血清基質(zhì)金屬蛋白酶-2及其組織抑制因子-1在糖尿病足血清中的表達及相關(guān)性研究*

西安交通大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院(西安 710061)

周文旭△ 　 譚湘淑△　 方　堃△　 潘　 婷△　周哲人△　劉　 江△　 莊　稼△　 高　路▲

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血清基質(zhì)金屬蛋白酶-2及其組織抑制因子-1在糖尿病足血清中的表達及相關(guān)性研究*

西安交通大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院(西安 710061)

周文旭△譚湘淑△方堃△潘 婷△周哲人△劉 江△莊稼△高路▲

目的：探討糖尿病足(DF)外周血基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)及其組織抑制因子-1(TIMP-1)的表達，并分析這兩個指標間的相關(guān)性。方法：選擇2型糖尿病(T2DM)糖尿病足(DF組)患者117例、T2DM非糖尿病足(NDF組)患者109例和健康體檢者(CON組)111例，采用ELISA法測定血清MMP-2、TIMP-1濃度，并對MMP-2和TIMP-1水平進行相關(guān)性分析。結(jié)果：、NDF和DF三組血清MMP-2水平依次升高 (P<0.05)；DF、NDF組血清TIMP-1水平均低于CON組(P<0.05)，血清TIMP-1與MMP-2呈高度負相關(guān)(r=-0.912，P<0.05)。結(jié)論：血清MMP-2升高及TIMP-1降低與DF明顯相關(guān)，血清MMP-2水平升高對防治DF具有一定的臨床參考價值。

基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)作為鋅離子依賴性的基質(zhì)金屬蛋白酶家族的成員之一，能夠降解各種細胞外基質(zhì)[1]?；|(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子-1(TIMP-1)能特異性抑制基質(zhì)金屬蛋白酶的活化，屬于多基因家族的編碼蛋白家族[2,3]。研究表明：在糖尿病足(DF)患者創(chuàng)面局部和分泌物中MMP-2的表達呈升高趨勢，而 TIMP-1表達卻下降。本研究旨在觀察血清MMP-2、TIMP-1在DF、非糖尿病足(NDF)及健康對照(CON)中的表達，并對MMP-2和TIMP-1的關(guān)系進行初步的探討。

資料與方法

1臨床資料選取2011年1月至2013年12月來西安交通大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院門診及住院的T2DM伴DF患者(DF組)117例，其中男64例，女43例；平均年齡54.6±17.3歲；糖尿病平均病程14.8±6.5年；足部潰瘍平均病程2.3±2.1月；下肢創(chuàng)面范圍0.5cm×1.1 cm～13.1 cm×3.9 cm。選取同期住院的T2DM且非DF患者109例為NDF組，其中男58例，女51例；平均年齡53.7±15.8歲；糖尿病平均病程13.4±5.9年。另選取西安交通大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院體檢中心的健康體檢者111例為健康對照組(CON組)，排除糖尿病、糖調(diào)節(jié)異常，未合并大血管病變。其中男61例，女50例；平均年齡52.9±15.8歲。其中，NDF組、CON組均無足部潰瘍或其他部位慢性潰瘍史，無嚴重肝、腎功能不全，并排除各種腫瘤和其他內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病，近3個月內(nèi)無急性外傷史。測量受試人員當日收縮壓(SBP)和舒張壓(DBP)。三組患者在性別、年齡等方面經(jīng)統(tǒng)計學處理無顯著性差異(P>0.05)，具有可比性。

2研究方法各組受試人員均禁食12 h，次日清晨空腹抽取肘靜脈血5ml，離心并分離血清。采用ELISA法測定血清MMP-2、TIMP-1濃度，用DG5033A型酶聯(lián)免疫檢測儀(南京華東電子集團醫(yī)療裝備有限責任公司提供)測定結(jié)果；用全自動生化分析儀測定甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)，酶氧化法測定空腹血糖(FPG)，高靈敏度放射免疫法測定空腹胰島素(FIN)，免疫比濁法測定糖化血紅蛋白(HbA1c)。胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)的計算方法：HOMA-IR=FPG(mmol/L)×FINS(mU/L)/22.5。

3觀察指標 比較各組MMP-2、TIMP-1濃度并分析MMP-2、TIMP-1與其他各指標的相關(guān)性。

結(jié)　果

1 各組MMP-2、TIMP-1水平比較見附表。三組間SBP和DBP無顯著性差異，但NDF組和DF組FPG、HbA1c、TG、HOMA-IR和MMP-2指標顯著高于CON組，(P<0.05，P<0.01)；TIMP-1指標顯著低于CON組，(P<0.05，P<0.01)；且DF組MMP-2、TG、FPG指標水平顯著高于NDF組，(P<0.01)；TIMP-1指標顯著低于NDF組，(P<0.01)。

附表　 三組患者血壓、血脂等指標比較(±s)

附表　 三組患者血壓、血脂等指標比較(±s)

項目CON組(n=81)NDF組(n=79)DF組(n=87)SBP(mmHg)114.2±9.3124.2±15.4**125.1±14.3**DBP(mmHg)70.2±13.675.5±9.9*76.9±11.8**FPG(mmol/L)4.5±0.87.6±2.8**8.0±3.5**△△HbA1c(%)5.2±0.46.4±0.5**6.6±2.6**TG(mmol/L)1.1±0.41.6±0.8**2.2±0.5**△△TC(mmol/L)5.0±0.35.6±1.6**5.8±2.0**HOMA-IR1.4±0.62.2±1.2**2.3±1.4**MMP-2(μg/L)32.4±15.445.4±16.0**79.7±44.7**△△TIMP-1(μg/L)373.7±186.7331.6±162.3*250.8±128.8**△△

注與CON組比較，*P<0.05，**P<0.01；與NDF組比較，△△P<0.01

2 MMP-2、TIMP-1與其他各指標的相關(guān)性分析 經(jīng)Spearman相關(guān)性分析表明 ：DF組患者的MMP-2血清水平與HbA1c(r=0.313)、TG(r=0.156)、病程(r=0.193)、SBP(r=0.131)呈正相關(guān)(P<0.05)，與TIMP-1(r=—0.912)呈高度負相關(guān)(P<0.05)。

討　論

MMPs屬于結(jié)構(gòu)依賴Ca2+，活性位點含有Zn2+特點的內(nèi)切酶的肽蛋白家族，因其需要Ca2+、Zn2+等金屬離子作為輔助因子而得名為基質(zhì)金屬蛋白酶。MMPs主要的生理功能是降解細胞外基質(zhì)成分，而TIMP是MMPs的主要內(nèi)源性抑制因子，能夠阻斷MMPs的活性，與之形成動態(tài)平衡，共同調(diào)節(jié)細胞外基質(zhì)的合成與降解[4]。兩者組成MMPs/TIMP系統(tǒng)，是細胞外基質(zhì)降解和重塑細胞外基質(zhì)的重要酶系，與各種生長因子、細胞因子之間存在著精密、復雜的網(wǎng)絡調(diào)節(jié)機制，它們在傷口不同位置的表達和定時釋放與傷口愈合直接相關(guān)[5]。

MMP-2也稱為明膠酶A，活化的MMP-2定位于細胞穿透基質(zhì)的突出部位。MMP-2底物廣泛，可降解多種膠原蛋白、彈性蛋白、基底膜和變性膠原。近年來有研究表明：MMP-2在大血管疾病中表達升高，與TNF-α及其他細胞因子共同參與動脈硬化斑塊形成、動脈基底膜氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)化的形成，從而導致DF患者動脈閉塞發(fā)生率高。TIMP-1主要由巨噬細胞、腎小管上皮細胞、腎小球系膜細胞、中性粒細胞和內(nèi)皮細胞等合成分泌，無論在生理還是病理情況下，均可對細胞遷移和組織重構(gòu)起重要作用[6]。TIMP-1可以通過抑制MMP來減少細胞外基質(zhì)的過多降解，在生理狀態(tài)下與MMPs共同作用維持機體內(nèi)的動態(tài)平衡，此平衡一旦被打破，就會使細胞外基質(zhì)的合成和降解失衡，引起DF的發(fā)生[7]。研究發(fā)現(xiàn)：TIPM-1的過度表達會促進組織的過度修復和纖維化，其水平升高為T2DM患者的部分并發(fā)癥提供預警作用[8]。

本研究中發(fā)現(xiàn)DF組和NDF組MMP-2水平均高于正常對照組，DF組升高更顯著；MMP-2水平與HbA1c正相關(guān)，與TIMP-1負相關(guān)。這表明在糖代謝異常時，T2DM患者可能由于過度糖基化，MMP-2與其抑制劑之間的動態(tài)平衡被打破，MMP-2表達增加并參與DF的發(fā)生。

總之，控制T2DM患者血清MMP-2和TIMP-1水平，為如何預防和治療DF患者提供了新的研究思路和方法。本研究發(fā)現(xiàn)：MMP-2的血清濃度與NDF組和CON組相比均明顯升高，降低DF患者的血清MMP-2水平，可能對治療難愈潰瘍有益。但仍需進一步研究來論證。

[1]宋宜生, 吳小三, 王聰霞, 等. 血管生成素、基質(zhì)金屬蛋白酶-2在冠心病中的表達及相關(guān)性研究[J]. 陜西醫(yī)學雜志,2014, 43(3): 275-278.

[2]周秀艷, 胡萬寧, 常玉榮. 血清基質(zhì)金屬蛋白酶-2及其組織抑制因子-1與糖尿病高血壓的相關(guān)性及藥物干預后的變化[J]. 中國實驗診斷學, 2010,14(4): 560-562.

[3]陳寶平, 楊素霞, 郭巖巖, 等. 吡格列酮對早期2型糖尿病腎病患者血清基質(zhì)金屬蛋白酶-2的影響[J]. 中國藥師, 2010, 13(9): 1247-1248.

[4]陳新軍,劉 軍,姬新才,等. 血漿基質(zhì)金屬蛋白酶在腦梗死患者的動態(tài)變化及其與神經(jīng)功能評分的相關(guān)性[J].陜西醫(yī)學雜志, 2014, 43(2): 143-145.

[5]Derosa G, Angelo AD, Tinelli C,etal. Evaluation of metalloprotein-ase 2 and 9 levels and their inhibitors in diabetic and healthy subjects[J].Diabetes Metab, 2007, 33(2): 129-134.

[6]王桂霞, 周冬梅, 李偉. 血糖波動對2型糖尿病大鼠組織病理改變及TGF-1、MMP-2表達的影響[J]. 國際內(nèi)分泌代謝雜志, 2014, 34(4): 217-219, 224.

[7]Maimaitiyusufu W, Han H, Yan Z,etal. Duodenal-jejunal bypass surgery on type 2 diabetic rats reduces the expression of matrix metalloproteinase-9 and tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-1 in the thoracic aorta[J]. Chin Med J (Engl), 2014, 127(13): 2423-2428.

[8]趙春楠, 彭群新, 李艷萌, 等. 基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子-1在2型糖尿病患者中的表達變化[J]. 廣東醫(yī)學, 2014, 35(6): 888-890.

(收稿：2014-12-20)

R587.2

Adoi：10.3969/j.issn.1000-7377.2015.09.043

*陜西省科技攻關(guān)項目(2008K14-03)

△西安交通大學醫(yī)院

主題詞糖尿病，非胰島素依賴型/糖尿病足/病因?qū)W糖尿病足/血液基質(zhì)金屬蛋白酶-2/代謝