基線血漿基質(zhì)金屬蛋白酶-1含量與冠狀動脈造影術(shù)患者全死因死亡率的相關(guān)性分析

李強(qiáng)，鄭穎，羊慧君，黃康（海南省海口市人民醫(yī)院心內(nèi)科，海南海口570208）

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基線血漿基質(zhì)金屬蛋白酶-1含量與冠狀動脈造影術(shù)患者全死因死亡率的相關(guān)性分析

李強(qiáng)，鄭穎，羊慧君，黃康
（海南省海口市人民醫(yī)院心內(nèi)科，海南?？?70208）

摘要：目的探討基線血漿基質(zhì)金屬蛋白酶-1（MMP-1）水平對經(jīng)冠狀動脈造影術(shù)確診或疑似冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ㄒ韵潞喎Q冠心?。┠行曰颊叩倪h(yuǎn)期預(yù)后意義。方法檢測364例接受冠狀動脈造影術(shù)男性患者的基線血漿MMP-1水平，隨訪術(shù)后5年患者的全因死亡，并分析基線血漿MMP-1含量與患者5年期全因死亡率的相關(guān)性。結(jié)果經(jīng)多種基線臨床指標(biāo)、血管造影指標(biāo)和生化指標(biāo)校正后，基線血漿MMP-1水平是冠狀動脈造影術(shù)患者5年期全因死亡率的獨(dú)立預(yù)測因素[HR=1.49（95%CI：1.23，1.80）P=0.000]。另外3個(gè)多變量模型包含一系列具有明確預(yù)后意義的生物標(biāo)志物，如人基質(zhì)裂解素-2（ST2）、生長分化因子-15（GDF-15）、胱抑素C、高敏C反應(yīng)蛋白（hs-CRP）、髓過氧化物酶、基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑-1（TIMP-1）、脂聯(lián)素、紅細(xì)胞分布寬度（RDW）、紅蛋白和促紅細(xì)胞生成素，研究證實(shí)MMP-1仍然是5年期全因死亡率的獨(dú)立預(yù)測因素。僅對180例急性冠狀動脈綜合征患者進(jìn)行分析，也得到類似結(jié)果。結(jié)論基線MMP-1含量升高與經(jīng)冠狀動脈造影術(shù)確診或疑似冠心病患者長期全因死亡率風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。

關(guān)鍵詞：基質(zhì)金屬蛋白酶-1；生物標(biāo)志物；急性冠脈綜合征；預(yù)后；死亡率

Relation of baseline plasma MMP-1 level with all-cause mortality in patients undergoing coronary angiography

Qiang Li, Ying Zheng, Hui-jun Yang, Kang Huang
(Department of Cardiology, Haikou Peopleˊs Hospital, Haikou, Hainan 570208, China)

Abstract:Objectives To investigate the long-term prognostic significance of baseline plasma MMP-1 level in a group of well-characterized male patients with known or suspected coronary artery disease, including those presenting with the acute coronary syndrome. Methods Baseline plasma MMP-1 level was measured in 364 male patients who received coronary angiography and were followed up prospectively for 5 years for the development of all-cause mortality. Results After adjustment for a variety of baseline clinical, angiographic and laboratory parameters, baseline plasma MMP -1 level (analyzed as a continuous variable) was an independent predictor of all -cause mortality in 5 years[HR = 1.49, (95% CI: 1.23, 1.80), P = 0.000]. Furthermore, in 3 additional multivariate models that included a wide variety of contemporary biomarkers with established prognostic significance (i.e., Stromelysin-2, GDF-15, cystatin C, hs-CRP, myeloperoxidase, TIMP-1, adiponectin, red blood cell volume distribution width, hemoglobin, and erythropoietin), MMP-1 remained an independent predictor of all-cause mortality in 5 years. Similar results were obtained when the analyses were restricted to the subpopulation of patients presenting with acute coronary syndrome. Conclusions Elevated level of MMP-1 is associated with an increased risk of long-term all-cause mortality in patients with known or suspected coronary disease that is independent of a variety of clinical, angiographic, laboratory variables, including a whole host of contemporary biomarkers with established prognostic significance representing multiple different pathophysiologic processes.

Keywords: matrix metalloproteinase 1; biomarker; acute coronary syndrome; prognosis; mortality

基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）是與動脈斑塊失穩(wěn)有關(guān)的細(xì)胞外基質(zhì)降解酶家族[1]。巨噬細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞（vascular smooth muscle cell，VSMC）和內(nèi)皮細(xì)胞等細(xì)胞應(yīng)答炎癥刺激時(shí)，表達(dá)基質(zhì)金屬蛋白酶家族成員[2]?；|(zhì)金屬蛋白酶-1（matrix metalloproteinase-1，MMP-1）是間質(zhì)膠原酶，也是負(fù)責(zé)膠原降解的主要酶類。動脈粥樣硬化斑塊的易損肩部區(qū)域和泡沫細(xì)胞形成區(qū)域中容易檢測到MMP-1，通常與已降解膠原片段共同定位于該區(qū)域。因此，MMP-1與斑塊負(fù)荷具有相關(guān)性。此外，血小板接觸凝血酶后能夠釋放MMP-1，其能直接裂解血小板表面蛋白酶激活受體1（protease activated receptor 1，PAR1）[3]。PAR1是通過絲氨酸蛋白酶凝血酶裂解N端外結(jié)構(gòu)域，進(jìn)行經(jīng)典活化的G蛋白偶聯(lián)受體[4]。故其能不依賴凝血酶PAR1途徑，活化血小板。總之，MMP-1可通過不同但互補(bǔ)的機(jī)制，即血管壁基質(zhì)降解和對PAR1、血小板活化的凝血酶非依賴作用，在動脈粥樣硬化及其并發(fā)癥方面發(fā)揮致病作用。

以往研究表明，MMP-1與動脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展具有一定的相關(guān)性[5-7]，但迄今尚無學(xué)者專門研究基線血漿MMP-1水平對缺血性心臟病患者的預(yù)后意義。本研究納入一組具有顯著特征的急性冠狀動脈綜合征或疑似冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ㄒ韵潞喎Q冠心?。┠行曰颊?，擬接受冠狀動脈血管造影術(shù)。本研究通過檢測患者的基線血漿MMP-1含量，探討基線血漿MMP-1含量對其遠(yuǎn)期預(yù)后價(jià)值。本研究另一個(gè)目的是比較MMP-1與目前常規(guī)使用的其他生物標(biāo)志物對冠心病患者的預(yù)后價(jià)值，以更好地描述MMP-1的臨床意義。

1　資料與方法

1.1一般資料

選取2009年1月-2010年10月因冠狀動脈造影在本院心內(nèi)科住院的患者。排除消化道活動性出血或血紅蛋白濃度＜8 mg/dl的患者。523例男性患者連續(xù)行診斷性冠狀動脈造影。其中，50例患者失訪，84例患者不愿意或無法提供知情同意書，389例患者參與本研究，389例患者中25例患者未獲得MMP-1值。最終，364例接受冠狀動脈造影術(shù)的患者納入本研究，另外還分析180例因急性冠狀動脈綜合征（ST段抬高心肌梗死占12%，非ST段抬高心肌梗死占43%，不穩(wěn)定型心絞痛占45%）行診斷性冠狀動脈造影患者的臨床特征。

1.2標(biāo)本采集及檢測

注射造影劑前和造影術(shù)中采集行冠狀動脈造影術(shù)患者的空腹靜脈血。4℃、4 g離心10 min，血漿分裝至1.5 ml離心管，置入-70℃冰箱貯存，以備后續(xù)檢測使用。采用酶聯(lián)免疫吸附法（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）檢測血漿高敏C反應(yīng)蛋白（hypersensitive C-reactive protein，hs-CRP）、N末端前B型利鈉肽、髓過氧化物酶（Myeloperoxidase，MPO）、脂聯(lián)素、總基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑-1（tissue inhibitor of metalloproteinases 1，TIMP-1）、生長轉(zhuǎn)化因子-15（growth differentiation factor 15，GDF-15）、人基質(zhì)裂解素-2（human stromelysin-2，ST2）、胱抑素C、促紅細(xì)胞生成素和MMP-1含量。所有患者進(jìn)行隨訪以獲取全因死亡率。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，患者根據(jù)基線MMP-1含量分成三分位組，分別為MMP-1≤0.503 ng/ml組，MMP-1 0.503～1.082 ng/ml組，MMP-1≥1.082 ng/ml組。連續(xù)變量的概括性統(tǒng)計(jì)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）和中值（及四分位數(shù)間距）表示，用Kruskall-Wallis非參數(shù)檢驗(yàn)對3組進(jìn)行比較。所有生物標(biāo)志物進(jìn)行對數(shù)轉(zhuǎn)換和歸一化，以減少數(shù)據(jù)偏度和峰度。分類數(shù)據(jù)以頻率和百分?jǐn)?shù)概括，并行χ2檢驗(yàn)或Fisher精確檢驗(yàn)對3組進(jìn)行比較。

單因素Cox比例風(fēng)險(xiǎn)回歸法分析患者60個(gè)月全因死亡率預(yù)測因子，結(jié)果以危險(xiǎn)比（hazard ratio，HR）和95%置信區(qū)間（confidence interval，IC）表示。分析全組患者各臨床指標(biāo)、血管造影指標(biāo)和生化指標(biāo)（包括生物標(biāo)志物）與全因死亡率的相關(guān)性；隨后將未經(jīng)校正的預(yù)測因子（P＜0.05）放入多因素Cox比例風(fēng)險(xiǎn)回歸模型，后退淘汰法確定獨(dú)立預(yù)測因子。所有生物標(biāo)志物采用連續(xù)變量分析，危險(xiǎn)比表示各對數(shù)轉(zhuǎn)換生物標(biāo)志物中某一標(biāo)準(zhǔn)偏差的增加量。全組患者及急性冠狀動脈綜合征患者建立4種不同多因素模型。第一個(gè)模型僅對基線臨床指標(biāo)、血管造影指標(biāo)和生化指標(biāo)進(jìn)行校正。其他3個(gè)僅包括生物標(biāo)志物進(jìn)行校正[hs-CRP、MPO、胱抑素C、ST2、NT-proBNP、脂聯(lián)素、TIMP-1、血紅蛋白、紅細(xì)胞分布寬度（red cell volume distribution width，RDW）和促紅細(xì)胞生成素]。共線性統(tǒng)計(jì)各生物標(biāo)志物，建立3個(gè)不同的僅包括生物標(biāo)志物的模型，以免包含任意兩個(gè)秩相關(guān)系數(shù)＞0.5的標(biāo)志物。通過比較MMP-1和目前常規(guī)使用的其他生物標(biāo)志物對的預(yù)后意義，更好地理解MMP-1預(yù)測能力的病理生理基礎(chǔ)。

繪制患者60個(gè)月內(nèi)全因死亡率的生存曲線圖。Log-rank檢驗(yàn)比較，根據(jù)MMP-1三分位數(shù)分組特征，用雙側(cè)檢驗(yàn)，總體顯著性水平α=0.05，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1基線特征

364例男性患者參與本研究，紀(jì)錄和獲取5年內(nèi)受試者全死因死亡率。根據(jù)高、中、低MMP-1含量將受試者分為3組，各組患者基線臨床、生化和造影特征見附表。

附表　3組患者一般資料比較

續(xù)附表

2.2MMP-1與基線臨床變量及其他生物標(biāo)志物的相關(guān)性

MMP-1含量升高與年齡增加、體重指數(shù)降低、GFR降低以及血紅蛋白值下降有關(guān)。MMP-1水平還與NT-proBNP、促紅細(xì)胞生成素、TIMP-1、髓過氧化物酶、脂聯(lián)素、ST2、胱抑素C、GDF-15和RDW等水平呈正相關(guān)。

2.3冠狀動脈造影術(shù)患者臨床結(jié)局

5年內(nèi)109例（29.95%）患者死亡。單因素分析發(fā)現(xiàn)，與5年全因死亡率相關(guān)的參數(shù)包括：早發(fā)冠心病家族史、糖尿病、心肌梗死急性加重期、充血性心力衰竭急性加重期、房顫、使用血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑、左室收縮功能、血肌酐、GFR-MDRD、冠狀動脈病變支數(shù)、冠狀動脈搭橋手術(shù)史及以連續(xù)變量分析的生物標(biāo)志物（TIMP-1、hs-CRP、纖維蛋白原、脂聯(lián)素、NT-proBNP、血紅蛋白、促紅細(xì)胞生成素和RDW等）。結(jié)合MMP-1（連續(xù)變量分析），將單因素預(yù)測因子放入多因素模型確定5年全因死亡率的獨(dú)立預(yù)測因子。模型1僅對臨床變量和造影變量進(jìn)行校正，模型2～4僅對其他已知生物標(biāo)志物進(jìn)行校正。由于TIMP-1與胱抑素C、GDF-15與胱抑素C、TIMP-1與GDF-15共線性程度較高（秩相關(guān)系數(shù)= 0.625），故排除在相同多因素模型外。多元回歸分析顯示，MMP-1為冠心病患者較強(qiáng)的5年全因死亡率獨(dú)立預(yù)測因子。

Kaplan-Meier生存分析表明，MMP-1最高組患者存活率明顯較低（見圖1）。經(jīng)Log-rank檢驗(yàn)，最低組第5年的全因死亡率為18.2%，中間組為22.1%，最高組為43.8%（χ2=12.74，P=0.000）。

2.4急性冠狀動脈綜合征患者臨床結(jié)局

本研究還分析基線急性冠狀動脈綜合征患者臨床結(jié)局與臨床特征的相關(guān)性，以探討基線風(fēng)險(xiǎn)對MMP-1預(yù)測能力的影響。本組180例急性冠狀動脈綜合征患者包括不穩(wěn)定型心絞痛患者、非ST段抬高心肌梗死患者和ST段抬高心肌梗死患者。5年隨訪期中，59例患者死亡。

圖1　Kaplan-Meier生存分析3組患者5年期生存率

單因素分析發(fā)現(xiàn)，與急性冠狀動脈綜合征患者5年全因死亡率相關(guān)的參數(shù)包括：糖尿病、充血性心力衰竭急性加重期、心肌梗死急性加重期、左室收縮功能、血肌酐、GFR-MDRD、冠狀動脈病變支數(shù)以及以連續(xù)變量分析的生物標(biāo)志物（TIMP-1、hs-CRP、脂聯(lián)素、NT-proBNP、血紅蛋白和RDW）（P =0.024、0.031、0.016、0.022、0.018、0.036、0.004、0.019、0.043、0.035、0.027、0.011和0.029）。結(jié)合MMP-1（連續(xù)變量分析），將單因素預(yù)測因子放入多因素模型確定急性冠狀動脈綜合征患者5年全因死亡率的獨(dú)立預(yù)測因子。充血性心力衰竭急性加重期因其與NT-proBNP和左室收縮功能的相關(guān)性程度高，而不作為多因素模型的協(xié)變量。模型1僅對臨床變量和造影變量進(jìn)行校正，模型2～4僅對其他已知生物標(biāo)志物進(jìn)行校正。由于TIMP-1與胱抑素C、GDF-15與胱抑素C、TIMP-1與GDF-15共線性程度較高（秩相關(guān)系數(shù)＞0.5），故排除在相同多因素模型外。與所有受試者分析結(jié)果一致的是，MMP-1也是急性冠狀動脈綜合征患者較強(qiáng)的5年全因死亡率獨(dú)立預(yù)測因子。

Kaplan-Meier生存分析表明，MMP-1最高組患者存活率明顯較低（見圖2）。經(jīng)Log-rank檢驗(yàn)，最低組第5年的全因死亡率為16.7%，中間組為30.0%，最高組為51.7%（χ2=15.78，P=0.000）。

圖2　Kaplan-Meier生存分析3組急性冠狀動脈綜合征患者5年期生存率

3　討論

基質(zhì)金屬蛋白酶類屬于鋅依賴性肽鏈內(nèi)切酶家族，最近已成為血小板、內(nèi)皮功能及動脈粥樣硬化血栓形成疾病的重要介質(zhì)[8]。MMP-1是一種間質(zhì)膠原酶，被認(rèn)為是負(fù)責(zé)膠原降解的初級酶[9-10]。MMP-1在包括血管壁細(xì)胞、炎癥細(xì)胞和血小板等大部分人體組織中表達(dá)。血管壁MMP-1的基質(zhì)降解作用一直被認(rèn)為在動脈粥樣硬化及其并發(fā)癥發(fā)病過程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。實(shí)際上，其與MMP-1對動脈粥樣硬化血栓形成的作用一致，MMP-1表達(dá)已證實(shí)能夠增加動脈粥樣硬化斑塊，特別是斑塊易損區(qū)域的細(xì)胞。此外，血小板可表達(dá)其表面的幾種金屬蛋白酶，包括MMP-1。MMP-1已被證實(shí)對PAR1有激動活性，PAR1是一種通過絲氨酸蛋白酶凝血酶裂解N端外結(jié)構(gòu)域，進(jìn)行經(jīng)典活化的G蛋白偶聯(lián)受體[11]。血小板接觸膠原蛋白可激活MMP-1，MMP-1反過來直接裂解血小板表面的PAR1。其反過來引起膠原依賴性血栓形成、動脈血栓形成和凝塊回縮。故MMP-1可能對動脈粥樣硬化的發(fā)病有雙重作用，使斑塊膠原結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，加上其對血小板的作用誘導(dǎo)促凝血狀態(tài)。該獨(dú)特的雙重作用可能能夠解釋本研究中MMP-1為何成為心臟病人群中特別強(qiáng)大的獨(dú)立生物標(biāo)志物。此外，就該結(jié)果的治療意義而言，用MMP-1抑制劑阻滯MMP-1/PAR-1途徑，可大大減少動脈剝脫動物模型的動脈血栓形成，表明該抑制作用可能是預(yù)防動脈血栓形成的早期干預(yù)要點(diǎn)。因此，抑制MMP-1/PAR-1生物軸可能是治療血栓形成的一種新途徑。

MMP-1含量升高與確診或疑似冠心病患者預(yù)后不良的相關(guān)機(jī)制尚不明確。雖然MMP-1的預(yù)后意義可能與MMP-1對血小板的活化作用和/或?qū)用}粥樣硬化斑塊膠原結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)作用有關(guān)，但證實(shí)該因果關(guān)系遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出本研究范圍。此外，MMP-1的預(yù)測價(jià)值實(shí)際上可能與其心血管效應(yīng)無關(guān)。例如，MMP-1已被證實(shí)對惡性腫瘤患者具有預(yù)后意義[12-15]。最終與絕大多數(shù)生物標(biāo)志物一樣，目前尚不清楚MMP-1是增加風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)際介質(zhì)還是風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)志物。但無論如何，本研究結(jié)果證實(shí)，MMP-1是預(yù)測長期全因死亡率的新型強(qiáng)大預(yù)后生物標(biāo)志物，其不僅與傳統(tǒng)心血管危險(xiǎn)因素?zé)o關(guān)，而且與目前已經(jīng)證實(shí)的其他生物標(biāo)志物無關(guān)。

綜上所述，MMP-1含量升高是大部分接受冠狀動脈造影術(shù)男性患者（包括急性冠狀動脈綜合征患者）的顯著全因死亡率獨(dú)立預(yù)測因子。研究證實(shí)，具有明確預(yù)后意義的生物標(biāo)志物校正后，MMP-1始終表現(xiàn)為最重要，且是唯一的5年全因死亡率獨(dú)立預(yù)測因子。

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（童穎丹編輯）

綜述

[通信作者]鄭穎，E-mail：13876033222@139.com

收稿日期：2015-10-27

文章編號：1005-8982（2016）03-0076-06

DOI:10.3969/j.issn.1005-8982.2016.03.016

中圖分類號：R541.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A