腫瘤壞死因子-α和基質(zhì)金屬蛋白酶-1與老年心肌梗死后心室重構(gòu)的關(guān)聯(lián)研究

趙志坤 翟紅霞 李良 劉潤梅 夏云峰

冠心病屬于缺血性心臟病變，是因冠狀動脈發(fā)生粥樣硬化性改變導(dǎo)致的管腔不同程度狹窄或閉塞而誘發(fā)的心肌缺血、缺氧性心臟病。急性心肌梗死(AMI)為冠心病的一種急危重癥型。近年來我國AMI的發(fā)病率出現(xiàn)上升趨勢，該病已經(jīng)成為危害中老年人健康與生命安全的一項重要疾病。老年人因機體諸多功能衰退，為AMI的高危人群。同時，AMI發(fā)生后更易出現(xiàn)心室重構(gòu)，而心室重構(gòu)則為心力衰竭的一項主要誘因，因此盡早確診心室重構(gòu)及時治療是提高老年AMI患者預(yù)后的基礎(chǔ)[1-3]。在冠狀動脈粥樣硬化的形成與演進過程中諸多細胞因子的表達水平隨之發(fā)生異常改變，特別AMI后諸多炎性因子、細胞黏附因子、內(nèi)皮細胞因子等均出現(xiàn)改變[4-6]。其中基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)系列因子受到臨床廣泛關(guān)注，目前臨床上研究較多的集中在MMP-9、MMP-10上，對于MMP-1的研究較少。MMPs為細胞外基質(zhì)降解的重要蛋白水解物系統(tǒng)，其系列因子均具有削減纖維帽穩(wěn)定性，促進動脈內(nèi)粥樣硬化斑塊與血栓形成的作用。在正常成人組織中，MMP-1的表達極低，但在病理重塑過程中，MMP-1的表達異常增加，并且隨著AMI的加重，心肌中MMP-1的表達顯著增加[7]。腫瘤壞死因子-α(TNT-α)是由單核/巨噬細胞分泌的多肽類物質(zhì)，在感染、組織修復(fù)、腫瘤等過程中能夠反映機體的炎癥活躍程度。當(dāng)心肌梗死在體內(nèi)發(fā)生時，TNF-α由心臟巨噬細胞產(chǎn)生，同時也可能由梗死區(qū)及其周圍區(qū)域的心肌細胞產(chǎn)生。AMI發(fā)生后，TNF-α水平立即升高，12 h內(nèi)達到峰值[8]。此外，TNF-α是與炎性反應(yīng)相關(guān)的重要因子，而局部炎性細胞浸潤和釋放具有生物學(xué)活性的介質(zhì)是導(dǎo)致冠狀動脈內(nèi)硬化斑塊不穩(wěn)定的重要因素[9]。為了明確炎性因子TNF-α、MMP-1與老年AMI患者心室重構(gòu)的關(guān)聯(lián)，本院特開展本次研究，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 于2016年1月至2018年1月本院收治的急性心肌梗死(AMI)老年患者中，選取PCI術(shù)后1個月內(nèi)發(fā)生左心室重構(gòu)的48例患者納入研究組，選取同期未發(fā)生左心室重構(gòu)的48例患者納入對照組。2組入選患者年齡、性別構(gòu)成、體重指數(shù)(BMI)比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 2組一般資料比較 n=48

1.2 病例選取標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 診斷與治療標(biāo)準(zhǔn)：《急性心肌梗死診斷和治療指南》[8]、《經(jīng)皮冠狀動脈介入治療指南》[9]，左心室重構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)：PCI術(shù)后出院前與術(shù)后1個月時左心室收縮末期容積(LVESV)增大≥15%[10,11]。

1.2.2 納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)本院醫(yī)學(xué)影像學(xué)、心肌酶學(xué)、心電圖等檢查后符合上述AMI診斷標(biāo)準(zhǔn)的AMI首發(fā)患者；②同時符合PCI治療標(biāo)準(zhǔn)的AMI患者；③在本院接受PCI治療后1個月內(nèi)發(fā)生心室重構(gòu)的患者；④年齡≥65歲的患者；⑤本人和(或)家屬自愿加入本次研究的。

1.2.3 排除標(biāo)準(zhǔn)：①陳舊性AMI復(fù)發(fā)患者；②合并心房顫動、病竇綜合征、Ⅱ～Ⅲ度房室傳導(dǎo)阻滯、度房室傳導(dǎo)阻滯、病竇綜合征、室性心律失常、心源性休克者；③合并結(jié)締組織病，肺、肝、腎等重要臟器功能不全的患者；④入組前2周內(nèi)有重大外傷或手術(shù)史的患者；⑤合并先天性心臟病、心瓣膜病、心肌病等其他心臟疾病及繼發(fā)性高血壓的患者；⑥心功能Ⅳ級患者。

1.3 觀察方法 觀察2組患者PCI術(shù)后1個月的心功能指標(biāo)：左心室質(zhì)量指數(shù)(LVMI)、左心室射血分數(shù)(LVEF)、室間隔厚度(IVS)、左心室收縮末期容積(LVESV)，血清指標(biāo)：血清TNF-α、MMP-1表達水平；分析血清指標(biāo)與左心室質(zhì)量指標(biāo)、心功能間的相關(guān)性，血清指標(biāo)與患者AMI后發(fā)生心室重構(gòu)間的關(guān)系。

1.3.1 心功能指標(biāo)使用彩色多普勒超聲診斷儀檢測，連續(xù)測量3個心動周期的舒張末左心室內(nèi)徑(LVDd)、左心室后壁厚度(PWT)、舒張末期室間隔厚度(IVS)取均值，按Deiereux左心室質(zhì)量(LVM)校正公式：LVM(g)=0.8×10.4[(IVST+PWT+LVDd)3-LVDd3]+0.6計算；按公式：LVMI(g/m2)=LVM/BSA(體表面積)計算LVMI。

1.3.2 血清指標(biāo)：血清TNF-α、MMP-1表達水平檢測，采集全部入選患者空腹外周靜脈血樣3 ml，使用離心機按3 000 r/min速度離心10 min后取得上層血清，按免疫酶聯(lián)吸附法(ELISA)，試劑盒均購自上海酶聯(lián)生物科技公司。

2 結(jié)果

2.1 心功能指標(biāo) 2組患者lVMI、LVEF、IVS、LVESV水平比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 2組患者心功能指標(biāo)比較

2.2 血清指標(biāo) 2組患者血清TNF-α、MMP-1表達水平比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 2組患者血清指標(biāo)比較

2.3 相關(guān)性分析 TNF-α與LVMI、IVS、LVESV及是否發(fā)生心室重構(gòu)間呈高度正相關(guān)(P<0.05)，與LVEF呈高度負相關(guān)性(|r|≥0.8，P<0.05)；MMP-1與LVMI、LVESV呈高度正相關(guān)(|r|≥0.8)，與IVS呈中度正相關(guān)(P<0.05)、與LVEF呈中度負相關(guān)性(0.5≤|r|<0.8)，與是否發(fā)生心室重構(gòu)間呈低度正相關(guān)(0.3≤|r|<0.5，P<0.05)。見表4。

表4 血清指標(biāo)與心功能、心室重構(gòu)相關(guān)性分析統(tǒng)計值明細

2.4 二元Logistic分析 Logistic分析結(jié)果提示：血清TNF-α、MMP-1均為AMI后心室重構(gòu)發(fā)生的獨立危險因素(OR>1，P<0.05)。見表5。

表5 血清TNF-α、MMP-1與心室重構(gòu)關(guān)系的Logistic分析統(tǒng)計值明細

3 討論

目前，AMI臨床診斷的主要生物標(biāo)志物包括肌鈣蛋白、肌紅蛋白和肌酸激酶同工酶等[12]。雖然上述血清生物標(biāo)志物在AMI的早期診斷中已達到一定水平的敏感性和特異性，但研究人員致力于開發(fā)具有高靈敏度和特異性的新的危險因素，特別是對于能夠有效反映AMI患者預(yù)后的危險因素[13]。心臟為心肌細胞與心肌細胞的外間質(zhì)所組成，發(fā)生AMI后心肌重構(gòu)的過程包括心肌細胞的肥厚、凋亡與壞死等一系列病理改變與細胞外間質(zhì)異常改變[14,15]。AMI后心室重構(gòu)AMI后心力衰竭的一項主要誘因，對患者的預(yù)后質(zhì)量與生存周期均構(gòu)成不良影響[16]。

目前臨床上認為MMPs與AMI后心室重構(gòu)具有明確相關(guān)性[17,18]。MMPs是一組專門降解細胞外基質(zhì)成分的酶家族。人體內(nèi)有20多種MMPs，其中MMP-1是膠原酶。纖維類膠原是其主要的水解底物，包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。MMPs的過度表達可導(dǎo)致心肌細胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，并導(dǎo)致心室重構(gòu)[19]。正常狀態(tài)下MMPs正常表達以維持心臟的正常膠原代謝過程。AMI的發(fā)生使心肌細胞發(fā)生缺血性凋亡，增大膠原吸收，使MMPs合成出現(xiàn)異常升高，活性異常增強，致使梗死區(qū)域的膠原降解加快，引發(fā)病理性膠原降解亢進，使膠原網(wǎng)絡(luò)的心肌支持力下降，梗死區(qū)發(fā)生膨展、心肌細胞出現(xiàn)滑位，臨終導(dǎo)致心室重構(gòu)、心臟進行性擴張、心功能衰竭。MMP-1為MMPs家庭中的重要成員，其具有較高敏感性。TNF主要由TNF-α和TNF-β兩種亞型組成，雖然它們屬于同一個家族，但它們卻具有著不同的生物學(xué)功能。前者主要由單核巨噬細胞分泌，負責(zé)機體的炎性反應(yīng)；后者主要來源于淋巴細胞，主要負責(zé)機體的免疫調(diào)節(jié)和免疫反應(yīng)。炎性的一般過程是炎性區(qū)的免疫細胞首先激活，釋放各種趨化因子和炎性因子，誘導(dǎo)血液中的炎性細胞遷移到炎性部位。在趨化因子和炎性因子的介導(dǎo)下，各種炎性細胞交換信息，激活生物功能，最終達到消炎的目的。當(dāng)然，并不是所有的炎性反應(yīng)在疾病發(fā)生過程中都是有益的，也不是任何程度的炎性反應(yīng)都是適當(dāng)?shù)腫20]。TNF-α對于成熟性的心肌細胞具有明確的負性肌力，能夠改變心室的舒張黏性與彈性。AMI發(fā)生后心肌細胞隨之發(fā)生炎性應(yīng)激反應(yīng)，致使TNF-α等諸多炎性細胞因子的表達水平發(fā)生異常升高，而TNF-α的釋放量上升可致左心室容積的異常增加，加重了左室腔順應(yīng)性的損傷，從而發(fā)揮了抑制左心室射血功能的作用。TNF-α主要經(jīng)由以下渠道抑制心肌的收縮能力：(1)減低肌漿網(wǎng)的功能，拮抗收縮性心肌與Ca2+的結(jié)合而直接抑制心肌收縮；(2)TNF-α可由一氧化氮介導(dǎo)發(fā)揮降低肌絲組織對于Ca2+的敏感程度，而間接抑制心肌收縮；(3)TNF-α還可降低Ca2+的釋放量而抑制心肌收縮能力，同時發(fā)揮破壞L型Ca2+通道的作用。在AMI患者中，過度的炎性反應(yīng)往往會導(dǎo)致更差的預(yù)后。TNF-α在炎性反應(yīng)初期由單核巨噬細胞分泌，并且它能激活其他炎性因子，增加血管通透性，誘導(dǎo)和趨化其他免疫細胞遷移至炎癥部位。TNF-α是“瀑布樣”炎性反應(yīng)最關(guān)鍵的引發(fā)因子。TNF-α同時還能夠通過誘導(dǎo)單核巨噬細胞吞噬氧化低密度脂蛋白，進而促進冠狀動脈粥樣硬化斑塊形成[21]。

本次研究中我們根據(jù)老年AMI患者PCI后是否發(fā)生心室重構(gòu)進行了分組對比分析，結(jié)果表明，2組患者的心功能指標(biāo)與血清TNF-α、MMP-1表達水平均具有明確的統(tǒng)計學(xué)差異，提示AMI后心室重構(gòu)的老年患者的心功能指標(biāo)：LVMI、LVEF、IVS、LVESV與血清TNF-α、MMP-1表達水平與未發(fā)生心室重構(gòu)的老年患者具有明確差異性，為后續(xù)研究提供了理論可行性。通過統(tǒng)計學(xué)分析表明，TNF-α、MMP-1的異常升高表達與LVMI、IVS、LVESV呈正相關(guān)性，與LVEF呈負相關(guān)性，提示TNF-α、MMP-1表達水平越高則患者的LVMI、IVS、LVESV也隨之惡化，LVEF亦隨之降低。TNF-α、MMP-1的異常升高表達與是否發(fā)生AMI后心室重構(gòu)具有明確相關(guān)性。MMP-1與是否發(fā)生心室重構(gòu)的相關(guān)性較低，但其與LVESV具有中度相關(guān)性，分析其原因我們認為與以下幾點有關(guān)：(1)患者在PCI術(shù)后均應(yīng)用 CEI與β-腎上腺素受體阻滯劑治療，其中β-腎上腺素受體阻滯劑可抑制MMPs的表達與活性；(2)患者均長期應(yīng)用他汀類藥物進行PCI后續(xù)維持治療，而他汀類藥物對MMPs活性具有明確抑制作用；(3)MMP-1、MMP-3、MMP-9、MMP-10等MMPs系列因子的啟動存在有多態(tài)性，AMI患者因MMPs基因的多態(tài)性而使其轉(zhuǎn)錄水平出現(xiàn)個體性差異；最后，AMI后心室重構(gòu)為慢性進行性病變，本次研究時間點為AMI患者PCI治療后的1個月，患者的梗死愈合程度、PCI的恢復(fù)情況與心室重構(gòu)的發(fā)生程度均具有一定差異性使MMP-1的表達水平出現(xiàn)較大差異。為了明確血清TNF-α、MMP-1表達水平與AMI后心室重構(gòu)的關(guān)系，我們對本組資料進行了進一步Logistic分析，結(jié)果表明TNF-α、MMP-1升高表達均為AMI后心室重構(gòu)的獨立危險因素。

綜上所述，TNF-α和MMP-1與老年心肌梗死后心室重構(gòu)的發(fā)生具有明確相關(guān)性，并與患者的心功能具有相關(guān)性；TNF-α和MMP-1的升高表達為老年心肌梗死后心室重構(gòu)發(fā)生的獨立危險因素。