探討MMP-9、TIMP-1、MMP-9/TIMP-1及ICTP與冠心病的相關(guān)性*

康彬 陳樹(shù)濤 馮津萍

動(dòng)脈粥樣硬化易損斑塊是指不穩(wěn)定、易于破裂、易于形成血栓而導(dǎo)致不良心血管事件的斑塊[1]。急性冠脈綜合征（ACS）多是由斑塊破裂、血栓形成導(dǎo)致的[2]。在急性心肌梗死中有3/4的病例是因?yàn)榘邏K破裂引起[3]。目前認(rèn)為冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊進(jìn)展的發(fā)生主要與炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、脂質(zhì)代謝異常、細(xì)胞凋亡、血管重塑、斑塊內(nèi)新生血管等因素相關(guān)。在眾多因素中血管重塑在動(dòng)脈粥樣硬化（AS）中發(fā)揮重要作用，目前研究認(rèn)為血管重塑存在細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的改變，在血管結(jié)構(gòu)中主要是Ⅰ型膠原，其降解產(chǎn)物主要是I型膠原吡啶交聯(lián)終肽（ICTP），而作為參與ECM降解的基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）、組織型基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑-1（TIMP-1）及膠原降解與血管重塑導(dǎo)致AS斑塊不穩(wěn)定性的關(guān)系研究甚少。本研究通過(guò)測(cè)定不同類型的冠心病患者血清內(nèi)參與細(xì)胞外基質(zhì)膠原降解的基質(zhì)金屬蛋白酶-9（MMP-9）、TIMP-1及I型膠原降解產(chǎn)物ICTP的濃度，旨在探討血管重塑中膠原降解與冠心?。–HD）患者冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定性的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2013年1月-2014年1月在天津胸科醫(yī)院心內(nèi)科住院并行冠脈造影檢查的患者131例，根據(jù)WHO冠心病診斷標(biāo)準(zhǔn)與分型分為：急性心肌梗死組（AMI組）39例、不穩(wěn)定型心絞痛組（UAP組）54例、穩(wěn)定型心絞痛組（SAP組）24例及冠脈造影檢查顯示管腔狹窄<50%合并不典型胸痛患者為對(duì)照組（C組）14例，排除標(biāo)準(zhǔn)：合并有出凝血功能障礙、血栓性疾病、風(fēng)濕性瓣膜病、先天性心臟病、心肌病、肝功能及腎功能衰竭、骨代謝性疾病、腫瘤性疾病、營(yíng)養(yǎng)不良者。各組一般資料比較，除膽固醇（TC）、低密度脂蛋白（LDL）數(shù)值比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），平均年齡、性別、吸煙、飲酒、高血壓、糖尿病、體質(zhì)指數(shù)（BMI）、血糖（Glu）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白（HDL）及脂蛋白a（LPa）之間比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），見(jiàn)表1。

表1 各組患者一般資料的比較

1.2 方法 患者入院后30 min內(nèi)，用臨床促凝管取其靜脈血2 mL，于4 ℃放置2 h后，采用低速心機(jī)在999 g條件下離心10 min，分離血清后采用酶聯(lián)免疫分析 法（enzyme-linked immunoadsordent assay，ELISA）分析血清內(nèi)MMP-9、TIMP-1及ICTP濃度。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行處理，計(jì)量資料以（±s）表示，兩組間均數(shù)比較采用t檢驗(yàn)，多組間均數(shù)的比較采用單因素方差分析檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用 X2檢驗(yàn)，以P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

MMP-9、TIMP-1、MMP-9/TIMP-1及ICTP水平在C組、SAP組、UAP組和AMI組依次升高，并且MMP-9濃度在UAP組比SAP組高58.59 μg/L，在AMI組比UAP組高69.18 μg/L；TIMP-1濃度在UAP組比SAP組高36.18 μg/L，在AMI組比UAP組高19.49 μg/L；ICTP濃度在UAP組比SAP組高5.38 μg/L，在AMI組比UAP組高1.54 μg/L。各指標(biāo)在SAP組與UAP組及UAP組與AMI組之間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），但在C組與SAP組之間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），見(jiàn)表2。

表2 不同組別血清MMP-9、TIMP-1、ICTP、MMP-9/TIMP-1濃度的比較（x-±s）

3 討論

在冠心病中，動(dòng)脈粥樣硬化的病理過(guò)程主要是動(dòng)脈內(nèi)膜相繼出現(xiàn)脂質(zhì)點(diǎn)和條紋、粥樣和纖維粥樣斑塊及復(fù)合病變。在CHD患者中病情穩(wěn)定與否與AS斑塊的穩(wěn)定性密切相關(guān)。AS的斑塊可分為穩(wěn)定型斑塊和不穩(wěn)定型斑塊（易損型）。在易損型斑塊中，因纖維帽變薄，斑塊內(nèi)富含脂質(zhì)及炎癥因子等原因?qū)е掳邏K易于破裂致使CHD患者病情急劇惡化。斑塊中纖維帽變薄主要與ECM的降解有關(guān)，而ECM的降解主要由膠原代謝導(dǎo)致，在這個(gè)過(guò)程中涉及到多種內(nèi)源性酶的參與，這些包括構(gòu)成不同膠原結(jié)構(gòu)的MMPs及TIMPs[4-5]。

自1998年Hisashi等[6]首次報(bào)道了外周靜脈血中MMP-2和MMP-9濃度與冠心病的關(guān)系后，MMP與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系越來(lái)越受到人們的關(guān)注。MMPS是一類生物活性依賴于鋅離子，能夠降解細(xì)胞外基質(zhì)成分的內(nèi)肽酶，對(duì)ECM的穩(wěn)態(tài)起著關(guān)鍵作用。MMP-9是由動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)巨噬細(xì)胞分泌， 可以降解粥樣硬化斑塊內(nèi)細(xì)胞外各型膠原及明膠，是動(dòng)脈粥樣硬化形成和粥樣斑塊破裂的重要促進(jìn)因素[7]。有較多研究發(fā)現(xiàn)MMP-9水平在UAP的患者高于SAP患者[8-9]，正如同在本研究中，MMP-9在UAP組濃度較SAP高58.58 μg/L，隨著CHD患者病情加重，MMP-9的血清濃度均在逐漸升高，并且MMP-9、的濃度在SAP組與UAP組及UAP組與AMI組之間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。TIMP-1是基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑，生理狀態(tài)下主要由平滑肌細(xì)胞所表達(dá)，在體內(nèi)通過(guò)結(jié)合MMP-1形成非共價(jià)的的復(fù)合物，進(jìn)而阻斷MMP-1與底物的結(jié)合而限制MMP-1降解膠原的作用[10]。大量研究證明，TIMPs可以影響MMPs的活性，TIMP水平的變化對(duì)MMPs非常重要[11]。在血清中MMP-9及其特定抑制物TIMP-1的濃度可分別反應(yīng)膠原降解和抑制膠原降解的程度[12]。目前認(rèn)為MMPs活性異常表達(dá)及MMPs/TIMPs失衡降解ECM和膠原，導(dǎo)致斑塊的不穩(wěn)定和斑塊破裂促進(jìn)AS的發(fā)展[13]。在本研究中顯示，隨著CHD病情的進(jìn)展，血清中MMP-9及TIMP-1的濃度及MMP-9/TIMP-1的比值均在逐漸升高，提示伴隨著疾病的進(jìn)展，膠原代謝也在不斷加強(qiáng)，參與膠原代謝的MMP-9及TIMP-1也越來(lái)越活躍，并且伴隨著MMP-9及TIMP-1濃度的升高，MMP-9/TIMP-1的數(shù)值亦升高，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(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），推斷TIMP-1雖然是MMP-9的特定抑制劑，但在血管重塑斑塊進(jìn)展的過(guò)程中仍不足以完全抑制MMP-9降解膠原的過(guò)程。

ECM是構(gòu)成血管壁的主要成分，而ECM的主要成分是膠原蛋白，它主要是用來(lái)維持細(xì)胞的形態(tài)及進(jìn)行信號(hào)傳遞[14]。在AS形成的過(guò)程中，內(nèi)皮損傷是AS的始動(dòng)環(huán)節(jié)，ECM合成或降解失衡是AS的重要的環(huán)節(jié)。在筆者既往應(yīng)用脂多糖誘導(dǎo)家兔的實(shí)驗(yàn)研究中，已發(fā)現(xiàn)在高血脂或炎癥的刺激作用下，家兔頸動(dòng)脈的病理切片顯示內(nèi)膜增厚，內(nèi)彈力板的部分?jǐn)嗔鸦蛳?，?nèi)膜下脂質(zhì)和膠原纖維沉積等，中膜平滑肌的增生致使中膜增厚[15]。因炎癥刺激致使內(nèi)皮細(xì)胞損傷，血小板（PLT）、單核細(xì)胞等黏附、聚集、釋放各種炎癥因子，刺激單核細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）遷移及轉(zhuǎn)化，致使膠原蛋白的合成增加，同時(shí)大量激活的MMPs降解膠原蛋白，致使ECM的合成及降解失衡，進(jìn)而導(dǎo)致AS的形成。在ECM中的膠原主要是Ⅰ型膠原及Ⅲ型膠原，而Ⅰ型膠原為血管壁的主要膠原，占血管壁膠原總量的60%[16]，因此膠原的降解主要是Ⅰ型膠原。ICTP是Ⅰ型膠原被MMPs所降解的產(chǎn)物，因此當(dāng)膠原被MMPs降解時(shí)，ICTP即釋放入血[10]。ICTP作為Ⅰ型膠原的降解產(chǎn)物，可以提示Ⅰ型膠原在體內(nèi)的降解過(guò)程。盡管?chē)?guó)內(nèi)外已有研究提示MMPs及TIMPs與AS斑塊的形成、進(jìn)展等相關(guān)，但I(xiàn)CTP與AS的關(guān)系研究甚少。本實(shí)采取檢測(cè)血清內(nèi)ICTP濃度，ICTP濃度在AMI組達(dá)到最高（10.89±0.78）μg/L，提示Ⅰ型膠原代謝在AMI患者中活躍，在UAP組、SAP組及對(duì)照組濃度依次為 （9.35±0.61）μg/L、（3.97±0.31）μg/L和 （3.96±0.32）μg/L，并且SAP組與UAP差異及UAP組與AMI組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），提示隨著冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定性增加，膠原降解程度也在增加，表明在不穩(wěn)定斑塊破裂的過(guò)程中存在著I型膠原降解。膠原降解促進(jìn)了不穩(wěn)定斑塊的破裂，進(jìn)一步導(dǎo)致血栓的形成而發(fā)展成為ACS。

綜上所述，在冠心病動(dòng)脈粥樣硬化不穩(wěn)定斑塊的進(jìn)展中存在ECM的合成和降解，筆者的研究還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)MMP-9對(duì)膠原的降解超過(guò)了TIMP-1對(duì)其抑制，而且明確了Ⅰ型膠原斷裂參與了不穩(wěn)定斑塊的破裂過(guò)程。因此推測(cè)，通過(guò)測(cè)定CHD患者血清內(nèi)MMP-9、TIMP-1、MMP-9/TIMP-1及ICTP的濃度，可提示冠脈斑塊的不穩(wěn)定性，則MMP-9/TIMP-1和ICTP可作為預(yù)測(cè)冠脈斑塊不穩(wěn)定性的指標(biāo)之一。

[1] Niessner A，Goronzy J J，Weyand C M. Immune-mediated mechanisms in atherosclerosis： prevention and treatment of clinical manifestations [J]. Curr Pharm Des，2007，13（36） ：3701-3710.

[2] Horita A， Kurata A， Ohno S I， et al.Immaturity of smooth muscle cells in the neointima is associated with acute coronary syndrome[J].Cardiovasc Pathol， 2014 ， S1054-8807（14）：00 109-00 114.

[3] Virmani R， Burke A P， Farb A， et al.Pathology of the vulnerable plaque[J]. Journal of the American College of Cardiology， 2006， 47（8s1）： C13-C18.

[4] Fan D， Takawale A， Lee J， et al. Cardiac fibroblasts， fibrosis and extracellular matrix remodeling in heart disease[J]. Fibrogenesis Tissue Repair， 2012， 15（5）：15.

[5] Krenning G， Zeisberg E M， Kalluri R. The origin of fibroblasts and mechanism of cardiac fibrosis [J]. Cell Physiol，2010， 235（45）：631-637.

[6] Hisashi Kai， HisaoI koda， Hida， et al.Peripheral bloods levels of matrix metalloproteinase-9 and-2 are elevated in parients with acute coronary syndromes [J].Am Coll Cardial， 1998，32（2）：368-372.

[7] Tao Z Y， Cavasin M A， Yan G F，et al.Temporal changes in matrixmetall -oproteinase expression and inflammatory response associatedwith cardiac rupture after myocardial infarction in mice[J].Life Sci，2004，74（9）：1561-1572.

[8] Papazafiropoulou A，Tentolouris N. Matrix metalloproteinases and cardiovasculardiseases[J]. Hippokratia，2009，13（2）： 76-82.

[9] Konstantino Y，Nguyen T T，Wolk R，et al. Potential implications of matrixmetalloproteinase-9 in assessment and treatment of coronary artery disease[J].Biomarkers，2009，14（2）： 118-129.

[10]余丹青，陳紀(jì)言，李光，等.基質(zhì)金屬蛋白酶與冠狀動(dòng)脈斑塊穩(wěn)定性相關(guān)研究[J].中國(guó)循環(huán)雜志，2003， 18（2）：105-107.

[11]張?zhí)?MMP-9、TIMP-1、CDl47在人粥樣硬化冠狀動(dòng)脈中表達(dá)的相關(guān)性研究[D].大連：大連醫(yī)科大學(xué)，2012.

[12] Li Mingjiang， Zhou Yanli， Zhou Yongming， et al. Improvement in collagen metabolism after 12 weeks’ cardiac resynchronizationtherapy in patients with ischaemic cardiomyopathy[J].Journal of International Medical Research， 2013， 41（7）： 200-207.

[13] Kunz J. Matrix metalloproteinases and atherogenesis in dependence of age[J].Gerontology，2007， 53（2）：63-73.

[14] Hein S， Schaper J.The extracellular matrix in normal and diseased myocardium [J].Nucl Cardiol，2001， 25（8）：188-196.

[15]韓瓊，李燕燕，杜菲，等.脂多糖誘導(dǎo)高脂家兔動(dòng)脈血管重塑的研究[J].中國(guó)循環(huán)雜志，2014，29（6）：466-470.

[16] Diez J. Arterial stiffness and extracellular matrix[ J]. Adv Cardiol，2007， 44（6）： 76-95.