血清MMP-9，TIMP-1及VEGF水平檢測對冠狀動脈支架內(nèi)再狹窄診斷的研究進展

榮 鈺,董 莉

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院,呼和浩特 010050)

冠狀動脈內(nèi)支架植入術(shù)自1986年P(guān)ue 和Sigwart 在人體內(nèi)成功植人第1 枚金屬支架以來得到迅速普及應(yīng)用，但隨著經(jīng)皮冠狀動脈介入治療（PCI）數(shù)目的增加，支架內(nèi)再狹窄（in-stent restenosis，ISR）也成為一個不可小覷的問題。裸金屬支架時期，再狹窄率高達17%～32%，即使在藥物涂層支架時代，再狹窄率仍然可達到10%左右[1]。

1 支架內(nèi)再狹窄分類及發(fā)生機制

1.1 ISR 分類 ISR 是指PCI 術(shù)后血管造影顯示支架植入后血管段超出50%的直徑狹窄（包括支架兩端5mm 血管段）[2]。臨床上主要采用Mehran 分型方法[3]將ISR 分為4型,分別為Ⅰ型（局限型）：狹窄位于支架內(nèi)或邊緣部，狹窄長度≤10mm；Ⅱ型（彌漫型）：狹窄處于支架內(nèi)，狹窄長度＞10mm；Ⅲ型（增生型）：狹窄長度＞10mm，且狹窄擴展到支架外；Ⅳ型（閉塞型）：支架完全閉塞，心肌梗死溶栓治療（TIMI）血流0 級。

1.2 ISR 發(fā)生機制 ISR 已經(jīng)成為困擾臨床醫(yī)師的重要問題[4-6]。但ISR 發(fā)生機制尚不明確，PCI 術(shù)后對于血管來說是一個炎癥反應(yīng)及修復(fù)過程，過度反應(yīng)即造成ISR 的發(fā)生。目前發(fā)現(xiàn)ISR 可能與以下幾種因素有關(guān)：

1.2.1 血管內(nèi)皮損傷：植入的支架或球囊造成血管擴張，斑塊受到擠壓，導(dǎo)致內(nèi)膜下成分暴露，血小板大量聚集，中性粒細胞等炎性細胞局部浸潤、活化，促使再狹窄形成。

1.2.2 平滑肌細胞（VSMC）的增殖及遷移：組織學(xué)分析顯示血管平滑肌細胞占新生內(nèi)膜細胞的大多數(shù)，當(dāng)血管受到損傷時，合成型平滑肌細胞開始大量增殖，同時表現(xiàn)型由收縮型轉(zhuǎn)化為合成型，進一步促使新生內(nèi)膜增生，使血管壁增厚，導(dǎo)致冠狀動脈管腔再狹窄。

1.2.3 血管外基質(zhì)重構(gòu)：成纖維細胞于血管受損后增殖，合成細胞外基質(zhì)（ECM），大量金屬基質(zhì)蛋白酶可降解細胞外基質(zhì)，引起基質(zhì)重構(gòu)，而在ISR后期，原有基質(zhì)降解的同時，新的基質(zhì)成分也相應(yīng)增加，膠原重新排布與機化，進一步導(dǎo)致了血管再狹窄的發(fā)生。

1.2.4 炎癥反應(yīng)：支架植入后對血管造成牽拉及壓迫，局部形成慢性炎癥，且支架相對于機體屬于異物，可激活機體免疫應(yīng)答，促使炎性細胞聚集、活化及炎癥因子的釋放，使血管內(nèi)膜增厚，再狹窄隨之形成[7]。

2 金屬基質(zhì)蛋白酶-9，金屬基質(zhì)蛋白酶抑制劑-1，血管內(nèi)皮生長因子介紹

2.1 金屬基質(zhì)蛋白酶-9 金屬基質(zhì)蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）是一類依賴鈣離子、鋅離子的內(nèi)肽酶大家族，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有26個家族成員，MMPs 由多種細胞類型產(chǎn)生，包括成纖維細胞和平滑肌細胞，其能夠降解細胞外基質(zhì)成分，促進血管內(nèi)皮和VSMC 的增殖和遷移。MMPs 參與許多病變過程，如腫瘤浸潤轉(zhuǎn)移、動脈粥樣硬化(atheroscle-rosis,AS)、再狹窄及冠狀動脈硬化性心臟病(coronary heart disease,CHD)等。自從1988年KAI 等[8]首次報道了外周靜脈血中MMPs 濃度與冠心病的關(guān)系后，冠狀動脈粥樣硬化與MMPs 的相關(guān)性越來越得到大家的關(guān)注。BENCH 等[9]發(fā)現(xiàn)人類生理狀態(tài)下動脈組織的內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞存在多種MMPs 及TIMPs 的表達，但都不具備活性，而當(dāng)支架植入時對血管造成機械損傷時，導(dǎo)致內(nèi)皮組織暴露，易損斑塊周圍有大量炎癥細胞浸潤( 主要為巨噬細胞、淋巴細胞等），MMPs 出現(xiàn)大量分泌及表達。除此之外，也有證據(jù)表明其可能在ISR 的發(fā)病機制中起重要作用[10]。MMP-9 是大家族中重要的一員，其又稱為明膠酶B，分子量為92kD，是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的金屬基質(zhì)蛋白酶家族中分子量最大的酶，MMP-9 擁有特有的Ⅴ型膠原樣功能域，其通過蛋白溶酶依賴性與非依賴性兩種途徑介導(dǎo)選擇性地與細胞外基質(zhì)結(jié)合。而MMP-9 作為炎性因子也參與ISR 的整個過程，它可降解ECM，使VSMC 向內(nèi)膜遷移、增殖，大量炎性細胞浸潤及血小板聚集，進一步促進動脈粥樣硬化斑塊形成等。大量臨床研究表明其參與PCI 術(shù)后支架內(nèi)再狹窄的發(fā)生[11-13]。牛曉婷等[14]報道血清MMP-9 水平在Ⅲ型和Ⅳ型再狹窄患者中均高于Ⅰ型再狹窄患者（P＜0.05），提示MMP-9 可作為冠狀動脈疾病嚴(yán)重程度的評估指標(biāo)。

2.2 金屬基質(zhì)蛋白酶抑制劑-1（TIMP-1） 金屬基質(zhì)蛋白酶抑制劑（Tissue Matrix Metalloprote Inaseinhibitors ，TIMPs）是體內(nèi)細胞分泌的一組多基因家族的編碼糖蛋白，目前已發(fā)現(xiàn)有4種TIMPs:TIMP-1，TIMP-2，TIMP-3 和TIMP-4[15]。其是MMPs的內(nèi)源性特異抑制因子[16]，以1∶1 的比例組成MMP-TIMP 復(fù)合物，進而阻斷MMPs 與底物結(jié)合，從而抑制細胞外基質(zhì)的降解。TIMP-1 是一種主要由巨噬細胞和結(jié)締組織細胞分泌、廣泛存在于組織和體液中分子量為28kD 的物質(zhì)，它可以被多種細胞因子誘導(dǎo)產(chǎn)生，是MMP-9 的特定抑制物，生理狀態(tài)下，二者保持動態(tài)平衡。現(xiàn)有研究表明，TIMP-1 的異常表達促使斑塊纖維帽內(nèi)的部分成分降解，影響斑塊內(nèi)一些相關(guān)的炎性因子，這與血管重構(gòu)、新生血管形成有關(guān)[17-18]。PEIERSEN 等[19]發(fā)現(xiàn)動脈粥樣硬化斑塊破裂處MMP-9表達明顯增加，而TIMP-1 濃度卻降低。血清中MMP-9 及TIMP-1含量也反映了基質(zhì)被降解和抑制降解的水平[20]，從而可以預(yù)測冠狀動脈支架植入術(shù)后再狹窄發(fā)生。

2.3 血管內(nèi)皮生長因子（VEGF） 血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是一個糖蛋白家族，富含半胱氨酸，活性形式為二聚體，分子量為35～40kD,其包括VEGF-A，VEGF-B，VEGF-C，VEGF-D，VEGF-E，VEGF-F和胎盤生長因子（PGF）。VEGF-B 可抑制內(nèi)皮細胞凋亡，促進心肌組織中新生血管的生成[21]。VEGF-C，VEGF-D，VEGF-E，與VEGF-A 生物學(xué)作用相似，具有增加心肌組織中新生血管及淋巴管的能力。通常情況下VEGF 即指VEGF-A。正常情況下，VEGF 在人體內(nèi)水平偏低，當(dāng)冠狀動脈出現(xiàn)管腔閉塞時，心肌細胞出現(xiàn)缺血、缺氧，導(dǎo)致VEGF 大量表達，促進血管內(nèi)皮細胞增殖修復(fù)及遷移。其不僅參與胚胎新生血管形成，亦與生理性血管損傷的修復(fù)及促進病理性血管新生有關(guān)[22]。有研究表明，在PCI 時，VEGF 被檢測到在支架植入的冠狀動脈血管內(nèi)膜處血清水平顯著升高[23]。研究表明血管內(nèi)皮生長因子水平升高與冠狀動脈損傷及血小板聚集有關(guān)，VEGF 可通過促進單核細胞趨化及斑塊新生血管形成誘導(dǎo)動脈粥樣硬化[24],多因素回歸分析顯示，ISR 患者的VEGF 血清峰值水平明顯高于冠狀動脈無ISR 患者，術(shù)后VEGF 血清峰值水平對ISR 有獨立預(yù)測價值[25]。這也是其可以作為評估ISR 指標(biāo)的原因。

3 MMP-9，TIMP-1及VEGF檢測對于ISR的相關(guān)研究

目前檢測MMP-9，TIMP-1，VEGF 最主要的方法為酶聯(lián)免疫吸附測定法（ELISA法），它是酶免疫測定中應(yīng)用最廣泛的方法，具有操作簡便、特異度及靈敏度高等優(yōu)點。牛曉婷等[14]應(yīng)用ELISA法測定MMP-9，方法為納入434例植入藥物涂層支架的冠心病患者，根據(jù)復(fù)查冠脈造影的結(jié)果分為再狹窄組（ISR，41例）和非再狹窄組（NO-ISR，393例），ISR組血清MMP-9 水平高于NO-ISR組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001），繼而可以得出在ISR 的發(fā)生中MMP-9 發(fā)揮著重要的作用，可作為判斷再狹窄的重要指標(biāo)的結(jié)論。張燕等[26]也使用ELISA 方法測定MMP-9，發(fā)現(xiàn)ISR組血清MMP-9水平較非ISR組明顯升高，兩組具有統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.01），且回歸分析進一步表明MMP-9 水平升高與ISR 呈正相關(guān)，提示ISR 的形成與相關(guān)炎癥介質(zhì)的表達密不可分，監(jiān)測其水平對于ISR 有一定預(yù)測價值，從而指導(dǎo)臨床盡早的預(yù)防治療。

康彬等[20]研究招募行冠脈造影檢查的患者131例，根據(jù)WHO 冠心病診斷標(biāo)準(zhǔn)與分型分為：急性心肌梗死組（AMI組）39例、不穩(wěn)定型心絞痛組（UAP組）54例、穩(wěn)定型心絞痛組（SAP組）24例及冠脈造影檢查顯示管腔狹窄＜50%并發(fā)不典型胸痛患者為對照組（C組）14例，采用ELISA法測定TIMP-1，結(jié)果顯示TIMP-1 濃度UAP組高于SAP組36.18 μg/L，在AMI組高于UAP組19.49 μg/L，兩組差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），并且MMP-9/TIMP-1 的比值在SAP組與UAP組及UAP組與AMI組之間比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。研究顯示隨著病情的進展，TIMP-1及MMP-9/TIMP-1水平呈上升趨勢，TIMP-1水平還與斑塊不穩(wěn)定相關(guān)，并且發(fā)現(xiàn)MMP-9/TIMP-1 與冠狀動脈硬化斑塊穩(wěn)定性有關(guān)，與狹窄數(shù)量有顯著正相關(guān)，故其有望成為診斷冠狀動脈斑塊不穩(wěn)定及斑塊易損的指標(biāo)。

楊敏等[27]將急性冠脈綜合征患者納入急性冠脈綜合征組（ACS組），篩選出穩(wěn)定性心絞痛、不穩(wěn)定型心絞痛、非ST 段抬高的急性心肌梗死、ST 段抬高急性心肌梗死患者各40例，將同期在我院體檢的40例健康者納入健康組。運用ELISA法測定VEGF水平，結(jié)果表明ACS組明顯高于健康組，兩組差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），且不同病變程度ACS 患者的血清學(xué)指標(biāo)差異有統(tǒng)計學(xué)意義 (P＜0.05)，可以推斷，病變程度越重，VEGF 濃度越大，所以可以推斷VEGF 對于ISR 有一定的預(yù)測診斷價值。

4 總結(jié)與展望

冠心病是當(dāng)前嚴(yán)重威脅人類健康的疾病。PCI是目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域公認的檢查冠心病患者血管最有效的方法，然而PCI 術(shù)后3～6個月再狹窄率較高，嚴(yán)重影響了其遠期效果，所以防止再狹窄已成為PCI 術(shù)后的首要任務(wù)。ISR 的診斷金標(biāo)準(zhǔn)是冠狀動脈造影等有創(chuàng)性檢查，但是此類檢查具有創(chuàng)傷性、費用高、隨訪困難等缺點，監(jiān)測血清MMP-9 及TIMP-1，VEGF 的水平來預(yù)測ISR 的發(fā)生，既避免了以上難點，而且可操作性較強，患者依從性好，具有相當(dāng)大的推廣價值。同時將以上三項指標(biāo)進行聯(lián)合檢測，可提高靈敏度和特異度，具有一定的臨床診斷價值。