基質金屬蛋白酶－1及其組織抑制因子－1、腫瘤壞死因子 －α在潰瘍性結腸炎患者外周血中的表達及其意義

楊 熹

(江蘇盛澤醫院消化內科,江蘇吳江,215228)

潰瘍性結腸炎(UC)為直腸和結腸慢性非特異性炎癥性疾病,病變主要限于大腸黏膜與黏膜下層,臨床表現為腹瀉、黏液膿血便、腹痛。UC的發病涉及多種細胞因子及炎性因子。UC發病時,結腸黏膜細胞外基質(ECM)的降解及潰瘍形成為主要的病理生理表現,ECM的降解及潰瘍形成過程主要由基質金屬蛋白酶(MMPs)的激活來完成[1]。有研究表明[2],UC患者的病變組織及外周血中多種MMPs及 TIMPs表達水平均增加。腫瘤壞死因子－ α(TNF－ α)為重要的促炎性細胞因子,主要產生細胞為單核巨噬細胞,為介導UC的主要細胞因子[3],水平增加的 TNF－ α可以破壞腸黏膜及血管系統,導致炎性病變及潰瘍的形成。本研究旨在探討MMP－1及其組織抑制因子TIMP－1、TNF－ α在潰瘍性結腸炎患者外周血中的表達及其意義,現將結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2011年1月～2012年3月期間,本院收治的潰瘍性結腸炎患者46例(UC組),其中男31例,女15例,年齡19～70歲,平均(45.6±5.8)歲,病程2～11年,平均4.5年。46例患者中活動期35例,緩解期11例;輕度23例,中度15例,重度8例。入選患者均符合2000年成都會議制定潰瘍性結腸炎診斷標準。另取本院健康體檢者40例為對照組。2組患者年齡、性別比例等一般資料差異無統計學意義(P>0.05),具有可比性。

1.2 方法

患者清晨空腹采取靜脈血,離心分離血漿, ELISA法檢測血漿中MMP－1、TIMP－1、TNF－ α水平。MMP－1、TIMP－1、TNF－ α試劑盒由北京中杉金橋生物科技有限公司提供。

2 結 果

2.1 2組血漿MMP－1、TIMP－1、TNF －α水平

UC組患者(活動期,緩解期)血漿MMP－1、TIMP－1、TNF－ α水平明顯高于對照組,經比較差異有統計學意義(P<0.05);UC組活動期MMP－1、TIMP－1、TNF－ α水平明顯高于緩解期(P<0.05),見表1。

表1 2組血漿MMP－1、TIMP－1、TNF－ α水平 (±s)

表1 2組血漿MMP－1、TIMP－1、TNF－ α水平 (±s)

與對照組比較,3P<0.05;與緩解期比較,#P<0.05

組別 n MMP－1 TIMP－1 TNF－ α UC組 46活動期 2.965±0.2983# 6.907±0.5683# 27.214±2.3563#緩解期 2.332±0.2453 6.125±0.6543 18.245±0.1513對照組 40 1.823±0.125 5.102±0.564 11.781±1.178

2.2 不同病情UC組與對照組血漿MMP－1、TIMP－1、TNF －α水平

由表2可見,不同病情UC患者血漿MMP－ 1、TIMP－1、TNF－ α水平有顯著差異(P<0.05),病情越重,血漿MMP－1、TIMP－1、TNF－ α水平越高。

表2 不同病情UC組與對照組血漿MMP－1、TIMP－1、TNF－ α水平(±s)

表2 不同病情UC組與對照組血漿MMP－1、TIMP－1、TNF－ α水平(±s)

與對照組比較,3P<0.05;與UC組輕度比較,#P<0.05;與UC組中度比較,△P<0.05

組別 n MMP－1 TIMP－1 TNF－ α UC組 46輕度 2.312±0.2143 6.114±0.5683 17.145±1.8973中度 2.604±0.2353# 6.505±0.6573# 23.024±2.5673#重度 2.914±2.5683#△ 6.998±0.7673#△ 27.014±2.3563#△對照組 40 1.823±0.125 5.102±0.564 11.781±1.178

3 討 論

UC為慢性非特異性炎癥性腸病,病理學表現主要為炎癥細胞浸潤、上皮細胞增生、組織重構,ECM的降解等。ECM的降解程度大于合成時將導致潰瘍的形成。目前的研究結果表明[4],促炎和抗炎細胞因子水平平衡在UC的發病中發揮至關重要的作用,通過調節腸道中的免疫反應,多種細胞因子參與了UC的發生。近年來的研究表明[5],MMPs的表達水平受體內多種細胞因子的影響,MMPs作為炎癥的調節劑,當炎癥發生時體內增加的MMPs對多種促炎因子發揮一定的反饋作用。細胞因子與MMPs直接的相互作用結果加重了UC的發病[6]。MMP－1為間質膠原酶,主要作用為降解纖維膠原及蛋白多糖,參與了ECM的降解過程。TIMPs是MMPs的天然抑制劑,廣泛存在與組織與體液中。TNF－ α為重要的促炎性細胞因子,為介導UC的主要細胞因子,有研究表明[7],水平增加的TNF－ α可以破壞腸黏膜及血管系統,導致炎性病變及潰瘍的形成。毛靖偉等[8],應用RT－PCR和免疫組織化學方法研究了MMP－1、TIMP－1、TNF －α在UC結腸黏膜不同區域以及不同病情中的表達,結果表明,MMP－1、TIMP－1、TNF－ α在潰瘍區的表達高于非潰瘍區; MMP－1、TIMP－1、TNF－ α與病情嚴重程度相關。李貞娟等[9],研究了外周血中MMP－1和TNF－ α的表達與UC的關系,結果顯示,UC組外周血MMP－1和 TNF－ α表達較對照組明顯增高,活動期顯著高于緩解期,中－重度組顯著高于輕度組,輕度組與對照組相比無顯著差異;外周血MMP－1與TNF－ α表達呈正相關;活動期TNF －α表達與C －反應蛋白呈正相關。

本研究中,UC組患者(活動期,緩解期)血漿MMP－1、TIMP－1、TNF －α水平明顯高于對照組(P <0.05);UC組活動期MMP－1、TIMP－1、TNF－ α水平明顯高于緩解期(P<0.05)。不同病情UC患者血漿MMP－1、TIMP－1、TNF－ α水平有顯著差異(P<0.05),病情越重,血漿MMP－1、TIMP－1、TNF －α水平越高。可見,外周血MMP－1、TIMP－ 1、TNF－ α水平可反映UC病情變化。推測當感染等因素作用于UC易感人群時,腸道內免疫反應調節異常,免疫細胞分泌大量細胞因子、炎性介質等,以上物質可誘發間質細胞分泌MMPs,導致結腸黏膜ECM降解及損傷,同時增加的MMPs可通過多種途徑上調細胞因子、炎性介質的活性,形成惡性循環。

[1] Bańkowski E,Palka J,Jaworski S.An expression of IGF－ binding proteins in normal and pre－eclamptic human umbilical cord serum and tissues[J].Mol Cell Biochem,2002,237(1 -2):111.

[2] Morgan A R,Han D Y,Lam W J,et al.Genetic variations in matrix metalloproteinases may be associated with increased risk of ulcerative colitis[J].Hum Immunol,2011,72(11): 1117.

[3] Norgard B M,NielsenJ,Qvist N,et al.Pre－operative use of anti－TNF－ αagents and the risk of post－operative complica2 tions in patients with ulceraive colitis－a nationwide cohort study[J].Aliment Pharmacol Ther,2012,35(11):1301.

[4] Bruns T,Schmidt C,Stallmach A.Calcineurin inhibitors or anti－TNF－ αagents in severe ulcerative colitis:available op2 tions and limitations[J].Z Gastroenterol,2012,50(4): 396.

[5] De Vos M,Dewit O,D′Haens G,et al.Fast and sharp de2 crease in calprotectin predicts remission by infliximab in anti－ TNF na?ve patients with ulcerative colitis[J].J Crohns Colitis,2012,6(5):557.

[6] Wang Y D,Mao J W.Expression of matrix metallopro2 teinase－1 and tumor necrosis factor－alpha in ulcerative colitis [J].World J Gastroenterol,2007,13(44):5926.

[7] Meijer M J,Mieremet－Ooms M A,van Hogezand R A,et al.Role of matrix metalloproteinase,tissue inhibitor of met2 alloproteinase and tumor necrosis factor－alpha single nu2 cleotide gene polymorphisms in inflammatory bowel disease [J].World J Gastroenterol,2007,13(21):2960.

[8] 毛靖偉,唐海英,王英德.MMP－1、TIMP－1和 TNF－ α在潰瘍性結腸炎中表達的意義[J].胃腸病學和肝病學雜志, 2009,18(8):738.

[9] 李貞娟,郭曉鶴,夏永華,等.基質金屬蛋白酶－1和腫瘤壞死因子－ α在潰瘍性結腸炎患者外周血中的表達及其意義[J].實用醫學雜志,2011,27(3):414.