丁法明，王聰霞，張春艷，張 巖，吳小三，閻嬌娟，賈 珊，張 琳

(1.濱州醫(yī)學院附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科，山東濱州 256600；

2.西安交通大學醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科，陜西西安 710004)

基質(zhì)金屬蛋白酶-9和白介素-18在冠心病及糖尿病大血管并發(fā)癥中的作用

丁法明1，王聰霞2，張春艷2，張 巖2，吳小三2，閻嬌娟2，賈 珊2，張 琳2

(1.濱州醫(yī)學院附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科，山東濱州 256600；

2.西安交通大學醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科，陜西西安 710004)

目的探討基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)和白介素-18(IL-18)在冠心病及糖尿病大血管并發(fā)癥中所起的作用。方法選擇住院患者181例，分為冠心病組(n=50)、冠心病+糖尿病組(n=50)、糖尿病組(n=50)，并設(shè)對照組(n= 31)。冠心病組、冠心病+糖尿病組隨訪急性冠脈綜合征(ACS)的發(fā)生情況，并檢測IL-18、MMP-9含量；糖尿病組隨訪頸部血管內(nèi)-中膜厚度(IMT)，分別于6個月、12個月采血檢測IL-18、MMP-9含量。結(jié)果ACS發(fā)生后血清IL-18、MMP-9水平顯著升高；MMP-9是ACS的獨立危險因素(OR=5.19，P=0.014，95%CI 1.396～19.298)，IL-18與ACS的發(fā)生關(guān)系不明顯；MMP-9濃度變化與IMT增量呈正相關(guān)(r=0.472，P=0.011，95%CI 0.008～0.095)。結(jié)論MMP-9參與ACS及糖尿病大血管并發(fā)癥的發(fā)病過程，其含量變化對ACS、糖尿病大血管并發(fā)癥有一定的預(yù)測價值。

白介素-18；基質(zhì)金屬蛋白酶-9；頸動脈內(nèi)-中膜厚度；急性冠脈綜合征；冠心??；糖尿病；血管并發(fā)癥

冠心病(coronary heart disease，CHD)是多種危險因素作用于不同致病環(huán)節(jié)所致的疾病，其中糖尿病(diabetes mellitus，DM)是最重要的危險因素之一。眾多研究表明，CHD合并DM不僅加重冠狀動脈病變程度［1-2］，而且可阻礙冠脈側(cè)支循環(huán)的形成［3］，增加患者死亡率。白介素-18(interleukin-18，IL-18)為一強大的炎性細胞因子，在炎癥反應(yīng)中居中心地位，不僅參與CHD的發(fā)病過程［4］，而且與DM［5］及DM大血管并發(fā)癥［6］的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9，MMP-9)是降解細胞外基質(zhì)的主要酶類，不僅參與動脈粥樣硬化的發(fā)生，而且可破壞斑塊穩(wěn)定性，誘發(fā)急性冠脈綜合征［7-8］(acute coronary syndrome，ACS)。另外，有研究表明，MMP-9在DM血管并發(fā)癥中起重要作用［9］。本研究通過酶聯(lián)免疫吸附法測定CHD和DM患者血清MMP-9和IL-18水平，以研究兩者在CHD及DM大血管并發(fā)癥中所起的作用。

1 資料與方法

1.1 研究對象選擇2010年11月至2012年2月西安交通大學醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院住院患者181例。排除心功能Ⅲ～Ⅳ級、周圍血管性疾病、腦卒中、惡性腫瘤、肝腎功能不全、各種感染性疾病、全身免疫反應(yīng)性疾病、繼發(fā)性高血糖癥。根據(jù)冠狀動脈造影檢查結(jié)果及DM診斷標準分為以4組：單純CHD組(經(jīng)冠狀動脈造影證實至少有1支主要血管內(nèi)徑狹窄≥50%) 50例；CHD+DM組(CHD符合上述診斷標準；DM診斷符合中國DM防治指南)50例；單純DM組(經(jīng)冠狀動脈造影證實所有冠脈血管內(nèi)徑狹窄程度均＜50%；DM診斷符合上述標準)50例；對照組選擇同期住院且經(jīng)上述標準排除DM及CHD者31例。

1.2 標本收集所有入選者均常規(guī)記錄性別、年齡、體重指數(shù)(body mass index，BMI)、肝腎功、吸煙史、血壓、血脂等指標。并于冠狀動脈造影前清晨空腹抽取外周靜脈血3 m L，室溫放置1 h，2 500 r/min離心10 min，取血清，置于-80℃冰箱內(nèi)冷凍保存?zhèn)溆?。肝腎功，血脂等生化指標采用全自動生化分析儀檢測，符合實驗室質(zhì)控標準，由西安交通大學醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院檢驗科完成。

1.3 IL-18和MMP-9的測定IL-18和MMP-9均采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測。測定過程嚴格按照試劑盒說明進行。

1.4 隨訪

1.4.1 頸動脈內(nèi)-中膜厚度(intima-media thickness，IMT） 動脈粥樣硬化為一全身性疾病，大、中、小動脈均可累及。在頸動脈粥樣硬化發(fā)生過程中，動脈內(nèi)膜最早受累，表現(xiàn)為IMT增加。國內(nèi)外眾多學者均認為，頸動脈粥樣硬化程度可反映冠狀動脈病變程度［10-11］。

1.4.2 隨訪方法及指標 采用門診與電話隨訪相結(jié)合的方式，分別于6、12個月隨訪。所有隨訪者均于清晨空腹抽取外周靜脈血3 m L，遵循上述過程測定IL-18、MMP-9。同時記錄血糖、血脂、血壓、IMT、用藥情況，并常規(guī)行心電圖、心臟超聲檢查。

ACS的隨訪無嚴格時間定位限制。只要受試者發(fā)生ACS，則納入隨訪，排除院外診斷ACS者。ACS診斷：至少3位擁有主治醫(yī)師資格以上的醫(yī)師(其中至少1名為副主任醫(yī)師以上資格)嚴格按照美國心臟病協(xié)會(ACC/AHA)制定的ACS診斷標準進行診斷。本研究僅對DM組行IMT隨訪，對CHD組、CHD+DM組行ACS隨訪。

1.4.3 隨訪質(zhì)控 嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，納入連續(xù)隨訪患者。準確記錄受試者電話號碼。按方案規(guī)定記錄所有要求的項目，在規(guī)定時間內(nèi)完成隨訪。所有納入隨訪的DM患者均隨訪12個月。IMT測定采用統(tǒng)一標準，發(fā)生ACS的患者均于入院后清晨空腹抽血。

1.5 統(tǒng)計學處理采用SPSS軟件進行統(tǒng)計學分析。計量資料用表示，配對樣本均數(shù)比較采用t檢驗，多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK-q檢驗。計數(shù)資料用百分率表示，組間比較采用χ2檢驗。重復(fù)測量資料采用重復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析。線性回歸分析IMT增量與IL-18和MMP-9濃度變化間的關(guān)系；多元逐步Logistic回歸分析IL-18和MMP-9與ACS發(fā)生間的關(guān)系。

2 結(jié) 果

2.1 一般臨床資料的比較與NS組相比，CHD危險因素，如吸煙、高血壓病史、高甘油三酯血癥、高膽固醇血癥、高低密度脂蛋白及低高密度脂蛋白血癥流行率在CHD、DM、CHD+DM組明顯升高，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)；DM組、CHD+DM組與CHD及NS組相比，血糖水平升高，糖化血紅蛋白含量增加，但兩者之間差異無統(tǒng)計學意義；年齡比較發(fā)現(xiàn)，CHD組、CHD+DM組比DM組及NS組年長，但兩者之間比較差異無統(tǒng)計學意義；性別構(gòu)成、體質(zhì)量指數(shù)、尿酸比較差異均無統(tǒng)計學意義(P均＞0.05，表1)。

表1 各組臨床資料及指標的比較Tab.1 Comparison of clinical indexes in all the groups

2.2 各組間主要觀察指標的比較與NS組比較，血清MMP-9在CHD、DM、CHD+DM組內(nèi)含量明顯增加(P均＜0.001)；CHD+DM組血清MMP-9質(zhì)量濃度高于CHD組及DM組(P均＜0.001)；但后兩組之間差異無統(tǒng)計學意義(P=0.474，圖1)。IL-18含量比較發(fā)現(xiàn)，CHD組、DM組、CHD+DM組水平均明顯高于NS組(P均＜0.05)；CHD+DM組血清IL-18質(zhì)量濃度高于CHD組及DM組(P均＜0.001)；但后兩組之間差異無統(tǒng)計學意義(P= 0.238，圖2)。

圖1 各組間血清MMP-9含量的比較Fig.1 Comparison of serum concentration of MMP-9 in all the subgroups

2.3 ACS發(fā)生前后IL-18、MMP-9水平的比較在隨訪過程中CHD組、CHD+DM組共24例患者發(fā)生明確的ACS，其中不穩(wěn)定型冠心病者11人，急性心肌梗死者13人。統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，ACS發(fā)生后IL-18和MMP-9水平顯著升高，差別有統(tǒng)計學意義(圖3)。

圖2 各組間血清IL-18含量的比較Fig.2 Comparison of serum concentration of IL-18 in all the subgroups

圖3 ACS發(fā)病前后MMP-9、IL-18水平的比較Fig.3 Comparison of MMP-9 and IL-18 levels after ACS

2.4 多因素Logistic回歸分析以ACS作為反應(yīng)變量，性別、年齡、吸煙、超重(BMI＞24 kg/m2)、高血壓、高甘油三酯、高膽固醇、高低密度脂蛋白、低高密度脂蛋白、尿酸、IL-18、MMP-9作為因變量，行多因素Logistic回歸分析。結(jié)果顯示，吸煙及MMP-9水平升高為ACS的獨立危險因素，而IL-18未發(fā)現(xiàn)關(guān)聯(lián)性(表2)。

表2 ACS危險因素的Logistic回歸分析Tab.2 Multiple Logistic regression analysis of related risk factors for ACS

2.5 IMT增加與IL-18、MMP-9水平變化的關(guān)聯(lián)性分析DM組患者共23人完成連續(xù)隨訪。統(tǒng)計分析顯示，12個月時MMP-9水平明顯高于0個月，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)；12個月IMT與0個月相比，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)；IL-18在不同的時間段未發(fā)現(xiàn)有統(tǒng)計學差異(P＞0.05，表3)。為進一步觀察MMP-9與IMT的相關(guān)性，以IMT在12月時增量為橫坐標，MMP-9水平變化為縱坐標，繪制散點圖，如圖4所示。線性回歸分析發(fā)現(xiàn)，MMP-9含量增加與IMT變化呈正相關(guān)(r=0.472，P=0.011，95%CI 0.008～0.095)。

表3 隨訪期內(nèi)IMT、IL-18、MMP-9水平的比較Tab.3 Comparison of IL-18，MMP-9 andIMT during follow-up

圖4 12個月時IMT增量與MMP-9水平變化的散點圖Fig.4 Scatter diagram for increased IMT and changed MMP-9 level in month 12

3 討 論

CHD發(fā)病機制復(fù)雜，學說眾多，其中炎癥免疫學說一直備受關(guān)注。該學說認為，CHD為一慢性炎癥性過程，是由諸多細胞因子介導(dǎo)的血管內(nèi)皮細胞的免疫防御反應(yīng)。2型DM發(fā)病機制亦由胰島素抵抗過渡到“炎癥學說”，將2型DM看作細胞因子介導(dǎo)的慢性低度炎癥性疾病。IL-18為一強大的促炎性細胞因子，在炎癥及級聯(lián)放大反應(yīng)中居于中心地位。本研究發(fā)現(xiàn)，CHD和DM患者血清IL-18水平明顯升高，這與既往大多數(shù)研究結(jié)果相似［12-13］。同時本研究發(fā)現(xiàn)，DM合并CHD患者血清IL-18質(zhì)量濃度明顯高于單純DM患者，這提示IL-18在DM冠脈并發(fā)癥中起一定的作用。然線性回歸分析并未發(fā)現(xiàn)IL-18與IMT增量間有明顯的相關(guān)性，不排除樣本量和其他混雜因素的影響，這亦暗示IL-18對DM患者血管動脈粥樣硬化為間接作用。

MMPs是Zn2+依賴性的內(nèi)肽酶家族，主要通過降解細胞外基質(zhì)而行使其生物學活性。MMP-9又稱明膠酶B，是破壞血管內(nèi)彈力膜的主要酶類，不僅參與動脈粥樣硬化的始動、發(fā)展階段，而且與ACS的發(fā)生密切相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，CHD患者血清MMP-9水平顯著高于NS組(P＜0.001)，這與既往多數(shù)研究結(jié)果相似［14-15］，提示MMP-9在冠狀動脈粥硬化過程中起到重要的作用。此外統(tǒng)計分析顯示，DM患者血清MMP-9水平明顯高于對照組，且DM合并CHD患者血清MMP-9濃度高于單純DM組，這提示MMP-9不但在DM發(fā)病機制中起到一定的作用，而且參與DM大血管并發(fā)癥。多因素Logistic回歸分析顯示MMP-9、吸煙均為ACS的危險因素，但未發(fā)現(xiàn)IL-18與ACS之間有明顯的相關(guān)性?？赡茉蛉缦拢孩買L-18與動脈粥樣硬化的發(fā)生相關(guān)，而與斑塊的穩(wěn)定性關(guān)系不明顯［16］；②吸煙、MMP-9等均可促進IL-18的分泌［17］。

冠狀動脈造影是CHD診斷的金標準，但有創(chuàng)的冠狀動脈造影檢查普及有諸多困難。頸動脈與冠狀動脈同屬平滑肌動脈，二者在動脈粥樣硬化發(fā)病機制上有諸多共同點。同時頸動脈位置表淺、固定，血管內(nèi)徑易于測量，因而可作為反映動脈粥樣硬化的“窗口”［18-20］。故本研究選擇頸動脈IMT作為DM患者出現(xiàn)冠脈狹窄的間接指標。通過長達12個月的隨訪發(fā)現(xiàn)，DM患者IMT在6個月雖有增厚趨勢，但差異無統(tǒng)計學意義(與0個月比較，P＞0.05)；12個月IMT與0個月相比差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。本研究還發(fā)現(xiàn)，DM患者12個月時MMP-9水平與0個月相比，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。經(jīng)相關(guān)性分析顯示，IMT增加值與MMP-9增值之間存在相關(guān)性，提示MMP-9可能參與DM大血管并發(fā)癥的發(fā)生。

總之，本研究發(fā)現(xiàn)，MMP-9參與ACS及DM大血管并發(fā)癥的發(fā)病機制，其含量變化對兩者有一定的預(yù)測價值。但本研究仍有諸多不足：①樣本量較少；②真正完成連續(xù)性隨訪的患者較少，失訪率高(24%)；③本研究未能排除不同藥物對隨訪觀察指標的影響。

［1］UDDIN SN，MALIK F，BARI MA，et al.Angiographic severity and extent of coronary artery disease in patients with type 2 diabetes mellitus［J］.Mymensingh Med J，2005，14(1)：32-37.

［2］KATAOKA Y，YASUDA S，MORII I，et al.Quantitative coronary angiographic studies of patients with angina pectoris and impaired glucose tolerance［J］.Diabetes Care，2005，28(12)：2217-2222.

［3］巫華蘭，孫福成，何青，等.CHD合并糖代謝異?；颊叩呐R床研究［J］.中國心血管雜志，2008，13(1)：10-13.

［4］SUZUKI H，KUSUYAMA T，SATO R，et al.Elevation of matrix metalloproteinases and interleukin-6 in the culprit coronary artery of myocardial infarction［J］.Eur J Clin Invest，2008，38(3)：166-173.

［5］PRESTA I，ANDREOZZI F，SUCCURRO E，et al.IL-18 gene polymorphism and metabolic syndrome［J］.Nutr Metab Cardiovasc Dis，2009，19(2)：e5-e6.

［6］ESPOSITO K，MARFELLA R，GIUGLIANO D.Plasma interleukin-18 concentrations are elevated in type 2 diabetes［J］. Diabetes Care，2004，27(1)：272.

［7］FIOTTI N，ALTAMUR N，ORLANDO C，et al.Metalloproteinases-2，-9 and TIMP-1 expression in stable and unstable coronary plaques undergoing PCI［J］.Int J Cardiol，2008，127(3)： 350-357.

［8］王紹欣，董平栓，楊旭明.急性冠狀動脈綜合征患者冠狀動脈血及外周血血漿基質(zhì)金屬蛋白酶-9水平檢測［J］.鄭州大學學報：醫(yī)學版，2006，41(6)：1092-1094.

［9］UEMURA S，RUPPRECHT HJ，POIRIER O，et al.Plasma concentrations and genetic variation of matrix metalloproteinase-9 and prognosis of patients with cardiovascular disease［J］. Circulation，2003，107(4)：1579-1585.

［10］KISHIMOTO C，HIRATA M，HAMA K，et al.Carotid intima media thickness is increased in subjects with ischemic heart disease having a familial incidence［J］.Exp Clin Cardol，2006，11 (1)：8-10.

［11］IRIE Y，KATAKAMI N，KANETO H，et al.Maximum carotid intima-media thickness improves the prediction ability of coronary artery stenosis in type 2 diabetic patients without history of coronary artery disease［J］.Atherosclerosis，2012，2 (21)：438-444.

［12］FISCHER CP，PERSTRUP LB，BERNTSEN A，et al.Elevated plasma IL-18 is a marker of insulin-resistance in type 2 diabetic and non-diabetic humans［J］.Clin Immunol，2005，117 (2)：152-160.

［13］ROSSO R，ROTH A，HERZ I，et al.Serum levels of interleukin-18 in patients with stable and unstable angina pectoris［J］. Int J Cardiol，2005，98(1)：45-48.

［14］YAN AT，YAN RT，SPINALE FG，et al.Plasma matrix metalloproteinase-9 level is correlated with left ventricular volumes and ejection fraction in patients with heart failure［J］.J Card Fail，2006，12(7)：514-519.

［15］GERLACH RF，TANUS-SANTOS JE.Matrix metalloproteinase-9 and tissue inhibitor of metalloprpteinase-1 in congestive heart failure［J］.Am Heart J，2006，152(1)：e9.

［16］張燕，黎莉，譚紅偉，等.白細胞介素-18與急性冠脈綜合征的臨床研究［J］.臨床醫(yī)學實踐雜志，2005，14(1)：9-11.

［17］郭靜，于霄，孫雷.白細胞介素-18和基質(zhì)金屬蛋白酶-9在人冠狀動脈粥樣硬化斑塊中的表達［J］.中國動脈硬化雜志，2009，17(4)：285-288.

［18］SHAH PK.Screening asymptomatic subjects for subclinical atherosclerosis：can we，does it matter，and should we？［J］.J Am Coll Cardiol，2010，56(2)：98-105.

［19］VAN DEN OORD SC，SIJBRANDS EJ，TEN KATE GL，et al.Carotid intima-media thickness for cardiovascular risk assessment：Systematic review and meta-analysis［J］.Atherosclerosis，2013，50(13)：［Epub ahead of print］.

［20］PETERSSA，DEN RUIJTER HM，BOTS ML，et al.Improvements in risk stratification for the occurrence of cardiovascular disease by imaging subclinical atherosclerosis：A systematic review［J］.Heart，2012，98(3)：177-184.

(編輯 卓選鵬)

Effects of matrix metalloproteinase-9 and interleukin-18 on coronary heart disease and vessel complication in diabetes mellitus

DING Fa-ming1，WANG Cong-xia2，ZHANG Chun-yan2，ZHANG Yan2，WU Xiao-san2，YAN Jiao-juan2，JIA Shan2，ZHANG Lin2
(1.Department of Cardiology，Binzhou Medical College，Binzhou 256600；2.Department of Cardiology，the Second Affiliated Hospital，Medical School of Xi'an Jiaotong University，Xi'an 710004，China)

ObjectiveTo investigate the effects of matrix metalloproteinase-9(MMP-9)and interleukin-18 (IL-18)on coronary heart disease(CHD)and vessel complication in diabetes mellitus(DM).MethodsA total of 150 CHD patients with or without DM were recruited and divided into three groups：CHD(n=50)，CHD+DM(n =50)，and DM(n=50).Another 31 healthy individuals served as control group.Then we followed up the occurrence of acute coronary syndrome(ACS)in CHD and CHD+DM groups.Meanwhile intima-media thickness (IMT)of carotid arteries in DM group was observed at month 6；the concentration of MMP-9 and IL-18 in blood was measured at month 12.ResultsSerum concentration of MMP-9 and IL-18 increased significantly after the development of ACS.Serum concentration of MMP-9 was an independent risk factor for ACS(OR=5.19，P= 0.014，95%CI 1.396～19.298)，but the relationship between IL-18 and ACS was not obvious.There was a positive correlation between changed MMP-9 concentration and increased IMT(r=0.472，P=0.011，95%CI 0.008-0.095).ConclusionMMP-9 may participate in the pathogenesis of ACS and vessel complication in DM.The changed MMP-9 concentration can predict the occurrence of ACS and vessel complication in DM.

interleukin-18；matrix metalloproteinase-9；intima-media thickness of carotid arteries，acute coronary syndrome；coronary heart disease；diabetes mellitus；vessel complication

R541.4；587.2

A

1671-8259(2014)05-0646-05

10.7652/jdyxb201405015

2013-02-28

2014-03-18

陜西省社會發(fā)展攻關(guān)計劃(No.2009K17-04) Supported by the Social Development Research Project of Shaanxi Province(No.2009K17-04)

王聰霞，主任醫(yī)師，教授，博士生導(dǎo)師.E-mail：wcx622@163.com

丁法明(1985-)，男(漢族)，醫(yī)學碩士.研究方向：冠心病、心律失常的基礎(chǔ)與臨床研究.E-mail：dingfaming1018@163.com

時間：2014-04-09 10∶06 網(wǎng)絡(luò)出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/61.1399.R.20140409.1006.007.html