血清基質金屬蛋白酶-2及其組織抑制因子-1在糖尿病足血清中的表達及相關性研究*

西安交通大學醫學院第一附屬醫院(西安 710061)

周文旭△ 　 譚湘淑△　 方　堃△　 潘　 婷△　周哲人△　劉　 江△　 莊　稼△　 高　路▲

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血清基質金屬蛋白酶-2及其組織抑制因子-1在糖尿病足血清中的表達及相關性研究*

西安交通大學醫學院第一附屬醫院(西安 710061)

周文旭△譚湘淑△方堃△潘 婷△周哲人△劉 江△莊稼△高路▲

目的：探討糖尿病足(DF)外周血基質金屬蛋白酶-2(MMP-2)及其組織抑制因子-1(TIMP-1)的表達，并分析這兩個指標間的相關性。方法：選擇2型糖尿病(T2DM)糖尿病足(DF組)患者117例、T2DM非糖尿病足(NDF組)患者109例和健康體檢者(CON組)111例，采用ELISA法測定血清MMP-2、TIMP-1濃度，并對MMP-2和TIMP-1水平進行相關性分析。結果：、NDF和DF三組血清MMP-2水平依次升高 (P<0.05)；DF、NDF組血清TIMP-1水平均低于CON組(P<0.05)，血清TIMP-1與MMP-2呈高度負相關(r=-0.912，P<0.05)。結論：血清MMP-2升高及TIMP-1降低與DF明顯相關，血清MMP-2水平升高對防治DF具有一定的臨床參考價值。

基質金屬蛋白酶-2(MMP-2)作為鋅離子依賴性的基質金屬蛋白酶家族的成員之一，能夠降解各種細胞外基質[1]。基質金屬蛋白酶組織抑制因子-1(TIMP-1)能特異性抑制基質金屬蛋白酶的活化，屬于多基因家族的編碼蛋白家族[2,3]。研究表明：在糖尿病足(DF)患者創面局部和分泌物中MMP-2的表達呈升高趨勢，而 TIMP-1表達卻下降。本研究旨在觀察血清MMP-2、TIMP-1在DF、非糖尿病足(NDF)及健康對照(CON)中的表達，并對MMP-2和TIMP-1的關系進行初步的探討。

資料與方法

1臨床資料選取2011年1月至2013年12月來西安交通大學醫學院第一附屬醫院門診及住院的T2DM伴DF患者(DF組)117例，其中男64例，女43例；平均年齡54.6±17.3歲；糖尿病平均病程14.8±6.5年；足部潰瘍平均病程2.3±2.1月；下肢創面范圍0.5cm×1.1 cm～13.1 cm×3.9 cm。選取同期住院的T2DM且非DF患者109例為NDF組，其中男58例，女51例；平均年齡53.7±15.8歲；糖尿病平均病程13.4±5.9年。另選取西安交通大學醫學院第一附屬醫院體檢中心的健康體檢者111例為健康對照組(CON組)，排除糖尿病、糖調節異常，未合并大血管病變。其中男61例，女50例；平均年齡52.9±15.8歲。其中，NDF組、CON組均無足部潰瘍或其他部位慢性潰瘍史，無嚴重肝、腎功能不全，并排除各種腫瘤和其他內分泌系統疾病，近3個月內無急性外傷史。測量受試人員當日收縮壓(SBP)和舒張壓(DBP)。三組患者在性別、年齡等方面經統計學處理無顯著性差異(P>0.05)，具有可比性。

2研究方法各組受試人員均禁食12 h，次日清晨空腹抽取肘靜脈血5ml，離心并分離血清。采用ELISA法測定血清MMP-2、TIMP-1濃度，用DG5033A型酶聯免疫檢測儀(南京華東電子集團醫療裝備有限責任公司提供)測定結果；用全自動生化分析儀測定甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)，酶氧化法測定空腹血糖(FPG)，高靈敏度放射免疫法測定空腹胰島素(FIN)，免疫比濁法測定糖化血紅蛋白(HbA1c)。胰島素抵抗指數(HOMA-IR)的計算方法：HOMA-IR=FPG(mmol/L)×FINS(mU/L)/22.5。

3觀察指標 比較各組MMP-2、TIMP-1濃度并分析MMP-2、TIMP-1與其他各指標的相關性。

結　果

1 各組MMP-2、TIMP-1水平比較見附表。三組間SBP和DBP無顯著性差異，但NDF組和DF組FPG、HbA1c、TG、HOMA-IR和MMP-2指標顯著高于CON組，(P<0.05，P<0.01)；TIMP-1指標顯著低于CON組，(P<0.05，P<0.01)；且DF組MMP-2、TG、FPG指標水平顯著高于NDF組，(P<0.01)；TIMP-1指標顯著低于NDF組，(P<0.01)。

附表　 三組患者血壓、血脂等指標比較(±s)

附表　 三組患者血壓、血脂等指標比較(±s)

項目CON組(n=81)NDF組(n=79)DF組(n=87)SBP(mmHg)114.2±9.3124.2±15.4**125.1±14.3**DBP(mmHg)70.2±13.675.5±9.9*76.9±11.8**FPG(mmol/L)4.5±0.87.6±2.8**8.0±3.5**△△HbA1c(%)5.2±0.46.4±0.5**6.6±2.6**TG(mmol/L)1.1±0.41.6±0.8**2.2±0.5**△△TC(mmol/L)5.0±0.35.6±1.6**5.8±2.0**HOMA-IR1.4±0.62.2±1.2**2.3±1.4**MMP-2(μg/L)32.4±15.445.4±16.0**79.7±44.7**△△TIMP-1(μg/L)373.7±186.7331.6±162.3*250.8±128.8**△△

注與CON組比較，*P<0.05，**P<0.01；與NDF組比較，△△P<0.01

2 MMP-2、TIMP-1與其他各指標的相關性分析 經Spearman相關性分析表明 ：DF組患者的MMP-2血清水平與HbA1c(r=0.313)、TG(r=0.156)、病程(r=0.193)、SBP(r=0.131)呈正相關(P<0.05)，與TIMP-1(r=—0.912)呈高度負相關(P<0.05)。

討　論

MMPs屬于結構依賴Ca2+，活性位點含有Zn2+特點的內切酶的肽蛋白家族，因其需要Ca2+、Zn2+等金屬離子作為輔助因子而得名為基質金屬蛋白酶。MMPs主要的生理功能是降解細胞外基質成分，而TIMP是MMPs的主要內源性抑制因子，能夠阻斷MMPs的活性，與之形成動態平衡，共同調節細胞外基質的合成與降解[4]。兩者組成MMPs/TIMP系統，是細胞外基質降解和重塑細胞外基質的重要酶系，與各種生長因子、細胞因子之間存在著精密、復雜的網絡調節機制，它們在傷口不同位置的表達和定時釋放與傷口愈合直接相關[5]。

MMP-2也稱為明膠酶A，活化的MMP-2定位于細胞穿透基質的突出部位。MMP-2底物廣泛，可降解多種膠原蛋白、彈性蛋白、基底膜和變性膠原。近年來有研究表明：MMP-2在大血管疾病中表達升高，與TNF-α及其他細胞因子共同參與動脈硬化斑塊形成、動脈基底膜氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)化的形成，從而導致DF患者動脈閉塞發生率高。TIMP-1主要由巨噬細胞、腎小管上皮細胞、腎小球系膜細胞、中性粒細胞和內皮細胞等合成分泌，無論在生理還是病理情況下，均可對細胞遷移和組織重構起重要作用[6]。TIMP-1可以通過抑制MMP來減少細胞外基質的過多降解，在生理狀態下與MMPs共同作用維持機體內的動態平衡，此平衡一旦被打破，就會使細胞外基質的合成和降解失衡，引起DF的發生[7]。研究發現：TIPM-1的過度表達會促進組織的過度修復和纖維化，其水平升高為T2DM患者的部分并發癥提供預警作用[8]。

本研究中發現DF組和NDF組MMP-2水平均高于正常對照組，DF組升高更顯著；MMP-2水平與HbA1c正相關，與TIMP-1負相關。這表明在糖代謝異常時，T2DM患者可能由于過度糖基化，MMP-2與其抑制劑之間的動態平衡被打破，MMP-2表達增加并參與DF的發生。

總之，控制T2DM患者血清MMP-2和TIMP-1水平，為如何預防和治療DF患者提供了新的研究思路和方法。本研究發現：MMP-2的血清濃度與NDF組和CON組相比均明顯升高，降低DF患者的血清MMP-2水平，可能對治療難愈潰瘍有益。但仍需進一步研究來論證。

[1]宋宜生, 吳小三, 王聰霞, 等. 血管生成素、基質金屬蛋白酶-2在冠心病中的表達及相關性研究[J]. 陜西醫學雜志,2014, 43(3): 275-278.

[2]周秀艷, 胡萬寧, 常玉榮. 血清基質金屬蛋白酶-2及其組織抑制因子-1與糖尿病高血壓的相關性及藥物干預后的變化[J]. 中國實驗診斷學, 2010,14(4): 560-562.

[3]陳寶平, 楊素霞, 郭巖巖, 等. 吡格列酮對早期2型糖尿病腎病患者血清基質金屬蛋白酶-2的影響[J]. 中國藥師, 2010, 13(9): 1247-1248.

[4]陳新軍,劉 軍,姬新才,等. 血漿基質金屬蛋白酶在腦梗死患者的動態變化及其與神經功能評分的相關性[J].陜西醫學雜志, 2014, 43(2): 143-145.

[5]Derosa G, Angelo AD, Tinelli C,etal. Evaluation of metalloprotein-ase 2 and 9 levels and their inhibitors in diabetic and healthy subjects[J].Diabetes Metab, 2007, 33(2): 129-134.

[6]王桂霞, 周冬梅, 李偉. 血糖波動對2型糖尿病大鼠組織病理改變及TGF-1、MMP-2表達的影響[J]. 國際內分泌代謝雜志, 2014, 34(4): 217-219, 224.

[7]Maimaitiyusufu W, Han H, Yan Z,etal. Duodenal-jejunal bypass surgery on type 2 diabetic rats reduces the expression of matrix metalloproteinase-9 and tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-1 in the thoracic aorta[J]. Chin Med J (Engl), 2014, 127(13): 2423-2428.

[8]趙春楠, 彭群新, 李艷萌, 等. 基質金屬蛋白酶組織抑制因子-1在2型糖尿病患者中的表達變化[J]. 廣東醫學, 2014, 35(6): 888-890.

(收稿：2014-12-20)

R587.2

Adoi：10.3969/j.issn.1000-7377.2015.09.043

*陜西省科技攻關項目(2008K14-03)

△西安交通大學醫院

主題詞糖尿病，非胰島素依賴型/糖尿病足/病因學糖尿病足/血液基質金屬蛋白酶-2/代謝