血清MMP-9，TIMP-1及VEGF水平檢測對冠狀動脈支架內再狹窄診斷的研究進展

榮 鈺,董 莉

(內蒙古醫科大學附屬醫院,呼和浩特 010050)

冠狀動脈內支架植入術自1986年Pue 和Sigwart 在人體內成功植人第1 枚金屬支架以來得到迅速普及應用，但隨著經皮冠狀動脈介入治療（PCI）數目的增加，支架內再狹窄（in-stent restenosis，ISR）也成為一個不可小覷的問題。裸金屬支架時期，再狹窄率高達17%～32%，即使在藥物涂層支架時代，再狹窄率仍然可達到10%左右[1]。

1 支架內再狹窄分類及發生機制

1.1 ISR 分類 ISR 是指PCI 術后血管造影顯示支架植入后血管段超出50%的直徑狹窄（包括支架兩端5mm 血管段）[2]。臨床上主要采用Mehran 分型方法[3]將ISR 分為4型,分別為Ⅰ型（局限型）：狹窄位于支架內或邊緣部，狹窄長度≤10mm；Ⅱ型（彌漫型）：狹窄處于支架內，狹窄長度＞10mm；Ⅲ型（增生型）：狹窄長度＞10mm，且狹窄擴展到支架外；Ⅳ型（閉塞型）：支架完全閉塞，心肌梗死溶栓治療（TIMI）血流0 級。

1.2 ISR 發生機制 ISR 已經成為困擾臨床醫師的重要問題[4-6]。但ISR 發生機制尚不明確，PCI 術后對于血管來說是一個炎癥反應及修復過程，過度反應即造成ISR 的發生。目前發現ISR 可能與以下幾種因素有關：

1.2.1 血管內皮損傷：植入的支架或球囊造成血管擴張，斑塊受到擠壓，導致內膜下成分暴露，血小板大量聚集，中性粒細胞等炎性細胞局部浸潤、活化，促使再狹窄形成。

1.2.2 平滑肌細胞（VSMC）的增殖及遷移：組織學分析顯示血管平滑肌細胞占新生內膜細胞的大多數，當血管受到損傷時，合成型平滑肌細胞開始大量增殖，同時表現型由收縮型轉化為合成型，進一步促使新生內膜增生，使血管壁增厚，導致冠狀動脈管腔再狹窄。

1.2.3 血管外基質重構：成纖維細胞于血管受損后增殖，合成細胞外基質（ECM），大量金屬基質蛋白酶可降解細胞外基質，引起基質重構，而在ISR后期，原有基質降解的同時，新的基質成分也相應增加，膠原重新排布與機化，進一步導致了血管再狹窄的發生。

1.2.4 炎癥反應：支架植入后對血管造成牽拉及壓迫，局部形成慢性炎癥，且支架相對于機體屬于異物，可激活機體免疫應答，促使炎性細胞聚集、活化及炎癥因子的釋放，使血管內膜增厚，再狹窄隨之形成[7]。

2 金屬基質蛋白酶-9，金屬基質蛋白酶抑制劑-1，血管內皮生長因子介紹

2.1 金屬基質蛋白酶-9 金屬基質蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）是一類依賴鈣離子、鋅離子的內肽酶大家族，目前已經發現有26個家族成員，MMPs 由多種細胞類型產生，包括成纖維細胞和平滑肌細胞，其能夠降解細胞外基質成分，促進血管內皮和VSMC 的增殖和遷移。MMPs 參與許多病變過程，如腫瘤浸潤轉移、動脈粥樣硬化(atheroscle-rosis,AS)、再狹窄及冠狀動脈硬化性心臟病(coronary heart disease,CHD)等。自從1988年KAI 等[8]首次報道了外周靜脈血中MMPs 濃度與冠心病的關系后，冠狀動脈粥樣硬化與MMPs 的相關性越來越得到大家的關注。BENCH 等[9]發現人類生理狀態下動脈組織的內皮細胞和平滑肌細胞存在多種MMPs 及TIMPs 的表達，但都不具備活性，而當支架植入時對血管造成機械損傷時，導致內皮組織暴露，易損斑塊周圍有大量炎癥細胞浸潤( 主要為巨噬細胞、淋巴細胞等），MMPs 出現大量分泌及表達。除此之外，也有證據表明其可能在ISR 的發病機制中起重要作用[10]。MMP-9 是大家族中重要的一員，其又稱為明膠酶B，分子量為92kD，是已經發現的金屬基質蛋白酶家族中分子量最大的酶，MMP-9 擁有特有的Ⅴ型膠原樣功能域，其通過蛋白溶酶依賴性與非依賴性兩種途徑介導選擇性地與細胞外基質結合。而MMP-9 作為炎性因子也參與ISR 的整個過程，它可降解ECM，使VSMC 向內膜遷移、增殖，大量炎性細胞浸潤及血小板聚集，進一步促進動脈粥樣硬化斑塊形成等。大量臨床研究表明其參與PCI 術后支架內再狹窄的發生[11-13]。牛曉婷等[14]報道血清MMP-9 水平在Ⅲ型和Ⅳ型再狹窄患者中均高于Ⅰ型再狹窄患者（P＜0.05），提示MMP-9 可作為冠狀動脈疾病嚴重程度的評估指標。

2.2 金屬基質蛋白酶抑制劑-1（TIMP-1） 金屬基質蛋白酶抑制劑（Tissue Matrix Metalloprote Inaseinhibitors ，TIMPs）是體內細胞分泌的一組多基因家族的編碼糖蛋白，目前已發現有4種TIMPs:TIMP-1，TIMP-2，TIMP-3 和TIMP-4[15]。其是MMPs的內源性特異抑制因子[16]，以1∶1 的比例組成MMP-TIMP 復合物，進而阻斷MMPs 與底物結合，從而抑制細胞外基質的降解。TIMP-1 是一種主要由巨噬細胞和結締組織細胞分泌、廣泛存在于組織和體液中分子量為28kD 的物質，它可以被多種細胞因子誘導產生，是MMP-9 的特定抑制物，生理狀態下，二者保持動態平衡。現有研究表明，TIMP-1 的異常表達促使斑塊纖維帽內的部分成分降解，影響斑塊內一些相關的炎性因子，這與血管重構、新生血管形成有關[17-18]。PEIERSEN 等[19]發現動脈粥樣硬化斑塊破裂處MMP-9表達明顯增加，而TIMP-1 濃度卻降低。血清中MMP-9 及TIMP-1含量也反映了基質被降解和抑制降解的水平[20]，從而可以預測冠狀動脈支架植入術后再狹窄發生。

2.3 血管內皮生長因子（VEGF） 血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是一個糖蛋白家族，富含半胱氨酸，活性形式為二聚體，分子量為35～40kD,其包括VEGF-A，VEGF-B，VEGF-C，VEGF-D，VEGF-E，VEGF-F和胎盤生長因子（PGF）。VEGF-B 可抑制內皮細胞凋亡，促進心肌組織中新生血管的生成[21]。VEGF-C，VEGF-D，VEGF-E，與VEGF-A 生物學作用相似，具有增加心肌組織中新生血管及淋巴管的能力。通常情況下VEGF 即指VEGF-A。正常情況下，VEGF 在人體內水平偏低，當冠狀動脈出現管腔閉塞時，心肌細胞出現缺血、缺氧，導致VEGF 大量表達，促進血管內皮細胞增殖修復及遷移。其不僅參與胚胎新生血管形成，亦與生理性血管損傷的修復及促進病理性血管新生有關[22]。有研究表明，在PCI 時，VEGF 被檢測到在支架植入的冠狀動脈血管內膜處血清水平顯著升高[23]。研究表明血管內皮生長因子水平升高與冠狀動脈損傷及血小板聚集有關，VEGF 可通過促進單核細胞趨化及斑塊新生血管形成誘導動脈粥樣硬化[24],多因素回歸分析顯示，ISR 患者的VEGF 血清峰值水平明顯高于冠狀動脈無ISR 患者，術后VEGF 血清峰值水平對ISR 有獨立預測價值[25]。這也是其可以作為評估ISR 指標的原因。

3 MMP-9，TIMP-1及VEGF檢測對于ISR的相關研究

目前檢測MMP-9，TIMP-1，VEGF 最主要的方法為酶聯免疫吸附測定法（ELISA法），它是酶免疫測定中應用最廣泛的方法，具有操作簡便、特異度及靈敏度高等優點。牛曉婷等[14]應用ELISA法測定MMP-9，方法為納入434例植入藥物涂層支架的冠心病患者，根據復查冠脈造影的結果分為再狹窄組（ISR，41例）和非再狹窄組（NO-ISR，393例），ISR組血清MMP-9 水平高于NO-ISR組，差異具有統計學意義（P＜0.001），繼而可以得出在ISR 的發生中MMP-9 發揮著重要的作用，可作為判斷再狹窄的重要指標的結論。張燕等[26]也使用ELISA 方法測定MMP-9，發現ISR組血清MMP-9水平較非ISR組明顯升高，兩組具有統計學差異（P＜0.01），且回歸分析進一步表明MMP-9 水平升高與ISR 呈正相關，提示ISR 的形成與相關炎癥介質的表達密不可分，監測其水平對于ISR 有一定預測價值，從而指導臨床盡早的預防治療。

康彬等[20]研究招募行冠脈造影檢查的患者131例，根據WHO 冠心病診斷標準與分型分為：急性心肌梗死組（AMI組）39例、不穩定型心絞痛組（UAP組）54例、穩定型心絞痛組（SAP組）24例及冠脈造影檢查顯示管腔狹窄＜50%并發不典型胸痛患者為對照組（C組）14例，采用ELISA法測定TIMP-1，結果顯示TIMP-1 濃度UAP組高于SAP組36.18 μg/L，在AMI組高于UAP組19.49 μg/L，兩組差異具有統計學意義（P＜0.05），并且MMP-9/TIMP-1 的比值在SAP組與UAP組及UAP組與AMI組之間比較差異均有統計學意義（P＜0.05）。研究顯示隨著病情的進展，TIMP-1及MMP-9/TIMP-1水平呈上升趨勢，TIMP-1水平還與斑塊不穩定相關，并且發現MMP-9/TIMP-1 與冠狀動脈硬化斑塊穩定性有關，與狹窄數量有顯著正相關，故其有望成為診斷冠狀動脈斑塊不穩定及斑塊易損的指標。

楊敏等[27]將急性冠脈綜合征患者納入急性冠脈綜合征組（ACS組），篩選出穩定性心絞痛、不穩定型心絞痛、非ST 段抬高的急性心肌梗死、ST 段抬高急性心肌梗死患者各40例，將同期在我院體檢的40例健康者納入健康組。運用ELISA法測定VEGF水平，結果表明ACS組明顯高于健康組，兩組差異具有統計學意義（P＜0.05），且不同病變程度ACS 患者的血清學指標差異有統計學意義 (P＜0.05)，可以推斷，病變程度越重，VEGF 濃度越大，所以可以推斷VEGF 對于ISR 有一定的預測診斷價值。

4 總結與展望

冠心病是當前嚴重威脅人類健康的疾病。PCI是目前醫學領域公認的檢查冠心病患者血管最有效的方法，然而PCI 術后3～6個月再狹窄率較高，嚴重影響了其遠期效果，所以防止再狹窄已成為PCI 術后的首要任務。ISR 的診斷金標準是冠狀動脈造影等有創性檢查，但是此類檢查具有創傷性、費用高、隨訪困難等缺點，監測血清MMP-9 及TIMP-1，VEGF 的水平來預測ISR 的發生，既避免了以上難點，而且可操作性較強，患者依從性好，具有相當大的推廣價值。同時將以上三項指標進行聯合檢測，可提高靈敏度和特異度，具有一定的臨床診斷價值。