原發(fā)性青光眼合并2型糖尿病患者血液及房水中MMP-2及TIMP-2的表達(dá)研究

方敏 胡慧玲 王梅

·臨床研究·

原發(fā)性青光眼合并2型糖尿病患者血液及房水中MMP-2及TIMP-2的表達(dá)研究

方敏 胡慧玲 王梅

目的 觀察和分析原發(fā)性青光眼合并2型糖尿病(T2DM)患者血液及房水中基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP-2)及金屬蛋白酶2組織抑制因子(TIMP-2)的表達(dá)變化。方法 選取60例原發(fā)性青光眼患者，根據(jù)將合并T2DM情況將其分為A組(單純POAG病例，15例23只眼)、B組(單純PACG病例，15例26只眼)、C組(POAG合并T2DM病例，15例25只眼)、D組(PACG合并T2DM病例，15例23只眼)，選取糖尿病性白內(nèi)障病例(20例33只眼)作為E組，選取年齡相關(guān)性白內(nèi)障病例(20例32只眼)作為F組。對6組患者房水及血清MMP-2、TIMP-2水平及比值進(jìn)行觀察和比較。結(jié)果B組和D組患者的房水MMP-2、TIMP-2水平均高于其它各組，A組和C組患者的房水TIMP-2水平高于E組或F組，A組、B組、C組、D組患者的房水TIMP-2/MMP-2比值均顯著高于E組或F組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；A組患者的血清MMP-2、TIMP-2水平均高于其它各組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而6組患者血清TIMP-2/MMP-2比值的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=1.634，P>0.05)。結(jié)論 原發(fā)性青光眼患者血液和房水中存在著顯著的MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)失衡，但合并T2DM并不能加劇這一失衡狀態(tài)，不具有促進(jìn)青光眼進(jìn)展的作用。

原發(fā)性青光眼；2 型糖尿?。换|(zhì)金屬蛋白酶2；金屬蛋白酶2 組織抑制因子

[臨床眼科雜志，2017，25：129]

[J Clin Ophthalmol,2017,25:129]

青光眼以病理性眼壓增高、特征性視神經(jīng)萎縮和視野缺損為主要臨床特征，降低眼壓是阻止其病情進(jìn)展、保存視功能的惟一有效方法，流行病學(xué)研究數(shù)據(jù)顯示，青光眼是世界范圍內(nèi)除白內(nèi)障以外的第二大致盲眼病，失明人群中有8%為青光眼所致[1]。原發(fā)性青光眼主要包括原發(fā)性開角型青光眼(POAG)、原發(fā)性閉角型青光眼(PACG)、原發(fā)性嬰幼兒青光眼(PCG)三類，其發(fā)病和進(jìn)展是遺傳因素、環(huán)境因素、生活習(xí)慣等多種因素綜合作用的結(jié)果[2]。PACG是中國、印度、蒙古、愛斯基摩等亞洲人群中最常見的一類青光眼，女性占大多數(shù)，而且患者眼部具有特殊的解剖生物學(xué)特征，其發(fā)病受多種相關(guān)基因的調(diào)控，具有較強(qiáng)的遺傳傾向[3]。POAG的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜多樣，在臨床上常呈現(xiàn)發(fā)展緩慢、病情隱匿的特點(diǎn)，很多患者就診時(shí)已進(jìn)入中晚期并已出現(xiàn)不可逆的視功能損傷，對患者的身心健康和家庭、社會(huì)均造成極大的危害[4，5]。近年來的相關(guān)研究結(jié)果顯示，在大多數(shù)POAG和PACG 病例中發(fā)現(xiàn)了基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMPs)、肝細(xì)胞生長因子(hepatocyte growth factor,HGF)等蛋白因子表達(dá)水平的異常[6]，其中，基質(zhì)金屬蛋白酶-2(marix metalloproteinase-2,MMP-2)/金屬蛋白酶組織抑制因子-2(tissue inhibitor of metalloproteinase-2,TIMP-2)系統(tǒng)失衡是青光眼發(fā)病和進(jìn)展的重要機(jī)制之一，而2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)也是導(dǎo)致視神經(jīng)損害和視野缺損的重要機(jī)制之一，那么同時(shí)具有青光眼和T2DM兩種危險(xiǎn)因素的患者是否可會(huì)出現(xiàn)MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)失衡的加劇，這是一項(xiàng)值得深入討論的臨床問題，本研究針對原發(fā)性青光眼合并T2DM患者血液及房水中MMP-2及TIMP-2的表達(dá)水平變化進(jìn)行了觀察和分析，現(xiàn)報(bào)告如下。

資料與方法

一、臨床資料

選取2015年3月至2016年3月醫(yī)院收治的60例青光眼患者作為研究對象，納入患者均符合全國青光眼學(xué)組于1995年制訂的青光眼診斷標(biāo)準(zhǔn)，其中，POAG病例和PACG病例各30例，其中男性病例為24例，女性病例為36例，平均年齡為(65.2±5.4)歲，根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)于1999年制定的糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)對納入患者合并T2DM情況進(jìn)行診斷，根據(jù)診斷結(jié)果將納入患者分為A組(單純POAG病例，15例23只眼)、B組(單純PACG病例，15例26只眼)、C組(POAG合并T2DM病例，15例25只眼)、D組(PACG合并T2DM病例，15例23只眼)，選取糖尿病性白內(nèi)障病例(20例33只眼)作為E組，選取年齡相關(guān)性白內(nèi)障病例(20例32只眼)作為F組，排除合并其它眼科疾病和其它代謝性疾病、感染性疾病、血液疾病患者。6組患者在年齡、性別構(gòu)成方面的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

二、觀察指標(biāo)和檢測方法

采集所有納入患者的房水及清晨空腹外周血液樣本，其中，A組、B組、C組、D組患者的房水標(biāo)本于抗青光眼濾過術(shù)中采集，E組、F組患者于白內(nèi)障摘出術(shù)中采集，方法均為應(yīng)用一次性注射器于透明角膜緣進(jìn)行穿刺，入前房后抽取房水樣本，置于離心管中保存，外周血樣本均于手術(shù)當(dāng)天清晨術(shù)前采集，置于干燥離心管中，常規(guī)離心分離血清。房水和血清樣本均保存于-80 ℃冰箱中保存待測。應(yīng)用人MMP-2 試劑盒、TIMP-2試劑盒采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA法)對房水和血清樣本中的TIMP-2、MMP-2水平進(jìn)行檢測。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

所有數(shù)據(jù)均應(yīng)用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，多組患者的房水和血液中TIMP-2、MMP-2水平的比較應(yīng)用單因素方差分析進(jìn)行處理，兩兩比較應(yīng)用最小顯著差法(LSD法)進(jìn)行處理，均以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、MMP-2、TIMP-2水平及TIMP-2/MMP-2比值的比較

6組患者房水中MMP-2、TIMP-2水平及TIMP-2/MMP-2比值的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=65.974、89.654、28.663，P<0.05)，其中，B組和D組患者的房水MMP-2、TIMP-2水平均高于其它各組，A組和C組患者的房水TIMP-2水平高于E組或F組，A組、B組、C組、D組患者的房水TIMP-2/MMP-2比值均顯著高于E組或F組，以上差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 各組患者房水中MMP-2、TIMP-2水平及TIMP-2/MMP-2比值的比較

注：a:與A組比較，P<0.05；b: 與B組比較，P<0.05；c: 與C組比較，P<0.05；d: 與D組比較，P<0.05；e: 與E組比較，P<0.05；f: 與F組比較，P<0.05

二、各組患者血清中MMP-2、TIMP-2水平及TIMP-2/MMP-2比值的比較

6組患者血清中MMP-2、TIMP-2水平的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=155.933、116.627、P<0.05)，其中，A組患者的血清MMP-2、TIMP-2水平均高于其它各組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而6組患者血清TIMP-2/MMP-2比值的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=1.634，P>0.05)，見表2。

表2 各組患者血清中MMP-2、TIMP-2水平及TIMP-2/MMP-2比值的比較

注：a:與A組比較，P<0.05；b: 與B組比較，P<0.05；c: 與C組比較，P<0.05；d: 與D組比較，P<0.05；e: 與E組比較，P<0.05；f: 與F組比較，P<0.05

討 論

目前，人類已識(shí)別和定性的MMPs至少有26種、5大類，MMP-2是Ⅳ型膠原酶，一種Zn2+、Ca2+依賴的無活性酶原形式存在的肽鏈內(nèi)切酶，具有降解細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的能力，也是蛋白水解酶家族中最常見成員之一。MMP-2由成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和惡性腫瘤細(xì)胞等多種細(xì)胞分泌，在激活劑的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓拿?，廣泛參與腫瘤細(xì)胞的浸潤、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和新生血管形成及炎癥反應(yīng)、損傷修復(fù)等一系列的病理生理過程[7，8]，而TIMP-2是MMP-2的天然組織抑制物，能夠?qū)ζ渌庾饔眠M(jìn)行拮抗。近年來的研究證實(shí)，MMP-2/TIMP-2失衡在T2DM相關(guān)視神經(jīng)損害、腎病等神經(jīng)血管病變并發(fā)癥及原發(fā)性青光眼的發(fā)生和發(fā)展中均具有重要的作用[9-11]。

本研究結(jié)果顯示，原發(fā)性青光眼患者均表現(xiàn)為房水中MMP-2、TIMP-2水平的升高及MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)的失衡，而在血清中僅表現(xiàn)為MMP-2、TIMP-2表達(dá)水平的同步升高，合并T2DM未使原發(fā)性青光眼患者的MMP-2/TIMP-2表達(dá)失衡進(jìn)一步加劇，這體現(xiàn)了T2DM對于原發(fā)性青光眼的進(jìn)展無顯著的促進(jìn)作用。近年來，研究者針對MMP-2、TIMP-2表達(dá)水平對于青光眼的影響進(jìn)行了大量研究，劉強(qiáng)等[12]的研究證實(shí)，MMP-2表達(dá)水平的上升與PACG的發(fā)病具有密切的關(guān)系；彭波等[13]的研究結(jié)果顯示，啟動(dòng)子區(qū)C-1306-T位點(diǎn)基因單核苷酸多態(tài)性與PACG遺傳易感性具有顯著的關(guān)聯(lián)性，MMP-2-1306T基因型可能是其保護(hù)因素；MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)的狀態(tài)不僅能夠用于評(píng)價(jià)青光眼的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，也可用于評(píng)價(jià)其治療效果，楊育彬[14]的研究結(jié)果顯示，應(yīng)用腦蛋白水解物注射劑對原發(fā)性青光眼患者進(jìn)行治療，能夠通過降低血清TIMP-2水平達(dá)到改善患者視神經(jīng)功能的效果；趙軍梅[15]的研究結(jié)果顯示，在長期局部應(yīng)用抗青光眼藥物后，青光眼患者的Tenon's囊中成纖維細(xì)胞的TIMP-2表達(dá)會(huì)出現(xiàn)異常，這說明了長期局部應(yīng)用抗青光眼藥物通過改變TIMP-2的表達(dá)水平增加組織的改變和濾過手術(shù)術(shù)后的瘢痕形成；劉夢迎等[16]針對動(dòng)物模型的研究結(jié)果顯示，在濾過術(shù)后3d，濾過區(qū)組織中MMP-2蛋白表達(dá)水平開始增高，術(shù)后7d達(dá)到峰值，隨后逐漸降低，但在術(shù)后28d仍高于正常對照組，這體現(xiàn)了MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)狀態(tài)對于青光眼手術(shù)治療的效果也具有重要的影響。同時(shí)，不少研究報(bào)道也提示了MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)失衡在糖尿病并發(fā)癥中的作用，劉曉玲等[17]的研究顯示，出現(xiàn)微量尿白蛋白的糖尿病患者的血清MMP-2水平顯著下降，TIMP-2水平顯著增高，其表達(dá)水平與空腹血糖、餐后2h血糖、糖化血紅蛋白均具有相關(guān)性，這提示了對MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)狀態(tài)的早期篩查可成為糖尿病腎病一級(jí)預(yù)防的重點(diǎn)；常清璇等[18]和丁毅等[19]的研究顯示，MMP-2的表達(dá)水平也可作為評(píng)價(jià)糖尿病患者局部創(chuàng)面血管新生、愈合程度的重要指標(biāo)；在吳紹勝等[20]的報(bào)道中，研究者發(fā)現(xiàn)，姜黃素等藥物減輕T2DM動(dòng)物模型神經(jīng)病理性痛的機(jī)制可能與抑制脊髓背角和背根神經(jīng)節(jié)MMP-2表達(dá)上調(diào)有關(guān)，這說明了MMP-2的上調(diào)可能是促進(jìn)T2DM患者血管神經(jīng)病變的重要機(jī)制；谷欣偉等[21]的研究證實(shí)，血清MMP-2也是引發(fā)糖尿病視網(wǎng)膜病變的重要因素之一。但本研究未能證實(shí)T2DM具有促進(jìn)青光眼患者M(jìn)MP-2/TIMP-2表達(dá)失衡的作用，其原因可能是由于T2DM的視神經(jīng)損害主要由全身性炎癥損害相關(guān)的視神經(jīng)缺血缺氧引起，而原發(fā)性青光眼的視神經(jīng)損害主要來自于局部持續(xù)性眼壓升高引起的視神經(jīng)缺血缺氧，損害的啟動(dòng)機(jī)制具有顯著的差異。然而，近年來的一些研究證實(shí)，T2DM患者也可出現(xiàn)眼壓的異常波動(dòng)，杜俊文[22]的研究結(jié)果顯示，老年T2DM患者的血糖水平與其眼壓變化具有顯著的相關(guān)性，當(dāng)血糖水平升高時(shí)，眼壓也隨之升高；王欣榮等[23]的研究證實(shí)，T2DM患者的體質(zhì)指數(shù)、糖化血紅蛋白水平、甘油三酯水平、中央角膜厚度均是影響其24h眼內(nèi)壓的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，因此，T2DM是否能夠通過影響眼壓來促進(jìn)青光眼的進(jìn)展仍然有待于進(jìn)一步研究進(jìn)行證實(shí)和討論。

綜上所述，原發(fā)性青光眼患者血液和房水中存在著顯著的MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)失衡，但合并T2DM并不能加劇這一失衡狀態(tài)，不具有促進(jìn)青光眼進(jìn)展的作用。

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(收稿：2016-06-16)

Expression of MMP-2 and TIMP-2 in blood and aqueous humor in patients with primary glaucoma complicated with type 2 diabetes mellitus

FangMin,HuHuiling.

ShenzhenEyeHospital,JinanUniversity;ShenzhenOphthalmicKeyLaboratory,Shenzhen,Guangdong518040;WangMei.DepartmentofOphthalmology,ZhongshanUniversitySecondAffiliatedHospital,Guangzhou,Guangdong510060,China

Objective To observe and analyze the expression of matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) and tissue inhibitor of metalloproteinase-2 (TIMP-2) in blood and aqueous humor of patients with primary glaucoma complicated with type 2 diabetes mellitus (T2DM). Methods 60 primary glaucoma patients were selected and divided into Group A (simple POAG cases,n=23eyes),GroupB(simplePACGcases,n=26eye),GroupC(POAGcomplicatedwithT2DM,n=25eyes),GroupD(PACGcomplicatedwithT2DM,n=23eyes).Patientswithdiabeticcataract(n=33eyes)wereselectedasGroupEandthepatientswithage-relatedcataract(n=32eyes)wereselectedasGroupF.SerumandaqueousMMP-2,TIMP-2levelsandtheirratiosin6groupswerecompared.Results Both aqueous MMP-2 and TIMP-2 levels were high in Group B and Group D (i.e., PACG patients with or without T2DM) than in other patients. Aqueous TIMP-2 level was high in Group A and Group C (i.e., POAG patients with or without T2DM) than in Group E or F. The TIMP-2/MMP-2 ratio was high in all glaucoma patients (Group A through D) than in non-glaucoma patients (Group E and F). Serum MMP-2 and TIMP levels were high in Group A than in all other groups (P<0.05).TherewasnosignificantdifferenceinserumTIMP-2/MMP-2ratiobetweenthe6groups(F=1.634,P>0.05). Conclusions There was significant imbalance in serum and aqueous MMP-2/TIMP-2 system in patients with primary glaucoma. Complication of T2DM did not exacerbate this imbalance.

Primary glaucoma; Type 2 diabetes mellitus; Matrix metalloproteinase 2; Tissue inhibitor of metalloproteinase 2

10.3969/j.issn.1006-8422.2017.02.010

廣東省中醫(yī)藥局非資助項(xiàng)目(20152056)

518040 深圳市眼科醫(yī)院(暨南大學(xué)附屬深圳眼科醫(yī)院) 深圳市眼科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(方敏、胡慧玲)；中山大學(xué)附屬第二醫(yī)院眼科(王梅)

方敏(Email:fangmin_2008wh@sina.com)