缺血性脑白质病变与基质金属蛋白酶-3、基质金属蛋白酶-9的临床关系研究

侯文哲，刘时华，钟平

作者单位：安徽医科大学附属宿州医院（宿州市立医院）神经内科，安徽 宿州234000

缺血性脑白质病变（WMIL）最早是由Hachiski于1987年提出的影像学概念，系指脑室旁或皮质下白质区域呈现点状或斑块状改变，在磁共振成像（MRI）T1 加权成像（T1WI）上表现为低信号T2 加权成像（T2WI）上表现为高信号。WMIL 是脑白质病变中最常见的一种类型，其发病原因主要是深部脑白质慢性低灌注损伤所致，其基本病理改变为脑室旁、双侧半卵圆区髓鞘脱失、轴索变性等［1］。WMIL病人早期无明显临床表现，随着病情加重可出现认知功能障碍、步态异常、大小便失禁等。早期诊断及严重程度评估对WMIL病人的预后具有重要临床价值［2］。既往研究表明MMP3、MMP9 与卒中后脑组织损伤具有相关性，可能的机制是破坏血-脑屏障完整性加重缺血后脑组织损伤［3］。关于MMP3、MMP9与WMIL严重程度的研究鲜为报道。本研究主要是观察不同严重程度的WMIL 病人血清中MMP3、MMP9 的水平，探索两者是否具有相关性，以期为WMIL诊断及病情评估提供新的方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料连续纳入2019 年5 月至2020 年5月安徽医科大学附属宿州医院神经内科收住的WMIL 病人117 例，男性61 例，女性56 例。入组标准：（1）年龄>50 岁；（2）3.0T 头颅MRI 提示脑室旁或皮质下白质区域存在不同程度的病变，在T2液体衰减反转序列（FLAIR）、T2WI 表现为高信号，T1WI上表现为低信号或等信号（由影像科医生及神经内科医生共同判断）；（3）签署知情同意书。排除标准：（1）头颅CT/MRI 排除患脑出血急性期或急性脑梗死；（2）其他原因导致的脑白质病变：中毒、脱髓鞘、药物、感染、变性病等；（3）合并自身免疫性疾病；（4）合并严重的心、肺、肝、肾功能障碍。另选择同期该院的健康体检者98例作为健康对照组，男性56 例，女性42 例，年龄>50 岁，头颅MRI 检查未见明显异常，签署知情同意书。本研究符合《世界医学协会赫尔辛基宣言》相关要求。

1.2 方法

1.2.1收集方法 制定统一的Excel 表格，收集病人的一般临床资料：性别、年龄、糖尿病史、高血压史以及总胆固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、半胱氨酸蛋白酶抑制剂C（以下简称“胱抑素C”）、同型半胱氨酸（HCY）水平。

受试者均空腹12 h 以上于次日清晨抽取静脉血5 mL，在3 000 r/min 离心15 min，提取分离出的血清，放置−80 ℃冷冻保存。

1.2.2 血清MMP3、MMP9 的检查方法 将冷冻的

血清放在2～8 ℃度融化，采用酶联免疫吸附测定在450 nm 波长的酶标仪器测定血清中MMP3、MMP9的吸光度，再通过标准曲线计算出各因子的浓度。

1.2.3 影像学评估 纳入病人均采用3.0T 的MRI进行扫描，参照Fazekas 分级量表对T1WI、T2WI 以及FILAIR 相的脑室周围和皮质下白质区域的病变进行评估，两个区域评估分数相加计算出总分，满分12 分，分为轻度组51 例（1～4 分）、中度组35 例（5～8分）、重度组31例（9～12分）。

1.3 统计学方法采用SPSS 23.0 软件进行统计分析。计量资料以±s表示，两组间比较采用两独立样本t检验，多组间比较采用单因素方差分析，多组间的两两比较采用SNK法。计数资料以百分数（%）表示，比较采用χ2检验。确定WMIL 的独立危险因素采用多因素logistic 回归分析。WMIL 严重程度与血清中MMP3、MMP9 水平相关性分析采用Spear‑man 相关性分析。以P<0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般临床资料及血清中MMP3、MMP9水平的比较两组的糖尿病患病率、总胆固醇、胱抑素C、HCY、MMP3、MMP9 水平差异有统计学意义（P<0.05）；两组间性别构成比、年龄、高血压患病率、三酰甘油、LDL-C 水平差异无统计学意义（P>0.05），见表1。

2.2 不同严重程度的WMIL 血清中MMP3、MMP9水平的比较不同严重程度的WMIL各组之间血清中MMP3、MMP9 水平差异有统计学意义（P<0.05），见表2。

表2 不同严重程度的WMIL血清中MMP3、MMP9水平比较/（µg/L，± s）

表2 不同严重程度的WMIL血清中MMP3、MMP9水平比较/（µg/L，± s）

注：WMIL 为缺血性脑白质病变，MMP3 为基质金属蛋白酶-3，MMP9为基质金属蛋白酶-9。

MMP9 35.25±6.65 76.99±9.58 110.07±14.72 443.65<0.001组别WMIL轻度组WMIL中度组WMIL重度组F值P值例数51 35 31 MMP3 155.22±20.27 218.73±14.55 221.63±21.01 128.58<0.001

2.3 WMIL 病人危险因素的logistic 回归分析结果将表1，2中差异有统计学意义的指标作为自变量，将是否患有WMIL 作为因变量进行多因素logis‑tic 回归分析，结果提示HCY、MMP3、MMP9 均是WMIL病人的独立危险因素（P<0.05），见表3，4。

表1 健康对照组和WMIL组一般临床资料及血清中MMP3、MMP9水平对比

表3 WMIL病人117例危险因素的多因素logistic回归分析变量赋值情况

2.4 WMIL 组Fazekas 评分与血清中MMP3、MMP9 浓度的相关性分析结果根据Spearman 相关性分析得出：WMIL 组Fazekas 评分与血清中MMP3 的水平呈正相关（r=0.786，P=0.035），与血清中MMP9的水平呈正相关（r=0.866，P=0.009）。

表4 WMIL病人117例危险因素的多因素logistic回归分析结果

3 讨论

随着人口老龄化的日益加剧及生活水平的提高，WMIL在人群中的患病率在逐年攀升。WMIL早期临床表现往往不典型，当出现认知功能障碍、肢体无力及大小便失禁等临床症状时多数已存在一定程度的脑白质病变，严重影响了病人生活质量［4］。因此，早诊断、早治疗对WMIL病人尤为重要。目前WMIL 的诊断主要依赖于影像学检查，但因为价格昂贵等因素，部分病人错过了早期诊断的时机。若能够研究出一种早期诊断及病情评估的生物学指标物，将对病人的治疗及预后具有重要的临床价值［5］。

WMIL 的发病机制尚不明确，既往研究表明存在几种可能：（1）慢性低灌注颅脑损伤；（2）血-脑屏障损伤；（3）炎症与氧化应激；（4）内皮细胞的功能障碍；（5）β 淀粉样物质沉积；（6）遗传多态性。其中血-脑屏障损伤是WMIL 发生和发展的重要过程［6］。血-脑屏障是位于中枢神经系统和外周血液之间的生理屏障，具有维持脑内微环境稳态的生理功能。血-脑屏障结构和功能完整是维持其通透性的前提，任何破坏血-脑屏障完整性的物质都会增高其通透性，致使血液中的有害物质及生物大分子进入脑组织间隙，加重脑组织损伤及水肿。MMP3、MMP9 均属于基质金属蛋白酶家族（MMPs）。MMPs 是一种锌离子依赖性的内肽酶，能够降解层粘连蛋白、胶原和纤连蛋白在内的多种细胞外基质，被证明参与多种神经系统疾病的调控，其中包括有多发性硬化症、阿尔茨海默病和恶性胶质瘤，近年来有研究表明MMPs 与卒中后脑组织损伤有关［7］。MMP3 又称为基质溶解酶-1，具有降解Ⅳ、Ⅴ型胶原、软骨蛋白多糖、纤维连接蛋白的能力。脑组织缺血会诱导内皮细胞、星形胶质细胞MMP3 的表达，通过破坏血-脑屏障的基底膜和连接蛋白，致使脑组织水肿及损伤的加重［8］。国外学者研究发现，脑缺血的大鼠会随着血液中MMP3 含量的升高而进一步加重，并且这种因子可能参与血-脑屏障的破坏［9-10］。相反，Asahi 等人研究发现通过给予缺血性脑白质病变病人MMP3 的抑制剂，发生缺血坏死的脑白质得到了修复［11］。MMP9 又称为明胶酶B，被认为是脑组织缺血的重要因子，是急性脑血管病重要病理基础。在缺血受损的脑组织中，MMP9在神经元、内皮细胞中高表达，通过降解细胞外基质，导致血-脑屏障通透性的增加。有学者研究发现，急性脑卒中病人血清中MMP9 水平与梗死面积成正比［12-14］。国外学者研究表示MMP9的基因多态性会增高脑血管疾病的发生率，存在有MMP9-1562C/T（rs3918242）基因的人群要比普通人群发生脑血管疾病的风险要大［15-16］。目前关于血清中MMP3、MMP9 水平与WMIL严重程度的研究鲜为报道。

本研究通过对117例WMIL 病人和98例健康人群外周血中的MMP3、MMP9 水平进行比较，结果发现血清中MMP3、MMP9水平与WMIL 严重程度具有正相关并且是WMIL 发生的独立危险因素。提示MMP3、MMP9 参与WMIL 的发病过程。其原因可能是通过破坏血-脑屏障的完整性，致使血液中更多的炎症因子进入脑组织当中，进一步加重脑组织的损伤。两者的相关性提示MMP3、MMP9 可用于诊断WMIL，并且可用于疾病严重程度的评估。对WMIL病人早期诊断及针对性治疗提供方便。

此次研究对WMIL 危险因素进行多因素logistic分析，结果显示HCY 是WMIL 病人独立的危险因素。HCY 是脑血管病和动脉硬化的危险因素，究其原因可能是：（1）高水平的HCY 导致脑血管损伤和神经毒性损伤。（2）较高的HCY 能够抑制人体内CO合成酶活性，导致内皮细胞功能障碍，诱导凝血酶的激活及血小板聚集促进血栓形成［17］。（3）高水平的HCY 能够促进动脉内膜增厚导致动脉斑块形成［18-21］。故HCY 较高的中老年人群，是排查患有WMIL的重点人群。

综上所述，WMIL 病人血清中MMP3、MMP9 水平与疾病严重程度具有正相关，对疾病的早期诊断与病情严重评估具有重要临床价值。Hcy、MMP3、MMP9 均是WMIL 的独立危险因素，控制危险因素、排查是否患有WMIL，预防疾病的发生和发展。此次研究样本量不足，今后研究还需进一步扩大队列样本，并对入组病人进行随访，对于临床早发现、早干预WMIL提供客观依据。