持续性心房颤动患者血清MMP-9水平变化及其对射频消融术后房颤复发的预测效能

2022-12-24邢布点魏婷卢园园冷俊杰康品方张宁汝

山东医药 2022年33期

邢布点，魏婷，卢园园，冷俊杰，康品方，张宁汝

邢布点1，2，魏婷1，卢园园3，冷俊杰1，康品方1，张宁汝1

1 蚌埠医学院第一附属医院心血管科，安徽蚌埠 233000；2 蚌埠医学院第一附属医院心脑血管疾病基础与临床重点实验室；3 蚌埠医学院附属蚌埠第三人民医院

观察持续性心房颤动（AF）患者血清基质金属蛋白酶-9（MMP-9）水平变化，分析其对持续性AF患者射频消融术后复发的预测效能。AF患者154例，包括阵发性AF患者54例（阵发性组）、持续性AF患者60例（持续性组）、永久性AF患者40例（永久性组）。选取健康体检者110例记为对照组。60例持续性AF患者采用射频消融术治疗消除房颤，术后随访，依据是否发生AF复发分为复发组11例、未复发组49例。采用ELISA法检测各组血清MMP-9、金属蛋白酶组织抑制剂-1（TIMP-1）。以单因素分析中差异有统计学意义的指标为自变量，采用二元Logistic回归分析法分析持续性AF患者射频消融术后复发的影响因素。采用受试者工作特征曲线（ROC）分析血清MMP-9对持续性AF患者射频消融术后复发的预测效能。阵发性组、持续性组、永久性组、对照组血清MMP-9、TIMP-1表达水平组间相比，均<0.05。复发组患者血清MMP-9表达水平显著高于未复发组（<0.05）。血清MMP-9（=1.140，95%：1.053～1.708，<0.05）是持续性AF患者射频消融术后复发的独立影响因素。血清MMP-9水平预测持续性AF患者射频消融术后复发的AUC为0.779（<0.01），取截断值为14.30 ng/mL时，血清MMP-9水平预测持续性AF患者射频消融术后复发的灵敏度为66.8%、特异度为81.9%。不同类型AF患者血清MMP-9、TIMP-1表达水平存在差异；射频消融术后复发的持续性AF患者血清MMP-9表达水平升高，血清MMP-9是持续性AF患者射频消融术后复发的独立影响因素，检测血清MMP-9可用于持续性AF患者射频消融术后复发的预测。

心房颤动；持续性心房颤动；基质金属蛋白酶-9；金属蛋白酶组织抑制剂-1；射频消融术

心房颤动（atrial fibrillation，AF）简称房颤，作为最常见的持续性心律失常，近年来房颤的发病率越来越高［1-2］。AF除了引起心悸不适，甚至诱发心力衰竭，更严重甚至造成患者发生缺血性卒中等血栓栓塞性疾病［3］。有研究［4］发现，AF增加了缺血性卒中的风险，其缺血性卒中的风险是非AF患者的4～5倍，可致20%病死率及近60%致残率，严重危害人类生命健康。对于持续性AF患者而言，转复并维持窦律能够给其带来更多益处，目前导管射频消融可以维持窦性心律，但持续性AF患者射频消融术后复律治疗存在的问题是一部分患者复律后容易复发。然而，AF发生和持续性AF患者射频消融术后复发的机制迄今为止仍无一个确切的定论［5］。因此，深入探讨AF的发病机制以及持续性AF患者射频消融术后复发的影响因素显得尤为必要的。近年来主流观点认为，心房电重构和结构重构与AF的发病机制有着密切联系。心房间质内纤维细胞增生、心房纤维化和心房扩大是心房结构重构的主要表现，其中心房纤维化已经成为心房结构重构一种重要的病理生理基础［6-7］。有研究在AF患者和快速起搏的AF动物模型中发现，左心房发生了不同程度的纤维化，且随着心房纤维化程度的增加，AF复发频率升高，这表明AF持续存在和不易转复可能与心房纤维化有关［8-9］。心肌纤维化主要表现为心肌细胞细胞外基质（Extracellular matrix of cardiomyocytes，ECM）中胶原沉积，各型胶原比例失调，各型胶原排列紊乱。ECM的改变与心房纤维化的形成有着密切的关系，其中基质金属蛋白酶（MMPs）在调节ECM重塑的过程中起着关键的作用。近年来的研究［10］显示，MMP-9的过表达与心房纤维化有着密切联系。金属蛋白酶组织抑制因子（TIMPs）是MMPs的抑制物，其中TIMP-1能够与MMP-9特异性结合，进而抑制了MMP-9的活化，起到了调节MMP-9对ECM降解失衡的作用。本研究观察了持续性AF患者血清MMP-9水平变化，分析血清MMP-9对持续性AF患者射频消融术后复发的预测效能，现报告如下。

1 资料与方法

1.1临床资料选取2020年3月—2021年3月蚌埠医学院第一附属医院住院确诊的AF患者154例，依据AF诊断和管理指南将其分为阵发性组54例、持续性组60例、永久性组40例。选取同时段心电图表现为窦性节律的健康体检者110例记为对照组。对照组研究对象入组时均排除慢性肺源性心脏病、先天性心脏病、急性心肌梗死、肝肾功能不全、肿瘤及其他系统疾病等。四组研究对象在年龄、性别、高血压、糖尿病、脑梗死、BMI、WBC、肝肾功能、血脂等方面比较差异无统计学意义（均>0.05），资料具有可比性。

1.2各组血清MMP-9、TIMP-1检测采用ELISA法。各组研究对象确诊后空腹过夜，坐位休息30 min后采集静脉血，立即置于4 ℃的冰柜中保存。血清标本采集后30 min内，4 ℃条件下3 000 r/min离心15 min。使用Human MMP-9、Human TIMP-1（上海羽朵）ELISA检测试剂盒，严格按照ELISA试剂盒说明书的步骤进行操作，在酶标仪上读取450 nm处吸光度值，根据相应的标准曲线，计算血清中MMP-9、TIMP-1的表达水平。

1.3持续性AF患者射频消融术后临床随访及分组对持续性组60例AF患者射频消融术后进行为期（12 ± 1）个月的随访，随访内容主要包括体表心电图或动态心电图，记录有无AF复发。AF复发定义为：AF消融后AF/心房扑动/心房快速性心律失常的复发，持续时间至少30 s。依据是否发生AF复发将60例持续性AF患者分为复发组11例、未复发组49例。采用“1.2”方法检测血清MMP-9、TIMP-1。

2 结果

2.1阵发性组、持续性组、永久性组、对照组血清MMP-9、TIMP-1表达水平比较阵发性组、持续性组、永久性组、对照组血清MMP-9、TIMP-1表达水平比较见表1。由表1可知，各组间血清MMP-9、TIMP-1表达水平相比，均<0.05。

表1　阵发性组、持续性组、永久性组、对照组血清MMP-9和TIMP-1表达水平比较（ ± s）

注：与对照组相比，a<0.05；与阵发性组相比，b<0.05；与持续性组相比，c<0.05。

2.2射频消融术后复发的持续性AF患者血清MMP-9、TIMP-1表达水平变化及其预测效能

2.2.1复发组、未复发组患者血清MMP-9、TIMP-1表达水平比较复发组患者血清MMP-9、TIMP-1表达水平分别为（16.68 ± 1.76）ng/mL、（12.84 ± 1.49）ng/mL，未复发组患者血清MMP-9、TIMP-1表达水平分别为（14.12 ± 1.67）ng/mL、（12.79 ± 1.46）ng/mL，其中复发组患者血清MMP-9表达水平显著高于未复发组（<0.05）。

2.2.2持续性AF患者射频消融术后复发的影响因素以是否复发为因变量，以MMP-9为协变量进行二元Logistic回归分析，结果显示血清MMP-9（=1.140，95%：1.053～1.708，<0.05）是持续性AF患者射频消融术后复发的独立影响因素。

2.2.3血清MMP-9对持续性AF患者射频消融术后复发的预测效能血清MMP-9水平预测持续性AF患者射频消融术后复发的ROC见图1。血清MMP-9水平预测持续性AF患者射频消融术后复发的AUC为0.779（<0.01），取截断值为14.30 ng/mL时，血清MMP-9水平预测持续性AF患者射频消融术后复发的灵敏度为66.8%、特异度为81.9%。

图1　血清MMP-9水平预测持续性AF患者射频消融术后复发的ROC

3 讨论

近年来AF发病率逐年上升［1-2］，但其机制尚不完全明确，可能与心房肌细胞局灶性自律性增高、冲动传导异常、心房重构等相关［12-13］。其中，心房重构在AF的发病机制中作用越来越受到众多学者的认可，其被认为是AF发生、持续存在的重要病理基础［14］。AF加重心房负荷，特别是对于左房负荷，心房重构又进一步加重AF的严重程度，二者相互促进，成为AF发生、维持的主要机制，即AF连缀现象［15］。

心房纤维化是心房结构重构的主要过程，在AF发生和持续中起着关键作用［16］。心肌细胞ECM中胶原沉积是心房纤维化的主要特征，同时对AF维持有重要作用。在调节ECM代谢过程中，MMPs与TIMPs的调节发挥着重要作用。MMP-9能够特异性降解ECM，而TIMP-1是MMP-9的特异性抑制物，能够抑制MMP-9的活化，从而对MMP-9降解ECM起到了调节作用。各种原因引起的MMP-9/TIMP-1的失衡都能够导致ECM降解的失衡［17］。因而，MMP-9/TIMP-1的失衡与AF的发生和维持过程有着紧密的联系。国内外的研究［18-20］均表明，MMP-9/TIMP-1的失衡会促使AF的心房结构重构，进而促使AF的发生和维持。本研究中观察到，与对照组相比，AF患者血清中MMP-9水平是升高的，TIMP-1水平是降低的，且在AF各组中，与阵发性组比较，持续性组血清MMP-9水平是升高的，较永久性组是显著降低的，而TIMP-1水平与之呈现相反的趋势，这提示MMP-9、TIMP-1的水平和AF类型相关。随着AF的严重程度增加，MMP-9的水平越高，而TIMP-1的水平越低，说明MMP-9/TIMP-1的失衡促进了AF的心房结构重构，进而促使了AF的发生和维持，这与文献报道结果基本一致。考虑其机理可能为AF发生时，MMP-9/TIMP-1的失衡，造成ECM成分的降解的不平衡，进而导致了异常的胶原蛋白及结缔组织的合成，同时由于心肌细胞间隙失去正常ECM，其被纤维组织填充，使得纤维化渐渐加重。心房逐渐纤维化，诱发心房压力升高，进一步造成心房肌细胞过度拉长，进而促使了心房腔的扩大。

随着研究的深入，尽管导管射频消融明显改善了AF患者的预后，但AF复发仍很常见，其复发的机制越来越引起人们的关注，但其具体机制尚不明确。而在本次研究中对于接受射频消融术后的60例持续性AF患者进行为期（12 ± 1）个月的随访发现，射频消融术后复发组患者血清MMP-9水平较未复发组是明显升高的，而血清TIMP-1水平较未复发组无明显改变。由此，我们推测MMP-9可能参与了持续性AF患者射频消融术后的复发。其机理可能是MMP-9/TIMP-1调控失衡，MMP-9过表达，促进了心房的结构重构，进而引起了持续性AF射频消融术后再次复发，这与陈俊等［22］的发现相一致。同时，本研究发现血清MMP-9是持续性AF术后复发的独立影响因子，且经ROC曲线分析显示，MMP-9预测房颤射频消融术后复发的ROC曲线下面积为0.779，取最佳截断值14.30 ng/mL，其灵敏度为66.8%、特异度为81.9%，这为临床医生对持续性AF术后复发预后判断的增加了理论依据。

综上所述，不同类型AF患者血清MMP-9、TIMP-1表达水平存在差异；射频消融术后复发的持续性AF患者血清MMP-9表达水平升高，血清MMP-9是持续性AF患者射频消融术后复发的独立影响因素，检测血清MMP-9可用于持续性AF患者射频消融术后复发的预测，具有一定的临床应用价值。

［1］ JANUARY C T， WANN L S， ALPERT J S， et al. ACC/AHA Task Force Members. 2014 AHA/ACC/HRS guideline for the management of patients with atrial fibrillation： a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on practice guidelines and the Heart Rhythm Society［J］. Circulation， 2014，130（23）：e199-267.

［2］ EMELIA J B， PAUL M， ALVARO A， et al. Heart Disease and stroke statistics-2019 update： a report from the American Heart Association［J］. Circulation， 2019，139：e56-e528.

［3］ LIPPI G， SANCHIS-GOMAR F， CERVELLIN G. Global epidemiology of atrial fibrillation： An increasing epidemic and public health challenge［J］. Int J Stroke， 2021，16（2）：217-221.

［4］中华医学会心电生理和起搏分会，中国医师协会心律学专业委员会，中国房颤中心联盟心房颤动防治专家工作委员会.心房颤动：目前的认识和治疗建议（2021）［J］.中华心律失常学杂志，2022，26（1）：15-88.

［5］ LAU D H， SCHOTTEN U， MAHAJAN R， et al. Novel mechanisms in the pathogenesis of atrial fibrillation： practical applications［J］. Eur Heart J， 2016，37（20）：1573-1581.

［6］ SAGRIS M， VARDAS E P， THEOFILIS P， et al. Atrial fibrillation： pathogenesis， predisposing factors， and genetics［J］. Int J Mol Sci， 2021，23（1）：6.

［7］梁宇明，何燕.TGF-β/smads信号通路对心肌纤维化心房颤动作用及机制的研究进展［J］.山东医药，2018，58（33）：97-99.

［8］ LIN C S， LAI L P， LIN J L， et al. Increased expression of extracellular matrix proteins in rapid atrial pacing-induced atrial fibrillation［J］. Heart Rhythm， 2007，4（7）：938-949.

［9］ LIN C S， PAN C H. Regulatory mechanisms of atrial fibrotic remodeling in atrial fibrillation［J］. Cell Mol Life Sci， 2008，65（10）：1489-1508.

［10］ MOE G W， LAURENT G， DOUMANOVSKAIA L， et al. Matrix metalloproteinase inhibition attenuates atrial remodeling and vulnerability to atrial fibrillation in a canine model of heart failure［J］. J Card Fail， 2008，14（9）：768-776.

［11］ EMELIA J B， PAUL M， ALVARO A， et al. Heart Disease and stroke statistics-2019 update： a report from the American Heart Association［J］. Circulation， 2019，139：e56-e528.

［12］ MORIN D P， BERNARD M L， MADIAS C， et al. The state of the art： atrial fibrillation epidemiology， prevention， and treatment［J］. Mayo Clin Proc， 2016，91（12）：1778-1810.

［13］ LALANI G G， TRIKHA R， KRUMMEN D E， et al. Rotors and focal sources for human atrial fibrillation： mechanistic paradigm with direct clinical relevance［J］. Circ J， 2014，78（10）：2357-2366.

［14］张健，黄燕，黄从新.心房颤动的解剖学因素［J］.中国心脏起搏与心电生理杂志，2017，31（5）：385-389.

［15］ WIJESURENDRA R S， CASADEI B. Mechanisms of atrial fibrillation［J］. Heart， 2019，105（24）：1860-1867.

［16］ PENG Z， WEN-HENG L， QING Z， et al. Risk factors for late recurrence in patients with nonvalvular atrial fibrillation after radiofrequency catheter ablation［J］. Ann Noninvasive Electrocardiol， 2021，27（2）： e12924.

［17］ TAN A Y， ZIMETBAUM P. Atrial fibrillation and atrial fibrosis［J］. J Cardiovasc Pharmacol， 2011，57（6）：625-629.

［18］ SWETHA R， GAYEN C， KUMAR D， et al. Biomolecular basis of matrix metallo proteinase-9 activity［J］. Future Med Chem， 2018，10（9）：1093-1112.

［19］陈俊，廖应英，孙泽群.基质金属蛋白酶-9与心房颤动的关系及对持续性心房颤动患者复律治疗后复发的预测价值［J］.中国循环杂志，2017，32（1）：67-71.

［20］ STANCIU A E， VATASESCU R G， STANCIU M M， et al. The role of pro-fibrotic biomarkers in paroxysmal and persistent atrial fibrillation［J］. Cytokine， 2018，103：63-68.

Changes of serum MMP-9 levels in patients with persistent atrial fibrillation and its predictive efficacy for the recurrence of atrial fibrillation after radiofrequency ablation

1，，，，，

1，，233000，

To observe the changes of serum matrix metalloproteinase-9 （MMP-9） levels in patients with persistent atrial fibrillation （AF）， and to analyze its predictive efficacy for recurrence after radiofrequency ablation in patients with persistent AF.There were 154 patients with AF， including 54 patients with paroxysmal AF （paroxysmal group）， 60 patients with persistent AF （persistent group） and 40 patients with permanent AF （permanent group）. A total of 110 healthy subjects were selected as the control group. Sixty patients with persistent AF were treated with radiofrequency ablation to eliminate atrial fibrillation. According to the postoperative follow-up， they were divided into the recurrence group （11 cases） and non-recurrence group （49 cases）. Serum MMP-9 and metalloproteinase tissue inhibitor-1 （TIMP-1） were detected by ELISA. The indicators with statistically significant differences in univariate analysis were used as independent variables， and the influencing factors of recurrence in patients with persistent AF after radiofrequency ablation were analyzed by binary Logistic regression analysis. The predictive efficacy of serum MMP-9 for recurrence in patients with persistent AF after radiofrequency ablation was analyzed by receiver operating characteristic curve （ROC）.Significant differences were found in the expression levels of serum MMP-9 and TIMP-1 between the paroxysmal group， persistent group， permanent group and control group （all<0.05）. The serum MMP-9 expression level in the recurrence group was significantly higher than that in the non-recurrence group （<0.05）. Serum MMP-9 （=1.140，95%：1.053–1.708，<0.05） was an independent factor for recurrence in patients with persistent AF after radiofrequency ablation. The AUC of serum MMP-9 in patients with persistent AF after radiofrequency ablation was 0.779 （<0.01）. When the cut-off value was 14.30 ng/mL， the sensitivity and specificity of serum MMP-9 in patients with persistent AF after radiofrequency ablation were 66.8% and 81.9%， respectively.The expression levels of MMP-9 and TIMP-1 in serum of patients with different types of AF are different. Serum MMP-9 expression level increases in patients with persistent AF after radiofrequency ablation. Serum MMP-9 is an independent factor for recurrence in patients with persistent AF after radiofrequency ablation. Detection of serum MMP-9 can be used to predict recurrence in patients with persistent AF after radiofrequency ablation.

atrial fibrillation； persistent atrial fibrillation； matrix metalloproteinase-9； metalloproteinase tissue inhibitor-1； radiofrequency ablation