痰上清液MMP-9、TIMP-1與慢性阻塞性肺疾病氣道炎癥的關(guān)系

潘 娜 陳乾華 辛麗云 高華英

(航空總醫(yī)院呼吸科，北京 100012)

痰上清液MMP-9、TIMP-1與慢性阻塞性肺疾病氣道炎癥的關(guān)系

潘 娜 陳乾華 辛麗云 高華英1

(航空總醫(yī)院呼吸科，北京 100012)

目的 探討痰上清液基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-9及基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑(TIMP-1)與慢性阻塞性肺疾病(COPD)氣道炎癥的關(guān)系。方法 COPD急性期患者47例，COPD穩(wěn)定期患者50例，同期健康體檢者50例為健康對(duì)照組，均采集痰液計(jì)算痰細(xì)胞總數(shù)，離心處理后經(jīng)細(xì)胞涂片瑞氏染色計(jì)算每類細(xì)胞數(shù)，包括中性粒細(xì)胞(Neu)、淋巴細(xì)胞(Lym)、巨噬細(xì)胞(Macro)及嗜酸性細(xì)胞(Eos)，同時(shí)采用雙抗體夾心法對(duì)痰上清液MMP-9與TIMP-1進(jìn)行檢測(cè)，分析COPD急性期MMP-9、TIMP-1與氣道炎癥的相關(guān)性。結(jié)果 COPD患者的細(xì)胞總數(shù)、Neu、Lym、Macro、Eos明顯高于對(duì)照組(P<0.05)，急性期組細(xì)胞總數(shù)、Neu、Neu/白細(xì)胞計(jì)數(shù)(WBC)明顯高于穩(wěn)定期組(P<0.05)，而Lym/WBC、Macro/WBC、Eos/WBC明顯低于穩(wěn)定期組與對(duì)照組(P<0.05)；急性期組的痰MMP-9、TIMP-1水平及MMP-9/TIMP-1比值均明顯高于穩(wěn)定期組與對(duì)照組(P<0.05)，且穩(wěn)定期組明顯高于對(duì)照組(P<0.05)；COPD急性期痰上清液中除TIMP-1外，MMP-9水平及MMP-9/TIMP-1均與Neu、Lym、Macro及Eos呈正相關(guān)(P<0.05)。而COPD穩(wěn)定期僅痰上清液TIMP-1與Macro呈正相關(guān)(P<0.05)。結(jié)論 MMP-9與COPD氣道炎癥的關(guān)系緊密，TIMP-1與MMP-9水平失衡可能是COPD急性發(fā)作的重要原因。

基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-9；基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑(TIMP-1)；慢性阻塞性肺疾??；氣道炎癥

慢性炎癥發(fā)于氣道、肺血管和肺實(shí)質(zhì)及肺血管重建是慢性阻塞性肺疾病(COPD)的基礎(chǔ)病理改變〔1〕。目前認(rèn)為在呼吸道炎癥反應(yīng)中有中性粒細(xì)胞(Neu)、淋巴細(xì)胞(Lym)、巨噬細(xì)胞(Macro)及嗜酸性細(xì)胞(Eos)等多種細(xì)胞參與，過(guò)程中炎癥介質(zhì)與細(xì)胞因子被大量釋放，進(jìn)而加重Neu炎癥反應(yīng)或?qū)е路谓Y(jié)構(gòu)破壞〔2〕?；|(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-9及其特異性抑制劑基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑(TIMP)-1是調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)降解合成的關(guān)鍵酶類，研究表明，二者的濃度變化與氣道炎癥損傷有關(guān)〔3〕。本研究旨在探討MMP-9與TIMP-1的濃度變化對(duì)COPD氣道炎癥的影響。

1 資料和方法

1.1 一般資料 選擇航空總區(qū)院2016年1～7月COPD急性期患者47例，其中男27例，女20例，平均年齡(75.44±6.93)歲；Ⅰ級(jí)14例，Ⅱ級(jí)23例，Ⅲ級(jí)10例；COPD穩(wěn)定期患者50例，男29例，女21例，平均年齡(75.09±7.93)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①均按中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)《慢性阻塞性肺疾病診治指南》〔4〕有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)診斷；②男女不限，年齡60～85歲；③已戒煙≥5年；④符合醫(yī)學(xué)倫理要求，均簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①胸片提示伴發(fā)其他肺部疾??；②合并支氣管擴(kuò)張、支氣管哮喘等疾??；③合并其他嚴(yán)重內(nèi)科疾病。選擇同期健康體檢者50例為對(duì)照組，男27例，女23例，平均年齡(67.48±5.15)歲，經(jīng)胸部X線檢查、肺通氣功能檢測(cè)均正常。3組性別、年齡分布等一般臨床資料差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2 方法 按照規(guī)范誘導(dǎo)痰方法對(duì)所有患者取痰，并稱出每份痰液的重量，在顯微鏡下用鈍性鑷子將痰栓分離出，瑞氏染色，對(duì)細(xì)胞形態(tài)進(jìn)行觀察。對(duì)不合格痰(鱗狀上皮細(xì)胞數(shù)>20%)擇日再重做〔5〕。用刻度離心管盛裝1 ml痰液，并往內(nèi)加4 ml 0.1%的二硫蘇糖醇，在振蕩器上混合均勻，放入恒溫水浴箱(37℃)15 min，適量磷酸鹽緩沖液(PBS)水浴5 min。痰液稀化后用雙層沙布進(jìn)行過(guò)濾，然后離心收集上清液待檢。往沉淀細(xì)胞內(nèi)加入5 ml PBS并離心，重復(fù)操作此過(guò)程2次。PBS重懸細(xì)胞層，臺(tái)盼藍(lán)染色，對(duì)細(xì)胞的活性進(jìn)行檢測(cè)，總細(xì)胞計(jì)數(shù)通過(guò)血細(xì)胞計(jì)數(shù)板明確。最后，將細(xì)胞濃度調(diào)至(0.6～1)×106/L，完成2張涂片，瑞氏染色，每份標(biāo)本細(xì)胞計(jì)數(shù)500個(gè)，運(yùn)用單盲法分類，得出Neu、Lym、Macro、Eos數(shù)以及各類細(xì)胞占白細(xì)胞(WBC)的比例：Neu/WBC、Lym/WBC、Macro/WBC、Eos/WBC。同時(shí)采用雙抗體夾心法對(duì)痰上清液MMP-9與TIMP-1進(jìn)行檢測(cè)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS19.0軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)、Spearman相關(guān)分析。

2 結(jié) 果

2.1 3組痰細(xì)胞數(shù)與分類 急性期組細(xì)胞總數(shù)、Neu、Neu/WBC、Lym、Macro、Eos明顯高于對(duì)照組(P<0.05)，而Lym/WBC、Macro/WBC、Eos/WBC明顯低于對(duì)照組(P<0.05)；同時(shí)細(xì)胞總數(shù)、Neu、Neu/WBC明顯高于穩(wěn)定期組(P<0.05)，而Lym/WBC、Macro/WBC、Eos/WBC明顯低于穩(wěn)定期組(P<0.05)。穩(wěn)定期組細(xì)胞總數(shù)、Neu、Lym、Macro、Eos明顯高于對(duì)照組(P<0.05)。見(jiàn)表1。

2.2 3組痰MMP-9、TIMP-1水平及MMP-9/TIMP-1比值比較 急性期組痰MMP-9、TIMP-1水平及MMP-9/TIMP-1比值均明顯高于穩(wěn)定期組與對(duì)照組(P<0.05)，且穩(wěn)定期組明顯高于對(duì)照組(P<0.05)。見(jiàn)表2。

表1 3組痰細(xì)胞數(shù)與分類

與穩(wěn)定期組比較:1)P<0.05；與對(duì)照組比較:2)P<0.05；下表同

表2 3組MMP-9、TIMP-1水平及

2.3 痰上清液MMP-9、TIMP-1、MMP-9/TIMP-1與炎癥細(xì)胞的關(guān)系 COPD急性期痰上清液中除TIMP-1外，MMP-9水平及MMP-9/TIMP-1均與Neu、Lym、Macro及Eos呈正相關(guān)(r1=0.568，0.651，0.841，0.754；r2=0.435，0.536，0.754、0.567，均P<0.05)。而COPD穩(wěn)定期僅痰上清液TIMP-1與Macro呈正相關(guān)(r=0.496，P<0.05)。

3 討 論

COPD包括氣道炎癥與系統(tǒng)性炎癥，研究表明，在COPD不斷加重的過(guò)程中，由于受外周氣道阻塞、肺血管損傷與重建、肺實(shí)質(zhì)破壞等原因的影響，肺的氣體交換功能會(huì)逐漸減弱，從而導(dǎo)致患者出現(xiàn)低氧血癥，缺氧狀態(tài)遷延將會(huì)造成肺血管廣泛性收縮以及肺動(dòng)脈高壓，部分血管由此開(kāi)始逐漸纖維化與閉塞，最終造成肺血管內(nèi)皮細(xì)胞的正常功能喪失以及肺血管重建〔6〕。氣道炎癥是COPD的基礎(chǔ)病變，可導(dǎo)致呼吸道損傷，進(jìn)而促使呼吸道修復(fù)與重塑，造成細(xì)胞外基質(zhì)大量沉積，平滑肌異常增生，血管腔狹窄纖維化。氣道炎癥反應(yīng)已被證實(shí)在肺血管重塑中扮演著重要角色〔7〕。

李金田等〔8〕發(fā)現(xiàn)肺實(shí)質(zhì)的破壞進(jìn)展與肺中炎性細(xì)胞數(shù)變化呈一致性，炎癥細(xì)胞數(shù)越多，病情程度及肺功能損害越嚴(yán)重。本研究結(jié)果與以上結(jié)論一致。高蔚等〔9〕指出，慢性氣道炎癥除了存在于COPD急性期患者中外，同時(shí)也仍存在于COPD穩(wěn)定期患者中。本研究結(jié)果提示COPD急性期患者氣道腔中的炎癥細(xì)胞主要是Neu。

MMP-9是MMPs家族中的一員，族中每位成員含有鋅、鈣離子，TIMP-1是 MMP-9 的內(nèi)源性抑制劑，二者共同在調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)降解合成的過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。崔麗英等〔10〕在對(duì)COPD 患者痰 MMP-9 與TIMP-1的研究中發(fā)現(xiàn)，MMP-9 與TIMP-1在COPD 患者中的表達(dá)表現(xiàn)出不一致性，MMP-9水平過(guò)高，而TIMP-1水平則偏低，MMP-9/TIMP-1 比值明顯增大。本研究結(jié)果與其一致。研究認(rèn)為，在COPD發(fā)病過(guò)程中，MMP-9會(huì)對(duì)肺泡基質(zhì)成分構(gòu)成破壞，并能介導(dǎo)炎癥細(xì)胞聚集以及損害上皮及內(nèi)皮結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)炎癥反應(yīng)與肺組織及肺血管的重建〔11〕。而氣道腔內(nèi)炎癥細(xì)胞大量聚集，可使局部炎癥反應(yīng)進(jìn)一步嚴(yán)重，最終發(fā)生氣流阻塞。趙華等〔12〕研究指出，MMP-9參與COPD炎癥反應(yīng)與其對(duì)炎癥細(xì)胞(以Neu為主)在肺內(nèi)聚集的促進(jìn)作用有很大的關(guān)系。本研究結(jié)果進(jìn)一步加深了MMP-9與氣道炎癥的關(guān)系，但TIMP-1水平卻與MMP-9水平失衡，導(dǎo)致MMP-9濃度在氣道中不受控制的增高，MMP-9/TIMP-1比值變大，肺組織內(nèi)的炎癥細(xì)胞數(shù)增多，最終促發(fā)COPD急性發(fā)作。

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〔2017-01-09修回〕

(編輯 袁左鳴/滕欣航)

潘 娜(1983-)，女，碩士，主治醫(yī)師，主要從事氣道炎癥研究。

R692

A

1005-9202(2017)09-2221-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.09.064

1 航空總醫(yī)院檢驗(yàn)科