基質(zhì)金屬蛋白酶及其抑制物在先心病繼發(fā)肺動(dòng)脈高壓中的作用

作者單位：450006 河南弘大心血管病醫(yī)院

通訊作者：王正飛

【摘要】 目的 探討先天性心臟病（以下簡稱先心病）患兒血清中的基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP-1，MMP-2）、組織金屬蛋白酶抑制物（TIMP-1）水平，及其與先天性心臟病并肺動(dòng)脈高壓（PAH）的關(guān)系。方法 將71例左向右分流型先天性心臟病患者，按肺動(dòng)脈收縮壓（SPAP）水平分為四組:非PAH組和PAH組，PAH組又分為輕度、中度、重度PAH組；其中，24例接受手術(shù)治療。21例同齡正常體檢兒童作為對(duì)照組。用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）檢測血清MMP-1、MMP-2和TIMP-1含量。結(jié)果 PAH組 MMP1、MMP-2、TIMP-1與對(duì)照組、非PAH組相比均顯著增高；在輕度PAH、中度PAH、重度PAH組MMP-1、MMP-2、TIMP-1 無顯著性差異。24例手術(shù)治療患者的MMP-l、MMP-2與術(shù)前相比顯著降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論 先心病患兒血清中均存在MMP-1、MMP-2水平增高，其參與了肺血管重構(gòu)的全過程；手術(shù)治療，可有效降低肺血管重構(gòu)因子MMP-1、MMP-2和TIMP-1水平，其機(jī)制是手術(shù)阻斷了先心病異常的血流動(dòng)力學(xué)這一肺血管重構(gòu)的始動(dòng)因子。

【關(guān)鍵詞】 先天性心臟病； 肺動(dòng)脈高壓； MMP-1； MMP-2； TIMP-1

肺動(dòng)脈高壓是一種以持續(xù)性肺血管阻力增高和右心室增生肥厚至右心衰竭甚至死亡為特征的綜合征。從組織病理學(xué)上看，血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷與刺激性增生為其最基本的病理過程^［1］。這種致命的病癥與肺血管重構(gòu)有關(guān)，基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）可能部分參與了其過程。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2009年6月～2010年12月河南弘大心血管病醫(yī)院心外科收治左向右分流型先天性心臟病患兒71例。男性39例，女性32例。年齡1個(gè)月～14歲，平均3歲8個(gè)月。心血管畸形包括：動(dòng)脈導(dǎo)管未閉（PDA）10例，房間隔缺損（ASD）11例，室間隔缺損（VSD）20例；VSD合并PDA 5例，合并ASD 13例；ASD合并PDA 2例，合并肺動(dòng)脈瓣狹窄5例，合并主動(dòng)脈弓發(fā)育異常4例；右室雙出口1例。71例觀察組按肺動(dòng)脈高壓程度分為：非肺動(dòng)脈高壓（PAH）組11例（SPAP<30 mm Hg）；PAH組進(jìn)一步分為：輕度PAH組2l例（30 mm Hg70 mm Hg）。全組病例均行超聲心動(dòng)圖檢測，24例行心導(dǎo)管檢查測肺動(dòng)脈高壓。共有24例行手術(shù)治療（介入封堵術(shù)11例，外科手術(shù)13例）。并設(shè)立21例同齡正常體檢兒為對(duì)照組。觀察組與對(duì)照組患兒在年齡、性別上差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

1.2 方法 標(biāo)本采集在先心病患兒清晨空腹?fàn)顟B(tài)下抽靜脈血3 ml；分別于術(shù)前2 d、術(shù)后1周各抽靜脈血3 ml；以標(biāo)上本均分兩管裝，4 ℃放置30 min， 3000 r/min離心5 min，分離血清，-20 ℃低溫冰箱中保存待測。ELISA檢測MMP-1、MMP-2；TIMP-1的檢測采用酶聯(lián)免疫吸附檢測法測定，RD（RD Research，USA）公司試劑盒。酶標(biāo)儀電腦分析系統(tǒng)：ELX808（美國產(chǎn)）。操作方法嚴(yán)格按說明書進(jìn)行。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 12.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料用（x±s）表示。成組設(shè)計(jì)資料的均數(shù)比較方差齊性用t檢驗(yàn)，方差不齊用Wilcoxon符號(hào)秩和檢驗(yàn)；P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 PAH組與對(duì)照組、非PAH組比較 先心病PAH血清MMP-1、MMP-2、TIMP-1顯著增高（表1），與對(duì)照組、非肺高壓組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。

2.2 手術(shù)前后比較 24例先心病患兒經(jīng)手術(shù)治療后血清MMP-1、MMP-2、TIMP-1均比治療前顯著下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（見表2）。

表1 先心肺高壓與非肺高壓組、對(duì)照組比較（x±s）

表2 24例手術(shù)治療前后比較（x±s）

3 討論

肺動(dòng)脈高壓是左向右分流型先心病常見且嚴(yán)重的并發(fā)癥，以肺血管阻力進(jìn)行性升高和右心功能進(jìn)行性衰竭為主要特征，是導(dǎo)致先心病患者死亡的重要原因之一，預(yù)后不佳。有關(guān)肺動(dòng)脈高壓的發(fā)病機(jī)制研究很多，最近認(rèn)為血管外基質(zhì)與先心病繼發(fā)肺動(dòng)脈高壓形成的關(guān)系密切。

基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）及其特異性抑制物（TIMPs）在細(xì)胞外基質(zhì)合成與降解平衡中起重要作用。其中MMP-1和MMP-2均能降解血管基底膜的主要成份膠原及變性膠原等，在先心病繼發(fā)肺動(dòng)脈高壓中起到重要的作用。TIMP-l是活性MMP-1和MMP-2的特異性抑制物，阻斷MMP-1和MMP-2與底物的結(jié)合，從而減少基質(zhì)膠原的降解。MMP-1、MMP-2與TIMP-l存在動(dòng)態(tài)平衡，TIMPs與MMPs之間相互制約關(guān)系的失衡，對(duì)血管的重構(gòu)有重要作用^［2］。

本文結(jié)果表明，左向右分流型先心病患兒血清MMP-1、MMP-2均出現(xiàn)明顯增高。其機(jī)制可能在于，異常的血液動(dòng)力學(xué)對(duì)血管壁剪切力作用的增強(qiáng)，以及肺血管壁的機(jī)械壓力的增加，使得血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷、代謝改變，也促使血管平滑肌細(xì)胞從收縮型轉(zhuǎn)為合成型，共同提高了MMP-1及MMP-2的表達(dá)。MMPs的高表達(dá)以及MMPs/TIMPs的失衡，增加了細(xì)胞外基質(zhì)的降解，觸發(fā)肺血管的重構(gòu)。出現(xiàn)PAH后，MMP-1及MMP-2協(xié)同分解變性膠原、彈性膠原，后兩者能對(duì)抗一些其它MMPs的降解，促進(jìn)肺血管中層平滑肌的增殖與遷移，共同參與肺血管的重構(gòu)^［3］。本文的研究結(jié)果還表明，隨著肺動(dòng)脈高壓的程度加重，MMP-1、MMP-2及TIMP-1的血清水平逐步升高，而且三組具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，推測其機(jī)理在于隨著PAH的進(jìn)展，過高表達(dá)的MMP-1和MMP-2促進(jìn)血管內(nèi)膜增殖，促進(jìn)血管中層平滑肌的增殖與遷移，從而進(jìn)一步引起MMP/TIMP的失衡。^［4］這就為肺動(dòng)脈高壓的程度判斷提供了一種無創(chuàng)性評(píng)估方法，并且在臨床上易于實(shí)施。

本文結(jié)果顯示，24例PAH經(jīng)手術(shù)或介入封堵術(shù)后，可有效降低肺血管重構(gòu)因子MMP-1和MMP-2的表達(dá)，并且相繼地TIMP-1的表達(dá)也顯著下降。其機(jī)制可能在于，介入封堵術(shù)和外科手術(shù)都能從根本上阻斷先心病心血管的異常血液分流這一肺動(dòng)脈高壓的始動(dòng)因子，既消除了異常的血流剪切力對(duì)血管內(nèi)膜的不利影響，也消除了高容量的機(jī)械壓力對(duì)血管平滑肌的影響^［5］，于是PAH組MMP-2和MMP-1得以較快下降，MMP-2/TIMP-1的失衡也趨向緩解。

參考文獻(xiàn)

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［2］ 秦玉明，周愛卿，賁曉明，等. 間質(zhì)膠原酶在實(shí)驗(yàn)性肺高壓肺血管重建中表達(dá)的動(dòng)態(tài)改變.上海醫(yī)學(xué)，2001，24（11）:667-670.

［3］ Schermuly RT，Kreisselmeier KP，Ghofrani HA，et al.Anti-remodeling effects of iloprost and the dual-selective phosphodiesterase 3/4 inhibitor tolafentrine in chronic experimental pulmonary hypertension.Circ Res，2004，94（8）：1101-1108.

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［5］ Kolpakov V，Rekhter MD，Cordon D，et al.Effect of mechanical forces on growth and matrix protein synthesis in the in vitro pulmonary artery.Cite Res，1995，77（4）：823-831.

（收稿日期：2011-4-25）

（本文編輯：王春蕓）