基质金属蛋白酶在压力性尿失禁中作用的研究现状

苗丽萍 综述 ，金仙玉 审校

(大连中心医院 妇产科,辽宁 大连 116032)

根据国际尿控协会定义，女性压力性尿失禁(SUI)是由腹压的突然增加导致尿液不自主流出，不是由逼尿肌收缩压或膀胱壁对尿液的张力压引起的。其特点是正常状态下无遗尿，而腹压突然增高使尿液自动流出，由此引发的一个社会和卫生问题。女性SUI是妇产科常见病，严重影响女性身心健康，且发病率随年龄增长而增加[1]。对SUI的基础研究证实，盆底胶原变化为SUI的重要发病机制。基质金属蛋白酶(MMPs)作为特异性的降解胶原的降解酶，它的变化可能是SUI患者盆底胶原代谢改变的一个重要机制。

1 MMPs的分类和特性

细胞外基质(ECM)由一系列复杂的重链蛋白组成，都有特定的结构蛋白，包括胶原、弹性蛋白、层粘连蛋白和明胶。ECM大分子在细胞的发育和分化过程中起到提供细胞环境的重要作用。MMPs是一类参与降解ECM的蛋白水解酶。目前已经发现的MMPs有28种，迄今为止，已有24种脊椎动物的MMPs被鉴定。在这24种MMPs中，有23种在人身上可以找到。根据底物专一性、序列相似性和结构域组成，脊椎动物的MMPs可以被分成六类：①胶原酶(MMP-1,MMP-8,MMP-13,MMP-18(爪蟾属) ;②明胶酶(MMP-2,MMP-9);③基质溶解酶(MMP-3,MMP-10);④基质分解素(MMP-7,MMP-26);⑤跨膜型MMPs(MMP-14,MMP-15,MMP-16,MMP-24,MMP-17,MMP-25);⑥其他MMPs。

MMPs可从细胞中分泌或是锚定在质膜上。在正常的生理条件下，MMPs的活性由转录水平、特殊的ECM组分与酶原前体的相互作用激活以及内源酶抑制剂的抑制而受到精确的调控。如调节发生紊乱，产生过多或不适时地出现，则会分解ECM，由此引发一系列病理过程。研究发现，MMPs的异常合成或活性变化与肺气肿、动脉硬化症、皮肤溃疡、牙周疾病、关节炎、癌症转移等许多疾病有密切联系。

2 女性SUI的发病机制

目前确切的发病机制并不清楚，有下列几种学说：① 整体理论：由Petros 和Ulmsten于1990年提出，他们认为前耻骨肌托起阴道前壁压迫尿道,膀胱颈被以阴道为基础的向后向下的收缩所关闭,盆底肛提肌板在自主控制下，向上牵拉“吊床”结构关闭膀胱颈，阴道前壁的缺陷导致这些力量的消散，尿道闭合压低于膀胱内压力，继而产生SUI。② 吊床理论：1994年Delancey创立，他认为尿道闭合的维持依赖于压力沿着耻骨膀胱筋膜和阴道前壁的支撑结构向膀胱颈和尿道近端的有效传导。肛提肌板是稳定这一结构的重要成分。如果这一结构破坏，将产生SUI。③ 尿道高活动性学说：此学说认为分娩损伤或衰老导致盆底组织薄弱，造成近端尿道下降至更低、更孤立的位置。腹部压力增高时，压力不能均等的传导到膀胱和尿道近端，而是更多的传导到膀胱，使膀胱内压力超出尿道闭合压，发生SUI。④ 阴部神经损伤学说：阴部神经支配外尿道括约肌，其损伤可引起尿道的失神经支配和功能紊乱，导致尿道阻力下降，引起SUI。朱兰等[2]发现SUI患者中阴道前后壁的神经肽Y减少可能与神经损伤或退化有关，导致SUI患者血流改变，萎缩，盆底松弛。目前，比较公认的整体理论和吊床理论中主要成分均为胶原，胶原代谢改变引起支持力减弱，引发SUI。

3 SUI盆底胶原代谢改变

支持盆腔器官的结缔组织的作用是与盆底肌肉一道维持盆腔器官的稳定。虽然结缔组织与盆腔肌肉对盆腔脏器的支持作用不同，但却同样重要。结缔组织作为整个盆腔的连续网状结构，在某些部分增厚而发挥特定作用。子宫主韧带、骶韧带、盆底筋膜在维持子宫、膀胱颈、尿道、直肠的正常位置中发挥着重要作用。对保持正常的压力传导，维持尿自禁至关重要。胶原纤维是韧带、筋膜的主要成分，是连接肛提肌至尿道的主要组织。胶原蛋白主要由纤维母细胞合成、分泌，可分许多类型，以I、III型为主。I型胶原与支持作用有关，硬度较大，直径较粗。III型胶原与组织的弹性有关，弹性大，直径较细；其中I/III型胶原比例还决定胶原纤维的粗细。在对胶原代谢的研究中，存在许多争议。2003年Cör A 等[3]对SUI患者和对照组盆内筋膜的弹性纤维和胶原I、胶原III的数量进行分析，免疫组化染色胶原I、胶原III。发现SUI患者和对照组盆内筋膜的横断面面积的弹性纤维无统计学差异，胶原I、III在SUI患者中较对照组无明显减少，推测弹性纤维和胶原I、III在盆内筋膜中的数量对尿失禁不起主要作用。Chen Y等[4]2004年研究发现胶原III/I在纤维母细胞中的合成在SUI组和对照组没有改变。而Trabucco E等[5]报道绝经前的SUI妇女I型胶原较对照组的胶原组成和纤维分布不规则，免疫反应性更弱，而在绝经后的SUI妇女和对照组I型胶原的强度无明显差异。提示年龄和雌激素水平在SUI患者中的尿道支持组织形成病理状态的作用。Goepel C等[6]通过研究SUI患者的张力正常和低张力尿道的超微结构，从张力正常的SUI获得的尿道旁结缔组织有完整的弹性纤维，与胶原纤维、平滑肌细胞、纤维细胞紧密连结，而从低张力尿道获得的组织，检测出不规则弹性蛋白片段的分布，由此推断，结构上的改变导致功能的结果，女性尿道的伸展性减弱，稳定性丧失，影响尿道关闭压降低。

Isom-Batz G等[7]通过对尿道和尿道旁手术后的女性尿失禁患者进行胶原注射，25例患者中8例患者有稳定的胶原含量，不需重复注射，改善了生活质量，对这部分病人有良好的效果。Poon CI等[8]研究具有混合性尿失禁和尿动力学显示括约肌缺陷压出器过度活动的患者，进行尿道旁胶原注射(PCI)，对56名患者实行PCI，平均随访18个月，提示PCI或许是优先选择的方法。这些说明尿失禁妇女的盆底胶原含量减少，而对真性尿失禁妇女采用胶原注射的良好效果或许对SUI的治疗提供指导作用。

对胶原的研究也研究到了基因水平和分子生物学领域，宋岩峰等[9]研究SUI和盆腔脏器脱垂(POP)患者的尿道旁结缔组织的胶原III和核心蛋白多糖mRNA的改变，采用免疫化学染色测定胶原III，采用RT-PCR测定核心蛋白多糖mRNA，发现绝经前SUI患者胶原III明显降低，在绝经前SUI组和SUI+POP组核心蛋白多糖mRNA明显增加，表明高核心蛋白多糖活性或许伴随着胶原III含量减低，导致SUI和POP患者结缔组织的细胞外基质韧性减低。Söderberg MW等[10]对24位SUI患者的基因信号和组织定位进行调查，从尿道旁组织获取活组织检查，发现所有的SUI患者相对于非SUI的对照组，都有显著的原纤维蛋白-1的mRNA表达减少，在绝经前SUI组较对照组原纤维蛋白染色减弱，原纤维蛋白-1对弹性纤维集合起重要作用，推测原纤维蛋白-1减少导致组织弹性减弱，可能导致尿道高活动性和SUI。

4 SUI患者盆底MMPs的改变

SUI和盆腔器官脱垂(POP)临床上常合并存在，他们都由盆底支持组织力量薄弱造成。流行病学的调查也证实两者的联系密切。MMPs作为最重要的胶原降解酶，近年国内外已有很多对它们的研究。Gabriel等[11]发现POP组和对照组中子宫骶骨韧带的MMP-1表达无差异，而在POP组MMP-2明显高于对照组，提示MMP-2和POP相关。转化因子结合蛋白(LTBP-1、LTBP-2)和转化生长因子TGF-β1共同集中在弹力蛋白微纤维，原纤维蛋白-1和原纤维蛋白-2集中在ECM中。Wen Y等[12]发现SUI 患者阴道壁组织中LTBP-1 m RNA和蛋白表达在对照组比处于增生期SUI患者明显增高，在分泌期两组蛋白表达没有差异，mRNA表达在SUI组更高。LTBP-2、TGF-β1和LTBP-1表现同样的趋势。原纤维蛋白-1 m RNA无论是在增生期还是分泌期SUI患者都较对照组增高。原纤维蛋白-1蛋白表达无论是在增生期还是分泌期SUI患者和对照组都没有差异。原纤维蛋白-2的mRNA表达两组无差异，总TGF-β1的蛋白表达在Western blot 分析和ELISA中都没有差异。推测LTBP-1、LTBP-2、TGF-β1、原纤维蛋白-1和原纤维蛋白-2表达在阴道壁成纤维细胞中是受激素调节的，在SUI患者和对照组是有差异的。Chen B等[13]对SUI组和对照组尿道旁阴道壁组织培养纤维母细胞采用逐渐增加雌二醇浓度(0～500 pg/mL)测定MMP和TIMP,发现TIMP在SUI组明显少于对照组。随着雌二醇浓度的增加，TIMP在对照组的表达明显增加，MMP的表达随着雌二醇浓度的增加两者无改变。Chen BH等[14]用QC-RT-PCR测定SUI 患者的阴道壁组织MMP-1明显增加,TIMP-1明显减少，MMP-2、MMP-9和TIMP-2、TIMP-3在SUI组和对照组差异无显著性意义。MMP-1/TIMP-1比例与增加的胶原降解在SUI中是一致的。张群芳等[15]应用RT-PCR检测SUI患者和非SUI患者阴道壁组织MMP-2和TIMP-2的表达，发现SUI患者MMP-2 mRNA增加，TIMP-2 mRNA减少，MMP-2/TIMP-2升高，使得总体上对胶原纤维的降解增强，在SUI的发病过程中可能起重要作用。Chen B等[16]通过研究绝经前SUI患者阴道壁组织的中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)和MMP活动，采用RT-PCR和Western blot测定NE和MMP的蛋白和mRNA的表达，比较NE和MMP-2的相对促弹性组织离解的效果，在评估弹性蛋白酶活性前用它们相对的抗体去沉淀从阴道纤维组织获取的提取物，结果发现阴道壁组织的弹性蛋白酶活性在分泌期明显高于增生期，抗NE抗体降低了盆底组织总弹性活动的60%～70%，而抗MMP-2抗体降低盆底组织总弹性蛋白活动低于20%，推测丝氨酸蛋白酶、NE相对于MMP-2具有更明显的调节盆底组织弹力蛋白活动的作用。

5 展 望

盆底MMPs增加，活性增高，及其组织抑制物的比例改变，使盆底胶原减少，导致盆底组织支持力下降，引起SUI。SUI是多因素参与的复杂的疾病，现只对有限的几对MMP和TIMP表达改变在SUI 发病中的作用进行研究，且结果不大一致；需进一步探索该病的发病机制，以寻找更好的预防和治疗方法。

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