老年慢性阻塞性肺病患者基質金屬蛋白酶-9、轉化生長因子-β和降鈣素基因相關肽水平及意義

肖懷清　張志豪　王細勇

(嘉興武警醫院胸外科，浙江　嘉興　314000)

?

老年慢性阻塞性肺病患者基質金屬蛋白酶-9、轉化生長因子-β和降鈣素基因相關肽水平及意義

肖懷清張志豪王細勇

(嘉興武警醫院胸外科，浙江嘉興314000)

〔摘要〕目的探討基質金屬蛋白酶(MMP)-9、轉化生長因子(TGF)-β、降鈣素基因相關肽(CGRP)在老年慢性阻塞性肺病(COPD)患者中的臨床價值及其與肺功能的關系。方法應用美國Vmax 6200型肺功能儀測定80例健康對照組及80例COPD組(穩定期32例，急性加重期48例)，應用酶聯免疫吸附(ELISA)法測定3組MMP-9、TGF-β、CGRP水平。采用Pearson單因素分析MMP-9、TGF-β、CGRP與老年COPD患者肺功能的關系。結果對照組第1秒呼氣量(FEV1)、最大肺活量(FVC)、FEV1/FVC值、一氧化碳彌散量(DLco)、最大通氣量(MVV)顯著高于COPD組(P<0.05)，而COPD穩定組FEV1、FVC、FEV1/FVC、DLco、MVV值高于COPD急性加重期組(P<0.05)。對照組血清MMP-9、TGF-β水平顯著低于COPD組，而CGRP水平高于COPD組(P<0.05)，而COPD穩定組血清MMP-9、TGF-β水平顯著低于COPD急性加重期組，而CGRP水平高于COPD急性加重期組。經Pearson相關分析可知，MMP-9、TGF-β與FEV1、DLco、MVV呈負相關(P<0.05)，CGRP與FEV1、FEV1/FVC、DLco呈正相關(P<0.05)。結論血清MMP-9、TGF-β、CGRP與COPD患者肺功能有密切的關系，它們在體內相互作用相互調節，共同影響氣道重塑。

〔關鍵詞〕基質金屬蛋白酶-9；轉化生長因子-β；降鈣素基因相關肽；慢性阻塞性肺病

慢性阻塞性肺病(COPD)的發生是一個由多因素共同作用相互影響的過程〔1,2〕。研究表明〔3〕細胞外基質(ECM)沉積及降解失衡在呼吸道氣道異常構建中起到重要作用，基質金屬蛋白酶(MMP)是調節ECM沉積及降解重要酶類，MMP-9表達水平異常在氣道重塑中起作用。轉化生長因子(TGF)-β可影響MMP-9表達進而間接影響氣道重塑〔4〕。降鈣素基因相關肽(CGRP)屬于保護性生物活性肽，主要分布在肺組織、神經系統及心血管系統中，具有保護氣道上皮細胞的作用〔5〕。本研究探討血清MMP-9、TGF-β、CGRP在老年COPD患者中的變化及其與肺功能的關系，旨在進一步了解其發病機制。

1資料及方法

1.1臨床資料2014年10月至2015年10月本院呼吸內科80例老年COPD患者，納入標準：①符合中華醫學會呼吸病學分會修訂的慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)〔6〕，病情分類參照歐洲呼吸學會(ERS)制定的標準；②年齡>60歲；③均自愿參與研究。排除標準：①合并心、肝、腎、腦病異常者；②惡性腫瘤及免疫代謝異常者；③近期應用過免疫抑制劑或激素類藥物者；④病情嚴重而無法完成肺功能檢測者。其中男 42例，女 38例，其中穩定期32例，急性加重期48例，年齡 61～84歲，平均(72.2±3.2)歲，病程6個月～5年，平均(3.2±0.8)個月；80例體檢健康者為對照組：男 38例，女 42例，年齡 48～82歲，平均(71.8±2.8)歲，兩組性別、年齡無統計學差異(P>0.05)，具有可比性。

1.2治療方法及肺功能檢測COPD患者應用雙鼻塞吸氧治療，流量為2 L/min，濃度為29%，通氧時間為60 min。3次/d。COPD組及對照組于靜脈采血當天應用美國Vmax 6200型肺功能儀測定第1秒呼氣量(FEV1)、最大肺活量(FVC)、FEV1/FVC值、一氧化碳彌散量(DLco)、最大通氣量(MVV)。

1.3生化指標檢測清晨空腹抽取靜脈血3 ml，經離心處理后留取上清液，并置于-20℃中儲備待測。應用ELISA法測定血清MMP-9、TGF-β、CGRP水平，MMP-9試劑盒購于上海川翔生物科技有限公司；TGF-β試劑盒購于上海富眾生物科技發展有限公司；CGRP試劑盒購于上海研域生物科技有限公司，操作過程嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.4統計學方法采用SPSS19.0統計軟件進行t檢驗，Pearson單因素分析。

2結果

2.1兩組肺功能對比對照組FEV1、FEV1/FVC值、DLco、MVV顯著高于COPD組(P<0.05)，而FVC水平低于COPD組(P<0.05)。COPD穩定組FEV1、FEV1/FVC、DLco、MVV值高于COPD急性加重期組(P<0.05)，而FVC低于COPD急性加重期組(P<0.05)。見表1。

表1　COPD組與對照組肺功能對比

與對照組相比：1)P<0.05；與COPD穩定期組相比：2)P<0.05；表2同

2.2兩組MMP-9、TGF-β、CGRP水平對比對照組血清MMP-9、TGF-β水平顯著低于COPD組，而CGRP水平高于COPD組(P<0.05)，而COPD穩定組血清MMP-9、TGF-β水平顯著低于COPD急性加重期組，而CGRP水平高于COPD急性加重期組(P<0.05)，見表2。

2.3老年COPD患者MMP-9、TGF-β、CGRP水平與肺功能的關系MMP-9、TGF-β與FEV1、DLco、MVV呈負相關(P<0.05)，CGRP與FEV1、FEV1/FVC、DLco呈正相關(P<0.05)，見表3。

表2　老年COPD組與對照組MMP-9、

表3　老年COPD患者MMP-9、TGF-β、

3討論

老年COPD患者由于免疫功能低下，患者容易受外界病原菌感染而導致病情加重，而每一次病情加重都伴隨肺血管細胞損傷及肺功能進行性下降，患者病理機制為ECM沉積及降解紊亂，平滑肌細胞增生，肺腔狹窄及肺組織纖維化〔7〕。目前認為〔8〕COPD氣道重塑及肺功能下降是ECM沉積及降解失衡的結果。ECM沉積及降解平衡的維持需依賴各種蛋白酶，其中MMP-9作為ECM降解主要限速酶，其在氣道重塑中起到重要的作用〔9〕。

MMP-9可與金屬鋅離子結合形成復合物參與ECM降解及重建，其作用機制是通過破壞COPD患者肺泡結構及肺泡基質成分而參與氣道重塑進而導致氣流阻塞并影響〔10〕。目前無論是動物實驗還是臨床研究〔11，12〕均表明COPD血液、痰液、支氣管灌洗液及肺組織中均存在MMP-9表達水平異常升高的情況。Papakonstantinou等〔13〕研究發現，MMP-9會導致COPD患者肺組織細胞基底膜斷裂、崩解，從而為成纖維細胞、肌成纖維細胞侵入肺泡打開門道，導致ECM大量生成，導致肺腔纖維化。

近年研究指出〔14〕，TGF-β可通過上調及活化細胞核內蛋白酶信號從而刺激MMP-9 RNA表達，增加MMP-9蛋白活性。本研究表明TGF-β可通過影響MMP-9活性進而促使成纖維細胞生成從而影響患者肺功能。CGRP可降低腎素-血管緊張素-醛固酮系統活性，能強烈、持久擴張循環血管，可通過刺激多羥色胺分泌而擴張肺動脈血管及支氣管，從而保護上皮細胞，緩解肺動脈痙攣及降低循環阻力，舒張血管功能〔15〕。本研究表明CGRP在COPD患者肺功能損傷中起到重要的生物學效應，具有保護肺血管功能的作用。綜上，血清MMP-9、TGF-β、CGRP與COPD患者肺功能有密切的關系，它們在體內相互作用相互調節，共同影響氣道重塑。

4參考文獻

1張培芳,羅志揚,馮彥林,等.老年慢性阻塞性肺疾病患者血清基質金屬蛋白酶-9與骨轉換生化指標及骨密度的關系〔J〕.中國老年學雜志,2013;33(21):5264-6.

2孫世民,張珠,王云雀,等.COPD急性加重期和穩定期血清炎性因子水平及其與肺功能的關系〔J〕.中國全科醫學,2014;2(24):2790-3.

3魏莉,徐盈.慢性阻塞性肺病并發肺間質纖維化患者的肺功能及血清炎癥因子的改變〔J〕.中國老年學雜志,2013;33(24):6110-2.

4管頻,李偉,吳智勇,等.轉化生長因子-β1核轉錄因子-κB在慢性阻塞性肺疾病中的表達及其臨床意義〔J〕.中華老年醫學雜志,2013;32(7):730-3.

5Shi L,Lehto SG,Zhu DX,etal.Pharmacologic characterization of AMG 334,a potent and selective human monoclonal antibody against the calcitonin gene-related peptide receptor〔J〕.J Pharmacol Exp Ther,2016;356(1):223-31.

6中華醫學會呼吸病學分會慢性阻塞性肺疾病學組.慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)〔J〕.中華結核和呼吸雜志,2013;36(4):255-64.

8Navratilova Z,Kolek V,Petrek M,etal.Matrix metalloproteinases and their Inhibitors in chronic obstructive pulmonary disease〔J〕.Arch Immunol Ther Exp(Warsz),2015;5(2):89-92.

9李海燕,成煒,叢金鵬,等.PPARγ和MMP-9在慢性阻塞性肺疾病肺血管內皮細胞的表達及意義〔J〕.中華臨床醫師雜志(電子版),2013;4(22):10035-40.

10柳威,陳榮昌,湯彥,等.COPD患者血清MMP-9、TIMP-1的表達與治療反應性的相關性研究〔J〕.醫學臨床研究,2012;29(12):2298-301.

11Bchir S,Nasr HB,Hakim IR,etal.Matrix metalloproteinase-9(279R/Q)polymorphism is associated with clinical severity and airflow limitation in tunisian patients with chronic obstructive pulmonary disease〔J〕.Mol Diagn Ther,2015;19(6):375-87.

12Abd El-Fatah MF,Ghazy MA,Mostafa MS,etal.Identification of MMP-9 as a biomarker for detecting progression of chronic obstructive pulmonary disease〔J〕.Biochem Cell Biol,2015;93(6):541-7.

13Papakonstantinou E,Karakiulakis G,Batzios S,etal.Acute exacerbations of COPD are associated with significant activation of matrix metalloproteinase 9 irrespectively of airway obstruction,emphysema and infection〔J〕.Respir Res,2015;25(2):86-90.

14黃芪,劉先玲,徐海,等.老年COPD患者Treg與TGF-β1的變化及其意義〔J〕.重慶醫學,2015;3(29):4106-7.

15孫偉,黃永剛,許璽,等.慢性阻塞性肺疾病患者血管內皮素-1與降鈣素基因相關肽檢測臨床價值的研究〔J〕.中華臨床醫師雜志(電子版),2014;6(13):2394-7.

〔2014-12-17修回〕

(編輯苑云杰)

基金項目：嘉興市科技計劃項目(No.2012AY1078-4)

〔中圖分類號〕R446.11+2

〔文獻標識碼〕A

〔文章編號〕1005-9202(2016)09-2189-03；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.09.065

第一作者：肖懷清(1980-)，男，碩士，主要從事食管癌及縱隔腫瘤手術及術后綜合治療研究。