基质金属蛋白酶及其抑制剂与脑出血预后的关系＊

陕西省人民医院神经内科 （西安710068）

李 伟 方 婷△ 于叔麒 杨 谦 王 倩 陈 岩 郭生龙

脑出血占脑血管病约20%～30%。尽管脑出血有较高的致死率，但目前尚无有效的治疗措施［1］。研究发现，出血灶周围水肿体积和血肿再扩大与患者的不良预后相关［2］。因此，了解这些并发症的分子学基础有助于更好的采取措施，改善患者预后。

正常情况下，基质金属蛋白酶（Matrix metalloproteinases，MMPs）参与细胞外基质的重塑，但在一些病理过程中如炎症、新生血管形成、肿瘤侵袭转移等也起很重要的作用。MMPs可损害血脑屏障，导致水和一些有害分子进入脑实质。目前大量的证据表明，MMPs与脑梗死的预后相关［3］，但其与脑出血的预后研究较少。研究发现，血清MMP-9水平升高是所有类型卒中出血性转化的独立预测因素［4］。脑出血患者在发病24h内，血清 MMP-9的表达有明显增加［5，6］。本研究的目的是观察脑出血患者MMPs及其抑制剂（Tissue inhibitors of metalloproteinases，TI MPs）的表达情况，以及这些分子与患者神经影像学和预后的关系。为脑出血的临床干预提供理论基础。

对象和方法

1 研究对象 纳入发病12h内的脑出血患者。详细收集患者的临床资料。排除继发于脑血管畸形、凝血障碍、脑外伤和脑肿瘤性出血以及出血性脑梗死。共有56例患者纳入，均未手术治疗。分别于入院时、发病24h、48h、7d和3个月时采用格拉斯哥昏迷量表（Glasgow Co ma Scale，GCS）和美国国立卫生研究院卒中量表（National Institutes of Health Stroke Scale，NI HSS）评价患者的意识状况和神经功能缺损程度。同时在发病后3月时采用Barthel指数和改良Rankin量表评价患者的预后。死亡和神经功能恶化均为不良结局。神经功能恶化是指前后两次NI HSS评分增加4分以上者。

2 头颅CT检查 所有生存患者均在入院时、发病后48h、7d和3月时行头颅CT。盲法读片。血肿体积的计算采用多田氏公式：出血量（ml）＝0.5×最大面积长轴（c m）×最大面积短轴（c m）×血肿层面数［7］，这个公式也用于3月后残余病灶体积的测量。出血灶周围水肿体积的绝对值＝CT扫描所示的总病灶的体积-高密度灶的体积，出血灶周围水肿体积的相对值＝出血灶周围水肿体积的绝对值／血肿体积。如果较初次出血体积增大30%，则定义为血肿再扩大。出血部位分为深部和脑叶，深部是指基底节区和丘脑。

3 免疫测定法 分别于入院时、发病后24h、48h、7d和3个月时静脉采血。高速离心机内2000g／min离心10 min，分离血清，转移至1.5 ml EP管内，保存于-80℃冰箱中备用。ELISA法统一测定血清MMP-9、MMP-3、MMP-2、TI MP-1和TI MP-2的水平（试剂盒购自美国RB公司），严格按试剂盒说明书操作。

4 统计学方法 采用SPSS 13.0进行统计学分析。分类变量用频数，连续性变量用均数±标准差或中位数（四分位间距）表示。分类变量采用Fisher确切概率法，计量资料采用Mann-Whitney U检验。连续性变量采用Spear man相关分析法。Logistic回归模型分析与死亡相关的独立因素。P＜0.05定义为有统计学意义。

结 果

1 临床和影像学 人口学特征、危险因素等见表1。基线时和随访的头颅CT见表2。48h内血肿扩大有18例（32.1%）。出血灶周围水肿体积在发病48h内明显增加（P＝0.013），之后的一周内保持稳定。27例（48.2%）患者在发病48h内病情加重。在随访期末有17例（30.4%）患者死亡。14例（25%）严重残疾（中位值 MRS＝3）。

表1 患者的一般资料

2 MMPs和TI MPs 血清MMP-2和TI MP-2水平在基线时最高，MMP-9和TI MP-1水平在发病后24h时最高，MMP-3在发病后48h时最高。除了基线时和3月时MMP-9、7d和3月时的MMP-3外，其余均在脑出血急性期表达增加（P＜0.01）。与基线时比较，MMP-2水平在发病24h内明显降低（P＝0.004）。TI MP-1水平在发病24h内明显增加。同时发现，MMP-2与TI MP-2在基线时有相关性（r＝0.492，P＝0.034），发病24h时MMP-9与MMP-3的水平有相关性（r＝0.513，P＝0.023）。

表2 基线和随访时头颅CT资料

3 MMP、TI MP和影像学的关系 MMP和TI MP的水平与出血量无相关性。基线时出血灶周围水肿体积与MMP-9水平正相关（r＝0.586，P＝0.042），与TI MP-1水平反相关（r＝-0.484，P＝0.043）。同时，我们发现MMP-9／TI MP-1与出血灶周围水肿体积的相关性更强（r＝0.69，P＜0.01）。24h内出血灶周围水肿体积扩大与基线时MMP-9水平相关（r＝0.57，P＝0.020），基线时TI MP-1水平与7d时出血灶周围水肿体积扩大呈反相关（r＝-0.51，P＝0.043）。残余病灶体积（中位值：3.54 ml）与48h时的出血灶和出血灶周围水肿体积相关度最高（r＝0.793，P＝0.008；r＝0.869，P＜0.01）。基线时 MMP-9和24h时MMP-3的水平与残余病灶体积相关（r＝0.642，P＝0.031；r＝0.832，P＜0.01），见表3。

表3 MMPs和TI MPs在脑出血后不同时点的表达（ng／ml）

4 MMPs和TI MPs与预后的关系 在基线资料中，血肿量、病情严重程度和MMP-3水平与死亡相关（见表4）；多因素分析显示，基线GCS和NIHSS评分及MMP-3水平与死亡独立相关（RR＝2.32，95%CI：1.75～8.51，P＝0.029；RR＝3.62，95%CI：2.05～9.16，P＝0.046；RR＝4.02，95%CI：1.54～14.9，P＝0.023）。

讨 论

本研究动态观察了MMPs和TI MPs在脑出血不同时点的水平。这些分子在不同时点的过度表达与脑出血患者的影像学和预后相关。基线时MMP-9和TI MP-1水平与出血灶周围水肿体积相关，残余病灶体积与基线时MMP-9和24h时MMP-3水平相关。基线时MMP-3水平与脑出血患者3月时预后相关，MMP-3是死亡的独立预测因素。

研究发现，脑出血患者的血清 MMP-9水平升高［5］。MMP-3、-7和-9水平在症状性脑出血后立即升高［8］。血清MMP-9水平升高是所有类型卒中出血性转化的独立预测因素［4］。脑出血病灶周围组织中MMP-9水平较远隔血肿部位脑组织水平高［9，10］。MMP-2和MMP-9水平升高可能在脑淀粉样血管病导致的脑出血中起重要作用［11］。本研究发现，基线时MMP-9水平与早期水肿相关，且在第二天MMP-9随着水肿的扩大而升高。

本研究发现，脑出血后TI MPs的表达不尽相同。TI MP-1在脑出血早期即升高，而TI MP-2则降低。缺血性和出血性脑卒中后TI MP-2的表达不同，Horstmann等发现脑卒中后 TI MP-2降低［12］，Alvarez-Sabin等也发现脑出血后患者的TI MP-2水平降低［13］。3月后TI MP水平恢复正常。而Vukasovic等则发现缺血性脑卒中患者的TI MP-2水平升高［14］。有学者认为，TI MP-2可通过保护血脑屏障来降低出血灶周围水肿体积［15］。TI MP-1可能像其他MMP抑制剂一样有抗凋亡作用［16］。本研究支持基线时TI MP-1的表达有保护作用，机制可能是TI MP-1通过抑制MMP-9的表达来调整基质的合成和降解间的平衡起作用。

本研究发现，脑出血后24h时MMP-3水平与3月时血肿残余病灶体积相关，MMP-3水平与患者3月时死亡独立相关。MMP-3可降解层粘连蛋白，导致神经细胞死亡［17］。直接将纯化的MMP-3注入大鼠体内，可增加大鼠血脑屏障的通透性；MMP-3可降解基底膜、破坏紧密连接蛋白和开放血脑屏障，因此便于中性粒细胞的进入［18］。因而我们推测MMP-3可能通过多种相关联的机制导致细胞死亡，最终导致一些脑出血患者死亡。预后不良和残余病灶体积可能是因其他机制作用，比如血清谷氨酸含量的增加［19］。

本研究的样本量较小和纳入患者病死率较高，导致可用于分析3月时患者结局的资料较少。其次，我们仅研究了一些与水肿和血脑屏障破坏相关的分子，为了阐明脑出血并发症的分子基础，以后的研究应尽可能纳入更多与脑出血后血肿扩大相关的分子。

总之，脑出血后MMP和TI MP的水平发生改变。MMP-9水平升高与出血灶周围水肿体积相关，MMP-3与患者3月时死亡相关，这两种分子与残余病灶体积相关。降低这两种分子是否有利于脑出血患者还需要进一步研究。

表4 死亡和生存患者的临床、影像学和实验室资料

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