糖调节异常者基质金属蛋白酶9及其抑制因子1水平变化与大血管病变的临床意义

糖调节异常者基质金属蛋白酶9及其抑制因子1水平变化与大血管病变的临床意义

马小莉李晓红王瑶

马小莉李晓红王瑶（青岛市立医院山东青岛266011）

【中图分类号】R543【文献标识码】A【文章编号】1672-5085（2012）49-0024-03

【摘要】目的探讨糖调节受损者基质金属蛋白酶9(MMP-9)及其特异性抑制剂（基质金属蛋白酶组织抑制因子TIMPs）与大血管病变的临床意义。方法采用酶联免疫吸附法测定了40例对照组和80例IGR者(其中IGR者40例，合并大血管病变者40例)血清中的MMP-9和TIMP-1的水平，分析其与大血管病变危险因子之间的关系。结果大血管病变组血清中MMP-9、TIMP-1的水平显著高于单纯IGR组和正常对照组。经多元逐步回归分析显示，血清MMP-9与总胆固醇（TC）、餐后2小时血糖（PBG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、颈动脉中层内膜的厚度（IMT）呈正相关；TIMP-1与总胆固醇（TC）、颈动脉中层内膜的厚度（IMT）呈正相关。血清MMP-9、TIMP-1、总胆固醇、餐后2小时血糖是IGR大血管病变的危险因素。结论血清中MMP-9、TIMP-1水平的检测对监测IGR及大血管病变的发生、发展有重要的临床意义。

【关键词】糖调节受损基质金属蛋白酶9基质金属蛋白酶组织抑制因子1动脉粥样硬化

糖调节受损（IGR）所代表的是一个以糖代谢紊乱为首要表现的阶段,这个阶段被认为已经具备代谢综合征和糖尿病的全部或部分特征。中国20岁以上的成人糖尿病患病率已达9.7%，而糖尿病前期(空腹血糖受损和糖耐量减低IGR)的患病率已经达15.5%[1]。IGR是糖调节正常人群（NGT）与2型糖尿病之间的过渡阶段，其发生糖尿病的危险比非IGR人群高约100倍。国际糖尿病联盟的研究报告显示几乎所有的2型糖尿病发病前都要经过IGR阶段。正如糖尿病血管病变一样，IGR人群的血管病变同样涉及多个环节。其中内皮细胞与白细胞在血管基底膜局部的激活以及释放大量的炎性介质是组织损伤的关键[2]。这些损伤进一步引起血管基底膜的降解与重构机制发生异常。基质金属蛋白酶9(MMP-9)是基质金属蛋白酶家族(MMPs)的一员，主要参与血管基底膜重要结构成分—Ⅳ型胶原的降解，在动脉粥样硬化(AS)的发生、发展中起关键性作用。糖代谢紊乱引起的大血管病变基本的病理变化是AS，但MMP-9及其TIMP-1是否与糖调节受损（IGR）者大血管病变有关目前尚少有报道且研究结果不尽相同。在本研究中，我们检测了IGR者血清中MMP-9和TIMP-1的水平，旨在探讨MMP-9及TIMP-1与IGR大血管病变的关系，以阐明其发病机制。

1对象与方法

1.1研究对象及分组

1.1.1IGR组选择我院门诊病人80例IGR者（其中IFG21例,IGT22例，IFG+IGT37例）。IGR诊断符合1999年WHO诊断标准及分型标准，均肝肾功能正常，无明确糖尿病史、无服用影响糖代谢的药物,且无感染、创伤等应激情况，自身免疫性疾病、恶性肿瘤、谷丙转氨酶>40Ｕ/Ｌ及近6个月内有手术或外伤史者均不在本研究入选之内。根据这些IGR者有无大血管病变分为：①单纯IGR组40例，男性22例，女性18例，年龄44-65岁，平均年龄(54.31±10.28)岁；②IGR合并大血管病变组40例，男23例，女17例，年龄46-67岁，平均年龄（56.46±10.67）岁。其中冠心病患者29例；脑梗塞患者8例；冠心病合并脑梗塞患者1例；双下肢动脉粥样斑块形成2例。

1.1.2正常对照组选择健康体检者40例，男、女各20例，平均年龄54.52±8.71岁。

1.2研究方法

1.2.1标本采集

（1）受试者过夜禁食12h后，清晨空腹抽取肘静脉血6ml，室温静置30分钟后，3000转/分离心15分钟，分离血清，取3ml置于-70℃冰箱保存已备测定MMP-9及TIMP-1，另3ml用以检测血糖、血脂等生化指标。

（2）取空腹静脉血标本后,予以75g无水葡萄糖溶解于温水250～300ml中口服,后采集2小时静脉血标本检OGTT2小时血糖(PBG)。

1.2.2检测方法

（1）MMP-9的测定：酶联免疫法（ELASA）。

（2）TIMP-1的测定：酶联免疫法（ELASA）。

（3）胰岛素测定：放射免疫法（RIA），胰岛素灵敏度为1.5uIU/ml,批内变异系数<10%,批间变异系数<15%。曲线范围：5～160uIU/ml。

（4）血糖、血脂的测定：在全自动生化分析仪上测定。

1.2.3临床指标测量及计算

（1）人体测量：身高、体重，计算体重指数(BMI)=体重(kg)/身高(m)2。测量腰围、臀围，计算腰/臀比（WHR）。

（2）记录基础收缩压、舒张压，以休息10分钟后2次测量值取平均值为准。

（3）计算胰岛素敏感指数(ISI)=1/（FINS×FBG）。

1.2.4颈动脉超声检查颈总动脉的测定采用VOLUSON730PRO型彩色多谱勒超声仪,探头频率14MHz，检测所有受试者的IMT，超声检查及读数均由同一名医师完成。被检测者仰卧于检查床上，检查者分别对两侧颈总动脉、颈动脉分叉处(窦部)及颈内动脉起始部进行纵向和横向扫描、图像采集及处理。检测内容包括内中膜的测定及对粥样斑块的探测。颈动脉内中膜厚度检测部位包括两侧的颈总动脉分叉处下方lcm处和颈动脉窦部，对这些区域进行扫描，呈像部位集中在动脉后壁(后壁结构显示清晰)。以颈总动脉长轴像为准，颈总动脉后壁纵向超声显像可表现为由相对较低的低回声带分隔的两条平行的强回声线，即双线型图像，靠近血管腔一侧的强回声线为颈动脉血管壁的内膜面，另一条强回声线代表颈动脉中膜与外膜的交界处，测量血管内膜面（与血液相接触的管腔面）至血管中外膜交界处之间的垂直距离即为颈总动脉内中膜厚度（IMT），左右两侧各连续测量3个心动周期，取其平均值作为两侧颈总动脉内中膜厚度值。根据同样原理和方法测量左右两侧颈动脉窦部内中膜厚度，取两侧平均值作为最终的颈动脉窦部内中膜厚度。同时对颈总动脉、颈动脉分叉处和颈内动脉起始部位进行扫描，观察血管壁情况、光滑度、有否斑块。取左右两侧颈总动脉内膜中层厚度的平均值作为研究对象最终的颈总动脉IMT值。

1.2.5统计方法所有计数资料数值以均数±标准差(x-±s)表示，单纯糖尿病、糖尿病大血管病变组与正常对照组间的均数比较用方差分析，两两比较用q检验。MMP-9、TIMP-1与其他变量之间的关系用直线相关性分析和多元逐步回归分析；MMP-9与TIMP-1的关系比较用直线相关性分析；所有统计资料均在SPSS11.0软件下处理完成；P<0.05认为差别有显著性意义。胰岛素呈非正态分布，经取自然对数后进行统计处理。

2结果

2.1单纯IGR组、IGR合并大血管病变组与对照组血清MMP-9、TIMP-1水平比较（表1）IGR合并大血管病变组血清MMP-9、TIMP-1水平高于单纯IGR组和正常对照组(Ｐ均<0.001)，单纯IGR组MMP-9、TIMP-1较对照组亦明显增高(Ｐ<0.001)；单纯IGR组和IGR合并大血管病变组MMP-9/TIMP-1较对照组明显降低（P<0.001）。各组间年龄和性别、体重指数(BMI)、腰臀比(WHR)差异无显著性。

表1单纯IGR组、IGR合并大血管病变组与对照组血清MMP-9、TIMP-1水平比较(x-±s)

注：MMP-9：金属蛋白酶9；TIMP-1：金属蛋白酶抑制物1；与对照组比较，△Ｐ<0.05

*Ｐ<0.01；与单纯IGR组比较**Ｐ<0.001。

2.2单纯IGR组、IGR合并大血管病变组与对照组各组间临床资料和其他生化特征比较单纯IGR组、IGR合并大血管病变组与正常对照组的年龄、性别构成比、BMI、WHR差异无著性；与对照组相比IGR两组的FPG、PBG及TG、TC、LDL-C浓度明显升高，IMT增厚（P<0.01）；HDL-C、ISI显著降低（P<0.01或P<0.05）；IGR合并大血管病变组的SBP、DBP高于对照组，IGR合并大血管病变组的IMT及PBG、TG、TC、LDL-C浓度均高于单纯IGR组（P<0.01），HDL-C低于单纯IGR组（P<0.01）。

2.3IGR者血清MMP-9、TIMP-1水平与其他因素的直线相关分析IGR者血清MMP-9水平与SBP、DBP、FPG、PBG、TG、TC、LDL-C、IMT呈显著正相关，其相关系数r分别为0.588（P<0.01）、0.559（P<0.01）、0.315（P<0.05）、0.653（P<0.01）、0.368（P<0.01）、0.703（P<0.01）、0.651(P<0.01）、0.671(P<0.01）；与HDL-C呈负相关(r=-0.334，P<0.01)；血清TIMP-1水平与SBP、DBP、FPG、PBG、TG、TC、LDL-C、IMT呈显著正相关，其相关系数r分别为0.572（P<0.01）、0.573（P<0.01）、0.279（P<0.05）、0.552（P<0.01）、0.317（P<0.05）、0.535（P<0.01）、0.592（P<0.01）、0.739（P<0.01）；与HDL-C呈负相关(r=-0.403P<0.01)。

2.4IGR组分别以血清MMP-9、TIMP-1水平为因变量的多元逐步回归分析分别以MMP-9、TIMP-1为因变量，以年龄、BMI、WHR、FBG、PBG、收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、TC、TG、LDL-C、HDL-C、IMT、ISI等为自变量进行多元逐步回归分析显示：MMP-9与TC、LDL、PBG、IMT呈显著正相关（P<0.01或P<0.05），与其余指标无相关性。TIMP-1与TC、IMT呈显著正相关（P<0.01或P<0.05），与其余指标无相关性。

2.5IGR者MMP-9、TIMP-1二者水平之间相关性分析IGR者MMP-9、TIMP-1二者水平之间直线相关性分析显示：MMP-9与TIMP-1呈显著正相关（r=0.34，P=0.000）。

3讨论

IGR是糖调节正常人群（NGT）与2型糖尿病之间的过渡阶段，大量研究证实在糖尿病前期—IGT就已经开始了大血管病变的进程。较多研究仍证实IGR确实对心血管结构及功能改变产生了影响。有研究者发现IGT患者的颈动脉IMT值显著高于健康对照组，提示IGT患者可能存在着早期、亚临床的动脉粥样硬化[3]。MMPs是一类具有Zn依赖性的内源性蛋白水解酶，几乎能降解细胞外基质的所有成分，是调节ECM动态平衡的最重要的一大酶系。上述研究均证实MMPs活性与糖代谢异常大血管病变密切相关。本研究显示IGR者血清MMP-9、TIMP-1水平升高，高糖培养的内皮细胞和巨噬细胞的MMP-9增高可以部分解释这种升高。高血糖者血管MMP-9的活性增加是由于血管内皮细胞增加及氧化应激共同作用的结果，高糖状态下MMP-9的表达对氧化应激敏感这一机制为抗氧化应激治疗糖尿病及其并发症提供了理论基础，在糖代谢异常及血管病变的发生、发展中起至关重要的作用。MMPs可能在糖尿病的不同阶段具有不同水平，MMP-9的不同水平代表糖尿病的不同预后，还有待进一步证实。怎样适度地调节MMPs的活性及MMP-9/TIMP-1，仍需作深入研究。因此人为地调节MMPs和TIMPs之间的平衡或使用人工合成的基质金属蛋白酶抑制剂、降低MMPs产物活性等干预手段有望成为防治疗糖尿病及大血管病变的新途径，这不仅有助于糖代谢异常人群大血管病变的早期发现，而且对大血管病变的早期防治有积极的指导意义。

参考文献

[1]YangW，hlJ，WengJ，eta1．ChinaNationalDiabetesandMetabolicDisordersStudyGroup．PrevalenceofdiabetesamongmenandwomeninChina．NEIlglJMed，2010，362：1090—1101．

[2]CybulskyMI,WonD,HaidariM.Leukocytericruitmenttoatheroscleroticlesions.CanJCardiol,2004,SupplB:24B-28B.

[3]HaffnerSM,MykkanenL,FestaA,etal.Insulinresistantprediabeticsubjectshavemoreatherogenicriskfactorsthaninsulinsensitiveprediabeticsubjects[J].Circulation,2000,101(9):975-980.