自发性脑出血患者血清MMP_9及TIMP_1水平的研究

自发性脑出血患者血清MMP_9及TIMP_1水平的研究作者：周元林，柯绍发，张丹红，金笑平，王 恩    作者单位：台州医院神经内科，浙江临海 317000     【摘要】  目的 研究自发性脑出血患者血清基质金属蛋白酶_9(MMP_9)及其抑制因子基质金属蛋白酶抑制因子_1(TIMP_1)的含量及临床意义。方法 采用酶联免疫吸附法对62例48小时内入院的脑出血患者血清MMP_9和TIMP_1水平进行测定，与正常对照组进行比较，同时用免疫比浊法测高敏C_反应蛋白(hs_CRP)水平，并与CT所示血肿周围水肿体积和神经功能评分进行相关分析。结果 脑出血患者血清MMP_9及TIMP_1水平较正常对照组明显升高(P＜0.01)，脑出血组MMP_9的含量与CT所示出血灶周围水肿区体积呈显著正相关(r=0.627，P＜0.01)。结论 脑出血患者血清MMP_9及TIMP_1水平明显增高，血清MMP_9可能成为早期反映脑出血患者血肿周围水肿严重程度和预后的指标。     【关键词】  脑出血;基质金属蛋白酶_9;组织抑制因子_1;脑水肿     Study on Matrix Metalloproteinase_9（MMP_9） and Tissue Inhibitor of Matrixmetalloproteinase_1（TIMP_1） in Patients with Spontaneous Intracerebral Hemorrhage. ZHOU Yuan_lin, KE Sao_fa, ZHANG Dan_hong, et al. Department of neurology, Taizhou Hospital, Zhejian 17000,China    ［Abstract］ Objective To observe serum MMP_9 and TIMP_1 levels in patients with spontaneous intracerebral hemorrhage (ICH) and explore its clinical significance. Methods Serum MMP_9 and TIMP_1 were determined by enzyme_linked immunosorbent assay（ELISA） in 62 ICH patients hospitalized within 48h and 68 healthy people（control）. C_reactive protein was determined by immunoturbidimetry. The relationship between serum MMP_9 and the perihematomal edema(PHE) volume measured by cranial CT scan and neurological assessment was investigated. Results Serum levels of MMP_9 and TIMP_1 were higher in ICH patients than those in healthy people (P＜0.01). Serum MMP_9 level was positively correlated with perihematomal edema volume(r=0.627, P＜0.01). Conclusions The levels of MMP_9 and TIMP_1 increased significantly in patients with ICH, it could be an earlier important factor to judge the severity of PHE and evaluate the prognosis.    ［Key words］ Intracerebral hemorrhage; Matrix Metalloproteinase_9; Tissue inhibitor_1; Perihematomal    基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase, MMPs)是一组Zn2+依赖性蛋白酶，具有降解细胞外基质作用的蛋白酶，在正常成年人脑组织中，MMPs表达水平很低。其异常表达与血脑屏障(blood brainbarrier，BBB)被破坏直接相关，是导致血管源性脑水肿和继发性脑组织损伤的关键因素。MMP_9是MMPs的主要成员，是分解细胞外基质的蛋白酶中最重要的一类。组织金属蛋白酶抑制剂(tissue inhibitor of metalloproteinase TIMPs)是天然的MMPs特异性抑制剂，其中TIMP_1是MMP_9的特异性抑制剂。本文探讨自发性脑出血患者62例血清MMP_9和TIMP_1含量变化，其与急性脑出血的关系。1  资料与方法    1.1  一般资料：62例患者均为我院神经内科住院患者，发病在48小时之内，经严格的神经系统体检和头颅CT检查证实，均符合1995年第四届全国脑血管病学术会议关于脑出血的诊断标准，其中男28例，女34例，年龄48～75岁，平均63.6±9.2岁。出血部位包括基底节区（48例）、脑叶（9例）和小脑（5例）。除外合并急慢性炎症、肿瘤、脑血管畸形、凝血功能障碍、颅脑外伤、瘤卒中、出血性梗死者。对所有入组患者入院时进行格拉斯哥昏迷评分(GCS)和美国国立卫生研究院脑卒中量表(NIHSS)评分，以评估患者的意识状态和神经系统功能状况。同时选取本院健康体检者68例作为正常对照组，男31例，女37例，年龄44～71岁，平均(62.3±10.4)岁，无心血管、脑血管及外周血管病史。两组在平均年龄、男女构成比方面无统计学差异，具有可比性。    1.2  方法：    1.2.1  血清MMP_9和TIMP_1测定：急性脑出血患者入院第二天及健康对照者均于清晨空腹静脉采血。高速离心机内2000g/min离心10min，分离血清，转移至1.5ml EP管内，保存于-80℃冰箱中冻存备用。以ELISA法统一测定血清MMP_9及TIMP_1的含量(试剂盒购自美国RB公司，Biocell 2000自动酶标仪购自美国Biocell公司），具体操作参照说明书。同时采用免疫比浊法测高敏C_反应蛋白(high sensitive C_reactive protein,hs_CRP)水平(试剂盒购自美国贝克曼公司，Immage特定蛋白仪)。    1.2.2  血肿周围水肿体积计算方法：所有患者于入院时、发病后5～7d行头颅CT检查。血肿体积的计算采用多田氏公式：出血量(ml)=0.5×最大面积长轴(cm)×最大面积短轴(cm)×血肿层面数。出血灶周围水肿体积的绝对值=CT扫描所示的总病灶的体积_高密度灶的体积，出血灶周围水肿体积的相对值=出血灶周围水肿体积的绝对值/血肿体积。    1.3  统计学方法：所有数据均用x－±s表示，采用SPSS 12.0统计软件，两个独立样本的比较用t检验，多个样本的比较用单因素方差分析，各指标间的相关性研究用Spearman相关分析。P＜0.05为差异有统计学意义。2  结果    2.1  脑出血组、正常对照组的血清MMP_9和TIMP_1含量：脑出血组不论基底节区出血还是脑叶出血的患者，血清MMP_9水平及TIMP_1水平均明显高于正常对照组（P＜0.01）。而基底节区出血组与脑叶出血组MMP_9水平及TIMP_1水平差异无显著性（P＞0.05），见表1。表1  各研究对象的血清MMP_9及TIMP_1的水平注：与对照组比较P＜0.01    2.2  MMP_9水平与血肿周围水肿体积、神经功能评分及生化指标的相关分析：脑出血患者发病24小时内血清MMP_9水平与CT所示出血灶周围水肿体积的绝对值呈显著正相关(r=0.543，P=0.000)，其与出血灶周围水肿体积的相对值亦呈正相关(r=0.627，P=0.000)，且相关性更强。脑出血血清中MMP_9的含量与TIMP_1、hs_CRP也呈正相关，而与外周血白细胞计数、入院后GCS评分、NIHSS评分未发现有相关性，见表2。表2  脑出血血清MMP_9水平与各项指标相关性分析3  讨论    MMP_9是MMPs的主要成员，又称明胶酶Ｂ，分子量为92kDa大小，活化状态后为84kDa，可由中性粒细胞、单核巨噬细胞、血管内皮细胞等多种细胞合成，并以无活性酶原形式分泌。MMP_9在细胞外激活，通常在中性环境中和钙离子参与时发挥活性，可降解细胞外基质中的Ⅳ、Ⅴ型胶原、弹性蛋白，纤维连接蛋白和变性的基质胶原等。在正常脑组织内，MMP_9仅有低水平的表达，在缺血缺氧和炎性因子存在下，血管内皮细胞、小胶质细胞、神经细胞等可合成MMP_9［1］。多种因子参与对基质金属蛋白酶各个水平的调节，其中最重要的是内源性的天然抑制剂即TIMPs。细胞分泌MMPs的同时也产生TIMPs。TIMP_1能通过与MMP_9的催化区以1∶1的比例可逆性结合，抑制MMP_9的活性［2］。在正常情况下，MMPs与TIMPs相互牵制，对于保持基底膜的完整性，重塑细胞外基质，调节细胞与环境的关系方面具有重要作用。近几年来研究表明，MMP_9与TIMP_1平衡关系的失调与缺血性和出血性脑损伤有关，与缺血再灌注后血脑屏障开放，血管源性脑水肿、炎症反应有关。Rosell等［3］报道脑出血患者死亡后脑组织检出MMP_9高水平表达；Abilleira等［4］对深部脑出血患者血清中MMPs研究发现，MMP_9和TIMP_1在出血后24h达高峰；Alvarez_Sabín等［5］研究显示脑出血患者血清MMP_9水平与血肿周围水肿体积相关。脑出血早期脑水肿可能与血肿中血浆蛋白渗出及渗透压升高有关，迟发水肿与血_脑屏障破坏所致血管源性水肿及神经细胞坏死后细胞毒性水肿双重因素有关。动物实验［6］证实脑出血后存在MMPs过表达，发病时MMP_9水平与脑水肿呈正相关，给予MMP_9的抑制剂BB_1101可显著减轻脑组织含水量。本研究结果显示，脑出血后48小时内，血清MMP_9和TIMP_1水平即明显增高，提示脑出血后MMP_9的表达上调。通过相关性分析初步发现，血清MMP_9水平与血肿周围水肿体积呈正相关，与血肿体积及神经功能缺损程度无关，即血肿周围水肿体积越大，血清MMP_9水平越高。这表明脑出血患者血清MMP_9水平的变化与血肿周围水肿的发生和发展呈平行关系，MMP_9的异常表达可能是促使血肿周围水肿形成的重要因素。    有关基质金属蛋白酶引起脑损伤的机制，其与炎症的关系近年来倍受人们关注。最近研究表明，炎症反应时多种细胞因子可上调MMP_9表达。然而，MMP_9又不仅仅被动地作为炎症反应的下游产物而出现，它还对许多促炎因子发挥正反馈作用，是炎症反应重要的“调节剂”［7］。hs_CRP是细胞因子诱导肝脏合成的一种急性期炎性蛋白，国外报道［8］，脑血管病急性期血清中hs_CRP水平升高，并认为hs_CRP是了解卒中严重程度和预后的一个重要指标。本文发现急性脑出血后血清中hs_CRP明显增高，与国外文献相一致，且MMP_9水平与hs_CRP呈正相关性。另外，本文未显示急性脑出血后患者血清中MMP_9水平与GCS评分、NIHSS评分有相关性，提示血清MMP_9水平的高低不一定能反映临床病情的轻重。这是因为脑卒中引起的脑部病变，其严重程度不仅与受损区域的大小而主要与其损伤部位有关。    本文结果，血清MMP_9水平可反映脑出血患者血肿周围水肿的严重程度，血清MMP_9测定可判断对脑出血患者病情严重程度。脑出血后抑制或拮抗MMP_9的表达或活性，增强TIMP_1的功能和活性，人为的调节MMP_9与TIMP_1之间的平衡，有可能成为防治脑出血后血肿周围水肿的一个新途经。【参考文献】  ［1］GascheY,Copin JC, Sugawara T, et al. 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