血清MMP-9，TIMP-1及VEGF水平检测对冠状动脉支架内再狭窄诊断的研究进展

荣 钰,董 莉

(内蒙古医科大学附属医院,呼和浩特 010050)

冠状动脉内支架植入术自1986年Pue 和Sigwart 在人体内成功植人第1 枚金属支架以来得到迅速普及应用，但随着经皮冠状动脉介入治疗（PCI）数目的增加，支架内再狭窄（in-stent restenosis，ISR）也成为一个不可小觑的问题。裸金属支架时期，再狭窄率高达17%～32%，即使在药物涂层支架时代，再狭窄率仍然可达到10%左右[1]。

1 支架内再狭窄分类及发生机制

1.1 ISR 分类 ISR 是指PCI 术后血管造影显示支架植入后血管段超出50%的直径狭窄（包括支架两端5mm 血管段）[2]。临床上主要采用Mehran 分型方法[3]将ISR 分为4型,分别为Ⅰ型（局限型）：狭窄位于支架内或边缘部，狭窄长度≤10mm；Ⅱ型（弥漫型）：狭窄处于支架内，狭窄长度＞10mm；Ⅲ型（增生型）：狭窄长度＞10mm，且狭窄扩展到支架外；Ⅳ型（闭塞型）：支架完全闭塞，心肌梗死溶栓治疗（TIMI）血流0 级。

1.2 ISR 发生机制 ISR 已经成为困扰临床医师的重要问题[4-6]。但ISR 发生机制尚不明确，PCI 术后对于血管来说是一个炎症反应及修复过程，过度反应即造成ISR 的发生。目前发现ISR 可能与以下几种因素有关：

1.2.1 血管内皮损伤：植入的支架或球囊造成血管扩张，斑块受到挤压，导致内膜下成分暴露，血小板大量聚集，中性粒细胞等炎性细胞局部浸润、活化，促使再狭窄形成。

1.2.2 平滑肌细胞（VSMC）的增殖及迁移：组织学分析显示血管平滑肌细胞占新生内膜细胞的大多数，当血管受到损伤时，合成型平滑肌细胞开始大量增殖，同时表现型由收缩型转化为合成型，进一步促使新生内膜增生，使血管壁增厚，导致冠状动脉管腔再狭窄。

1.2.3 血管外基质重构：成纤维细胞于血管受损后增殖，合成细胞外基质（ECM），大量金属基质蛋白酶可降解细胞外基质，引起基质重构，而在ISR后期，原有基质降解的同时，新的基质成分也相应增加，胶原重新排布与机化，进一步导致了血管再狭窄的发生。

1.2.4 炎症反应：支架植入后对血管造成牵拉及压迫，局部形成慢性炎症，且支架相对于机体属于异物，可激活机体免疫应答，促使炎性细胞聚集、活化及炎症因子的释放，使血管内膜增厚，再狭窄随之形成[7]。

2 金属基质蛋白酶-9，金属基质蛋白酶抑制剂-1，血管内皮生长因子介绍

2.1 金属基质蛋白酶-9 金属基质蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）是一类依赖钙离子、锌离子的内肽酶大家族，目前已经发现有26个家族成员，MMPs 由多种细胞类型产生，包括成纤维细胞和平滑肌细胞，其能够降解细胞外基质成分，促进血管内皮和VSMC 的增殖和迁移。MMPs 参与许多病变过程，如肿瘤浸润转移、动脉粥样硬化(atheroscle-rosis,AS)、再狭窄及冠状动脉硬化性心脏病(coronary heart disease,CHD)等。自从1988年KAI 等[8]首次报道了外周静脉血中MMPs 浓度与冠心病的关系后，冠状动脉粥样硬化与MMPs 的相关性越来越得到大家的关注。BENCH 等[9]发现人类生理状态下动脉组织的内皮细胞和平滑肌细胞存在多种MMPs 及TIMPs 的表达，但都不具备活性，而当支架植入时对血管造成机械损伤时，导致内皮组织暴露，易损斑块周围有大量炎症细胞浸润( 主要为巨噬细胞、淋巴细胞等），MMPs 出现大量分泌及表达。除此之外，也有证据表明其可能在ISR 的发病机制中起重要作用[10]。MMP-9 是大家族中重要的一员，其又称为明胶酶B，分子量为92kD，是已经发现的金属基质蛋白酶家族中分子量最大的酶，MMP-9 拥有特有的Ⅴ型胶原样功能域，其通过蛋白溶酶依赖性与非依赖性两种途径介导选择性地与细胞外基质结合。而MMP-9 作为炎性因子也参与ISR 的整个过程，它可降解ECM，使VSMC 向内膜迁移、增殖，大量炎性细胞浸润及血小板聚集，进一步促进动脉粥样硬化斑块形成等。大量临床研究表明其参与PCI 术后支架内再狭窄的发生[11-13]。牛晓婷等[14]报道血清MMP-9 水平在Ⅲ型和Ⅳ型再狭窄患者中均高于Ⅰ型再狭窄患者（P＜0.05），提示MMP-9 可作为冠状动脉疾病严重程度的评估指标。

2.2 金属基质蛋白酶抑制剂-1（TIMP-1） 金属基质蛋白酶抑制剂（Tissue Matrix Metalloprote Inaseinhibitors ，TIMPs）是体内细胞分泌的一组多基因家族的编码糖蛋白，目前已发现有4种TIMPs:TIMP-1，TIMP-2，TIMP-3 和TIMP-4[15]。其是MMPs的内源性特异抑制因子[16]，以1∶1 的比例组成MMP-TIMP 复合物，进而阻断MMPs 与底物结合，从而抑制细胞外基质的降解。TIMP-1 是一种主要由巨噬细胞和结缔组织细胞分泌、广泛存在于组织和体液中分子量为28kD 的物质，它可以被多种细胞因子诱导产生，是MMP-9 的特定抑制物，生理状态下，二者保持动态平衡。现有研究表明，TIMP-1 的异常表达促使斑块纤维帽内的部分成分降解，影响斑块内一些相关的炎性因子，这与血管重构、新生血管形成有关[17-18]。PEIERSEN 等[19]发现动脉粥样硬化斑块破裂处MMP-9表达明显增加，而TIMP-1 浓度却降低。血清中MMP-9 及TIMP-1含量也反映了基质被降解和抑制降解的水平[20]，从而可以预测冠状动脉支架植入术后再狭窄发生。

2.3 血管内皮生长因子（VEGF） 血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是一个糖蛋白家族，富含半胱氨酸，活性形式为二聚体，分子量为35～40kD,其包括VEGF-A，VEGF-B，VEGF-C，VEGF-D，VEGF-E，VEGF-F和胎盘生长因子（PGF）。VEGF-B 可抑制内皮细胞凋亡，促进心肌组织中新生血管的生成[21]。VEGF-C，VEGF-D，VEGF-E，与VEGF-A 生物学作用相似，具有增加心肌组织中新生血管及淋巴管的能力。通常情况下VEGF 即指VEGF-A。正常情况下，VEGF 在人体内水平偏低，当冠状动脉出现管腔闭塞时，心肌细胞出现缺血、缺氧，导致VEGF 大量表达，促进血管内皮细胞增殖修复及迁移。其不仅参与胚胎新生血管形成，亦与生理性血管损伤的修复及促进病理性血管新生有关[22]。有研究表明，在PCI 时，VEGF 被检测到在支架植入的冠状动脉血管内膜处血清水平显著升高[23]。研究表明血管内皮生长因子水平升高与冠状动脉损伤及血小板聚集有关，VEGF 可通过促进单核细胞趋化及斑块新生血管形成诱导动脉粥样硬化[24],多因素回归分析显示，ISR 患者的VEGF 血清峰值水平明显高于冠状动脉无ISR 患者，术后VEGF 血清峰值水平对ISR 有独立预测价值[25]。这也是其可以作为评估ISR 指标的原因。

3 MMP-9，TIMP-1及VEGF检测对于ISR的相关研究

目前检测MMP-9，TIMP-1，VEGF 最主要的方法为酶联免疫吸附测定法（ELISA法），它是酶免疫测定中应用最广泛的方法，具有操作简便、特异度及灵敏度高等优点。牛晓婷等[14]应用ELISA法测定MMP-9，方法为纳入434例植入药物涂层支架的冠心病患者，根据复查冠脉造影的结果分为再狭窄组（ISR，41例）和非再狭窄组（NO-ISR，393例），ISR组血清MMP-9 水平高于NO-ISR组，差异具有统计学意义（P＜0.001），继而可以得出在ISR 的发生中MMP-9 发挥着重要的作用，可作为判断再狭窄的重要指标的结论。张燕等[26]也使用ELISA 方法测定MMP-9，发现ISR组血清MMP-9水平较非ISR组明显升高，两组具有统计学差异（P＜0.01），且回归分析进一步表明MMP-9 水平升高与ISR 呈正相关，提示ISR 的形成与相关炎症介质的表达密不可分，监测其水平对于ISR 有一定预测价值，从而指导临床尽早的预防治疗。

康彬等[20]研究招募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%并发不典型胸痛患者为对照组（C组）14例，采用ELISA法测定TIMP-1，结果显示TIMP-1 浓度UAP组高于SAP组36.18 μg/L，在AMI组高于UAP组19.49 μg/L，两组差异具有统计学意义（P＜0.05），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）。研究显示随着病情的进展，TIMP-1及MMP-9/TIMP-1水平呈上升趋势，TIMP-1水平还与斑块不稳定相关，并且发现MMP-9/TIMP-1 与冠状动脉硬化斑块稳定性有关，与狭窄数量有显著正相关，故其有望成为诊断冠状动脉斑块不稳定及斑块易损的指标。

杨敏等[27]将急性冠脉综合征患者纳入急性冠脉综合征组（ACS组），筛选出稳定性心绞痛、不稳定型心绞痛、非ST 段抬高的急性心肌梗死、ST 段抬高急性心肌梗死患者各40例，将同期在我院体检的40例健康者纳入健康组。运用ELISA法测定VEGF水平，结果表明ACS组明显高于健康组，两组差异具有统计学意义（P＜0.05），且不同病变程度ACS 患者的血清学指标差异有统计学意义 (P＜0.05)，可以推断，病变程度越重，VEGF 浓度越大，所以可以推断VEGF 对于ISR 有一定的预测诊断价值。

4 总结与展望

冠心病是当前严重威胁人类健康的疾病。PCI是目前医学领域公认的检查冠心病患者血管最有效的方法，然而PCI 术后3～6个月再狭窄率较高，严重影响了其远期效果，所以防止再狭窄已成为PCI 术后的首要任务。ISR 的诊断金标准是冠状动脉造影等有创性检查，但是此类检查具有创伤性、费用高、随访困难等缺点，监测血清MMP-9 及TIMP-1，VEGF 的水平来预测ISR 的发生，既避免了以上难点，而且可操作性较强，患者依从性好，具有相当大的推广价值。同时将以上三项指标进行联合检测，可提高灵敏度和特异度，具有一定的临床诊断价值。