基質(zhì)金屬蛋白酶和金屬蛋白酶組織抑制劑對(duì)良惡性胸腔積液的鑒別診斷價(jià)值

錢凌　揭志軍　謝娟　邵川　朱芬　劉子龍　李善群　施勁東

(1.復(fù)旦大學(xué)附屬上海市第五人民醫(yī)院呼吸科，上海　200240；

2.復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院呼吸科，上海　200032)

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·論著·

基質(zhì)金屬蛋白酶和金屬蛋白酶組織抑制劑對(duì)良惡性胸腔積液的鑒別診斷價(jià)值

錢凌1揭志軍1謝娟1邵川2朱芬2劉子龍2李善群2施勁東1

(1.復(fù)旦大學(xué)附屬上海市第五人民醫(yī)院呼吸科，上海200240；

2.復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院呼吸科，上海200032)

摘要目的：探討基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)中的MMP-7、MMP-10以及金屬蛋白酶組織抑制劑(tissue inhibitors of metalloproteinases，TIMPs)中的TIMP-1、TIMP-2在良惡性胸腔積液鑒別診斷中的價(jià)值。方法： 采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)法測定38例惡性胸腔積液、50例良性胸腔積液中MMP-7、MMP-10和TIMP-1、TIMP-2的濃度。結(jié)果：(1)惡性胸腔積液中MMP-7、MMP-10濃度及各項(xiàng)MMPs/TIMPs比值均明顯高于良性胸腔積液(P<0.01)； TIMP-1和TIMP-2濃度在良、惡性胸腔積液中的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。(2)將單項(xiàng)檢測指標(biāo)用于良惡性胸腔積液的鑒別診斷時(shí)，MMP-7、MMP-10和各項(xiàng)MMPs/TIMPs比值均具備較好的診斷效能，MMP-7、MMP-10、MMP-7/TIMP-1比值、MMP-10/TIMP-1比值、MMP-7/TIMP-2比值、MMP-10/TIMP-2比值的診斷分界點(diǎn)分別為328.17 ng/mL、246.13 ng/mL、0.635、0.478、0.564、0.438，敏感性分別為81.6%、97.4%、81.6%、89.5%、78.9%、74.2%，特異性分別為66.0%、60.0%、80.0%、70.0%、68.0%、72.0%。結(jié)論：MMP7、MMP-10與惡性胸腔積液的形成密切相關(guān)，MMPs/TIMPs比值的失衡在惡性胸腔積液的形成中扮演了重要角色，胸腔積液中MMP7、MMP-10、MMPs/TIMPs比值的檢測有助于良惡性胸腔積液的鑒別診斷。

關(guān)鍵詞胸腔積液；基質(zhì)金屬蛋白酶；金屬蛋白酶組織抑制劑；鑒別診斷

目前，良惡性胸腔積液的鑒別診斷仍是困擾臨床醫(yī)師的一項(xiàng)難題。脫落細(xì)胞學(xué)檢查是目前診斷惡性胸腔積液的特異性最高的方法，但其敏感性低(特別是在病程早期)[1]。血清和胸腔積液的生化檢查以及免疫學(xué)檢查(如腺苷脫氨酶、甲胎蛋白、癌胚抗原、糖鏈抗原、神經(jīng)原特異性烯醇化酶等指標(biāo)的檢測)，用于診斷惡性胸腔積液的敏感性和特異性均欠佳。因此，尋找診斷和鑒別診斷惡性胸腔積液的高敏感性和特異性的可溶性腫瘤標(biāo)志物已是當(dāng)務(wù)之急。近年來的研究[2-3]表明，基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)及金屬蛋白酶組織抑制劑(tissue inhibitors of metalloproteinases，TIMPs)與惡性腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移及胸腔積液的形成密切相關(guān)。本研究通過檢測胸腔積液中MMP-7、MMP-10、TIMP-1及TIMP-2的濃度，探討MMPs、TIMPs及MMPs/TIMPs比值在良惡性胸腔積液鑒別診斷中的價(jià)值。

1資料與方法

1.1一般資料選擇復(fù)旦大學(xué)附屬上海市第五人民醫(yī)院呼吸科2007年1月—2009年1月收治的88例胸腔積液患者，在胸腔積液標(biāo)本采集前均未行放化療及與疾病相關(guān)的其他治療。88例中38例為惡性胸腔積液，其中男性30例，女性8例；中位年齡69歲；入選標(biāo)準(zhǔn)：多次痰細(xì)胞學(xué)檢查、經(jīng)支氣管鏡刷檢或活檢、淋巴結(jié)活檢、胸膜活檢、腫塊穿刺、胸腔積液脫落細(xì)胞學(xué)檢查等方法確診為肺癌的患者；排除標(biāo)準(zhǔn)：合并細(xì)菌性肺炎、結(jié)核、心力衰竭、嚴(yán)重肝腎功能不全、嚴(yán)重低蛋白血癥、全身性結(jié)締組織或風(fēng)濕性疾病者。其余50例為良性胸腔積液，其中男性32例，女性18例；中位年齡65歲；均經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢查、臨床診斷明確，排除惡性腫瘤。

1.2方法

1.2.1標(biāo)本的采集及處理所有患者在確診為胸腔積液后，經(jīng)B超定位引導(dǎo)，在無菌操作條件下行經(jīng)皮胸腔穿刺術(shù)，用一次性注射器抽取中段新鮮胸腔積液400 mL并送檢。其中50 mL用于常規(guī)檢查、生化檢查；300 mL進(jìn)行脫落細(xì)胞學(xué)檢查；其余50 mL放入焦炭酸二乙酯(diethyl chlorophosphate，DEPC)處理、高溫消毒滅菌的離心管中，離心(4 ℃，1300 r/min)10 min，小心分離上清液，分裝后置于-70 ℃待測。

1.2.2MMPs和TIMPs的測定采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)法檢測胸腔積液中MMP-7、MMP-10、TIMP-1和TIMP-2的濃度，試劑盒購自上海森雄科技實(shí)業(yè)有限公司。嚴(yán)格按試劑盒說明書操作。

2結(jié)果

2.1良惡性胸腔積液中MMP-7、MMP-10、TIMP-1、TIMP-2濃度以及MMPs/TIMPs比值的比較惡性胸腔積液中MMP-7、MMP-10濃度及各項(xiàng)MMPs/TIMPs比值均明顯高于良性胸腔積液，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。良惡性胸腔積液中TIMP-1、TIMP-2濃度差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1　良惡性胸腔積液中各項(xiàng)指標(biāo)的比較±s)

2.2胸腔積液中MMPs、TIMPs和MMPs/TIMPs比值診斷良惡性胸腔積液的診斷分界點(diǎn)、敏感性和特異性在單項(xiàng)檢測指標(biāo)中，MMP-7、MMP-10和各項(xiàng)MMPs/TIMPs比值均具備較好的診斷效能，見表2。

表2胸腔積液中各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)良惡性胸腔積液的

診斷分界點(diǎn)、敏感性和特異性的比較

3討論

MMPs是一個(gè)蛋白水解酶大家族，因含有金屬離子(鋅、鈣)而得名，可由正常的組織細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞分泌；按其作用底物和作用方式，MMPs可分為5個(gè)亞族[4]。所有的MMPs均有降解細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)和基底膜的作用。這種降解作用具有兩面性，一方面是有助于病理損傷和生理生長過程中組織的修復(fù)和重塑；另一方面是有助于腫瘤細(xì)胞的擴(kuò)散、轉(zhuǎn)移以及腫瘤血管生長。TIMPs是一個(gè)低分子量分泌型蛋白質(zhì)家族，由成纖維細(xì)胞、角質(zhì)細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等產(chǎn)生，廣泛分布于全身各種組織和體液中，是激活的MMPs的天然特異性抑制因子。在正常生理狀態(tài)下，MMPs與TIMPs維持相對(duì)的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。MMPs/TIMPs比值升高會(huì)導(dǎo)致ECM的溶解破壞，反之則會(huì)出現(xiàn)ECM的聚集。MMP-7和MMP-10均是MMPs家族中的重要成員，它們與惡性腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[5]。MMP-7不僅能降解ECM，還能通過降解E-鈣黏素的途徑來減少細(xì)胞-細(xì)胞間的黏附作用，降低腫瘤細(xì)胞的接觸抑制，從而加速腫瘤細(xì)胞的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移[6]。MMP-10則被認(rèn)為是能夠在腫瘤細(xì)胞中活化其他MMPs前體的重要激活因子；MMP-10在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)及含量與腫瘤的大小、局部浸潤、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移有關(guān)[7]。研究[8]表明，在具有較高轉(zhuǎn)移潛能的腫瘤細(xì)胞系中MMP-10的含量很高，而在具有較低轉(zhuǎn)移潛能的腫瘤細(xì)胞系中MMP-10的含量較低。目前尚缺少關(guān)于MMP-7和MMP-10與胸腔積液關(guān)系的系統(tǒng)性研究。

本研究顯示，惡性胸腔積液中MMP-7、MMP-10以及各項(xiàng)MMPs/TIMPs比值均明顯高于良性胸腔積液，提示惡性腫瘤在向胸膜腔侵襲轉(zhuǎn)移的過程中存在MMPs/TIMPs動(dòng)態(tài)平衡的破壞，ECM的降解速度大于合成速度，導(dǎo)致基質(zhì)溶解，血管的通透性增加，形成胸腔積液。通過繪制ROC曲線，我們得出各項(xiàng)指標(biāo)診斷良惡性胸腔積液的診斷分界點(diǎn)、敏感性和特異性。結(jié)果顯示，胸腔積液中MMP-7、MMP-10、MMP-7/TIMP-1比值、MMP-10/TIMP-1比值、MMP-7/TIMP-2比值、MMP-10/TIMP-2比值是鑒別診斷惡性和良性胸腔積液的良好指標(biāo)。

綜上所述，MMP-7、MMP-10與惡性胸腔積液的形成密切相關(guān)，MMPs/TIMPs比值的失衡在惡性胸腔積液的形成過程中扮演了重要角色。胸腔積液中MMP-7、MMP-10、MMP-7/TIMP-1比值、MMP-10/TIMP-1比值、MMP-7/TIMP-2比值、MMP-10/TIMP-2比值有助于良惡性胸腔積液的鑒別診斷。

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△居旻杰、鄭毅雋和林宗武對(duì)本文有同等貢獻(xiàn)，為共同第一作者。

Value of Matrix Metalloproteinases and Tissue Inhibitors of Metalloproteinases in the Differential Diagnosis of Benign and Malignant Pleural Effusion

QIANLing1JIEZhijun1XIEJuan1SHAOChuan2ZHUFen2LIUZilong2LIShanqun2SHIJindong11.DepartmentofRespiratoryMedicine,TheFifthPeople′sHospitalofShanghai,FudanUniversity,Shanghai200240,China; 2.DepartmentofRespiratoryMedicine,ZhongshanHospital,FudanUniversity,Shanghai200032,China

AbstractObjective：To explore the value of matrix metalloproteinase(MMP)-7,MMP-10 and tissue inhibitor of matrix metalloproteinase(TIMP)-1,TIMP-2 in the differential diagnosis of benign and malignant pleural effusion. Methods: The concentrations of MMP-7,MMP-10,TIMP-1 and TIMP-2 in 38 cases of malignant pleural effusion and 50 cases of benign pleural effusion were detected by enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA) . Results: (1)The concentrations of MMP-7,MMP-10 and the MMPs/TIMPs ratios were higher in malignant pleural effusion than those in benign pleural effusion(P<0.01). There was no significant difference in the concentrations of TIMP-1,TIMP-2 between benign pleural effusion and malignant pleural effusion(P>0.05).(2)While single-index were used in the differential diagnosis of benign and malignant pleural effusion, MMP-7, MMP10 and the MMPs/TIMPs ratios showed good diagnostic efficiency. The demarcation points of MMP-7,MMP-10, MMP-7/TIMP-1 ratio, MMP-10/TIMP-1 ratio,MMP-7/TIMP-2 ratio and MMP-10/TIMP-2 ratio were 328.17 ng/mL,246.13 ng/mL,0.635,0.478,0.564, 0.438, respectively. The corresponding sensitivities of them were 81.6%, 97.4%,81.6%,89.5%,78.9%, 74.2%, respectively. The corresponding specificities of them were 66.0%,60.0%,80.0%,70.0%,68.0%, 72.0%, respectively. Conclusions: MMP7,MMP-10 are closely related to the development of malignant pleural effusion. The imbalance of MMPs/TIMPs ratio plays a great role in the pathogenesis of malignant pleural effusion.To detect MMP7,MMP-10 and MMPs/TIMPs ratio of pleural effusion is conducive to the differential diagnosis of benign and malignant pleural effusion.

Key WordsPleural effusion；Matrix metalloproteinases；Tissue inhibitors of metalloproteinases；Differential diagnosis

通訊作者羅哲，E-mail：luo.zhe@zs-hospital.sh.cn

中圖分類號(hào)R561.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A