血清MMP-1和HO-1在肺結核診斷中的價值

成 松，席向宇，張瑞梅，潘 永，葛長化，劉慧梅 (徐州市傳染病醫院,江蘇 徐州 221004)

結核病(TB)是當前人類面臨的最嚴重的公共衛生安全威脅之一，也是全球十大死因之一。根據世界衛生組織(WHO)最新的結核病報告[1]，在 2019 年，全球新發結核病例大約有1 000萬人，死亡病例大約140萬，因此結核病的早期診斷顯得尤為重要。基質金屬蛋白酶類(MMPs)是一類可降解的細胞外基質蛋白酶，對維持細胞外基質的穩定性具有重要意義，而在炎癥性疾病中，MMPs發揮溶解細胞外基質和破壞基膜的作用。MMPs和其組織抑制因子(TIMPs)比例的失衡是包括肺結核在內的多種慢性肺部疾病發生和進展的重要機制[2]，有望作為肺結核的診斷標志物。血紅素加氧酶1(HO-1)是細胞內可誘導的關鍵抗氧化酶，HO-1及其產物能在各種病理性應激狀態下發揮重要的抗氧化應激、抗炎性反應損傷、調節細胞凋亡以及血管生成等作用[3]。本研究旨在探討MMP-1和HO-1在肺結核患者血清中的表達水平，并分析其在肺結核診斷中的價值和意義。

1 資料與方法

1.1一般資料：選取確診的62例肺結核患者作為病例組，并按照病情輕重分為輕、中、重三組，同時選擇在本院體檢的64例健康志愿者作為對照組，所有研究對象均對本研究知情并簽署同意書，本研究經本院醫學倫理委員會同意。肺結核患者均符合世界衛生組織(WHO)制訂的國際結核病控制條例及國家衛計委制訂的肺結核病診斷標準，均經痰液細菌學檢查、X 線影像學檢查、肺組織病理學檢查或隨訪觀察確診。對照組研究對象均為同期在醫院接受健康體檢者，均經臨床檢查排除肺部疾病。

排除標準：合并肝腎功能異常、自身免疫病或免疫缺陷、惡性腫瘤、肺外結核、其他肺部疾病或先天畸形、其他部位慢性炎性反應的患者；具有結核病史、肺部手術史的患者；年齡<18歲；妊娠或哺乳期患者。

1.2研究方法：所有受試者臨床干預前抽取清晨空腹靜脈血，離心后取上清。酶聯免疫吸附法(ELISA)對血清中的MMP-1 和HO-1水平進行檢測，步驟參照試劑盒進行。

1.3統計學方法：采用SPSS22.0統計學軟件進行t檢驗、χ2檢驗及秩和檢驗。多組間比較采用單因素方差分析進行處理，兩兩比較采用最小顯著差法(LSD法)進行處理；MMP-1 和HO-1的相關性采用Pearson相關分析。MMP-1 和HO-1在肺結核鑒別診斷中的價值采用受試者工作特征曲線(ROC 曲線)進行分析。以曲線下面積(AUC)作為評價指標。取約登指數最大時作為最佳篩選界值(Cut-off 值)，以P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1病例組與對照組一般情況比較:病例組的平均年齡為(48.15±21.43)歲，對照組平均年齡為(47.06±23.29)歲，兩組比較差異無統計學意義(P>0.05)。病例組男54例，女8例，對照組為男55例，女9例，兩組比較差異無統計學意義(P>0.05)。兩組吸煙史亦無明顯區別。見表1。

表1 病例組與對照組一般情況比較(n)

2.2病例組與對照組MMP-1和HO-1水平比較：病例組和對照組血清MMP-1的水平分別為(2.46±3.02)μg/ml、(1.48±0.62)μg/ml，HO-1的水平分別為(20.77±22.23)μg/ml、(12.46±5.42)μg/ml，兩組比較差異均有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 病例組與對照組MMP-1和HO-1結果比較

2.3不同病情的結核患者MMP-1和HO-1水平比較：將肺結核患者按照病情的嚴重程度將分為輕、中、重三組，然后分別比較三組的MMP-1和HO-1水平，結果顯示，病情越重，MMP-1和HO-1的水平越高，差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

2.4MMP-1 和HO-1的相關性：采用Pearson相關來分析MMP-1 和HO-1之間的關聯性，結果顯示，兩者之間高度相關，相關系數r=0.987(P<0.05)。

表3 不同病情的結核患者MMP-1和HO-1水平比較

2.5血清 MMP-1和 HO-1在肺結核診斷中的價值分析：利用ROC曲線來分析血清 MMP-1和 HO-1在肺結核診斷中的診斷價值，以靈敏度為縱軸，1-特異度為橫軸作圖，AUC分別是0.547和0.560，兩者聯合診斷肺結核的AUC為0.594，ROC曲線見圖1。MMP-1的靈敏度和特異度分別為58.06%和59.26%，HO-1的靈敏度和特異度分別為56.45%和62.96%。

圖1 MMP-1和HO-1單獨及聯合診斷肺結核的ROC曲線

3 討論

MMPs家族是重要的細胞外基質代謝調節因子，可作用于細胞黏附因子、趨化因子及細胞因子受體，異常表達于肺部疾病、結締組織疾病、組織纖維化及腫瘤轉移等疾病中[4-7]。結核桿菌侵入肺部后可通過宿主免疫應答增強巨噬細胞活性，促使其分泌、表達 MMP-1，以往研究均發現結核患者胸腔積液中均有MMP-1的高表達[8-9]。本研究發現，肺結核患者血清中MMP-1和HO-1的含量均高于對照組，而且肺結核患者隨著病情嚴重程度的增加，兩者的含量也隨之升高，可見感染結核后，不僅血清中的MMP-1和HO-1水平會升高，而且病情越重，其升高的幅度越大。魯芝子等[10]的研究也發現，結核組患者血清中MMP-1的水平明顯高于對照組，其檢測的敏感度與特異度分別為88.90%和100%，對結核病具有臨床診斷價值。

HO-1是能催化血紅素降解為膽紅素、一氧化碳和亞鐵離子的限速酶。研究發現HO-1及其降解產物在各種抗氧化應激中發揮細胞保護作用，因此，HO-1被認為是炎性反應細胞和組織損傷的關鍵介質，這在急性肺損傷和敗血癥的臨床前模型中得到了驗證[11-12]。Silva-Gomes等[13]發現，分枝桿菌作用于宿主誘導產生的 HO-1 對機體抵抗結核菌感染起到非常重要作用，其能通過調節肉芽腫的形成和成熟進而控制感染的分枝桿菌的擴散傳播。以往有研究證明，在南印度成人和兒童人群中，HO-1的血漿水平可以將活動性結核與潛伏性結核病或未感染對照組準確區分開來，可以作為結核病的重要標志物[14-15]。

另有研究發現，MMP-1和HO-1的表達之間有一定的關聯，Mtb感染巨噬細胞后會誘導HO-1的高表達，而Mtb誘導的HO-1活性的產物一氧化碳則會抑制MMP-1的表達，這也揭示了氧化應激和組織重塑之間的機制聯系，對于判斷結核病患者的臨床分期非常重要[16]。本研究則發現兩者均在病例組高表達，未發現兩者反向表達的趨勢，而且兩者呈現高度相關(r=0.987)。

但不同于以往研究的是，本研究發現MMP-1和HO-1的ROC曲線下面積比較小，只有0.547和0.560，而且兩者聯合診斷肺結核的AUC也僅有0.594，說明MMP-1和HO-1作為肺結核的診斷標志物并不理想，當然也有可能與樣本含量太低有關，受條件所限，本研究只選取了62例病例和64例健康對照，如果擴大樣本含量可能結果會有所不同。另外，也可能與MMP-1和HO-1的血清表達水平分布有關，從結果中可明顯發現，肺結核病例組MMP-1和HO-1的血清學含量差異比較懸殊，變異程度太高，這也會影響曲線下面積大小。

總體來看，肺結核患者血清中的MMP-1和HO-1水平明顯高于對照組，在結核患者中，病情越嚴重，兩者含量也越高。但由于AUC太小，因此診斷價值并不高。