2型糖尿病患者血清基質金屬蛋白酶2和金屬蛋白酶2組織抑制劑及超敏C反應蛋白與大血管病變的關系研究

唐 靈，涂晶晶，陳春蓮，彭 昱

大血管病變是2型糖尿病 (type 2 diabetes mellitus，T2DM)的主要慢性并發癥，也是T2DM患者死亡的主要原因之一，其主要病理改變是動脈粥樣硬化 (atherosclerosis，AS)。人們已逐漸認識到，AS不是簡單的動脈壁脂質沉積性疾病，而是一種慢性炎癥性疾病，其炎癥反應在T2DM內皮損傷和血管中膜病變的發生、發展中起著關鍵作用［1－2］，許多炎性因子參與了其發生、發展過程。其中基質金屬蛋白酶類(MMPs)作為全身炎癥反應時外周血相關炎癥標志物，是降解血管壁主要成分細胞外基質 (extracellular matrix，ECM)的重要酶類。基質金屬蛋白酶2(matrix metalloproteinase 2，MMP－2)是MMPs的主要成員之一，通過降解血管基底膜的Ⅳ型膠原在AS的發生、發展中起關鍵作用。金屬蛋白酶2組織抑制劑 (tissue inhibitor of metalloproteinase－2，TIMP－2)是MMP－2的特異抑制物，能調節MMP－2活性。AS對于整個個體來說是一個低程度的炎癥反應，而超敏C反應蛋白(hypersensitive C－reactive protein，hs－CRP)作為反映AS斑塊炎癥反應的標志，在預測斑塊的穩定性上有著較高的敏感性和精確性。本研究通過檢測 T2DM患者血清 MMP－2、TIMP－2、hs－CRP水平，探討三者在T2DM大血管病變中的變化及臨床意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2010年9月—2011年4月在我科住院的T2DM患者60例，均符合1999年世界衛生組織提出的糖尿病診斷和分型標準;其中男33例，女27例;年齡 (60.7±11.2)歲;病程 (7.5±3.5)年。歐洲高血壓指南中將頸動脈內膜中層厚度 (carotid intima－media thickness，CIMT)＞0.9 mm作為AS病變的標志［3］。根據彩色多普勒超聲診斷儀測量CIMT，將患者分為無CIMT增厚組 (CIMT≤0.9 mm)和CIMT增厚組 (CIMT＞0.9 mm)，各30例。另選取同期在本院體檢中心體檢的健康者30例作為對照組。

1.2 方法 受檢者均禁食10 h以上，清晨空腹抽取肘靜脈血8 ml，室溫靜置30 min，3 000 r/min(離心半徑13.5 cm)，離心10 min后分離血清，取3 ml分裝，保存于－80℃冰箱中待檢。采用酶聯免疫吸附法 (ELISA)測定血清 MMP－2、TIMP－2水平。采用全自動生化分析儀測定hs－CRP、糖化血紅蛋白 (HbA1c)、空腹血糖 (FPG)、血脂〔三酰甘油(TG)、總膽固醇 (TC)、高密度脂蛋白膽固醇 (HDL－C)、低密度脂蛋白膽固醇 (LDL－C)〕水平。CIMT檢測采用上海麥迪遜醫療器械有限公司生產的SDNOACEX8型超聲診斷儀，患者平臥位，取頸總動脈遠端，頸內動脈頸外動脈分叉下方1.0 cm處測定。所有受檢者的檢查由同一位超聲科醫生完成。1.3 統計學方法 采用SPSS 18.0統計軟件進行數據處理。計數資料比較采用χ2檢驗;計量資料以 ()表示，多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK檢驗。兩變量相關分析運用Pearson相關;回歸分析采用多元逐步線性回歸模型進行。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3組受檢者臨床及生化指標比較 3組受檢者性別構成、年齡、體質指數 (BMI)、舒張壓間差異均無統計學意義 (P＞0.05);而3組收縮壓、FPG、HbA1c、TG、TC、HDL－C、LDL－C、MMP－2、TIMP－2、hs－CRP水平比較，差異均有統計學意義 (P＜0.05);與對照組比較，無CIMT增厚組及CIMT增厚組患者的 FPG、HbA1c、TG、TC、LDL －C、MMP－2、TIMP－2、hs－CRP水平升高，而 HDL－C水平降低，組間比較差異均有統計學意義 (P＜0.05);與無CIMT增厚組比較，CIMT增厚組患者收縮壓、TC、MMP－2、TIMP－2、hs－CRP水平升高，差異均有統計學意義 (P＜0.05，見表1)。

2.2 單因素相關分析 血清MMP－2、TIMP－2、hs－CRP均與收縮壓、TC、LDL－C、HbA1c呈正相關 (P＜0.05)，與HDL－C呈負相關 (P＜0.01);此外，血清MMP－2還與TG、FPG、TIMP－2、hs－CRP呈正相關 (P＜0.05)，血清TIMP－2還與舒張壓、TG、hs－CRP呈正相關 (P＜0.05)，hs－CRP還與FPG呈正相關 (P＜0.01，見表2)。

表1 3組受檢者臨床及生化指標比較 ()Table 1 Comparison of the levels of the observed indicators among the three groups

表1 3組受檢者臨床及生化指標比較 ()Table 1 Comparison of the levels of the observed indicators among the three groups

注:與對照組比較，*P＜0.05;與無CIMT增厚組比較，△P＜0.05;▲為χ2值;BMI=體質指數，FPG=空腹血糖，HbA1c=糖化血紅蛋白，TG=三酰甘油，TC=總膽固醇，HDL－C=高密度脂蛋白膽固醇，LDL－C=低密度脂蛋白膽固醇，MMP－2=基質金屬蛋白酶2，TIMP=金屬蛋白酶2組織抑制劑，hs－CRP=超敏C反應蛋白

組別 例數 性別(男/女) 年齡(歲) BMI(kg/m2) 收縮壓(mm Hg)舒張壓(mm Hg)FPG(mmol/L) HbA1c(%)對照組 30 15/15 60.7±11.2 23.2±2.5 120± 6 76±6 4.97±0.83 4.93±0.59無CIMT增厚組 30 17/13 59.3± 9.0 24.8±4.3 126±19 76±12 9.55±3.34* 8.04±1.93*CIMT增厚組 30 16/14 67.8±12.7 24.4±3.3 142±12＊△ 77±14 8.23±2.88* 8.12±2.23*F(χ2)值2.343 0.570 11.047 0.072 8.019 10.587 P值 0.875 0.110 0.570 0.000 0.931 0.001 0.000組別 TG(mmol/L) TC(mmol/L)HDL－C(mmol/L)LDL－C(mmol/L)MMP－2(μg/L)TIMP－2(μg/L)hs－CRP(mg/L)0.268▲對照組 1.09±0.38 4.64±0.64 1.29±0.33 2.63±0.51 547±130 67.3±9.4 0.92±0.28無CIMT增厚組 2.52±2.29* 5.61±1.05* 1.01±0.33* 3.41±1.05* 986±104* 87.2±6.5* 2.72±1.12*CIMT增厚組 2.58±1.50* 6.18±1.20＊△ 0.97±0.25* 3.55±0.81* 1 346±204＊△ 102.6±14.5＊△ 4.29±2.59＊△F 值0.048 0.002 0.020 0.018 0.000 0.000 0.000 3.310 7.226 4.326 4.462 77.072 30.253 10.273 P值

表2 血清MMP－2、TIMP－2、hs－CRP與影響因素的相關性分析Table 2 Analysis of the correlation between the levels of serum MMP－2，TIMP－2 and hs－CRP and the influencing factor

2.3 多元逐步回歸分析 以MMP－2為應變量，收縮壓、TC、LDL－C、HbA1c、TG、FPG、TIMP－2、hs－CRP為自變量，進行多元逐步回歸分析，顯示TIMP－2、hs－CRP進入回歸方程，標準化偏回歸系數分別為0.829和0.166(P均＜0.05)。

以TIMP－2為應變量，收縮壓、TC、LDL－C、HbA1c、舒張壓、TG、MMP－2、hs－CRP為自變量，進行多元逐步回歸分析，顯示MMP－2、舒張壓進入回歸方程，標準化偏回歸系數分別為0.904和0.147(P均＜0.05)。

以hs－CRP為應變量，收縮壓、TC、LDL－C、HbA1c、FPG、MMP－2、TIMP－2為自變量，進行多元逐步回歸分析，顯示MMP－2、收縮壓進入回歸方程，標準化偏回歸系數分別為0.488和0.317(P均＜0.05)。

3 討論

糖尿病患者是大血管病變的高發人群，而大血管病變是糖尿病患者致死、致殘的主要原因之一。糖尿病患者心血管事件的發生率及病死率是非糖尿病患者的2～4倍［4］，且其大中AS比一般患者發生早、進展快、預后差。動脈內膜中層厚度(IMT)的增厚早于斑塊的發生，可作為早期AS的標志［5］。有研究表明，T2DM患者的IMT每增加0.1 mm，其發生卒中的危險性增加1.8 倍［6］。

MMPs是一組由結締組織細胞分泌參與ECM降解的Zn2+依賴性水解酶家族，在ECM的動態平衡、組織重塑、修復等病理生理過程中起重要作用。MMPs活性是血管生成所需的［7－8］，而血管形成和新生血管被認為是AS損傷進展的必要成分。MMP－2是MMPs中明膠酶的一種，能促進新生血管形成和增加血管通透性，在T2DM的AS發生、發展中發揮著重要的作用。正常情況下血管壁內皮細胞與基底膜緊密結合成血管壁的高度選擇性屏障，內皮細胞不分泌MMP－2，但當AS發生后，細胞因子、局部缺血、氧化低密度脂蛋白、血小板活化因子等可誘導內皮細胞分泌MMP－2，使內皮功能發生以下變化:(1)降解ECM，使血管中層平滑肌細胞突破周圍組織屏障及由蛋白多糖和膠原構成的致密網孔，從中膜移行至內膜并進行增殖，分泌更多的ECM，形成AS斑塊;(2)破壞斑塊表面的纖維帽成分，削弱其抵抗應力的作用，使斑塊易于破裂，繼發血栓形成和機化，導致AS損害進展和斑塊擴大［9］;(3)破壞細胞與基質間的相互作用，促進血管平滑肌細胞釋放可溶性Fas配體和膜結合型腫瘤壞死因子α，誘導血管平滑肌細胞發生凋亡，從而加速AS的發展［10］。AS的形成與發展過程也是ECM重建的過程，在這些過程中MMP－2發揮了重要的作用。

TIMP－2是MMP－2的特異性抑制因子，隨MMP－2的表達而表達，使MMP－2/TIMP－2在一定范圍內維持動態平衡。MMP－2與TIMP－2相互作用、相互協調，在血管重塑過程中起重要作用。TIMP－2對MMP－2具有雙重阻滯活性，它既可與活化的MMP－2結合使其失活，又可以與MMP－2酶原共價結合阻止其與細胞表面接觸，從而抑制MMP－2的活性［11］。多項研究結果表明，T2DM大血管病變患者血清MMP－2、TIMP－2水平明顯升高。本研究結果也發現，MMP－2和TIMP－2水平均與收縮壓、TG、LDL－C、HbA1c呈正相關，說明二者均與血壓、血糖、血脂及HbA1c水平有密切關系，與國外文獻報道一致［12］。與對照組比較，T2DM患者血清MMP－2、TIMP－2水平顯著升高，其中 CIMT增厚者較無CIMT增厚者更加明顯，提示MMP－2和TIMP－2水平的升高及MMP－2/TIMP－2比例失調是糖尿病大血管病變的危險因素之一，其在AS的發生、發展中起重要作用。

控制好血糖可減少糖基化產物的產生，有益于降低血脂水平，減少IMT增厚及斑塊的發生，從而減少AS的發生、發展。高血糖本身對MMP－2和TIMP－2的表達及活性也有著重要影響，有研究對人臍靜脈內皮細胞進行培養，發現在33 mmol/L的高糖狀態下內皮細胞MMP－2和TIMP－2的表達及活性均增加［13］。可見MMP－2/TIMP－2比例調控的紊亂是血管損害的一個關鍵因素，而高糖可誘導MMP－2的表達，增加糖尿病患者大血管病變的風險。

近來研究發現，T2DM及其大血管的AS均屬慢性炎癥性病變。炎癥時C反應蛋白 (CRP)水平迅速升高，但在低度慢性炎癥狀態下含量甚微，而hs－CRP能反映低度炎癥狀態下的CRP水平。hs－CRP是由肝臟產生的急性時相蛋白，是反映炎癥的非特異性敏感指標。它不僅是心血管疾病的獨立危險因素，還是AS的重要調節因子［14］。本研究也發現，T2DM患者中CIMT增厚者hs－CRP水平顯著高于無CIMT增厚者和健康者，提示hs－CRP是糖尿病大血管病變的危險因素之一。此外，本研究還發現hs－CRP水平與血清MMP－2、TIMP－2呈正相關，表明MMP－2和TIMP－2可能與炎癥密切相關。

綜上所述，CIMT不同，血清 MMP－2、TIMP－2、hs－CRP水平亦存在顯著差異，提示 MMP－2、TIMP－2及hs－CRP可能參與了T2DM大血管病變早期AS的發生、發展。另外，T2DM大血管病變患者血清MMP－2、TIMP－2、hs－CRP水平均有不同程度的升高，且MMP－2、TIMP－2與hs－CRP呈正相關，提示MMP－2、TIMP－2與炎癥密切相關。MMP－2和TIMP－2二者間的相互作用已越來越受到人們的關注，被認為是預防和治療AS的靶分子［15］。據此推測，特異性地抑制 MMP－2的表達或增加 TIMP－2的表達，降低MMP－2/TIMP－2的比例，在動脈硬化斑塊的形成和穩定方面起著重要作用，有可能成為治療AS的新靶點。

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