探討MMP-9、TIMP-1、MMP-9/TIMP-1及ICTP與冠心病的相關性*

康彬 陳樹濤 馮津萍

動脈粥樣硬化易損斑塊是指不穩定、易于破裂、易于形成血栓而導致不良心血管事件的斑塊[1]。急性冠脈綜合征（ACS）多是由斑塊破裂、血栓形成導致的[2]。在急性心肌梗死中有3/4的病例是因為斑塊破裂引起[3]。目前認為冠狀動脈粥樣硬化斑塊進展的發生主要與炎癥反應、氧化應激、脂質代謝異常、細胞凋亡、血管重塑、斑塊內新生血管等因素相關。在眾多因素中血管重塑在動脈粥樣硬化（AS）中發揮重要作用，目前研究認為血管重塑存在細胞外基質（ECM）的改變，在血管結構中主要是Ⅰ型膠原，其降解產物主要是I型膠原吡啶交聯終肽（ICTP），而作為參與ECM降解的基質金屬蛋白酶（MMPs）、組織型基質金屬蛋白酶抑制劑-1（TIMP-1）及膠原降解與血管重塑導致AS斑塊不穩定性的關系研究甚少。本研究通過測定不同類型的冠心病患者血清內參與細胞外基質膠原降解的基質金屬蛋白酶-9（MMP-9）、TIMP-1及I型膠原降解產物ICTP的濃度，旨在探討血管重塑中膠原降解與冠心?。–HD）患者冠狀動脈粥樣硬化斑塊不穩定性的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2013年1月-2014年1月在天津胸科醫院心內科住院并行冠脈造影檢查的患者131例，根據WHO冠心病診斷標準與分型分為：急性心肌梗死組（AMI組）39例、不穩定型心絞痛組（UAP組）54例、穩定型心絞痛組（SAP組）24例及冠脈造影檢查顯示管腔狹窄<50%合并不典型胸痛患者為對照組（C組）14例，排除標準：合并有出凝血功能障礙、血栓性疾病、風濕性瓣膜病、先天性心臟病、心肌病、肝功能及腎功能衰竭、骨代謝性疾病、腫瘤性疾病、營養不良者。各組一般資料比較，除膽固醇（TC）、低密度脂蛋白（LDL）數值比較差異有統計學意義（P<0.05），平均年齡、性別、吸煙、飲酒、高血壓、糖尿病、體質指數（BMI）、血糖（Glu）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白（HDL）及脂蛋白a（LPa）之間比較差異均無統計學意義（P>0.05），見表1。

表1 各組患者一般資料的比較

1.2 方法 患者入院后30 min內，用臨床促凝管取其靜脈血2 mL，于4 ℃放置2 h后，采用低速心機在999 g條件下離心10 min，分離血清后采用酶聯免疫分析 法（enzyme-linked immunoadsordent assay，ELISA）分析血清內MMP-9、TIMP-1及ICTP濃度。

1.3 統計學處理 采用SPSS 16.0統計學軟件進行處理，計量資料以（±s）表示，兩組間均數比較采用t檢驗，多組間均數的比較采用單因素方差分析檢驗，計數資料采用 X2檢驗，以P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

MMP-9、TIMP-1、MMP-9/TIMP-1及ICTP水平在C組、SAP組、UAP組和AMI組依次升高，并且MMP-9濃度在UAP組比SAP組高58.59 μg/L，在AMI組比UAP組高69.18 μg/L；TIMP-1濃度在UAP組比SAP組高36.18 μg/L，在AMI組比UAP組高19.49 μg/L；ICTP濃度在UAP組比SAP組高5.38 μg/L，在AMI組比UAP組高1.54 μg/L。各指標在SAP組與UAP組及UAP組與AMI組之間比較差異均有統計學意義（P<0.05），但在C組與SAP組之間比較差異無統計學意義（P>0.05），見表2。

表2 不同組別血清MMP-9、TIMP-1、ICTP、MMP-9/TIMP-1濃度的比較（x-±s）

3 討論

在冠心病中，動脈粥樣硬化的病理過程主要是動脈內膜相繼出現脂質點和條紋、粥樣和纖維粥樣斑塊及復合病變。在CHD患者中病情穩定與否與AS斑塊的穩定性密切相關。AS的斑塊可分為穩定型斑塊和不穩定型斑塊（易損型）。在易損型斑塊中，因纖維帽變薄，斑塊內富含脂質及炎癥因子等原因導致斑塊易于破裂致使CHD患者病情急劇惡化。斑塊中纖維帽變薄主要與ECM的降解有關，而ECM的降解主要由膠原代謝導致，在這個過程中涉及到多種內源性酶的參與，這些包括構成不同膠原結構的MMPs及TIMPs[4-5]。

自1998年Hisashi等[6]首次報道了外周靜脈血中MMP-2和MMP-9濃度與冠心病的關系后，MMP與冠狀動脈粥樣硬化的關系越來越受到人們的關注。MMPS是一類生物活性依賴于鋅離子，能夠降解細胞外基質成分的內肽酶，對ECM的穩態起著關鍵作用。MMP-9是由動脈粥樣硬化斑塊內巨噬細胞分泌， 可以降解粥樣硬化斑塊內細胞外各型膠原及明膠，是動脈粥樣硬化形成和粥樣斑塊破裂的重要促進因素[7]。有較多研究發現MMP-9水平在UAP的患者高于SAP患者[8-9]，正如同在本研究中，MMP-9在UAP組濃度較SAP高58.58 μg/L，隨著CHD患者病情加重，MMP-9的血清濃度均在逐漸升高，并且MMP-9、的濃度在SAP組與UAP組及UAP組與AMI組之間比較差異均有統計學意義（P<0.05）。TIMP-1是基質金屬蛋白酶抑制劑，生理狀態下主要由平滑肌細胞所表達，在體內通過結合MMP-1形成非共價的的復合物，進而阻斷MMP-1與底物的結合而限制MMP-1降解膠原的作用[10]。大量研究證明，TIMPs可以影響MMPs的活性，TIMP水平的變化對MMPs非常重要[11]。在血清中MMP-9及其特定抑制物TIMP-1的濃度可分別反應膠原降解和抑制膠原降解的程度[12]。目前認為MMPs活性異常表達及MMPs/TIMPs失衡降解ECM和膠原，導致斑塊的不穩定和斑塊破裂促進AS的發展[13]。在本研究中顯示，隨著CHD病情的進展，血清中MMP-9及TIMP-1的濃度及MMP-9/TIMP-1的比值均在逐漸升高，提示伴隨著疾病的進展，膠原代謝也在不斷加強，參與膠原代謝的MMP-9及TIMP-1也越來越活躍，并且伴隨著MMP-9及TIMP-1濃度的升高，MMP-9/TIMP-1的數值亦升高，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計學意義（P<0.05），推斷TIMP-1雖然是MMP-9的特定抑制劑，但在血管重塑斑塊進展的過程中仍不足以完全抑制MMP-9降解膠原的過程。

ECM是構成血管壁的主要成分，而ECM的主要成分是膠原蛋白，它主要是用來維持細胞的形態及進行信號傳遞[14]。在AS形成的過程中，內皮損傷是AS的始動環節，ECM合成或降解失衡是AS的重要的環節。在筆者既往應用脂多糖誘導家兔的實驗研究中，已發現在高血脂或炎癥的刺激作用下，家兔頸動脈的病理切片顯示內膜增厚，內彈力板的部分斷裂或消失，內膜下脂質和膠原纖維沉積等，中膜平滑肌的增生致使中膜增厚[15]。因炎癥刺激致使內皮細胞損傷，血小板（PLT）、單核細胞等黏附、聚集、釋放各種炎癥因子，刺激單核細胞、血管平滑肌細胞（VSMC）遷移及轉化，致使膠原蛋白的合成增加，同時大量激活的MMPs降解膠原蛋白，致使ECM的合成及降解失衡，進而導致AS的形成。在ECM中的膠原主要是Ⅰ型膠原及Ⅲ型膠原，而Ⅰ型膠原為血管壁的主要膠原，占血管壁膠原總量的60%[16]，因此膠原的降解主要是Ⅰ型膠原。ICTP是Ⅰ型膠原被MMPs所降解的產物，因此當膠原被MMPs降解時，ICTP即釋放入血[10]。ICTP作為Ⅰ型膠原的降解產物，可以提示Ⅰ型膠原在體內的降解過程。盡管國內外已有研究提示MMPs及TIMPs與AS斑塊的形成、進展等相關，但ICTP與AS的關系研究甚少。本實采取檢測血清內ICTP濃度，ICTP濃度在AMI組達到最高（10.89±0.78）μg/L，提示Ⅰ型膠原代謝在AMI患者中活躍，在UAP組、SAP組及對照組濃度依次為 （9.35±0.61）μg/L、（3.97±0.31）μg/L和 （3.96±0.32）μg/L，并且SAP組與UAP差異及UAP組與AMI組比較差異均有統計學意義（P<0.05），提示隨著冠狀動脈粥樣硬化斑塊不穩定性增加，膠原降解程度也在增加，表明在不穩定斑塊破裂的過程中存在著I型膠原降解。膠原降解促進了不穩定斑塊的破裂，進一步導致血栓的形成而發展成為ACS。

綜上所述，在冠心病動脈粥樣硬化不穩定斑塊的進展中存在ECM的合成和降解，筆者的研究還進一步發現MMP-9對膠原的降解超過了TIMP-1對其抑制，而且明確了Ⅰ型膠原斷裂參與了不穩定斑塊的破裂過程。因此推測，通過測定CHD患者血清內MMP-9、TIMP-1、MMP-9/TIMP-1及ICTP的濃度，可提示冠脈斑塊的不穩定性，則MMP-9/TIMP-1和ICTP可作為預測冠脈斑塊不穩定性的指標之一。

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