COPD患者血漿金屬蛋白激酶及組織抑制物含量的臨床研究

嚴 峰

（湖南省資興市礦務局總醫院急診科 湖南 資興 423400）

COPD是一種較常見的老年慢性呼吸系統疾病，其發病率有逐年增長的趨勢。COPD包括慢性支氣管炎，小氣道疾病和肺氣腫。研究發現COPD是以進行性的氣流阻塞和持續的炎癥過程為主要特征的疾病。基質金屬蛋白酶（MMPs）是結構上與降解細胞外基質成分的酶有相關的家族，具有降解細胞外基質（ECM）的功能，MMPs增多將導致蛋白酶過度水解，使細胞外基質形成肺泡腔擴大，肺組織失去彈力。同時氣道的慢性炎癥將導致大量黏液的分泌和纖維素的滲出，引起氣道狹窄。目前認為MMPs在COPD和哮喘氣道重構等方面起著非常重要的作用[1]。金屬蛋白酶組織抑制劑（TIMP）具有抑制 MMPs活性的功能。研究發現COPD和哮喘患者痰液中常有TIMP－1和MMP－9濃度的增加。以往的研究還表明MMP－9/TIMP－1比值與氣道阻塞的程度密切相關[2]。然而對COPD患者的外周循環中，其MMP－9和TIMP－1含量與氣道阻塞的關系在目前報道中還比較少，因此本文對此進行了探討。

1 材料和方法

1.1 實驗對象的選擇：選擇2002年2月至2008年5月在我院住院的COPD患者86例，哮喘患者43例。COPD按照中華醫學會呼吸分會制定的《診治指南》進行診斷。

哮喘的診斷是根據中華醫學會呼吸分會制定的《支氣管哮喘防治指南》。對照組選擇無哮喘和慢性呼吸癥狀，同期因糖尿病住院的患者做對照，共70例，其FEV1/FVC＞70%。急性加重的診斷還必須具備下列癥狀中的2項：近一周內氣急加重、膿性痰、痰量增多，咳嗽。

1.2 TIMP－1和MMP－9的測定：對上述入組患者晨起空腹抽取靜脈血5ml，離心后留取血清2ml，－70C°保存，標本收集齊全后一起測定。實驗使用ELISA法測定TIMP－1和MMP－9，試劑盒購自Amersham Biosciences公司，所有操作方法均嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.3 HRCT評分：在HRCT的3個平面（隆凸，隆凸上，下各5cm），對肺氣腫嚴重程度和范圍進行評價。左右肺的3個平面（6個肺野）分別進行分級和評分，病變范圍賦值4分：小于肺野25%為1分，累及一個肺野25%～50%為2分，50%～75%為3分，75%以上為4分。疾病嚴重程度賦值3分：HRCT上低密度區直徑小于5mm為1分；直徑大于5mm或者雖然直徑小于5mm，但伴有血管稀疏，與正常肺界限清楚為2分；彌漫性低密度區與正常肺界限不清楚，或者融合成較大的低密度區伴有血管稀疏或扭曲變形，累及到幾乎所有肺實質為3分。每一個肺野的病變嚴重程度和范圍的乘積等于該肺野的肺氣腫分數。

1.4 統計分析：統計結果采用spss13.0軟件進行統計分析，計量資料用t檢驗和方差分析。肺氣腫分數與TIMP－1、MMP－9之間的相關性用線性回歸分析，以P＜0.05作為檢驗水準。

2 結果

2.1 各組患者的臨床資料比較：本試驗入組的各組臨床資料（見表1）。哮喘組和對照組的年齡相似，COPD組年齡顯著高于其它兩組（P＜0.001）。所有患者均存在不同程度的呼吸衰竭，動脈氧分壓低于PaO2＜7.3kpa，并且長期氧療。（表1）

表1 實驗組和對照組的臨床資料比較

2.2 各組TIMP－1和MMP－9含量：COPD組血TIMP－1濃度為（195.0±6.0）ug/ml，COPD 與哮喘組（165.1±14.3）ug/L 和對照組（117.5±5.4）ug/L比較，P分別＜0.001和＜0.05，具有統計學意義。哮喘組TIMP－1濃度也高于對照組（P＜0.001，具有統計學意義）。對血液MMP－9測定結果為，COPD組為（256.4±12）ug/L，哮喘組為（250.9±27）ug/L，對照組為（247.2±20）ug/L，經統計學分析沒有顯著性差異。本實驗對各組MMP－9/TIMP－1的摩爾比值進行了對比分析。結果顯示COPD組MMP－9/TIMP－1摩爾比值低于對照組和哮喘組，經統計學檢驗有顯著性差異（P＜0.001）。長期氧療的患者血清MMP－9濃度（291.8±46.4ug/L，n＝51）高于不吸氧的患者（201.2±15.7 ug/L；n＝51；P＜0.05）。

2.3 COPD組肺氣腫分數與TIMP－1和MMP－9的相關性：對86例患者進行了HRCT檢查，這些患者絕大部分在HRCT上表現為低密度區，肺氣腫分數為19.2±2.3（0～73），僅有11例患者無肺氣腫表現（肺氣腫分數為0）。這些患者的肺氣腫分數與TIMP－1和MMP－9不具有相關性，但是TIMP－1與FEV1呈負相關性（P＜0.05）。

3 討論

本研究結果提示，穩定期COPD患者血清TIMP－1濃度高于哮喘和對照組。而COPD患者血MMP－9水平與對照組無顯著性差異，但是長期氧療的急性加重期COPD患者MMP－9高于不進行氧療的急性加重期的COPD患者。在以往的研究中發現以白細胞、巨嗜細胞和淋巴細胞為主的氣道炎癥能夠增加COPD的進展[3]。這提示重癥COPD較輕癥COPD氣道內炎癥嚴重，可導致較多的MMP－9釋放到血液循環中。

本研究還發現COPD患者血清MMP－9/TIMP－1比值較對照組下降。以往研究認為TIMP－1是以非共價鍵的形式、并按照1：1的比例與MMP－9結合并抑制其活性的[4]。在哮喘發作時支氣管組織中MMP－9升高以降解細胞外基質，有利于炎癥細胞遷移到炎癥部分，同時MMP－9降解的基質片斷具有對炎癥細胞的趨化作用，促進炎癥的進一步發展[5]。在MMP－9過度表達的同時，TIMP－1也隨之升高以抑制MMP－9活性，并抑制細胞外基質的降解，而TIMP－1相對于MMP－9過度升高，最終導致MMP/TIMP比值下降，細胞外基質代謝紊亂，促進氣道重建的發生和發展。在這個過程中MMP－9和TIMP－1之間的變化決定了氣道重建的具體過程。因此目前認為MMP－9/TIMP－1比值可以作為一種顯示哮喘氣道組織破壞和修復之間平衡的標志。

在本研究中我們為了明確COPD患者氣腫的嚴重程度與TIMP－1的相關性，還評價了這些患者的肺氣腫分數及FEV1與血TIMP－1的相關性。結果顯示肺氣腫分數與血TIMP－1二者之間沒有相關性，但是FEV1與血TIMP－1呈負相關性，這提示血TIMP－1水平與氣道阻塞有關而不是與肺氣腫的發生有關。

總之，本研究發現患者血TIMP－1升高，MMP－9/TIMP－1比值下降，表明過多的TIMP－1可能與COPD的氣道重構和狹窄有關，這為研究COPD的氣道重構提供了一定的實驗依據。

[1] 許仁和，王瑞玲，楊印樓.金屬蛋白酶與呼吸系統疾病.國外醫學（呼吸系統分冊），2002，22（4）：184－189

[2] 陳明，董亮，于欽鳳，等.全反式維甲酸下調慢性阻塞性肺病患者NGAL.MMP－9/TIMP－1比率的研究.細胞與分子免疫學雜志，2006；22（3）：356－35

[3] 顏志軍，李艷，溫雪萍，等.慢性阻塞性肺病患者血清IL－8和 MMP－9檢測及其臨床意義.中國臨床醫學，2006；13（3）：377－378

[4] 孫瑞利，王守彪.基質金屬蛋白酶與組織金屬蛋白酶抑制因子在腎細胞癌中的研究進展.首都醫藥，2006；13（18）：36－38

[5] 王光輝，金發光，楚東嶺.哮喘豚鼠氣道重構中基質金屬蛋白酶MMP－9及抑制物TIMP－1的表達.第四軍醫大學學報，2006，27（14）：1259－1262