探讨MMP-9、TIMP-1、MMP-9/TIMP-1及ICTP与冠心病的相关性*

康彬 陈树涛 冯津萍

动脉粥样硬化易损斑块是指不稳定、易于破裂、易于形成血栓而导致不良心血管事件的斑块[1]。急性冠脉综合征（ACS）多是由斑块破裂、血栓形成导致的[2]。在急性心肌梗死中有3/4的病例是因为斑块破裂引起[3]。目前认为冠状动脉粥样硬化斑块进展的发生主要与炎症反应、氧化应激、脂质代谢异常、细胞凋亡、血管重塑、斑块内新生血管等因素相关。在众多因素中血管重塑在动脉粥样硬化（AS）中发挥重要作用，目前研究认为血管重塑存在细胞外基质（ECM）的改变，在血管结构中主要是Ⅰ型胶原，其降解产物主要是I型胶原吡啶交联终肽（ICTP），而作为参与ECM降解的基质金属蛋白酶（MMPs）、组织型基质金属蛋白酶抑制剂-1（TIMP-1）及胶原降解与血管重塑导致AS斑块不稳定性的关系研究甚少。本研究通过测定不同类型的冠心病患者血清内参与细胞外基质胶原降解的基质金属蛋白酶-9（MMP-9）、TIMP-1及I型胶原降解产物ICTP的浓度，旨在探讨血管重塑中胶原降解与冠心病（CHD）患者冠状动脉粥样硬化斑块不稳定性的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2013年1月-2014年1月在天津胸科医院心内科住院并行冠脉造影检查的患者131例，根据WHO冠心病诊断标准与分型分为：急性心肌梗死组（AMI组）39例、不稳定型心绞痛组（UAP组）54例、稳定型心绞痛组（SAP组）24例及冠脉造影检查显示管腔狭窄<50%合并不典型胸痛患者为对照组（C组）14例，排除标准：合并有出凝血功能障碍、血栓性疾病、风湿性瓣膜病、先天性心脏病、心肌病、肝功能及肾功能衰竭、骨代谢性疾病、肿瘤性疾病、营养不良者。各组一般资料比较，除胆固醇（TC）、低密度脂蛋白（LDL）数值比较差异有统计学意义（P<0.05），平均年龄、性别、吸烟、饮酒、高血压、糖尿病、体质指数（BMI）、血糖（Glu）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白（HDL）及脂蛋白a（LPa）之间比较差异均无统计学意义（P>0.05），见表1。

表1 各组患者一般资料的比较

1.2 方法 患者入院后30 min内，用临床促凝管取其静脉血2 mL，于4 ℃放置2 h后，采用低速心机在999 g条件下离心10 min，分离血清后采用酶联免疫分析 法（enzyme-linked immunoadsordent assay，ELISA）分析血清内MMP-9、TIMP-1及ICTP浓度。

1.3 统计学处理 采用SPSS 16.0统计学软件进行处理，计量资料以（±s）表示，两组间均数比较采用t检验，多组间均数的比较采用单因素方差分析检验，计数资料采用 X2检验，以P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

MMP-9、TIMP-1、MMP-9/TIMP-1及ICTP水平在C组、SAP组、UAP组和AMI组依次升高，并且MMP-9浓度在UAP组比SAP组高58.59 μg/L，在AMI组比UAP组高69.18 μg/L；TIMP-1浓度在UAP组比SAP组高36.18 μg/L，在AMI组比UAP组高19.49 μg/L；ICTP浓度在UAP组比SAP组高5.38 μg/L，在AMI组比UAP组高1.54 μg/L。各指标在SAP组与UAP组及UAP组与AMI组之间比较差异均有统计学意义（P<0.05），但在C组与SAP组之间比较差异无统计学意义（P>0.05），见表2。

表2 不同组别血清MMP-9、TIMP-1、ICTP、MMP-9/TIMP-1浓度的比较（x-±s）

3 讨论

在冠心病中，动脉粥样硬化的病理过程主要是动脉内膜相继出现脂质点和条纹、粥样和纤维粥样斑块及复合病变。在CHD患者中病情稳定与否与AS斑块的稳定性密切相关。AS的斑块可分为稳定型斑块和不稳定型斑块（易损型）。在易损型斑块中，因纤维帽变薄，斑块内富含脂质及炎症因子等原因导致斑块易于破裂致使CHD患者病情急剧恶化。斑块中纤维帽变薄主要与ECM的降解有关，而ECM的降解主要由胶原代谢导致，在这个过程中涉及到多种内源性酶的参与，这些包括构成不同胶原结构的MMPs及TIMPs[4-5]。

自1998年Hisashi等[6]首次报道了外周静脉血中MMP-2和MMP-9浓度与冠心病的关系后，MMP与冠状动脉粥样硬化的关系越来越受到人们的关注。MMPS是一类生物活性依赖于锌离子，能够降解细胞外基质成分的内肽酶，对ECM的稳态起着关键作用。MMP-9是由动脉粥样硬化斑块内巨噬细胞分泌， 可以降解粥样硬化斑块内细胞外各型胶原及明胶，是动脉粥样硬化形成和粥样斑块破裂的重要促进因素[7]。有较多研究发现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组浓度较SAP高58.58 μg/L，随着CHD患者病情加重，MMP-9的血清浓度均在逐渐升高，并且MMP-9、的浓度在SAP组与UAP组及UAP组与AMI组之间比较差异均有统计学意义（P<0.05）。TIMP-1是基质金属蛋白酶抑制剂，生理状态下主要由平滑肌细胞所表达，在体内通过结合MMP-1形成非共价的的复合物，进而阻断MMP-1与底物的结合而限制MMP-1降解胶原的作用[10]。大量研究证明，TIMPs可以影响MMPs的活性，TIMP水平的变化对MMPs非常重要[11]。在血清中MMP-9及其特定抑制物TIMP-1的浓度可分别反应胶原降解和抑制胶原降解的程度[12]。目前认为MMPs活性异常表达及MMPs/TIMPs失衡降解ECM和胶原，导致斑块的不稳定和斑块破裂促进AS的发展[13]。在本研究中显示，随着CHD病情的进展，血清中MMP-9及TIMP-1的浓度及MMP-9/TIMP-1的比值均在逐渐升高，提示伴随着疾病的进展，胶原代谢也在不断加强，参与胶原代谢的MMP-9及TIMP-1也越来越活跃，并且伴随着MMP-9及TIMP-1浓度的升高，MMP-9/TIMP-1的数值亦升高，并且MMP-9/TIMP-1的比值在SAP组与UAP组及UAP组与AMI组之间比较差异均有统计学意义（P<0.05），推断TIMP-1虽然是MMP-9的特定抑制剂，但在血管重塑斑块进展的过程中仍不足以完全抑制MMP-9降解胶原的过程。

ECM是构成血管壁的主要成分，而ECM的主要成分是胶原蛋白，它主要是用来维持细胞的形态及进行信号传递[14]。在AS形成的过程中，内皮损伤是AS的始动环节，ECM合成或降解失衡是AS的重要的环节。在笔者既往应用脂多糖诱导家兔的实验研究中，已发现在高血脂或炎症的刺激作用下，家兔颈动脉的病理切片显示内膜增厚，内弹力板的部分断裂或消失，内膜下脂质和胶原纤维沉积等，中膜平滑肌的增生致使中膜增厚[15]。因炎症刺激致使内皮细胞损伤，血小板（PLT）、单核细胞等黏附、聚集、释放各种炎症因子，刺激单核细胞、血管平滑肌细胞（VSMC）迁移及转化，致使胶原蛋白的合成增加，同时大量激活的MMPs降解胶原蛋白，致使ECM的合成及降解失衡，进而导致AS的形成。在ECM中的胶原主要是Ⅰ型胶原及Ⅲ型胶原，而Ⅰ型胶原为血管壁的主要胶原，占血管壁胶原总量的60%[16]，因此胶原的降解主要是Ⅰ型胶原。ICTP是Ⅰ型胶原被MMPs所降解的产物，因此当胶原被MMPs降解时，ICTP即释放入血[10]。ICTP作为Ⅰ型胶原的降解产物，可以提示Ⅰ型胶原在体内的降解过程。尽管国内外已有研究提示MMPs及TIMPs与AS斑块的形成、进展等相关，但ICTP与AS的关系研究甚少。本实采取检测血清内ICTP浓度，ICTP浓度在AMI组达到最高（10.89±0.78）μg/L，提示Ⅰ型胶原代谢在AMI患者中活跃，在UAP组、SAP组及对照组浓度依次为 （9.35±0.61）μg/L、（3.97±0.31）μg/L和 （3.96±0.32）μg/L，并且SAP组与UAP差异及UAP组与AMI组比较差异均有统计学意义（P<0.05），提示随着冠状动脉粥样硬化斑块不稳定性增加，胶原降解程度也在增加，表明在不稳定斑块破裂的过程中存在着I型胶原降解。胶原降解促进了不稳定斑块的破裂，进一步导致血栓的形成而发展成为ACS。

综上所述，在冠心病动脉粥样硬化不稳定斑块的进展中存在ECM的合成和降解，笔者的研究还进一步发现MMP-9对胶原的降解超过了TIMP-1对其抑制，而且明确了Ⅰ型胶原断裂参与了不稳定斑块的破裂过程。因此推测，通过测定CHD患者血清内MMP-9、TIMP-1、MMP-9/TIMP-1及ICTP的浓度，可提示冠脉斑块的不稳定性，则MMP-9/TIMP-1和ICTP可作为预测冠脉斑块不稳定性的指标之一。

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