缺血性腦白質病變與基質金屬蛋白酶-3、基質金屬蛋白酶-9的臨床關系研究

侯文哲，劉時華，鐘平

作者單位：安徽醫科大學附屬宿州醫院（宿州市立醫院）神經內科，安徽 宿州234000

缺血性腦白質病變（WMIL）最早是由Hachiski于1987年提出的影像學概念，系指腦室旁或皮質下白質區域呈現點狀或斑塊狀改變，在磁共振成像（MRI）T1 加權成像（T1WI）上表現為低信號T2 加權成像（T2WI）上表現為高信號。WMIL 是腦白質病變中最常見的一種類型，其發病原因主要是深部腦白質慢性低灌注損傷所致，其基本病理改變為腦室旁、雙側半卵圓區髓鞘脫失、軸索變性等［1］。WMIL病人早期無明顯臨床表現，隨著病情加重可出現認知功能障礙、步態異常、大小便失禁等。早期診斷及嚴重程度評估對WMIL病人的預后具有重要臨床價值［2］。既往研究表明MMP3、MMP9 與卒中后腦組織損傷具有相關性，可能的機制是破壞血-腦屏障完整性加重缺血后腦組織損傷［3］。關于MMP3、MMP9與WMIL嚴重程度的研究鮮為報道。本研究主要是觀察不同嚴重程度的WMIL 病人血清中MMP3、MMP9 的水平，探索兩者是否具有相關性，以期為WMIL診斷及病情評估提供新的方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料連續納入2019 年5 月至2020 年5月安徽醫科大學附屬宿州醫院神經內科收住的WMIL 病人117 例，男性61 例，女性56 例。入組標準：（1）年齡>50 歲；（2）3.0T 頭顱MRI 提示腦室旁或皮質下白質區域存在不同程度的病變，在T2液體衰減反轉序列（FLAIR）、T2WI 表現為高信號，T1WI上表現為低信號或等信號（由影像科醫生及神經內科醫生共同判斷）；（3）簽署知情同意書。排除標準：（1）頭顱CT/MRI 排除患腦出血急性期或急性腦梗死；（2）其他原因導致的腦白質病變：中毒、脫髓鞘、藥物、感染、變性病等；（3）合并自身免疫性疾病；（4）合并嚴重的心、肺、肝、腎功能障礙。另選擇同期該院的健康體檢者98例作為健康對照組，男性56 例，女性42 例，年齡>50 歲，頭顱MRI 檢查未見明顯異常，簽署知情同意書。本研究符合《世界醫學協會赫爾辛基宣言》相關要求。

1.2 方法

1.2.1收集方法 制定統一的Excel 表格，收集病人的一般臨床資料：性別、年齡、糖尿病史、高血壓史以及總膽固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、半胱氨酸蛋白酶抑制劑C（以下簡稱“胱抑素C”）、同型半胱氨酸（HCY）水平。

受試者均空腹12 h 以上于次日清晨抽取靜脈血5 mL，在3 000 r/min 離心15 min，提取分離出的血清，放置?80 ℃冷凍保存。

1.2.2 血清MMP3、MMP9 的檢查方法 將冷凍的

血清放在2～8 ℃度融化，采用酶聯免疫吸附測定在450 nm 波長的酶標儀器測定血清中MMP3、MMP9的吸光度，再通過標準曲線計算出各因子的濃度。

1.2.3 影像學評估 納入病人均采用3.0T 的MRI進行掃描，參照Fazekas 分級量表對T1WI、T2WI 以及FILAIR 相的腦室周圍和皮質下白質區域的病變進行評估，兩個區域評估分數相加計算出總分，滿分12 分，分為輕度組51 例（1～4 分）、中度組35 例（5～8分）、重度組31例（9～12分）。

1.3 統計學方法采用SPSS 23.0 軟件進行統計分析。計量資料以±s表示，兩組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，多組間比較采用單因素方差分析，多組間的兩兩比較采用SNK法。計數資料以百分數（%）表示，比較采用χ2檢驗。確定WMIL 的獨立危險因素采用多因素logistic 回歸分析。WMIL 嚴重程度與血清中MMP3、MMP9 水平相關性分析采用Spear?man 相關性分析。以P<0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組一般臨床資料及血清中MMP3、MMP9水平的比較兩組的糖尿病患病率、總膽固醇、胱抑素C、HCY、MMP3、MMP9 水平差異有統計學意義（P<0.05）；兩組間性別構成比、年齡、高血壓患病率、三酰甘油、LDL-C 水平差異無統計學意義（P>0.05），見表1。

2.2 不同嚴重程度的WMIL 血清中MMP3、MMP9水平的比較不同嚴重程度的WMIL各組之間血清中MMP3、MMP9 水平差異有統計學意義（P<0.05），見表2。

表2 不同嚴重程度的WMIL血清中MMP3、MMP9水平比較/（μg/L，± s）

表2 不同嚴重程度的WMIL血清中MMP3、MMP9水平比較/（μg/L，± s）

注：WMIL 為缺血性腦白質病變，MMP3 為基質金屬蛋白酶-3，MMP9為基質金屬蛋白酶-9。

MMP9 35.25±6.65 76.99±9.58 110.07±14.72 443.65<0.001組別WMIL輕度組WMIL中度組WMIL重度組F值P值例數51 35 31 MMP3 155.22±20.27 218.73±14.55 221.63±21.01 128.58<0.001

2.3 WMIL 病人危險因素的logistic 回歸分析結果將表1，2中差異有統計學意義的指標作為自變量，將是否患有WMIL 作為因變量進行多因素logis?tic 回歸分析，結果提示HCY、MMP3、MMP9 均是WMIL病人的獨立危險因素（P<0.05），見表3，4。

表1 健康對照組和WMIL組一般臨床資料及血清中MMP3、MMP9水平對比

表3 WMIL病人117例危險因素的多因素logistic回歸分析變量賦值情況

2.4 WMIL 組Fazekas 評分與血清中MMP3、MMP9 濃度的相關性分析結果根據Spearman 相關性分析得出：WMIL 組Fazekas 評分與血清中MMP3 的水平呈正相關（r=0.786，P=0.035），與血清中MMP9的水平呈正相關（r=0.866，P=0.009）。

表4 WMIL病人117例危險因素的多因素logistic回歸分析結果

3 討論

隨著人口老齡化的日益加劇及生活水平的提高，WMIL在人群中的患病率在逐年攀升。WMIL早期臨床表現往往不典型，當出現認知功能障礙、肢體無力及大小便失禁等臨床癥狀時多數已存在一定程度的腦白質病變，嚴重影響了病人生活質量［4］。因此，早診斷、早治療對WMIL病人尤為重要。目前WMIL 的診斷主要依賴于影像學檢查，但因為價格昂貴等因素，部分病人錯過了早期診斷的時機。若能夠研究出一種早期診斷及病情評估的生物學指標物，將對病人的治療及預后具有重要的臨床價值［5］。

WMIL 的發病機制尚不明確，既往研究表明存在幾種可能：（1）慢性低灌注顱腦損傷；（2）血-腦屏障損傷；（3）炎癥與氧化應激；（4）內皮細胞的功能障礙；（5）β 淀粉樣物質沉積；（6）遺傳多態性。其中血-腦屏障損傷是WMIL 發生和發展的重要過程［6］。血-腦屏障是位于中樞神經系統和外周血液之間的生理屏障，具有維持腦內微環境穩態的生理功能。血-腦屏障結構和功能完整是維持其通透性的前提，任何破壞血-腦屏障完整性的物質都會增高其通透性，致使血液中的有害物質及生物大分子進入腦組織間隙，加重腦組織損傷及水腫。MMP3、MMP9 均屬于基質金屬蛋白酶家族（MMPs）。MMPs 是一種鋅離子依賴性的內肽酶，能夠降解層粘連蛋白、膠原和纖連蛋白在內的多種細胞外基質，被證明參與多種神經系統疾病的調控，其中包括有多發性硬化癥、阿爾茨海默病和惡性膠質瘤，近年來有研究表明MMPs 與卒中后腦組織損傷有關［7］。MMP3 又稱為基質溶解酶-1，具有降解Ⅳ、Ⅴ型膠原、軟骨蛋白多糖、纖維連接蛋白的能力。腦組織缺血會誘導內皮細胞、星形膠質細胞MMP3 的表達，通過破壞血-腦屏障的基底膜和連接蛋白，致使腦組織水腫及損傷的加重［8］。國外學者研究發現，腦缺血的大鼠會隨著血液中MMP3 含量的升高而進一步加重，并且這種因子可能參與血-腦屏障的破壞［9-10］。相反，Asahi 等人研究發現通過給予缺血性腦白質病變病人MMP3 的抑制劑，發生缺血壞死的腦白質得到了修復［11］。MMP9 又稱為明膠酶B，被認為是腦組織缺血的重要因子，是急性腦血管病重要病理基礎。在缺血受損的腦組織中，MMP9在神經元、內皮細胞中高表達，通過降解細胞外基質，導致血-腦屏障通透性的增加。有學者研究發現，急性腦卒中病人血清中MMP9 水平與梗死面積成正比［12-14］。國外學者研究表示MMP9的基因多態性會增高腦血管疾病的發生率，存在有MMP9-1562C/T（rs3918242）基因的人群要比普通人群發生腦血管疾病的風險要大［15-16］。目前關于血清中MMP3、MMP9 水平與WMIL嚴重程度的研究鮮為報道。

本研究通過對117例WMIL 病人和98例健康人群外周血中的MMP3、MMP9 水平進行比較，結果發現血清中MMP3、MMP9水平與WMIL 嚴重程度具有正相關并且是WMIL 發生的獨立危險因素。提示MMP3、MMP9 參與WMIL 的發病過程。其原因可能是通過破壞血-腦屏障的完整性，致使血液中更多的炎癥因子進入腦組織當中，進一步加重腦組織的損傷。兩者的相關性提示MMP3、MMP9 可用于診斷WMIL，并且可用于疾病嚴重程度的評估。對WMIL病人早期診斷及針對性治療提供方便。

此次研究對WMIL 危險因素進行多因素logistic分析，結果顯示HCY 是WMIL 病人獨立的危險因素。HCY 是腦血管病和動脈硬化的危險因素，究其原因可能是：（1）高水平的HCY 導致腦血管損傷和神經毒性損傷。（2）較高的HCY 能夠抑制人體內CO合成酶活性，導致內皮細胞功能障礙，誘導凝血酶的激活及血小板聚集促進血栓形成［17］。（3）高水平的HCY 能夠促進動脈內膜增厚導致動脈斑塊形成［18-21］。故HCY 較高的中老年人群，是排查患有WMIL的重點人群。

綜上所述，WMIL 病人血清中MMP3、MMP9 水平與疾病嚴重程度具有正相關，對疾病的早期診斷與病情嚴重評估具有重要臨床價值。Hcy、MMP3、MMP9 均是WMIL 的獨立危險因素，控制危險因素、排查是否患有WMIL，預防疾病的發生和發展。此次研究樣本量不足，今后研究還需進一步擴大隊列樣本，并對入組病人進行隨訪，對于臨床早發現、早干預WMIL提供客觀依據。