血清MMP-9、TIMP-1、TGF-β1在類風濕性關節炎肺間質病變中的表達及其意義

張 倩，安麗欣，丁家寶

(1.秦皇島市第一醫院 風濕免疫科;2.秦皇島市第一醫院 胸外科,河北 秦皇島066000)

類風濕性關節炎(Rheumatoid arthritis，RA)是一種自身免疫性疾病，臨床主要表現為慢性破壞性關節病變，具有病情遷延進展、不可逆等特點，最終關節變形致殘，還可累及肺臟、皮膚、神經系統、心臟、眼等，導致合并間質性肺疾病(Interstitial Lung Disease,ILD)及血管炎等。ILD逐漸向間質纖維化發展，最終肺組織彈性減退，肺容量縮小，呼吸衰竭而死亡[1]。多種細胞因子參與了RA及RA繼發ILD的發病過程，本研究將通過測定血清轉化生長因子-β1(TGF-β1)、血清基質金屬蛋白酶-9(MMP-9)、血清基質金屬組織抑制因子(TIMP-1)表達水平，探討其在RA-ILD 發病過程中的作用，以便提高診斷水平，改善患者預后，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取秦皇島市第一醫院2020年1-10月收治的RA患者82例，均符合《類風濕關節炎診斷及治療指南》西醫診斷標準[2]，其中男34例，女48例；年齡34-80歲，平均年齡(46.17±8.30)歲。類風濕關節炎病史>5年。排除腫瘤、糖尿病、高血壓、脂肪肝、炎癥、原發肺部器質性疾病、結締組織疾病、長期吸煙、精神疾病、藥物過敏等。本研究經本院倫理委員會批準，并簽署知情同意書。根據癥狀又將這82例患者分為單純RA組41例，RA伴ILD者(RA-ILD組)41例；RA-ILD組再分為早期RA-ILD 21例及中晚期RA-ILD 20例，對照組為同期健康體檢人員41例，男性18例，女性23例，年齡31-79歲，平均年齡(45.35±8.68)歲。RA-ILD早期和中晚期組患者資料比較差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 兩組RA患者臨床資料比較

1.2 方法

1.2.1采集標本[3]采集空腹肘靜脈血4 ml，靜置30 min，避免潮濕，應用離心機(Microfuge 20/20R，美國貝克曼生命科學有限公司)離心(3 500 r/min，共10 min)，取血清分裝至Eppendorf管中，置于-20℃冰箱，避免反復凍融。

1.2.2檢測方法 測定TGF-β1、MMP-9、TIMP-1水平采用酶聯免疫吸附(ELISA)法，試劑盒均購自德國MILliore公司提供，采用Luminex液8 相芯片技術測定，根據標準曲線計算樣本濃度(pg/ml)。

1.3 觀察指標比較各組間MMP-9、TIMP-1、TGF-β1 水平，分析其與RA相關性。

2 結果

2.1 細胞因子水平比較RA-ILD組血清MMP-9、TIMP-1與TGF-β1水平高于單純RA組，單純AR組高于對照組(P均<0.05)，見表2。

表2 3組實驗者MMP-9、TIMP-1與TGF-β1表達水平比較

2.2 3種因子在RA-ILD不同分期的表達水平MMP-9、TIMP-1、TGF-β1的表達水平，中晚期RA-ILD組顯著高于早期RA-ILD組，3種因子表達水平與 RA-ILD分期密切相關。(P均<0.05)，見表3。

表3 3種細胞因子在RA-ILD不同分期的表達水平

3 討論

由于肺有雙重血液供應并富含結締組織，成為除關節之外RA最常受累的的主要臟器。RA-ILD發生率為11%，多見于50-60歲的男性[4]，絕大多數在5年出現肺部受累，但早期無典型癥狀，常因漏診、誤診而貽誤最佳治療時機，晚期預后常不可逆。所以臨床需早期診斷與治療，改善預后及轉歸。近年來發現MMP-9、TIMP-1、TNF-β1等細胞因子與RA合并ILD 有關，其相互影響、相互制約，釋放細胞因子，免疫炎癥細胞活化，促纖維化因子啟動并介導肺組織纖維化不斷進展[5]。

MMP-9在RA患者機體中與肺泡上皮細胞結合，促進肺間質纖維周圍毛細血管增生以及細胞纖維化[6]，是肺纖維化發生發展過程中的重要細胞因子，MMP-9水平越高，肺纖維化程度越嚴重，二者呈明顯正相關[7]。MMP-9一般通過降解細胞外基質，向周圍組織浸潤，且向遠處轉移，穿過細胞外基質屏障、血管壁、基膜等，進入微環境[8]，在促進病變組織生長中發揮重要作用[9]。MMP-9在多種惡性腫瘤中都存在過表達現象，機體中MMP-9水平越高，病變越嚴重，預后越差[10]。本研究RA-ILD組血漿MMP-9水平高于單純RA組及對照組，提示MMP-9與病情嚴重程度密切相關，檢測其水平有助于臨床診治，同時可以用于判斷預后。

TIMP-1能夠抑制MMPS活性，制約基質降解Ⅳ型膠原，能與間質溶解素、間質膠質酶、MMP-9形成復合物，抑制酶原活化以及基質降解，阻止纖維細胞突破基底膜屏障和浸潤轉移，在細胞的增生、分化及凋亡過程中具有重要調節作用[11]。在機體內MMP-9 能與TIMP-1形成復合物，兩者之間的平衡在細胞的增殖、凋亡、血管形成等過程中發揮調節作用，一旦平衡關系打破將激活肥大細胞，促進肥大細胞分泌TIMP-1等細胞因子，進而促使肺成纖維細胞增生，分泌細胞外基質成分，導致大量膠原積聚，形成肺纖維化，同時生成新生血管提供養分，加重ILD。以往研究表明ILD的發生造成RA患者缺氧，缺氧環境刺激TIMP-1生產增加，如此惡性循環，使病情加重、反復[12]。本研究RA-ILD組血漿MMP-9水平高于單純RA組及健康組，可能為MMP-9升高誘導病變組織發揮作用，機體為抑制炎癥因子的生長和轉移，代償性產生較高水平的TIMP-1，TIMP-1升高間接加重RA，因此TIMP-1和MMP-9共同促進RA向RA-ILD進展。因此檢測血清MMP-9與TIMP-1水平可作為輔助診斷的血清學指標。

TGF-β1作為參與細胞生長、分化的調節因子，可調節免疫反應，促使細胞外基質聚集，增加膠原基因轉錄，合成蛋白質及細胞外基質，誘導細胞凋亡等，在疾病發生發展過程中發揮重要作用[13]。其能夠趨化成纖維細胞、淋巴細胞、單核細胞分泌CTGF，促進細胞有絲分裂，調控肺成纖維細胞的分裂、增殖，促進肺纖維化進展[14]，在RA繼發ILD過程中起到重要作用。正常情況下其水平較低，維持血管密度和通透性；在病理情況下呈高水平，增強血管生成作用，誘導激活VEGF，促使肺部細胞活化，轉變為肌纖維樣細胞，形成肺纖維化。臨床動態檢測TNF-α的表達能夠有效評估肺纖維化程度，檢測三者有助于RA早期診斷和預防以及治療與預后評估。

本研究顯示，RA-ILD組血清TNF-β1、TIMP-1 與MMP-9水平高于單純RA組，單純RA組高于對照組；中晚期RA-ILD組血清MMP-9、TIMP-1、TNF-β1水平顯著高于早期RA-ILD組(P均<0.05)。提示MMP-9、TIMP-1 與TNF-β1參與了ILD的發病機制，即參與了關節病變及肺纖維化等過程，其通過介導炎性因子來參與 RA-ILD 的發病，其高表達所致的炎性反應是導致RA-ILD發病及發展的重要原因，聯合檢測三者的表達水平，能夠提高早期診斷率，改善預后，提高患者生活質量。

綜上，RA-ILD是涉及多個步驟的復雜過程，MMP-9，TIMP-1、TGF-β1水平與其發生、發展密切相關，提示可作為病情評估的重要血清學參考指標，對早期篩查具有重要的臨床價值，早期發現，及早做出干預措施，避免使用肺損害藥物加重肺損傷，三者聯合客觀性強，操作方便、全面、經濟、可靠、安全，降低醫療費用，值得臨床推廣。