老年慢性阻塞性肺病患者基质金属蛋白酶-9、转化生长因子-β和降钙素基因相关肽水平及意义

肖怀清　张志豪　王细勇

(嘉兴武警医院胸外科，浙江　嘉兴　314000)



老年慢性阻塞性肺病患者基质金属蛋白酶-9、转化生长因子-β和降钙素基因相关肽水平及意义

肖怀清张志豪王细勇

(嘉兴武警医院胸外科，浙江嘉兴314000)

〔摘要〕目的探讨基质金属蛋白酶(MMP)-9、转化生长因子(TGF)-β、降钙素基因相关肽(CGRP)在老年慢性阻塞性肺病(COPD)患者中的临床价值及其与肺功能的关系。方法应用美国Vmax 6200型肺功能仪测定80例健康对照组及80例COPD组(稳定期32例，急性加重期48例)，应用酶联免疫吸附(ELISA)法测定3组MMP-9、TGF-β、CGRP水平。采用Pearson单因素分析MMP-9、TGF-β、CGRP与老年COPD患者肺功能的关系。结果对照组第1秒呼气量(FEV1)、最大肺活量(FVC)、FEV1/FVC值、一氧化碳弥散量(DLco)、最大通气量(MVV)显著高于COPD组(P<0.05)，而COPD稳定组FEV1、FVC、FEV1/FVC、DLco、MVV值高于COPD急性加重期组(P<0.05)。对照组血清MMP-9、TGF-β水平显著低于COPD组，而CGRP水平高于COPD组(P<0.05)，而COPD稳定组血清MMP-9、TGF-β水平显著低于COPD急性加重期组，而CGRP水平高于COPD急性加重期组。经Pearson相关分析可知，MMP-9、TGF-β与FEV1、DLco、MVV呈负相关(P<0.05)，CGRP与FEV1、FEV1/FVC、DLco呈正相关(P<0.05)。结论血清MMP-9、TGF-β、CGRP与COPD患者肺功能有密切的关系，它们在体内相互作用相互调节，共同影响气道重塑。

〔关键词〕基质金属蛋白酶-9；转化生长因子-β；降钙素基因相关肽；慢性阻塞性肺病

慢性阻塞性肺病(COPD)的发生是一个由多因素共同作用相互影响的过程〔1,2〕。研究表明〔3〕细胞外基质(ECM)沉积及降解失衡在呼吸道气道异常构建中起到重要作用，基质金属蛋白酶(MMP)是调节ECM沉积及降解重要酶类，MMP-9表达水平异常在气道重塑中起作用。转化生长因子(TGF)-β可影响MMP-9表达进而间接影响气道重塑〔4〕。降钙素基因相关肽(CGRP)属于保护性生物活性肽，主要分布在肺组织、神经系统及心血管系统中，具有保护气道上皮细胞的作用〔5〕。本研究探讨血清MMP-9、TGF-β、CGRP在老年COPD患者中的变化及其与肺功能的关系，旨在进一步了解其发病机制。

1资料及方法

1.1临床资料2014年10月至2015年10月本院呼吸内科80例老年COPD患者，纳入标准：①符合中华医学会呼吸病学分会修订的慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2013年修订版)〔6〕，病情分类参照欧洲呼吸学会(ERS)制定的标准；②年龄>60岁；③均自愿参与研究。排除标准：①合并心、肝、肾、脑病异常者；②恶性肿瘤及免疫代谢异常者；③近期应用过免疫抑制剂或激素类药物者；④病情严重而无法完成肺功能检测者。其中男 42例，女 38例，其中稳定期32例，急性加重期48例，年龄 61～84岁，平均(72.2±3.2)岁，病程6个月～5年，平均(3.2±0.8)个月；80例体检健康者为对照组：男 38例，女 42例，年龄 48～82岁，平均(71.8±2.8)岁，两组性别、年龄无统计学差异(P>0.05)，具有可比性。

1.2治疗方法及肺功能检测COPD患者应用双鼻塞吸氧治疗，流量为2 L/min，浓度为29%，通氧时间为60 min。3次/d。COPD组及对照组于静脉采血当天应用美国Vmax 6200型肺功能仪测定第1秒呼气量(FEV1)、最大肺活量(FVC)、FEV1/FVC值、一氧化碳弥散量(DLco)、最大通气量(MVV)。

1.3生化指标检测清晨空腹抽取静脉血3 ml，经离心处理后留取上清液，并置于-20℃中储备待测。应用ELISA法测定血清MMP-9、TGF-β、CGRP水平，MMP-9试剂盒购于上海川翔生物科技有限公司；TGF-β试剂盒购于上海富众生物科技发展有限公司；CGRP试剂盒购于上海研域生物科技有限公司，操作过程严格按照试剂盒说明书进行。

1.4统计学方法采用SPSS19.0统计软件进行t检验，Pearson单因素分析。

2结果

2.1两组肺功能对比对照组FEV1、FEV1/FVC值、DLco、MVV显著高于COPD组(P<0.05)，而FVC水平低于COPD组(P<0.05)。COPD稳定组FEV1、FEV1/FVC、DLco、MVV值高于COPD急性加重期组(P<0.05)，而FVC低于COPD急性加重期组(P<0.05)。见表1。

表1　COPD组与对照组肺功能对比

与对照组相比：1)P<0.05；与COPD稳定期组相比：2)P<0.05；表2同

2.2两组MMP-9、TGF-β、CGRP水平对比对照组血清MMP-9、TGF-β水平显著低于COPD组，而CGRP水平高于COPD组(P<0.05)，而COPD稳定组血清MMP-9、TGF-β水平显著低于COPD急性加重期组，而CGRP水平高于COPD急性加重期组(P<0.05)，见表2。

2.3老年COPD患者MMP-9、TGF-β、CGRP水平与肺功能的关系MMP-9、TGF-β与FEV1、DLco、MVV呈负相关(P<0.05)，CGRP与FEV1、FEV1/FVC、DLco呈正相关(P<0.05)，见表3。

表2　老年COPD组与对照组MMP-9、

表3　老年COPD患者MMP-9、TGF-β、

3讨论

老年COPD患者由于免疫功能低下，患者容易受外界病原菌感染而导致病情加重，而每一次病情加重都伴随肺血管细胞损伤及肺功能进行性下降，患者病理机制为ECM沉积及降解紊乱，平滑肌细胞增生，肺腔狭窄及肺组织纤维化〔7〕。目前认为〔8〕COPD气道重塑及肺功能下降是ECM沉积及降解失衡的结果。ECM沉积及降解平衡的维持需依赖各种蛋白酶，其中MMP-9作为ECM降解主要限速酶，其在气道重塑中起到重要的作用〔9〕。

MMP-9可与金属锌离子结合形成复合物参与ECM降解及重建，其作用机制是通过破坏COPD患者肺泡结构及肺泡基质成分而参与气道重塑进而导致气流阻塞并影响〔10〕。目前无论是动物实验还是临床研究〔11，12〕均表明COPD血液、痰液、支气管灌洗液及肺组织中均存在MMP-9表达水平异常升高的情况。Papakonstantinou等〔13〕研究发现，MMP-9会导致COPD患者肺组织细胞基底膜断裂、崩解，从而为成纤维细胞、肌成纤维细胞侵入肺泡打开门道，导致ECM大量生成，导致肺腔纤维化。

近年研究指出〔14〕，TGF-β可通过上调及活化细胞核内蛋白酶信号从而刺激MMP-9 RNA表达，增加MMP-9蛋白活性。本研究表明TGF-β可通过影响MMP-9活性进而促使成纤维细胞生成从而影响患者肺功能。CGRP可降低肾素-血管紧张素-醛固酮系统活性，能强烈、持久扩张循环血管，可通过刺激多羟色胺分泌而扩张肺动脉血管及支气管，从而保护上皮细胞，缓解肺动脉痉挛及降低循环阻力，舒张血管功能〔15〕。本研究表明CGRP在COPD患者肺功能损伤中起到重要的生物学效应，具有保护肺血管功能的作用。综上，血清MMP-9、TGF-β、CGRP与COPD患者肺功能有密切的关系，它们在体内相互作用相互调节，共同影响气道重塑。

4参考文献

1张培芳,罗志扬,冯彦林,等.老年慢性阻塞性肺疾病患者血清基质金属蛋白酶-9与骨转换生化指标及骨密度的关系〔J〕.中国老年学杂志,2013;33(21):5264-6.

2孙世民,张珠,王云雀,等.COPD急性加重期和稳定期血清炎性因子水平及其与肺功能的关系〔J〕.中国全科医学,2014;2(24):2790-3.

3魏莉,徐盈.慢性阻塞性肺病并发肺间质纤维化患者的肺功能及血清炎症因子的改变〔J〕.中国老年学杂志,2013;33(24):6110-2.

4管频,李伟,吴智勇,等.转化生长因子-β1核转录因子-κB在慢性阻塞性肺疾病中的表达及其临床意义〔J〕.中华老年医学杂志,2013;32(7):730-3.

5Shi L,Lehto SG,Zhu DX,etal.Pharmacologic characterization of AMG 334,a potent and selective human monoclonal antibody against the calcitonin gene-related peptide receptor〔J〕.J Pharmacol Exp Ther,2016;356(1):223-31.

6中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组.慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2013年修订版)〔J〕.中华结核和呼吸杂志,2013;36(4):255-64.

8Navratilova Z,Kolek V,Petrek M,etal.Matrix metalloproteinases and their Inhibitors in chronic obstructive pulmonary disease〔J〕.Arch Immunol Ther Exp(Warsz),2015;5(2):89-92.

9李海燕,成炜,丛金鹏,等.PPARγ和MMP-9在慢性阻塞性肺疾病肺血管内皮细胞的表达及意义〔J〕.中华临床医师杂志(电子版),2013;4(22):10035-40.

10柳威,陈荣昌,汤彦,等.COPD患者血清MMP-9、TIMP-1的表达与治疗反应性的相关性研究〔J〕.医学临床研究,2012;29(12):2298-301.

11Bchir S,Nasr HB,Hakim IR,etal.Matrix metalloproteinase-9(279R/Q)polymorphism is associated with clinical severity and airflow limitation in tunisian patients with chronic obstructive pulmonary disease〔J〕.Mol Diagn Ther,2015;19(6):375-87.

12Abd El-Fatah MF,Ghazy MA,Mostafa MS,etal.Identification of MMP-9 as a biomarker for detecting progression of chronic obstructive pulmonary disease〔J〕.Biochem Cell Biol,2015;93(6):541-7.

13Papakonstantinou E,Karakiulakis G,Batzios S,etal.Acute exacerbations of COPD are associated with significant activation of matrix metalloproteinase 9 irrespectively of airway obstruction,emphysema and infection〔J〕.Respir Res,2015;25(2):86-90.

14黄芪,刘先玲,徐海,等.老年COPD患者Treg与TGF-β1的变化及其意义〔J〕.重庆医学,2015;3(29):4106-7.

15孙伟,黄永刚,许玺,等.慢性阻塞性肺疾病患者血管内皮素-1与降钙素基因相关肽检测临床价值的研究〔J〕.中华临床医师杂志(电子版),2014;6(13):2394-7.

〔2014-12-17修回〕

(编辑苑云杰)

基金项目：嘉兴市科技计划项目(No.2012AY1078-4)

〔中图分类号〕R446.11+2

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202(2016)09-2189-03；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.09.065

第一作者：肖怀清(1980-)，男，硕士，主要从事食管癌及纵隔肿瘤手术及术后综合治疗研究。