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(dòng)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(xiàng)重要疾病。老年人因機(jī)體諸多功能衰退，為AMI的高危人群。同時(shí)，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(xiàng)主要誘因，因此盡早確診心室重構(gòu)及時(shí)治療是提高老年AMI患者預(yù)后的基礎(chǔ)[1-3]。在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的形成與演進(jìn)過程中諸多細(xì)胞因子的表達(dá)水平隨之發(fā)生異常改變，特別AMI后諸多炎性因子、細(xì)胞黏附因子、內(nèi)皮細(xì)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(xì)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(jìn)動(dòng)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(dá)極低，但在病理重塑過程中，MMP-1的表達(dá)異常增加，并且隨著AMI的加重，心肌中MMP-1的表達(dá)顯著增加[7]。腫瘤壞死因子-α(TNT-α)是由單核/巨噬細(xì)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(jī)體的炎癥活躍程度。當(dāng)心肌梗死在體內(nèi)發(fā)生時(shí)，TNF-α由心臟巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，同時(shí)也可能由梗死區(qū)及其周圍區(qū)域的心肌細(xì)胞產(chǎn)生。AMI發(fā)生后，TNF-α水平立即升高，12 h內(nèi)達(dá)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(xì)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(dòng)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(bào)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(gè)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(jì)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(dòng)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(gè)月時(shí)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(shí)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(gè)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(dòng)、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(jí)患者。

1.3 觀察方法 觀察2組患者PCI術(shù)后1個(gè)月的心功能指標(biāo)：左心室質(zhì)量指數(shù)(LVMI)、左心室射血分?jǐn)?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(dá)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(gè)心動(dòng)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(jì)算；按公式：LVMI(g/m2)=LVM/BSA(體表面積)計(jì)算LVMI。

1.3.2 血清指標(biāo)：血清TNF-α、MMP-1表達(dá)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(jī)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(jì)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(dá)水平比較，差異均有統(tǒng)計(jì)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(fù)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(fù)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(jì)值明細(xì)

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(dú)立危險(xiǎn)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(jì)值明細(xì)

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(dá)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(xiǎn)因素，特別是對于能夠有效反映AMI患者預(yù)后的危險(xiǎn)因素[13]。心臟為心肌細(xì)胞與心肌細(xì)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(xì)胞的肥厚、凋亡與壞死等一系列病理改變與細(xì)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(xiàng)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(rèn)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(xì)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(dá)可導(dǎo)致心肌細(xì)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(dá)以維持心臟的正常膠原代謝過程。AMI的發(fā)生使心肌細(xì)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(qiáng)，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(jìn)，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(xì)胞出現(xiàn)滑位，臨終導(dǎo)致心室重構(gòu)、心臟進(jìn)行性擴(kuò)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(gè)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(xì)胞分泌，負(fù)責(zé)機(jī)體的炎性反應(yīng)；后者主要來源于淋巴細(xì)胞，主要負(fù)責(zé)機(jī)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(xì)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(xì)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(xì)胞交換信息，激活生物功能，最終達(dá)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(xì)胞具有明確的負(fù)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(xì)胞隨之發(fā)生炎性應(yīng)激反應(yīng)，致使TNF-α等諸多炎性細(xì)胞因子的表達(dá)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(shí)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(huì)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(xì)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(xì)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(shí)還能夠通過誘導(dǎo)單核巨噬細(xì)胞吞噬氧化低密度脂蛋白，進(jìn)而促進(jìn)冠狀動(dòng)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(jìn)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(dá)水平均具有明確的統(tǒng)計(jì)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(dá)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(jì)學(xué)分析表明，TNF-α、MMP-1的異常升高表達(dá)與LVMI、IVS、LVESV呈正相關(guān)性，與LVEF呈負(fù)相關(guān)性，提示TNF-α、MMP-1表達(dá)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(dá)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(rèn)為與以下幾點(diǎn)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(dá)與活性；(2)患者均長期應(yīng)用他汀類藥物進(jìn)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(dòng)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(gè)體性差異；最后，AMI后心室重構(gòu)為慢性進(jìn)行性病變，本次研究時(shí)間點(diǎn)為AMI患者PCI治療后的1個(gè)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(dá)水平出現(xiàn)較大差異。為了明確血清TNF-α、MMP-1表達(dá)水平與AMI后心室重構(gòu)的關(guān)系，我們對本組資料進(jìn)行了進(jìn)一步Logistic分析，結(jié)果表明TNF-α、MMP-1升高表達(dá)均為AMI后心室重構(gòu)的獨(dú)立危險(xiǎn)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(dá)為老年心肌梗死后心室重構(gòu)發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。