心力衰竭患者血清MMP-9、LPO、cathepsin S水平檢測及其臨床意義

張雯艷，華瑋，居培紅，李錚，黃侃

同濟大學附屬楊浦醫院急診科，上海 200090

心力衰竭(簡稱“心衰”)是臨床上常見的心血管疾病，它是指人體心臟的功能及結構發生了異常改變，從而產生了咳嗽、呼吸困難、水腫、乏力等多種臨床綜合征，是多種心血管疾病的終末階段[1]。心衰具有較高的再住院率與死亡率，被廣泛認為是一種典型的全球性心臟疾病，對人類的健康與生命安全造成了嚴重威脅。據相關資料顯示，我國的心衰患者約有450萬，其發病率約為0.9%，在住院心衰患者中每年約有5.4%的死亡率[2]。心衰的發病機制是由多種因素共同作用的結果，明確其發病機制對診斷與治療心衰具有重要意義。近年來隨著醫學的不斷發展，對于心衰標志物的研究有了一定的新進展，其中基質金屬蛋白酶9(MMP-9)、脂質過氧化物(LPO)、組織蛋白酶S (cathepsin S)備受關注。本研究通過檢測對比分析心衰患者與健康人群血清中MMP-9、LPO、cathepsin S 水平，以探究MMP-9、LPO、cathepsin S對心衰患者的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2021年3月至2022年3月期間同濟大學附屬楊浦醫院收治的50例心衰患者作為研究組。納入標準：(l)研究組患者經臨床診斷確診為心衰患者，符合《中國心力衰竭診斷和治療指南2018》[3]中的相關標準；(2)所有患者均簽署知情同意告知書。排除標準：(1)伴有肝、肺方面疾病者；(2)伴有精神病者；(3)依從性差，不愿配合者。另選取本院同期體檢健康者50 例作為對照組。對照組中男性24 例，女性26例；年齡28～56歲，平均(44.0±12.0)歲。研究組中男性26 例，女性24 例；年齡26～54 歲，平均(44.0±10.0)歲；NYHA 分級：Ⅰ級10 例、Ⅱ級13 例、Ⅲ級11 例、Ⅳ級16 例。兩組受檢者的年齡和性別比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，具有可比性。本研究經我院倫理委員會批準。

1.2 觀察指標與檢測方法 (1)MMP-9、cathepsin S：所有受檢者均于清晨空腹抽取靜脈血5 mL，采用離心機以3 000 r/min進行離心，提取上層清液血清保存待測。采用酶聯免疫吸附法檢測MMP-9、cathepsin S 水平，試劑盒選用上海齊態生物科技有限公司提供。(2)LPO：采用硫代巴比妥酸(TBA)比色法測定LPO水平，試劑盒選用上海梵態生物科技有限公司提供，以上操作均由同一名經驗豐富的醫師進行檢測。

1.3 統計學方法 應用SPSS25.0 統計軟件進行數據分析。計量資料以均數±標準差(±s)表示，多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用t檢驗，計數資料比較采用χ2檢驗，采用受試者工作特征曲線(ROC)分析MMP-9、LPO、cathepsin S對心衰的診斷價值。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組受檢者的血清MMP-9、LPO、cathepsin S水平比較 研究組患者的血清MMP-9、LPO、cathepsin S 水平明顯高于對照組，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表1。

表1 兩組受檢者的血清MMP-9、LPO、cathepsin S水平比較(±s)Table 1 Comparison of serum levels of MMP-9,LPO,and cathepsin S between the two groups(±s)

表1 兩組受檢者的血清MMP-9、LPO、cathepsin S水平比較(±s)Table 1 Comparison of serum levels of MMP-9,LPO,and cathepsin S between the two groups(±s)

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2.2 不同NYHA分級患者的血清MMP-9、LPO、cathepsin S 水平比較 不同NYHA 分級患者血清中MMP-9、LPO、cathepsin S水平比較差異均有統計學意義(P＜0.05)，且NYHA 分級越高患者血清中MMP-9、LPO、cathepsin S水平越高，見表2。

表2 不同NYHA 分級患者的血清MMP-9、LPO、cathepsin S 水平比較(±s)Table 2 Comparison of serum levels of MMP-9,LPO,and cathepsin S among patients with different NYHA grades(±s)

表2 不同NYHA 分級患者的血清MMP-9、LPO、cathepsin S 水平比較(±s)Table 2 Comparison of serum levels of MMP-9,LPO,and cathepsin S among patients with different NYHA grades(±s)

注：與Ⅰ級比較，aP＜0.05；與Ⅱ級比較，bP＜0.05；與Ⅲ級比較，cP＜0.05。Note: Compared with grade Ⅰ,aP＜0.05; Compared with grade Ⅱ,bP＜0.05;Compared with grade Ⅲ,cP＜0.05.

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2.3 血清中各指標單獨及聯合檢測對心衰的診斷效能 MMP-9、LPO、cathepsin S各指標對心衰均具有一定的診斷價值，聯合診斷的準確度最高，為93.48%，三個指標中MMP-9 的特異性與靈敏度均最高，分別為81.62%、84.28%，但cathepsin S的準確度最高，為86.24%，見表3、圖1。

圖1 血清中各指標單獨及聯合檢測診斷心衰的ROCFigure 1 ROC for diagnosing heart failure using single and combined detection of the three indicators in serum

3 討論

心力衰竭是臨床上常見的慢性疾病，其發病率與病死率逐年呈上升趨勢，是各種心臟疾病發展的終末結局。心力衰竭的病理生理機制為心肌重塑，心肌重塑是指患者的心肌結構、功能及其表型在神經內分泌系統的作用下發生了一系列變化，從而使患者心肌的舒張、收縮功能發生了一定的障礙，嚴重時引發了心功能衰竭[4]。目前，在臨床上用于診斷心力衰竭的血清指標多為氨基末端-B型利鈉肽前體與B型利鈉肽，該兩種血清指標具有較高的陰性預測率，但其對冠脈病變所引發的心衰其特異性較低，且檢測價格昂貴，從而限制了其在臨床上的廣泛應用[5]。為了尋求更為經濟方便的血清診斷指標，本研究通過檢測心衰患者血清中的MMP-9、LPO、cathepsin S水平以探究其臨床價值。

基質金屬蛋白酶在組織重構中具有重要的作用，它能對細胞外基質成分中的蛋白水解酶進行特異降解，參與了心室重構的Zn2+的依賴性。其中MMP-9是基質金屬蛋白酶家族中的一員，是一種活性蛋白水解酶，具有特異性，能直接對心肌細胞外基質蛋白成分發揮降解作用，并通過參與趨化因子、細胞因子的激活來調節心室重構，從而參與了心肌重塑[6-7]。氧自由基介導脂質的過氧化與抗氧化能力降低是引起心衰的重要原因，心衰患者的心臟及其周圍的器官均會出現不同程度的缺氧、缺血，當心衰患者心臟缺血時會造成細胞內酸中毒激活磷脂酶并通過花生四烯酸的代謝作用產生較多的氧自由基，LPO是氧自由基介導的脂質過氧化反應產物，故心衰時患者血清中的LPO水平會急劇上升[8-9]。cathepsin S 是一類溶酶體蛋白酶，其在酸性環境中易被活化，具有一定的特異性，能對正常的彈力蛋白、膠原蛋白發揮一定的降解作用。另有，其在心肌損傷修復、血管壁重建、細胞增殖、細胞外基質等病理過程中均發揮著重要作用[10-11]。

本研究結果表明，心衰患者血清中MMP-9、LPO、cathepsin S 水平均明顯高于健康人群，提示MMP-9、LPO、cathepsin S 均參與了心衰的發生與發展。另有，不同NYHA分級的心衰患者血清中MMP-9、LPO、cathepsin S 水平比較差異有統計學意義(P＜0.05)，且NYHA分級越高患者血清中MMP-9、LPO、cathepsin S水平越高；MMP-9、LPO、cathepsin S 各指標對心衰均具有一定的診斷價值，聯合診斷的準確度最高，為93.48%，三個指標中MMP-9 的特異性與靈敏度均最高，分別為81.62%、84.28%，但cathepsin S 的準確度最高，為86.24%。以上結果均提示血清MMP-9、LPO、cathepsin S 水平與心衰程度有一定的相關性，且對心衰患者具有一定的診斷價值。這與李鎮等[12]、嚴婷等[13]的研究結果基本一致。分析其原因在于：(1)心衰患者發生心衰時會激活MMP-9，基質中的膠原成分被降解，改變了膠原網的量與組成結構，疏散了心肌細胞間的連接，在受到持續室壁壓力的作用下，患者心室的構型發生了改變，從而導致了心室重構；(2)心衰患者因心肌缺血、缺氧造成了黃嘌呤及其氧化酶的聚集，增加了氧自由基，增強了脂質的過氧化作用，使氧自由基的產生與清除失去平衡，從而使患者的LPO水平升高；(3)心衰患者隨著病情的日益嚴重使機體內的抗氧化酶對氧自由基的清除功能下降，也會增強患者血清中LPO的含量；(4)cathepsin S能對人體中正常的膠原蛋白與彈力蛋白進行有效的降解，從而加快了心室重構，故心衰患者在發生心衰時易引起心室重塑，從而導致cathepsin S水平升高[14-15]。

綜上所述，心衰患者血清MMP-9、LPO、cathepsin S水平較高，且與患者的心衰程度呈正相關，在臨床上可作為評估心衰嚴重程度的重要指標，臨床意義大，值得推廣應用。