MMP-26在IPF中的水平及临床意义

罗　曦，赵　勇

(1.四川省宜宾市第一人民医院 综合科，四川 宜宾　644000；2.遵义医学院附属医院 呼吸内科，贵州 遵义　563099)



临床医学研究

MMP-26在IPF中的水平及临床意义

罗曦1，赵勇2

(1.四川省宜宾市第一人民医院 综合科，四川 宜宾644000；2.遵义医学院附属医院 呼吸内科，贵州 遵义563099)

[摘要]目的 研究血清MMP-26在IPF患者中的水平，探讨其在IPF患者发病过程中的临床价值。方法 收集10例IPF患者血清为实验组、10例健康成人血清为对照组。采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定血清MMP-26含量，并与HRCT、动脉血气分析、呼吸困难程度及肺功能进行相关分析。结果 健康成人血清MMP-26浓度为(7.33±1.65)μg/L，IPF患者血清MMP-26浓度为(5.72±0.55)μg/L，两者差异有统计学意义(P<0.05)。IPF患者血清MMP-26浓度与HRCT严重程度及呼吸困难严重程度呈负相关，与PaO2呈正相关，而与浓度水平以及肺功能无明显相关性(P>0.05)。结论 MMP-26可能参与了IPF的发病过程；MMP-26可作为IPF严重程度及预后的一项参考指标。

[关键词]IPF；MMP-26；呼吸困难；HRCT；动脉血气分析

特发性肺纤维化(Idiopathic pulmonary fibrosis, IPF)是一种慢性、进行性、纤维化性间质性肺炎(Idiopathic interstitial pneumonias, IIPs)中最常见类型，约占IIPs的60%以上，组织病理学表现为普通型间质性肺炎(Usual interstitial pneumonia, UIP)。其病程进展迅速，治疗效果差，一般中位生存期为3年[1]。 基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinases, MMPs)是一组具有相同功能、结构高度同源、依赖金属离子的内肽酶的总称，在胚胎的发育、器官重塑及炎症过程中起着重要作用。基质金属蛋白酶-26(Matrix metalloproteinase 26, MMP-26)是MMPs家族基质溶解因子亚组成员。MMP-26的作用底物非常广泛，能有效降解纤维蛋白原、明胶、IV型及非ECM成分如α1-抗胰蛋白酶等。目前对MMP-26与特发性肺纤维化之间研究尚未见相关文献报道。本实验探讨IPF患者血清MMP-26的水平，结合患者胸部HRCT (High-resolution CT)、呼吸困难程度、动脉血气分析及肺功能等进行研究，以期为IPF患者的诊断和预后判断提供新的诊治思路。

1材料与方法

1.1研究对象2011年2月至2012年5月在遵义医学院附属医院诊断为特发性肺纤维化的病人10例，其中男6例，女4例，平均年龄(60±10)岁，所有患者表现出咳嗽、较明显的呼吸困难，均接受HRCT评分[2]、呼吸困难程度(mMRC)评分[3]、 肺功能分析及动脉血气检查。均符合2011年ATS /ERS / JRS /ALAT提出的诊断标准[4]。选择我院体检健康成人10例为对照组，男6例，女4例，年龄50～65岁，均无呼吸道症状，行影像学、心电图、血液学等相关检查无异常。

1.2实验方法收集我院明确诊断的IPF病人静脉血3 mL,于低速离心机上1 000 r/min经离心10 min后，抽取上清液存放于-80 ℃冰箱备用。试剂盒由昆明绿盟科技有限公司提供，采用ELISA法，按实验说明书进行操作。根据标准曲线计算出MMP-26含量。

2结果

2.1健康成人组及IPF患者组比较健康成人与患者MMP-26比较，差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

分组MMP-26(μg/L)健康成人7.33±1.56IPF患者5.72±0.55t2.95P0.014

2.2MMP-26浓度与HRCT评分的相关性分析IPF患者血清MMP-26浓度与HRCT评分呈负相关(r=-0.869，P<0.001)。见表2,图1。

表2MMP-26与HRCT评分、动脉氧分压及呼吸困难程度的相关性分析(n=10)

MMP-26HRCT动脉氧分压呼吸困难程度r-0.8600.971-0.864P<0.001<0.0010.001

图1　MMP-26浓度与HRCT相关性分析

图2　MMP-26浓度与动脉氧分压相关性分析

2.4MMP-26与呼吸困难程度的相关性分析IPF患者血清MMP-26的浓度与呼吸困难程度呈负相关(r=-0.864，P=0.001)。见表2，图3。

图3　MMP-26 浓度与呼吸困难程度的相关性分析

3讨论

特发性肺纤维化是由于肺泡上皮细胞持续性损伤及异常修复，导致ECM异常沉积所致，其主要病理改变为成纤维细胞灶，即肌纤维细胞覆盖过度增生的上皮细胞、成纤维细胞增殖，细胞外基质聚集，从而导致弥漫性肺间质纤维化[5]。临床表现为不明原因的刺激性干咳、进行性呼吸困难、发绀，双中下肺可闻及Velcro啰音，部分病人可伴杵状指(趾)；肺功能以限制性通气功能障碍及弥散功能受限为主要表现，胸部HRCT典型表现为近胸膜处网状及蜂窝状影，患者多死于IPF进展及急性加重[6]。因IPF的发病机制不详，缺乏有效治疗手段，发病率及死亡率高，预后差，故进一步探讨肺纤维化发病机制，寻找延缓病情、改善生存质量的药物，具有重要的临床价值。

基质金属蛋白酶是一组具有高度同源性的蛋白水解酶类，是降解细胞外基质的关键限速酶。据研究发现MMPs在IPF疾病早期主要产生肺损伤作用，在疾病后期MMPs的表达相对少于ECM的合成，即MMPs含量减少，IPF患者肺处于难于降解的纤维状胶原微环境[7]。基质金属蛋白酶-26是MMPs家族中最小的成员之一，MMP-26基因定位于染色体11p15.3，全长只有998 bp，由261个氨基酸残基组成，分子量约为29.6 kDa[8]。MMP-26的作用底物广泛，能有效降解明胶、纤维蛋白原，α1-抗胰蛋白酶和ECM蛋白[9]。其天然抑制剂可能是TIMP-2和TIMP-4[10]。据关立华等对MMP-26进行免疫组化定量分析结果显示，MMP-26从月经内膜增殖早期开始逐渐上升，中期达高峰，晚期回落到低水平，因此推测TIMPs与MMP-26的动态平衡，共同调节了细胞外基质和基底膜的更新[11]。此次实验采用ELISA检测IPF患者血清中MMP-26浓度，结果显示：健康成人与IPF患者血清MMP-26比较，健康成人组血清MMP-26浓度含量高于IPF组(P<0.05)，两者差异有统计学意义。这与前边的MMPs研究结果一致[7]，提示MMP-26的下降可能参与了IPF的发病过程。

2011年以循证医学为基础多国学者共同制定的IPF诊断和治疗指南首次明确HRCT在IPF诊断中的重要地位，并将影像学的UIP型特点写入了IPF的定义[4]。新指南指出HRCT表现对病理诊断UIP有高度的特异性，其UIP型的主要表现为靠近胸膜及肺基底部的网格状阴影和蜂窝影，常伴有牵张性支气管扩张，其中蜂窝影对IPF的诊断尤为重要,磨玻璃影也是较常见的影像，但病变范围少于网格状影，并除外病变集中于中、上肺，沿支气管血管束分布，磨玻璃影范围超过网格影，双侧、上肺大量微结节，散在囊泡影、弥漫性马赛克征(或)气体陷闭和肺实变范围以支气管肺段甚至成肺叶改变[12]。至此，IPF的诊断减少了对外科肺活检、支气管肺活检的病理诊断的依赖，也不再需要行支气管镜肺泡灌洗细胞分析，极大减少患者在诊断IPF过程中出现创伤性操作的风险[13]。对肺功能的动态观察，亦是辅助诊断及评估IPF病情严重程度的重要手段，IPF患者肺功能主要表现为限制性通气功能障碍，弥散量降低，严重者出现低氧血症或I型呼吸衰竭，特别是肺功能的运动试验在影像学出现异常前即出现弥散量的降低，据最新指南报告肺功能的纵向变化即FVC下降5%~10%可能是IPF患者死亡的预测指标，但基线肺功能值与IPF生存率之间的关系复杂，受测量技术等差异影响较大，对生存率的预测价值不明确[4]。在IPF急性加重期，由于患者不能配合肺功能检查对评估病情亦受到很大限制。

本实验显示：IPF患者基线肺功能与肺纤维化程度无相关关系，因此基线肺功能对预测IPF病情有待进一步研究。据此次实验结果所示IPF患者HRCT肺纤维化程度与MMP-26血清呈负相关趋势，即MMP-26含量可能随着IPF患者肺纤维化病情程度的进展而逐渐减少(P<0.001)，这一结论与肺纤维化晚期MMPs含量减少，ECM异常沉积相关研究结果一致[14]。暗示MMP-26有可望成为IPF患者病情严重程度及预后的临床参考指标之一。

IPF患者肺内ECM大量沉积，肺组织重构，肺泡壁增厚伴胶原沉积，导致使肺组织内有效呼吸面积减少，即肺容积减小，随着病情的进行性发展，患者经过数月至数年发展为呼吸衰竭，有研究显示PaO2可反映IPF的病情严重程度[15]。而此次实验结果所示，IPF患者MMP-26与PaO2呈正相关，与呼吸困难严重程度呈负相关，暗示了MMP-26可望成为判断IPF病情严重程度的临床参考指标之一。

综上所述，通过ELISA法检测IPF与健康成人对照组血清MMP-26比较浓度降低，两变量间相关性有统计学意义。IPF患者血清MMP-26浓度与HRCT严重程度及呼吸困难严重程度呈负相关，与PaO2呈正相关。提示MMP-26减少可能参与了IPF的发病过程，可作为一项评估IPF严重程度的指标之一。

[参考文献]

[1] Olson A L，Swigris J J，Lezotte D C,et al.Mortality from pulmonary fibrosis increased in the United states from 1992 to 2003[J].Am J Respir Crit Care Med,2007,176(3)：277-284.

[2] Battista G，Zompatori M，Fasano L，et al.Progressive worsening of idiopathic pulmonary fibrosis.High resolution computed tomography(HRCT) study with functional correlations[J].Radiol Med,2003,105(1-2):2-11.

[3] Manali E D，Stathopoulos G T，Kollintza A，et al.The Medical Research council chronic dyspnea score predicts the survival of patients with idiopathic pulmonary fibrosis[J].J Respir Med，2008,102(4)：586-592.

[4] Raghu G，Collard H R，Egan J J，et al.An official ATS/ERS/JRS/ALAT statement:idiopathic pulmonary fibosis:evidence-based guidelines for diagnosis and management[J].Am J Respir Crit Care Med,2011，183(6):788-824.

[5] 向敏，赵勇，王先梅.MMP-7在IPF中的水平及意义[J].遵义医学院学报，2012,35(5):400-403.

[6] 李振华，彭守春，康健，等.特发性肺纤维化患者死亡预后因素的回顾性队列研究[J]．中华结核和呼吸杂志，2010,33(12): 887-891．

[7] Selman M,Ruiz V,Cabrera S,et al.TIMP-1,-2,-3,and-4 in idiopathic pulmonary fibrosis.A prevailing nondegradative lung microenvironment?[J].Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol，2000,279(3):562-574.

[8] Marchenko G N, Ratnikov B I, Rozanov D V,et al.Characterization of matrix metalloproteinase-26, a novel metalloproteinase widely expressed in cancer cells of epithelial origin[J].J Biol Chem，2001,356 (Pt 3):705-718.

[9] Uria J A, Lopez-Otin C.Matrilysin-2, a new matrix metalloproteinase expressed in human tumors and showing the minimal domain organization required for secretion, latency, and activity[J].Cancer Res， 2000,60(17):4745-4751.

[10]Zhao Y G, Xiao A Z, Park H I,et al. Endometase/matrilysin-2 in human breast ductal carcinoma in situ and its inhibition by tissue inhibitors of metalloproteinases-2 and -4: a putative role in the initiation of breast cancer invasion[J]. Cancer Res, 2004, 64(2): 590-598.

[11]关立华,张淑兰.MMP-26在正常子宫内膜和子宫内膜癌组织中的表达[J].中华肿瘤防治杂志,2006,13(9):651-655

[12]美国胸科学会，欧洲呼吸学会，日本呼吸学会.特发性肺纤维化诊治循证指南(摘译本)[J].中华结核和呼吸杂志,2011,34(7):486-824.

[13]蔡后荣.对特发性肺纤维化诊断和治疗循证指南的几点刍议[J].中华结核和呼吸杂志，2012，35(2): 156-157.

[14]朱礼星，钟南山，徐军.基质金属蛋白酶与肺纤维化[J].现代临床医学生物工程学杂志，2001，7(5):382-385.

[15]Collard H R,King Jr,Bartelson B B,et al.Changes in clinical and physiologic variables predict survival in idiopathic pulmonary fibrosis[J].Am J Respir Crit Care Med,2003, 168(5):538-542.

[收稿2015-11-10;修回2015-12-20]

(编辑：王福军)

MMP-26 levels in Idiopathic Pulmonary Fibrosis and clinical significance

LuoXi1，ZhaoYong2

(1.Department of General，The First People’s Hospital of Yibin，Yibin Sichuan 644000,China；2.Department of Respiratory ， The Affiliated Hospital of Zunyi Medical University， Zunyi Guizhou 563099,China)

[Abstract]Objective To study serum MMP-26 levels in patients with idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) and explore its clinical significance. Methods Collect 10 patients with IPF as the experimental group, and 10 healthy adults as control group. Using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) to determine the level of MMP-26 in serum, and analyze the results of high-resolution CT, arterial blood gas analysis, the degree of dyspnea and pulmonary function.Results The MMP-26 concentration (5.72±0.55 μg/l) from patients with IPF was lower than that of normal control group (7.33±1.65 μg/l), and the difference was statistically significant (P<0.05). The serum concentration of MMP-26 of the patients with IPF was negatively correlated to the HRCT severity and the severity of dyspnea, while positively correlated to the PaO2, and the correlations between serum concentration of MMP-26 of the patients with IPF and P(A-a)O2, PaCO2, concentration levels and pulmonary function were not significant. Conclusion MMP-26 may be involved in the pathogenesis of IPF.MMP-26 could be used as a reference index of IPF severity and prognosis.

[Key words]IPF; MMP-26; dyspnea; HRCT; arterial blood gas analysis

[中图法分类号]R521.6

[文献标志码]A

[文章编号]1000-2715(2016)01-0047-04

[通信作者]赵勇，男，主任医师，硕士生导师，研究方向：肺间质纤维化，E-mail:zhaoyongwxm@163.com。

[基金项目]遵义汇川区科技局资助项目(NO:209.001.122.09)。