基線血漿基質金屬蛋白酶-1含量與冠狀動脈造影術患者全死因死亡率的相關性分析

李強，鄭穎，羊慧君，黃康（海南省?？谑腥嗣襻t院心內科，海南?？?70208）

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基線血漿基質金屬蛋白酶-1含量與冠狀動脈造影術患者全死因死亡率的相關性分析

李強，鄭穎，羊慧君，黃康
（海南省海口市人民醫院心內科，海南海口570208）

摘要：目的探討基線血漿基質金屬蛋白酶-1（MMP-1）水平對經冠狀動脈造影術確診或疑似冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ㄒ韵潞喎Q冠心?。┠行曰颊叩倪h期預后意義。方法檢測364例接受冠狀動脈造影術男性患者的基線血漿MMP-1水平，隨訪術后5年患者的全因死亡，并分析基線血漿MMP-1含量與患者5年期全因死亡率的相關性。結果經多種基線臨床指標、血管造影指標和生化指標校正后，基線血漿MMP-1水平是冠狀動脈造影術患者5年期全因死亡率的獨立預測因素[HR=1.49（95%CI：1.23，1.80）P=0.000]。另外3個多變量模型包含一系列具有明確預后意義的生物標志物，如人基質裂解素-2（ST2）、生長分化因子-15（GDF-15）、胱抑素C、高敏C反應蛋白（hs-CRP）、髓過氧化物酶、基質金屬蛋白酶抑制劑-1（TIMP-1）、脂聯素、紅細胞分布寬度（RDW）、紅蛋白和促紅細胞生成素，研究證實MMP-1仍然是5年期全因死亡率的獨立預測因素。僅對180例急性冠狀動脈綜合征患者進行分析，也得到類似結果。結論基線MMP-1含量升高與經冠狀動脈造影術確診或疑似冠心病患者長期全因死亡率風險增加相關。

關鍵詞：基質金屬蛋白酶-1；生物標志物；急性冠脈綜合征；預后；死亡率

Relation of baseline plasma MMP-1 level with all-cause mortality in patients undergoing coronary angiography

Qiang Li, Ying Zheng, Hui-jun Yang, Kang Huang
(Department of Cardiology, Haikou Peopleˊs Hospital, Haikou, Hainan 570208, China)

Abstract:Objectives To investigate the long-term prognostic significance of baseline plasma MMP-1 level in a group of well-characterized male patients with known or suspected coronary artery disease, including those presenting with the acute coronary syndrome. Methods Baseline plasma MMP-1 level was measured in 364 male patients who received coronary angiography and were followed up prospectively for 5 years for the development of all-cause mortality. Results After adjustment for a variety of baseline clinical, angiographic and laboratory parameters, baseline plasma MMP -1 level (analyzed as a continuous variable) was an independent predictor of all -cause mortality in 5 years[HR = 1.49, (95% CI: 1.23, 1.80), P = 0.000]. Furthermore, in 3 additional multivariate models that included a wide variety of contemporary biomarkers with established prognostic significance (i.e., Stromelysin-2, GDF-15, cystatin C, hs-CRP, myeloperoxidase, TIMP-1, adiponectin, red blood cell volume distribution width, hemoglobin, and erythropoietin), MMP-1 remained an independent predictor of all-cause mortality in 5 years. Similar results were obtained when the analyses were restricted to the subpopulation of patients presenting with acute coronary syndrome. Conclusions Elevated level of MMP-1 is associated with an increased risk of long-term all-cause mortality in patients with known or suspected coronary disease that is independent of a variety of clinical, angiographic, laboratory variables, including a whole host of contemporary biomarkers with established prognostic significance representing multiple different pathophysiologic processes.

Keywords: matrix metalloproteinase 1; biomarker; acute coronary syndrome; prognosis; mortality

基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）是與動脈斑塊失穩有關的細胞外基質降解酶家族[1]。巨噬細胞、血管平滑肌細胞（vascular smooth muscle cell，VSMC）和內皮細胞等細胞應答炎癥刺激時，表達基質金屬蛋白酶家族成員[2]?；|金屬蛋白酶-1（matrix metalloproteinase-1，MMP-1）是間質膠原酶，也是負責膠原降解的主要酶類。動脈粥樣硬化斑塊的易損肩部區域和泡沫細胞形成區域中容易檢測到MMP-1，通常與已降解膠原片段共同定位于該區域。因此，MMP-1與斑塊負荷具有相關性。此外，血小板接觸凝血酶后能夠釋放MMP-1，其能直接裂解血小板表面蛋白酶激活受體1（protease activated receptor 1，PAR1）[3]。PAR1是通過絲氨酸蛋白酶凝血酶裂解N端外結構域，進行經典活化的G蛋白偶聯受體[4]。故其能不依賴凝血酶PAR1途徑，活化血小板。總之，MMP-1可通過不同但互補的機制，即血管壁基質降解和對PAR1、血小板活化的凝血酶非依賴作用，在動脈粥樣硬化及其并發癥方面發揮致病作用。

以往研究表明，MMP-1與動脈粥樣硬化的發生、發展具有一定的相關性[5-7]，但迄今尚無學者專門研究基線血漿MMP-1水平對缺血性心臟病患者的預后意義。本研究納入一組具有顯著特征的急性冠狀動脈綜合征或疑似冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ㄒ韵潞喎Q冠心?。┠行曰颊撸瑪M接受冠狀動脈血管造影術。本研究通過檢測患者的基線血漿MMP-1含量，探討基線血漿MMP-1含量對其遠期預后價值。本研究另一個目的是比較MMP-1與目前常規使用的其他生物標志物對冠心病患者的預后價值，以更好地描述MMP-1的臨床意義。

1　資料與方法

1.1一般資料

選取2009年1月-2010年10月因冠狀動脈造影在本院心內科住院的患者。排除消化道活動性出血或血紅蛋白濃度＜8 mg/dl的患者。523例男性患者連續行診斷性冠狀動脈造影。其中，50例患者失訪，84例患者不愿意或無法提供知情同意書，389例患者參與本研究，389例患者中25例患者未獲得MMP-1值。最終，364例接受冠狀動脈造影術的患者納入本研究，另外還分析180例因急性冠狀動脈綜合征（ST段抬高心肌梗死占12%，非ST段抬高心肌梗死占43%，不穩定型心絞痛占45%）行診斷性冠狀動脈造影患者的臨床特征。

1.2標本采集及檢測

注射造影劑前和造影術中采集行冠狀動脈造影術患者的空腹靜脈血。4℃、4 g離心10 min，血漿分裝至1.5 ml離心管，置入-70℃冰箱貯存，以備后續檢測使用。采用酶聯免疫吸附法（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）檢測血漿高敏C反應蛋白（hypersensitive C-reactive protein，hs-CRP）、N末端前B型利鈉肽、髓過氧化物酶（Myeloperoxidase，MPO）、脂聯素、總基質金屬蛋白酶抑制劑-1（tissue inhibitor of metalloproteinases 1，TIMP-1）、生長轉化因子-15（growth differentiation factor 15，GDF-15）、人基質裂解素-2（human stromelysin-2，ST2）、胱抑素C、促紅細胞生成素和MMP-1含量。所有患者進行隨訪以獲取全因死亡率。

1.3統計學方法

采用SPSS 18.0統計軟件進行數據分析，患者根據基線MMP-1含量分成三分位組，分別為MMP-1≤0.503 ng/ml組，MMP-1 0.503～1.082 ng/ml組，MMP-1≥1.082 ng/ml組。連續變量的概括性統計以均數±標準差（±s）和中值（及四分位數間距）表示，用Kruskall-Wallis非參數檢驗對3組進行比較。所有生物標志物進行對數轉換和歸一化，以減少數據偏度和峰度。分類數據以頻率和百分數概括，并行χ2檢驗或Fisher精確檢驗對3組進行比較。

單因素Cox比例風險回歸法分析患者60個月全因死亡率預測因子，結果以危險比（hazard ratio，HR）和95%置信區間（confidence interval，IC）表示。分析全組患者各臨床指標、血管造影指標和生化指標（包括生物標志物）與全因死亡率的相關性；隨后將未經校正的預測因子（P＜0.05）放入多因素Cox比例風險回歸模型，后退淘汰法確定獨立預測因子。所有生物標志物采用連續變量分析，危險比表示各對數轉換生物標志物中某一標準偏差的增加量。全組患者及急性冠狀動脈綜合征患者建立4種不同多因素模型。第一個模型僅對基線臨床指標、血管造影指標和生化指標進行校正。其他3個僅包括生物標志物進行校正[hs-CRP、MPO、胱抑素C、ST2、NT-proBNP、脂聯素、TIMP-1、血紅蛋白、紅細胞分布寬度（red cell volume distribution width，RDW）和促紅細胞生成素]。共線性統計各生物標志物，建立3個不同的僅包括生物標志物的模型，以免包含任意兩個秩相關系數＞0.5的標志物。通過比較MMP-1和目前常規使用的其他生物標志物對的預后意義，更好地理解MMP-1預測能力的病理生理基礎。

繪制患者60個月內全因死亡率的生存曲線圖。Log-rank檢驗比較，根據MMP-1三分位數分組特征，用雙側檢驗，總體顯著性水平α=0.05，P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1基線特征

364例男性患者參與本研究，紀錄和獲取5年內受試者全死因死亡率。根據高、中、低MMP-1含量將受試者分為3組，各組患者基線臨床、生化和造影特征見附表。

附表　3組患者一般資料比較

續附表

2.2MMP-1與基線臨床變量及其他生物標志物的相關性

MMP-1含量升高與年齡增加、體重指數降低、GFR降低以及血紅蛋白值下降有關。MMP-1水平還與NT-proBNP、促紅細胞生成素、TIMP-1、髓過氧化物酶、脂聯素、ST2、胱抑素C、GDF-15和RDW等水平呈正相關。

2.3冠狀動脈造影術患者臨床結局

5年內109例（29.95%）患者死亡。單因素分析發現，與5年全因死亡率相關的參數包括：早發冠心病家族史、糖尿病、心肌梗死急性加重期、充血性心力衰竭急性加重期、房顫、使用血管緊張素轉化酶抑制劑、左室收縮功能、血肌酐、GFR-MDRD、冠狀動脈病變支數、冠狀動脈搭橋手術史及以連續變量分析的生物標志物（TIMP-1、hs-CRP、纖維蛋白原、脂聯素、NT-proBNP、血紅蛋白、促紅細胞生成素和RDW等）。結合MMP-1（連續變量分析），將單因素預測因子放入多因素模型確定5年全因死亡率的獨立預測因子。模型1僅對臨床變量和造影變量進行校正，模型2～4僅對其他已知生物標志物進行校正。由于TIMP-1與胱抑素C、GDF-15與胱抑素C、TIMP-1與GDF-15共線性程度較高（秩相關系數= 0.625），故排除在相同多因素模型外。多元回歸分析顯示，MMP-1為冠心病患者較強的5年全因死亡率獨立預測因子。

Kaplan-Meier生存分析表明，MMP-1最高組患者存活率明顯較低（見圖1）。經Log-rank檢驗，最低組第5年的全因死亡率為18.2%，中間組為22.1%，最高組為43.8%（χ2=12.74，P=0.000）。

2.4急性冠狀動脈綜合征患者臨床結局

本研究還分析基線急性冠狀動脈綜合征患者臨床結局與臨床特征的相關性，以探討基線風險對MMP-1預測能力的影響。本組180例急性冠狀動脈綜合征患者包括不穩定型心絞痛患者、非ST段抬高心肌梗死患者和ST段抬高心肌梗死患者。5年隨訪期中，59例患者死亡。

圖1　Kaplan-Meier生存分析3組患者5年期生存率

單因素分析發現，與急性冠狀動脈綜合征患者5年全因死亡率相關的參數包括：糖尿病、充血性心力衰竭急性加重期、心肌梗死急性加重期、左室收縮功能、血肌酐、GFR-MDRD、冠狀動脈病變支數以及以連續變量分析的生物標志物（TIMP-1、hs-CRP、脂聯素、NT-proBNP、血紅蛋白和RDW）（P =0.024、0.031、0.016、0.022、0.018、0.036、0.004、0.019、0.043、0.035、0.027、0.011和0.029）。結合MMP-1（連續變量分析），將單因素預測因子放入多因素模型確定急性冠狀動脈綜合征患者5年全因死亡率的獨立預測因子。充血性心力衰竭急性加重期因其與NT-proBNP和左室收縮功能的相關性程度高，而不作為多因素模型的協變量。模型1僅對臨床變量和造影變量進行校正，模型2～4僅對其他已知生物標志物進行校正。由于TIMP-1與胱抑素C、GDF-15與胱抑素C、TIMP-1與GDF-15共線性程度較高（秩相關系數＞0.5），故排除在相同多因素模型外。與所有受試者分析結果一致的是，MMP-1也是急性冠狀動脈綜合征患者較強的5年全因死亡率獨立預測因子。

Kaplan-Meier生存分析表明，MMP-1最高組患者存活率明顯較低（見圖2）。經Log-rank檢驗，最低組第5年的全因死亡率為16.7%，中間組為30.0%，最高組為51.7%（χ2=15.78，P=0.000）。

圖2　Kaplan-Meier生存分析3組急性冠狀動脈綜合征患者5年期生存率

3　討論

基質金屬蛋白酶類屬于鋅依賴性肽鏈內切酶家族，最近已成為血小板、內皮功能及動脈粥樣硬化血栓形成疾病的重要介質[8]。MMP-1是一種間質膠原酶，被認為是負責膠原降解的初級酶[9-10]。MMP-1在包括血管壁細胞、炎癥細胞和血小板等大部分人體組織中表達。血管壁MMP-1的基質降解作用一直被認為在動脈粥樣硬化及其并發癥發病過程中發揮至關重要的作用。實際上，其與MMP-1對動脈粥樣硬化血栓形成的作用一致，MMP-1表達已證實能夠增加動脈粥樣硬化斑塊，特別是斑塊易損區域的細胞。此外，血小板可表達其表面的幾種金屬蛋白酶，包括MMP-1。MMP-1已被證實對PAR1有激動活性，PAR1是一種通過絲氨酸蛋白酶凝血酶裂解N端外結構域，進行經典活化的G蛋白偶聯受體[11]。血小板接觸膠原蛋白可激活MMP-1，MMP-1反過來直接裂解血小板表面的PAR1。其反過來引起膠原依賴性血栓形成、動脈血栓形成和凝塊回縮。故MMP-1可能對動脈粥樣硬化的發病有雙重作用，使斑塊膠原結構不穩定，加上其對血小板的作用誘導促凝血狀態。該獨特的雙重作用可能能夠解釋本研究中MMP-1為何成為心臟病人群中特別強大的獨立生物標志物。此外，就該結果的治療意義而言，用MMP-1抑制劑阻滯MMP-1/PAR-1途徑，可大大減少動脈剝脫動物模型的動脈血栓形成，表明該抑制作用可能是預防動脈血栓形成的早期干預要點。因此，抑制MMP-1/PAR-1生物軸可能是治療血栓形成的一種新途徑。

MMP-1含量升高與確診或疑似冠心病患者預后不良的相關機制尚不明確。雖然MMP-1的預后意義可能與MMP-1對血小板的活化作用和/或對動脈粥樣硬化斑塊膠原結構的失穩作用有關，但證實該因果關系遠遠超出本研究范圍。此外，MMP-1的預測價值實際上可能與其心血管效應無關。例如，MMP-1已被證實對惡性腫瘤患者具有預后意義[12-15]。最終與絕大多數生物標志物一樣，目前尚不清楚MMP-1是增加風險的實際介質還是風險標志物。但無論如何，本研究結果證實，MMP-1是預測長期全因死亡率的新型強大預后生物標志物，其不僅與傳統心血管危險因素無關，而且與目前已經證實的其他生物標志物無關。

綜上所述，MMP-1含量升高是大部分接受冠狀動脈造影術男性患者（包括急性冠狀動脈綜合征患者）的顯著全因死亡率獨立預測因子。研究證實，具有明確預后意義的生物標志物校正后，MMP-1始終表現為最重要，且是唯一的5年全因死亡率獨立預測因子。

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（童穎丹編輯）

綜述

[通信作者]鄭穎，E-mail：13876033222@139.com

收稿日期：2015-10-27

文章編號：1005-8982（2016）03-0076-06

DOI:10.3969/j.issn.1005-8982.2016.03.016

中圖分類號：R541.4

文獻標識碼：A