皮質下缺血性血管病患者血清基質金屬蛋白酶9水平的檢測及其臨床意義

倪明珠，余鋒，王瑤，宋莉莉，劉文燦，徐文，王文靜

本文創新點：

本文應用定量性評估量表評定皮質下缺血性血管病（SIVD）患者腦部損傷病變與血清基質金屬蛋白酶9（MMP-9）的相關性。大量動物實驗表明，MMP-9作為炎性因子在致缺血性腦白質病變（WML）中具有重要作用。本文通過對SIVD患者腦部病變與MMP-9進行分析，可能對早期診斷SIVD有一定幫助，并為臨床干預提供新的方向。

皮質下缺血性血管病（subcortical ischemic vascular disease，SIVD）是由腦小血管病變導致的以皮質下多灶性腔隙性腦梗死（lacunar infarcts，LI）和彌漫性腦白質病變（white matter lesions，WML）為主要病理改變的一組疾病，臨床上以認知功能障礙以及輕偏癱、假性延髓性麻痹、步態異常、尿路癥狀、情緒改變等為主要表現［1-2］。盡管SIVD確切發病機制仍未闡明，但近年研究發現主要與神經炎癥、血-腦脊液屏障的破壞等方面有關［3-5］。有研究表明，基質金屬蛋白酶9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）通過參與神經炎性反應，降解細胞外基質（extracellular matrix，ECM），破壞血-腦脊液屏障的完整性，在小動脈硬化、急慢性缺血性腦損傷的過程中產生破壞作用［4-5］。由于血-腦脊液屏障的通透性增強，腦脊液中的MMP-9可到達循環血液［4］，因而可被檢測到。目前關于血清MMP-9與SIVD關系的研究，國內外鮮有報道。因此，本研究旨在通過測定SIVD患者血清MMP-9的表達水平，從而探討其臨床意義，以期為新的治療方法提供參考依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象 SIVD納入標準參照ERKIINJUNTTI［1］提出的診斷標準并加以修訂：（1）年齡50～85歲；（2）顱腦磁共振成像（MRI）檢查T2、FLAIR成像提示廣泛的腦室旁和深部白質高信號（Fazekas評分［6］≥2級）和/或皮質下多發性LI（≥5個）；（3）近6個月無急性期LI。排除標準：（1）腦出血、腦創傷、皮質-皮質下非LI性梗死或皮質梗死；（2）非血管因素引起的WML，如多發性硬化、放射性腦部等；（3）各種感染性疾病、腫瘤性疾病、嚴重的肝腎疾病；（4）近1個月有手術史或服用米諾環素、環孢素A。選取2016年10月—2017年7月安徽醫科大學附屬省立醫院神經內科收治的SIVD患者115例為SIVD組，其中男60例，女55例；年齡50～85歲，平均年齡（66.1±10.2）歲。選取同期于安徽醫科大學附屬省立醫院體檢且顱腦MRI未見明顯異常（Fazekas評分［6］≤1級且皮質下LI＜5個）的69例體檢者為對照組，其中男41例，女28例；年齡50～85歲，平均年齡（63.2±9.3）歲。受試者均知情并簽署知情同意書，本研究經安徽醫科大學附屬省立醫院臨床研究倫理委員會批準。

1.2 研究設計

1.2.1 一般臨床資料采集 詳細記錄入院后所有受試者性別、年齡、高血壓、糖尿病、冠心病、吸煙、飲酒等資料；受試者空腹12 h以上，于次日采集靜脈血3 ml，常溫下靜置60 min，以3 000 r/min離心15 min，離心半徑為13.5 cm，提取血清，采用日立7600-020全自動生化分析儀檢測總膽固醇、三酰甘油、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）。

1.2.2 顱腦MRI評價 采用3.0 T的MRI機（德國西門子公司）進行掃描，依據顱腦MRI的T1、T2、FLAIR結果對所有受試者腦部損傷程度進行評價。根據Fazekas評分將WML分為0～3級：0級（無WML）、1級（點狀病變）、2級（早期融合性病變）、3級（彌漫性病變），Fazekas評分越高表示腦部損傷程度越重。LI數量：計數位于皮質下直徑3～15 mm、邊界清楚的缺血性病灶，LI數量越多表示腦部損傷程度越重。

1.2.3 血清MMP-9水平測定 受試者空腹12 h以上，于次日采集肘靜脈血5 ml置于不含添加劑的采血管中，常溫下靜置30 min，以3 000 r/min離心10 min，離心半徑為13.5 cm，吸取上清液，存于-80 ℃冰箱待測。采用酶聯免疫吸附法測定血清MMP-9水平，嚴格按照試劑盒（上海源葉生物科技有限公司）說明書進行操作。

1.3 統計學方法 采用SPSS 16.0軟件進行統計學分析。符合正態分布的計量資料以表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗；非正態分布的計量資料以M（P25，P75）表示，兩組間比較采用Mann-Whitney秩和檢驗；計數資料的分析采用χ2檢驗；相關性分析采用Spearman秩相關分析；采用多因素Logistic回歸分析SIVD的影響因素。以p＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組一般臨床資料比較 兩組性別、年齡、冠心病、吸煙、飲酒所占比例、總膽固醇、三酰甘油、HDL-C、LDL-C比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）；SIVD組患者高血壓、糖尿病所占比例高于對照組，差異均有統計學意義（p＜0.05，見表1）。

表1 兩組一般臨床資料比較Table 1 Comparison of general clinical data between the two groups

2.2 兩組血清MMP-9水平、腦部損傷程度比較 SIVD組血清MMP-9水平、Fazekas評分、LI數量高于對照組，差異均有統計學意義（p＜0.001，見表2）。

表2 兩組血清MMP-9水平、腦部損傷程度比較Table 2 Comparison of serum MMP-9 levels and brain injury between the two groups

2.3 血清MMP-9水平與腦損傷程度相關分析 SIVD組患者血清MMP-9水平與Fazekas評分、LI數量均呈正相關（rs=0.301、0.395，p＜0.001）。

2.4 SIVD影響因素的多因素Logistic回歸分析 以是否患有SIVD（賦值：是=1，否=0）為因變量，以高血壓（賦值：是=1，否=0）、糖尿病（賦值：是=1，否=0）、血清MMP-9水平為自變量進行二分類多因素Logistic回歸分析，結果顯示，高血壓、糖尿病、血清MMP-9水平均是SIVD的獨立影響因素（p＜0.05，見表3）。

表3 SIVD影響因素的多因素Logistic回歸分析Table 3 Multivariate Logistic regression analysis for influencing factors for SIVD

3 討論

SIVD是中老年人群較常見的腦小血管病，既可導致患者軀體功能障礙，亦是血管性癡呆最常見的病因（占36%～67%），給患者、家庭、社會帶來沉重的負擔。除年齡、高血壓、糖尿病等主要危險因素可導致腦小血管病變外［1］，近年來神經炎癥、血-腦脊液屏障損害在SIVD發病機制中的作用受到國內外學者的青睞。

MMP作為一組鋅和鈣依賴性蛋白水解酶家族，能夠降解ECM的所有組分，而參與多種病理和生理過程。MMP-9為MMP家族成員，又稱明膠酶B，可降解大多數ECM蛋白，特別是Ⅳ型和Ⅴ型膠原蛋白［7］。既往研究提示，MMP-9與冠心病、動脈粥樣硬化、血管性認知功能損害、腦梗死嚴重程度及預后等密切相關［4，7］。此外，有研究發現MMP-9基因多態性與動脈硬化和腦梗死患病率增加有關［7］。

動物實驗表明，MMP-9在正常腦組織中表達水平較低，當腦缺血誘導炎性反應時，可通過各種機制引起MMP-9表達增加，導致血-腦脊液屏障的結構和功能破壞、脫髓鞘改變［4，7］。大量研究均證實，SIVD患者表現為腦血流量降低、血-腦脊液屏障破壞以及脫髓鞘現象［2，4］。POGGESI等［3］研究發現，SIVD 患者的腦白質區血流量較對照組顯著減少。TAHERI等［8］利用動態對比增強MRI和清蛋白指數（腦脊液清蛋白/血清清蛋白），均發現SIVD伴血管性認知功能障礙患者腦白質血-腦脊液屏障通透性較對照組明顯增加，因此推測MMP-9可能與這些病變有關。本研究顯示，SIVD患者血清MMP-9水平較對照人群顯著升高，并且與腦損傷的嚴重程度相關，進一步分析提示其可能為SIVD的獨立危險因素。KIM等［6］對137例中老年患者進行研究表明，在校正性別、年齡、心血管危險因素后，血漿MMP-9水平與患者WML具有獨立關聯，且與Fazekas評分呈正相關。ROMERO等［9］對583名無卒中弗明漢子代人群研究發現，在調整標準血管危險因素后，血漿MMP-9水平與無癥狀腦梗死及LI無相關性，本研究結果與之不一致，原因可能在于該研究［9］入選者腦梗死程度較輕；但ROMERO等［9］研究顯示血漿MMP-9水平與WML存在顯著關聯，本研究結果與之較為吻合，進一步證實MMP-9在神經炎性反應中參與了SIVD患者腦部損害的過程，尤其是WML。

關于MMP-9在SIVD發病機制的作用可能主要涉及以下途徑：（1）在慢性高血壓等導致腦深部穿支動脈硬化的過程中，引起巨噬細胞浸潤和潴留小膠質細胞激活，釋放MMP-9參與ECM的重構，促進管壁增厚、管腔狹窄或閉塞，引起腦組織低灌注以及血栓形成，最終表現為WML和LI［1，4］；（2）腦小血管病變導致腦缺血缺氧可進一步引發炎性級聯反應，細胞因子（如腫瘤壞死因子α、白介素1β等）、趨化因子、細胞黏附分子1等炎性遞質作用于激活蛋白1和核因子κB轉錄位點，使MMP-9轉錄水平上調，引起上述免疫細胞分泌和釋放 MMP-9［4，10］。陳新云［11］對缺血大鼠模型研究表明，腫瘤壞死因子α、白介素1β可誘導MMP-9的表達。王敏等［10］通過構建大鼠慢性腦缺血模型進行研究發現，慢性缺血（≥1個月）時大鼠開始出現隨時間延長而加重的腦白質疏松、髓鞘脫失，在腦室周圍和腦白質疏松處最明顯的小膠質細胞激活以及MMP-9持續高表達，該病理改變和人類的WML可能較為一致。表明慢性缺血狀態下，炎性細胞因子的釋放和膠質細胞的增生可引起腦白質持續表達MMP-9。MMP-9具有雙重作用：（1）直接攻擊血管ECM，松開緊密連接并分解基底膜，導致血管源性腦水腫、神經元損傷以及血-腦脊液屏障破壞；（2）攻擊腦白質有髓纖維，造成非免疫性脫髓鞘性病變［4，6］，通過上述機制最終引起WML。此外，由于血-腦脊液屏障完整性的破壞更有利于炎性細胞進入腦組織，同時MMP-9對多種炎性細胞因子和趨化因子具有正反饋效應，可加重缺血性炎性反應［8-9］。

由于MMP-9作用的復雜性，目前關于MMP-9抑制劑治療神經炎癥的人體試驗的報道尚不多見。近年來對動物模型的藥物研究發現，米諾環素可通過抑制炎性反應以及抑制MMP-9表達，減輕缺血誘導的腦部損傷，并且改善神經行為學表現［4-5］。另外，環孢素A也被認為對慢性缺血后腦白質損傷有保護作用［5］。研究發現上述兩種藥物的保護機制可能與抑制膠質細胞的活化有關［5］，因此，將來神經膠質細胞或許可能成為對缺血后腦部損傷干預的新靶點之一。

綜上所述，SIVD患者血清MMP-9水平顯著升高，其水平升高可能是SIVD發病的獨立危險因素，且與WML、LI的嚴重程度相關。在將來的臨床工作中，通過檢測SIVD患者MMP-9水平并進行干預，或許可有助于緩解疾病的進展、改善患者的預后。由于本研究樣本量有限，且為單中心橫斷面研究，因此尚需大樣本、多中心研究進一步驗證。

作者貢獻：倪明珠、余鋒、王文靜進行文章的構思與設計；倪明珠、余鋒、徐文、王文靜進行研究的實施與可行性分析；倪明珠、王瑤、宋莉莉、劉文燦進行數據收集；倪明珠進行數據整理、撰寫論文；倪明珠、徐文進行統計學處理；倪明珠、徐文、王文靜進行結果的分析與解釋；余鋒、王文靜進行論文的修訂，負責文章的質量控制及審校；王文靜對文章整體負責，監督管理。

本文無利益沖突。