王嘉慧，孫博，王丹，劉雪飛

(1大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，遼寧大連116011；2山東省醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究所；3山東大學(xué)附屬省立醫(yī)院)

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MMP-9在心臟移植物血管病變中的作用研究進(jìn)展

王嘉慧1，孫博2，王丹3，劉雪飛3

(1大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，遼寧大連116011；2山東省醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究所；3山東大學(xué)附屬省立醫(yī)院)

心臟移植物血管病變(CAV)是影響心臟移植物能否長(zhǎng)期存活的主要并發(fā)癥，由于心肌缺血通常為無(wú)癥狀性，因此CAV的早期診斷比較困難?；|(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)在心臟移植物內(nèi)明顯高表達(dá)，且與炎癥因子分泌、免疫細(xì)胞浸潤(rùn)、纖維化及心臟移植排斥程度呈正相關(guān)，因此血清MMP-9可作為CAV早期病理變化及診斷的預(yù)測(cè)指標(biāo)。MMP-9參與CAV發(fā)生發(fā)展的機(jī)制包括：促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞形態(tài)和功能改變、促進(jìn)心室及血管重構(gòu)、加重炎癥反應(yīng)、參與心肌缺血再灌注損傷、誘發(fā)心血管意外、促進(jìn)心臟移植后急性排斥反應(yīng)的發(fā)生。研究證明通過(guò)降低MMP-9水平及活性，可抑制心室重構(gòu)、抗炎、改善心肌缺血再灌注損傷、預(yù)防心血管事件發(fā)生、抑制心臟移植后排斥反應(yīng)等，這些作用均有利于心臟移植后防治CAV的發(fā)生發(fā)展，為該疾病的預(yù)防和治療提供新的靶點(diǎn)。

基質(zhì)金屬蛋白酶9；心臟移植血管病變；心臟移植

心臟移植是目前治療終末期心力衰竭患者最有效的手段。心臟移植物血管病變(CAV)是心臟移植的常見(jiàn)并發(fā)癥，是多種免疫和非免疫因素參與并相互作用的復(fù)雜病理過(guò)程，其發(fā)病機(jī)制目前尚未完全闡明。據(jù)報(bào)道，心臟移植后CAV的5年發(fā)病率約為30%，10年發(fā)病率約為50%，是導(dǎo)致移植失敗和患者死亡的重要原因之一[1]?；|(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)是一類鋅離子依賴性肽鏈內(nèi)切酶家族，其主要功能是降解細(xì)胞外基質(zhì)，在CAV的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中起關(guān)鍵作用。基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)是MMPs家族重要成員，心臟移植后移植物內(nèi)MMP-9表達(dá)水平明顯升高，并與炎癥、纖維化及心臟移植排斥程度呈正相關(guān)。血漿(清)MMP-9水平已被證實(shí)與多種心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)[2]。現(xiàn)將MMP-9在CAV中的作用研究進(jìn)展綜述如下。

1　MMP-9在CAV發(fā)生、發(fā)展中的作用

CAV的病理特征為反復(fù)的血管內(nèi)皮損傷，內(nèi)膜增生和血管平滑肌細(xì)胞增殖，血管內(nèi)膜同心圓樣增厚，內(nèi)皮細(xì)胞凋亡、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、細(xì)胞外基質(zhì)的降解重塑，最終導(dǎo)致血管腔阻塞[3]。MMP-9參與CAV發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制主要涉及到以下幾個(gè)方面：①促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞形態(tài)和功能改變，促進(jìn)心室及血管重構(gòu)。MMP-9通過(guò)降解和重塑細(xì)胞外基質(zhì)周圍細(xì)胞，促進(jìn)血管損傷后平滑肌細(xì)胞增殖和遷移[4]；通過(guò)調(diào)控細(xì)胞外基質(zhì)中膠原成分的合成與降解，誘導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞形態(tài)和功能發(fā)生改變，繼而啟動(dòng)血管重構(gòu)過(guò)程[5]。有研究顯示，MMP-9參與心肌梗死后左室重塑，巨噬細(xì)胞中MMP-9缺失或過(guò)表達(dá)均可抑制心臟重塑過(guò)程的進(jìn)展。②加重炎癥反應(yīng)。MMP-9作為炎性細(xì)胞因子，可釋放、活化大量的生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子，激活黏著斑激酶、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，進(jìn)而促進(jìn)血管平滑肌增殖；血管炎癥早期釋放的TNF-α、IL-6等炎癥因子能促進(jìn)MMP-9表達(dá)，而過(guò)表達(dá)MMP-9可降解細(xì)胞外基質(zhì)、破壞基膜，肌纖維完整性遭到破壞，炎性細(xì)胞浸潤(rùn)到更深層次的組織中，出現(xiàn)肌纖維壞死及吞噬現(xiàn)象等一系列病理改變[6]。③參與心肌缺血再灌注損傷。心肌缺血再灌注損傷常發(fā)生于心臟移植、冠脈搭橋、冠脈腔內(nèi)成形術(shù)后等，是困擾臨床的嚴(yán)重并發(fā)癥。研究證明，在心肌缺血再灌注損傷過(guò)程中MMP-9蛋白和mRNA表達(dá)明顯增強(qiáng)并參與其病理進(jìn)程。Yamani等[7]報(bào)道，MMP-9在心臟移植后心肌缺血性損傷時(shí)被激活，然后參與CAV的發(fā)生發(fā)展。④誘發(fā)心血管意外。MMP-9是影響動(dòng)脈粥樣斑塊穩(wěn)定性的主要基質(zhì)蛋白酶，MMP-9表達(dá)升高可導(dǎo)致斑塊纖維帽變薄，引起動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂，且被認(rèn)為是不穩(wěn)定型心絞痛及心血管意外的預(yù)測(cè)指標(biāo)[8]。⑤促進(jìn)心臟移植后急性排斥反應(yīng)(CAR)的發(fā)生。CAR增加了心臟移植向CAV發(fā)展的可能[9]。研究發(fā)現(xiàn)，心臟移植后移植物內(nèi)MMP-9表達(dá)明顯增強(qiáng)，且與心臟移植排斥程度、炎癥因子(IL-6、TNF-α等)、免疫細(xì)胞浸潤(rùn)程度呈正相關(guān)。另有研究證實(shí)，移植物中SYND-1和MMP-9表達(dá)始終與人心臟移植后炎癥、纖維化和CAR程度呈明顯正相關(guān)[10]。

2　MMP-9在CAV早期診斷中的價(jià)值

CAV的早期診斷比較困難，由于早期心肌缺血通常無(wú)明顯癥狀，當(dāng)心肌缺血癥狀明顯時(shí)，CAV可能已經(jīng)進(jìn)入晚期。當(dāng)前常規(guī)篩查和診斷CAV的金標(biāo)準(zhǔn)是血管內(nèi)超聲和冠狀動(dòng)脈造影，但這些侵入性檢查為有創(chuàng)性的，花費(fèi)大，造成患者不適，且有血管造影相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生的可能。所以人們開(kāi)始研究應(yīng)用一些血清學(xué)指標(biāo)預(yù)測(cè)CAV病情的發(fā)展，如血清VEGF-C、VEGF-A及血管生成相關(guān)因子等。血漿(清)MMP-9也可用于預(yù)測(cè)CAV相關(guān)病理變化，如心血管重塑、冠狀動(dòng)脈疾病、心臟老化、主動(dòng)脈硬化、早期靜脈移植物再狹窄、血管炎癥等。Marchesi等[11]對(duì)10個(gè)研究(共研究了778例高血壓患者和669例對(duì)照)做出的Meta分析表明，血漿MMP-9水平可作為高血壓患者發(fā)生心血管重塑的生物標(biāo)志物。高血壓患者血清MMP-9水平增高且MMP-9在高血壓疾病進(jìn)程的早期階段即被活化，導(dǎo)致膠原蛋白分解及動(dòng)脈擴(kuò)張[12]。血漿MMP-9水平在ST段抬高型心肌梗死的早期診斷和短期預(yù)后的價(jià)值已被Guo等[13]研究證實(shí)。血清MMP-9、CRP、IL-6可作為心肌梗死發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的標(biāo)志物。研究證實(shí)，高水平的MMP-9在急性心肌梗死的早期階段及心力衰竭發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用,發(fā)生心肌梗死后幾分鐘內(nèi)MMP-9水平就會(huì)提高，并在心肌梗死1周內(nèi)保持水平增高，這與中性粒細(xì)胞增多以及之后2～4 d巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)相關(guān)。Chiao等[14]認(rèn)為，MMP-9是心臟老化的一個(gè)潛在的血漿標(biāo)記物?，F(xiàn)有研究證明，MMP-9高水平人群患嚴(yán)重動(dòng)脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)增加，MMP-9水平升高與動(dòng)脈粥樣硬化患者心血管病死亡率高度相關(guān)。通過(guò)研究頸動(dòng)脈粥樣硬化患者血清MMP-9與動(dòng)脈硬化程度的關(guān)系，證明MMP-9與斑塊積分與斑塊不穩(wěn)定性高度相關(guān)，并且具有濃度依賴性。MMP-9亦被報(bào)道參與早期靜脈移植物的再狹窄，盡管這些患者之前未發(fā)生過(guò)心肌梗死及各種心血管疾病的急性并發(fā)癥[15]。此外血清MMP-9水平被認(rèn)為是一個(gè)敏感的炎性指標(biāo)，其表達(dá)水平在某些炎癥條件 (如顳動(dòng)脈炎、大動(dòng)脈炎、川崎病)顯著升高。以上研究均提示，血清MMP-9可作為CAV早期病理變化及診斷的預(yù)測(cè)指標(biāo)。

3　MMP-9在CAV防治中的價(jià)值

近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)抑制MMP-9蛋白活性，可有效抑制心室重構(gòu)、抗炎、改善心肌缺血再灌注損傷、預(yù)防心血管事件的發(fā)生、抑制心臟移植后排斥反應(yīng)，這些作用均有利于延緩心臟移植后CAV的發(fā)生發(fā)展，達(dá)到改善患者預(yù)后的目的。

3.1抑制心室重構(gòu)明膠酶譜分析證實(shí)，多西環(huán)素能在一定程度上抑制心肌細(xì)胞MMP-2、MMP-9的活性，減少M(fèi)MPs對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)的降解和重塑，減輕心肌纖維化，減小梗死面積，進(jìn)而改善心肌梗死大鼠的心功能、抑制心室重構(gòu)[16]。大劑量瑞舒伐他汀可降低心肌組織MMP-9表達(dá)，下調(diào)左室舒張期末內(nèi)徑、左室收縮期末內(nèi)徑、左室舒張末期容積、左室收縮末期容積，進(jìn)而減輕心室重構(gòu)過(guò)程，改善心功能。高血壓患者在常規(guī)治療的基礎(chǔ)上加用纈沙坦，血清MMP-9、基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑-1(TIMP-1)水平與左室質(zhì)量指數(shù)、相對(duì)室壁厚度均顯著下降且呈明顯正相關(guān)，提示纈沙坦可能通過(guò)降低MMP-9、TIMP-1表達(dá)發(fā)揮逆轉(zhuǎn)高血壓心肌纖維化、改善左室重構(gòu)的作用。

3.2抗炎作用研究證明，IFN-γ能抑制大鼠心肌組織及血清MMP-9水平，抑制心肌的慢性炎癥，改善心功能。急性冠脈綜合征患者在應(yīng)用基礎(chǔ)治療外，加用心脈通膠囊可抑制MMP-9，降低高敏C反應(yīng)蛋白，從而減少細(xì)胞外基質(zhì)降解，達(dá)到減輕炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)及穩(wěn)定斑塊的作用[17]。

3.3改善心肌缺血再灌注損傷烏司他丁可明顯減輕體外循環(huán)期患者圍手術(shù)期(主動(dòng)脈阻斷前1 min至體外循環(huán)后6 h)血漿MMP-9的過(guò)度釋放，減輕心肌缺血再灌注損傷。高劑量抗凝護(hù)心Ⅱ號(hào)可有效降低實(shí)驗(yàn)性大鼠心肌缺血再灌注損傷模型中心肌細(xì)胞MMP-9的表達(dá)與分泌，從而發(fā)揮改善心肌缺血再灌注損傷的作用。

3.4預(yù)防心血管事件早期瑞舒伐他汀治療可有效下調(diào)急性冠脈綜合征患者外周血單核細(xì)胞MMP-9的表達(dá)，且呈劑量依賴性，在穩(wěn)定斑塊、預(yù)防冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊基質(zhì)成分降解和破裂及心血管事件發(fā)生方面有十分重要的作用。文獻(xiàn)報(bào)道，2型糖尿病合并急性心肌梗死患者血清MMP-9和C反應(yīng)蛋白水平較對(duì)照組升高，服用心可舒28 d后，心血管事件發(fā)生率降低，血清MMP-9和C反應(yīng)蛋白水平降低。說(shuō)明長(zhǎng)期服用心可舒可抑制MMP-9和C反應(yīng)蛋白分泌，對(duì)2型糖尿病合并急性心肌梗死患者具有心臟保護(hù)作用。此外，電針內(nèi)關(guān)穴、心俞穴可有效降低MMP-9 mRNA表達(dá)，降低冠心病模型大鼠冠狀動(dòng)脈內(nèi)壁脂質(zhì)沉積量，防止不穩(wěn)定型心絞痛及心血管意外的發(fā)生[18]。

3.5抑制心臟移植后排斥反應(yīng)應(yīng)用MMP/ADAM抑制劑(GM6001、強(qiáng)力霉素)可通過(guò)調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞活性，顯著提高同種異體心臟移植物生存時(shí)間[19]。伊雪等[20]研究證實(shí)，摘取供心前30 min，經(jīng)供體大鼠腹腔靜脈輸注N-乙酰半胱氨酸300 mg/kg進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)供體心臟移植缺血再灌注損傷具有保護(hù)作用，可抑制缺血再灌注損傷導(dǎo)致的移植術(shù)后急性排斥反應(yīng)的加重，其機(jī)制可能是通過(guò)直接抑制MMP-9活性發(fā)揮作用。

綜上所述，MMP-9表達(dá)異常及其對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)的降解在心臟移植后CAV的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮直接或間接作用。血漿(清)MMP-9可作為CAV早期病理變化及診斷的預(yù)測(cè)指標(biāo)，有助于盡早發(fā)現(xiàn)CAV和心力衰竭傾向的高?；颊?，并及時(shí)調(diào)整臨床治療方案。通過(guò)應(yīng)用MMP-9抑制劑劑降低MMP-9活性，可改善心臟移植的遠(yuǎn)期療效。

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孫博(E-mail: sunboy4554@163.com)

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A

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2015-12-31)