics of ALS patients and matched controls

Figure 1

Table 2. Baseline polysomnographic sleep architecture and respiratory parameters in ALS patients versus controls

Figure 2

Table 3. Spearman’s correlations between polysomnographic parameters and clinical measures (including ALSFRS-R respiratory subscores) in ALS (n = 41)

Figure 3

Table 4. Cox proportional hazards regression models for dyspnea onset in ALS (n = 37)

Figure 4

Table 5. Longitudinal changes in high-versus low-risk ALS patients over 12 months