心房颤动患者血清基质金属蛋白酶-2及其组织抑制因子浓度的变化

作者：裴晓阳，潘 莹，胡雪松，颜 雯，邓卫萍 张新霞    作者单位：广东省自然科学基金项目(06301037)；广东省医学科学技术研究基金(WSTJJ20051025620102195102253910)；深圳市卫生局科技项目(302)深圳市第四人民医院心内科，广东 深圳 518033 【摘要】  目的：研究非瓣膜性心房颤动（NVAf）患者血清基质金属蛋白酶-2（MMP-2）与基质金属蛋白酶组织抑制因子-2（TIMP-2）的水平，探讨NVAf发生的可能机制。方法：采用定量酶联免疫吸附试验（ELISA）测定30例NVAf患者（房颤组）和30例正常人(正常对照组) 血清MMP-2、TIMP-2的水平。结果：房颤组血清MMP-2水平（390.29±128.67ng/ml）明显高于正常对照组（291.80±104.15ng/ml）水平（P<0.01）。房颤组血清TIMP-2水平（62.84±26.77ng/ml）明显低于正常对照组（115.22±45.00ng/ml），P<0.01，血清MMP-2水平与左房直径呈正相关（r=0.396，P<0.01）。多因素非条件Logistic回顾模型中左房直径、MMP-2是NVAf发生的危险因素，TIMP-2是保护免于发生房颤的因素。结论：MMP-2与TIMP-2可能参与房颤的发生发展。

【关键词】  心房颤动；明胶酶A；金属蛋白酶2组织抑制剂

    Concentrations and significance of plasma matrix metalloproteinase-2 and tissue inhibitor matrix metalloproteinase-2 in atrial fibrillation patients/PEI Xiaoyang, PAN Ying,HU Xuesong, YAN Wen,DENG Weiping,ZHANG  Xinxia//Chinese Journal of Cardiovascular Rehabilitation Medicine,2009,18(2):99

    Abstract：Objective:To study the plasma levels of matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) and tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-2 (TIMP-2) in nonvalvular atrial fibrillation(NVAf) patients.To investigate the possible mechanism of NVAf.Methods:The plasma levels of  MMP-2  and TIMP-2  in 30 NVAf patients (fibrillation group) and 30 sinus rhythm people (control group) were measured by ELISA.Results:The level of MMP-2 in fibrillation group was significantly higher than that in control group［(390.29±128.67)ng/ml∶(291.80±104.15)ng/ml, P<0.01］.The level of TIMP-2 in NVAf group was less than that in control group［(62.84±26.77)ng/ml∶(115.22±45.00)ng/ml, P<0.01］.The MMP-2 level was positively correlation with left atrial dimension（r=0.396，P<0.01）.The multifactor Logistic regression analysis show that LAD,MMP-2 were risk factor for NVAf,but the TIMP-2 was protective factor for NVAf.Conclusion:MMP-2 and TIMP-2 may take part in the development of NVAf.

    Author′s　address：Department of Cardiology, the Fourth People′s Hospital，Shenzhen，Guangdong，518033，China

    Key words：Atrial fibrillation;Gelatinase A;Tissue inhibitor of metalloproteinase-2

    随着对房颤患者心房的病理生理及心肌重构的深入探索，一般认为异位兴奋灶的触发和心房内存在折返可能为房颤发生的机制。心房内发生折返的基础为心房间质纤维增生。本研究主要通过观察非瓣膜性心房颤动（NVAf）患者血清基质金属蛋白酶-2（MMP-2）与基质金属蛋白酶组织抑制因子-2（TIMP-2）浓度的变化，探讨NVAf发生的可能机制。

    1  资料与方法

    1.1  一般资料

    选择30例NVAf患者为房颤组，其中男15例，女15例，年龄58～80，平均（67.5±8.2）岁；正常对照组30例，男13例，女17例，年龄55～78，平均（65.9±9.6）岁。所有研究者均行体格检查，化验肝、肾功能，甲状腺功能，血糖，血脂等，行血压、常规心电图、动态心电图，心脏超声和胸片检查。并停用血管紧张素受体阻滞剂（ARB）、血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）、β-受体阻滞剂等可能对MMP-2及TIMP-2 有影响的药物。

    1.2  方法

    所有研究对象于采血前夜20∶00后禁食，次晨抽取空腹肘静脉血5ml于干燥管中，于采血后30 min内，以1 000 r/min，离心15 min，分离出血清置于-80℃超低温冰箱，以备检测MMP-2和TIMP-2浓度。

    实验前20 min将试剂盒和血浆标本分别从4℃、－80℃冰箱中取出，平衡至室温。将浓缩洗涤液用蒸馏水倍比稀释，除空白孔外，分别将不同浓度标准品/标本（50μl/孔）加入相应孔中。封住反应孔，室温（20～25℃），孵育2 h［水平摇床震荡速度（500±50）r/min］。加入酶结合反应液再次孵育2 h，加入显色剂A、B混合液避光反应30 min。加入反应终止液（50μl/孔），混匀后立即用酶标仪测量光密度（OD）450nm值（30 min内）。

    1.3  统计学处理

    使用SPSS 11.0统计软件包进行处理，计量资料用均数±标准差(±s)表示，两组间比较t检验。计数资料采用x2检验。两因素间采用相关分析。P<0.05为差异有显著性。

    2  结  果

    2.1  房颤组与正常对照组临床资料指标的比较

    从表1中可见，房颤组年龄高于正常对照组(t=-2.250, P<0.05)，在性别、吸烟，血压、血脂，血糖等基线资料上，两组间差异无显著性。但与正常对照组比较，房颤组的左房直径（LAD）较正常对照组增大，有显著差异（t=-4.745,P<0.01）。

    2.2  血清MMP-2和TIMP-2浓度的比较

    房颤组血清MMP-2浓度为（390.29±128.67）ng/ml，明显高于正常对照组（291.80±104.15）ng/ml（t=-3.056,P<0.01）；房颤组血清TIMP-2浓度（62.84±26.77）ng/ml显著低于正常对照组（115.22±45.00）ng/ml（t=5.042,P<0.01）。表1  房颤组和正常对照组临床资料的比较注：与正常对照组比较△P<0.05，△△P<0.01。

    2.3  血清MMP-2和TIMP-2浓度与LAD之间的相关性

    血清MMP-2浓度与LAD呈正相关（r=0.440,P=0.001）；在控制年龄、性别、TIMP-2因素相互作用的情况下，血清MMP-2浓度与LAD仍呈正相关（r=0.396,P=0.004）。血清TIMP-2浓度与LAD无相关性。

    2.4  房颤的危险因素分析

    在所有研究对象中，以是否患房颤为因变量行单因素非条件Logistic回归分析， LAD、MMP-2、TIMP-2作为自变量，按照入选变量的显著水准为0.05，剔除变量的标准为0.10的标准进行单因素非条件Logistic回归，在所选择的变量中，与房颤有统计学意义的变量有：LAD、MMP-2、TIMP-2。多因素非条件Logistic回归模型中，LAD、MMP-2是NVAf发生的危险因素，TIMP-2是NVAf免于发生的保护因素。得方程P(1)=1/[1+e-(-9.268+0.276LAD+0.031MMP-2-0.071TIMP-2)]，见表2。

    3  讨  论

    心脏由心肌细胞为主的各种细胞和细胞外基质组成，心肌间质约85%由Ⅰ型和Ⅲ型胶原构成。心房肌成纤维细胞合成、分泌Ⅰ型和Ⅲ型胶原受到基质金属蛋白酶及其抑制因子的调节。心房组织中的细胞外基质（ECM）的合成和降解处于严格的调控之下。心肌组织中存在的，能降解所有心脏基质成分的MMPs是重构过程中心脏基质降解的主要因素[1，2]。Xu[3]等对53例心力衰竭晚期的扩张型心肌病（DCM）心脏移植患者的心房组织研究发现，有房颤的DCM患者心房组织的MMP-2表达上调，TIMP-2表达下调，MMP-2/TIMP-2与Ⅰ型胶原显著相关。柯丹等发现，MMP-2的mRNA及纤维化在窦律，阵发性房颤，持续性房颤三组患者的心房组织中的表达依次递增，提示MMP-2高表达可能是房颤纤维化的重要因素[4]。TIMP-2是MMP-2的内源性特异性抑制剂[5]，在抑制MMP-2活性中作用最重要，TIMP-2除与MMP-2结合外还可以与MMP-2酶原结合抑制其激活。故MMPs、TIMPs及其调节因子的相互作用决定了心肌间质重构过程的进展。表2  房颤的多因素非条件Logistic回归分析结果

    本研究结果发现房颤组与正常对照组比较，房颤组血清MMP－2水平高于正常对照组，而血清TIMP-2水平较正常对照组低；所有患者均排除了炎症、急性冠脉综合症、肿瘤、免疫疾病等影响MMP-2和TIMP-2水平的因素，表明NVAf患者血清中存在MMP-2的高水平，TIMP-2水平则呈下降趋势，MMP-2/TIMP-2比例失调的情况，与国内报道一致[6]。其可能机制是房颤患者因其心房机械或容量负荷过重或缺血、缺氧而发生心肌间质纤维的增生及扩大，同时房颤患者心房组织因胶原聚集而正反馈引起MMP-2蛋白表达增多，增高的MMP-2不仅分解细胞外基质还通过调节基质素和ECM释放各种生物活性因子，进一步合成缺乏连接结构弹性较差的纤维性间质，促进心肌间纤维化。同时参与其中的活性因子又抑制TIMP-2水平， 导致TIMP-2水平下降。当维持正常心房功能的胶原、明胶等物质降解后，新生的胶原组织不同于正常胶原，其限制心肌细胞的过度拉长的作用丧失并且弹性较差，因而在心房容量负荷和压力负荷增加的情况下，极易引起心肌细胞拉长、心房壁变薄、心房扩大。

    本研究发现房颤患者左心房直径（LAD）大于正常对照组者，国内外亦有研究发现，随着房颤时间的持续，MMP-2持续增加，心房内径越大，心房壁就越薄[7]，因此引起房内不连续的冲动传导及传导的空间分布离散而增加心房内折返波数。扩大的心房能容纳更多的折返子波，从而共同促使房颤的发生和维持[8]。本研究表明房颤组MMP-2水平与LAD水平成正相关，表明MMP-2通过上述机制促进LAD增大和房颤的形成和维持。

    多因素非条件Logistic回归模型显示，LAD和MMP-2是NVAf发病的危险因素，而TIMP-1是免于发生NVAf的保护因素。当然，房颤的发生机制错综复杂，需进行广泛深入的基础与临床研究才能逐一验证、揭示。

【参考文献】  [1]Spinale FG, Coker ML, Bond BR, et al. Myocardial matrix degradation and metalloproteinase activation in the failing heart:a potential therapeutic target［J］.Cardiovasc Res，2000，46(2):225-238.

[2]Saharinen J, Hyytiainen M, Taipale J, et al. Latent transforming growth factorbeta binding protein(LTBPs)-structural extrancellular matrix proteins for targeting TGF-beta action［J］.Cytokine Growth Factor Rev，1999，10(2):99-117.

[3]Xu J,Cui G,Esmailian F, et al. Atrial extracellular matrix remodeling and the maintenance of atrial fibrillation［J］. Circulation，2004,109(3)：363-368.

[4]柯 丹,许春萱,林亚洲.心房颤动患者心房纤维化分子基础的临床研究［J］.中华心血管病杂志，2005,33（5）:459-463.

[5]Peterson JT, Li H, Dillon L, et al.Evolution of matrix metalloproteinase and tissue inhibitor expression during heart failure progression in the infracted rat［J］.Cardiovasc Res，2000，46(2):307-315.

[6]刘艳丽,伍伟锋,陶新智.心房颤动患者血基质金属蛋白酶2和脑钠肽的变化及其意义［J］.中华心律失常学杂志，2006，9(3):184-185.

[7]朱 慧,张 薇,郭辰虹，等. 心房肌基质金属蛋白酶－9和组织金属蛋白酶抑制因子－1表达改变对房颤心房重构机制的研究［J］.中华医学杂志，2005,85(1):45-48.

[8]Frustaci A,Chimenti C,Bellocci F,et al.Histological substrate of atrial biopsies in patients with lone atrial fibrillation［J］.Circulation，1997,96(4):1180-1184.