方敏 胡慧玲 王梅

·臨床研究·

原發(fā)性青光眼合并2型糖尿病患者血液及房水中MMP-2及TIMP-2的表達研究

方敏 胡慧玲 王梅

目的 觀察和分析原發(fā)性青光眼合并2型糖尿病(T2DM)患者血液及房水中基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP-2)及金屬蛋白酶2組織抑制因子(TIMP-2)的表達變化。方法 選取60例原發(fā)性青光眼患者，根據(jù)將合并T2DM情況將其分為A組(單純POAG病例，15例23只眼)、B組(單純PACG病例，15例26只眼)、C組(POAG合并T2DM病例，15例25只眼)、D組(PACG合并T2DM病例，15例23只眼)，選取糖尿病性白內(nèi)障病例(20例33只眼)作為E組，選取年齡相關性白內(nèi)障病例(20例32只眼)作為F組。對6組患者房水及血清MMP-2、TIMP-2水平及比值進行觀察和比較。結果B組和D組患者的房水MMP-2、TIMP-2水平均高于其它各組，A組和C組患者的房水TIMP-2水平高于E組或F組，A組、B組、C組、D組患者的房水TIMP-2/MMP-2比值均顯著高于E組或F組，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；A組患者的血清MMP-2、TIMP-2水平均高于其它各組，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，而6組患者血清TIMP-2/MMP-2比值的差異無統(tǒng)計學意義(F=1.634，P>0.05)。結論 原發(fā)性青光眼患者血液和房水中存在著顯著的MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)失衡，但合并T2DM并不能加劇這一失衡狀態(tài)，不具有促進青光眼進展的作用。

原發(fā)性青光眼；2 型糖尿?。换|(zhì)金屬蛋白酶2；金屬蛋白酶2 組織抑制因子

[臨床眼科雜志，2017，25：129]

[J Clin Ophthalmol,2017,25:129]

青光眼以病理性眼壓增高、特征性視神經(jīng)萎縮和視野缺損為主要臨床特征，降低眼壓是阻止其病情進展、保存視功能的惟一有效方法，流行病學研究數(shù)據(jù)顯示，青光眼是世界范圍內(nèi)除白內(nèi)障以外的第二大致盲眼病，失明人群中有8%為青光眼所致[1]。原發(fā)性青光眼主要包括原發(fā)性開角型青光眼(POAG)、原發(fā)性閉角型青光眼(PACG)、原發(fā)性嬰幼兒青光眼(PCG)三類，其發(fā)病和進展是遺傳因素、環(huán)境因素、生活習慣等多種因素綜合作用的結果[2]。PACG是中國、印度、蒙古、愛斯基摩等亞洲人群中最常見的一類青光眼，女性占大多數(shù)，而且患者眼部具有特殊的解剖生物學特征，其發(fā)病受多種相關基因的調(diào)控，具有較強的遺傳傾向[3]。POAG的發(fā)病機制復雜多樣，在臨床上常呈現(xiàn)發(fā)展緩慢、病情隱匿的特點，很多患者就診時已進入中晚期并已出現(xiàn)不可逆的視功能損傷，對患者的身心健康和家庭、社會均造成極大的危害[4，5]。近年來的相關研究結果顯示，在大多數(shù)POAG和PACG 病例中發(fā)現(xiàn)了基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMPs)、肝細胞生長因子(hepatocyte growth factor,HGF)等蛋白因子表達水平的異常[6]，其中，基質(zhì)金屬蛋白酶-2(marix metalloproteinase-2,MMP-2)/金屬蛋白酶組織抑制因子-2(tissue inhibitor of metalloproteinase-2,TIMP-2)系統(tǒng)失衡是青光眼發(fā)病和進展的重要機制之一，而2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)也是導致視神經(jīng)損害和視野缺損的重要機制之一，那么同時具有青光眼和T2DM兩種危險因素的患者是否可會出現(xiàn)MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)失衡的加劇，這是一項值得深入討論的臨床問題，本研究針對原發(fā)性青光眼合并T2DM患者血液及房水中MMP-2及TIMP-2的表達水平變化進行了觀察和分析，現(xiàn)報告如下。

資料與方法

一、臨床資料

選取2015年3月至2016年3月醫(yī)院收治的60例青光眼患者作為研究對象，納入患者均符合全國青光眼學組于1995年制訂的青光眼診斷標準，其中，POAG病例和PACG病例各30例，其中男性病例為24例，女性病例為36例，平均年齡為(65.2±5.4)歲，根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)于1999年制定的糖尿病診斷標準對納入患者合并T2DM情況進行診斷，根據(jù)診斷結果將納入患者分為A組(單純POAG病例，15例23只眼)、B組(單純PACG病例，15例26只眼)、C組(POAG合并T2DM病例，15例25只眼)、D組(PACG合并T2DM病例，15例23只眼)，選取糖尿病性白內(nèi)障病例(20例33只眼)作為E組，選取年齡相關性白內(nèi)障病例(20例32只眼)作為F組，排除合并其它眼科疾病和其它代謝性疾病、感染性疾病、血液疾病患者。6組患者在年齡、性別構成方面的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

二、觀察指標和檢測方法

采集所有納入患者的房水及清晨空腹外周血液樣本，其中，A組、B組、C組、D組患者的房水標本于抗青光眼濾過術中采集，E組、F組患者于白內(nèi)障摘出術中采集，方法均為應用一次性注射器于透明角膜緣進行穿刺，入前房后抽取房水樣本，置于離心管中保存，外周血樣本均于手術當天清晨術前采集，置于干燥離心管中，常規(guī)離心分離血清。房水和血清樣本均保存于-80 ℃冰箱中保存待測。應用人MMP-2 試劑盒、TIMP-2試劑盒采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA法)對房水和血清樣本中的TIMP-2、MMP-2水平進行檢測。

三、統(tǒng)計學方法

所有數(shù)據(jù)均應用SPSS19.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學處理，多組患者的房水和血液中TIMP-2、MMP-2水平的比較應用單因素方差分析進行處理，兩兩比較應用最小顯著差法(LSD法)進行處理，均以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

結 果

一、MMP-2、TIMP-2水平及TIMP-2/MMP-2比值的比較

6組患者房水中MMP-2、TIMP-2水平及TIMP-2/MMP-2比值的差異均有統(tǒng)計學意義(F=65.974、89.654、28.663，P<0.05)，其中，B組和D組患者的房水MMP-2、TIMP-2水平均高于其它各組，A組和C組患者的房水TIMP-2水平高于E組或F組，A組、B組、C組、D組患者的房水TIMP-2/MMP-2比值均顯著高于E組或F組，以上差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表1。

表1 各組患者房水中MMP-2、TIMP-2水平及TIMP-2/MMP-2比值的比較

注：a:與A組比較，P<0.05；b: 與B組比較，P<0.05；c: 與C組比較，P<0.05；d: 與D組比較，P<0.05；e: 與E組比較，P<0.05；f: 與F組比較，P<0.05

二、各組患者血清中MMP-2、TIMP-2水平及TIMP-2/MMP-2比值的比較

6組患者血清中MMP-2、TIMP-2水平的差異均有統(tǒng)計學意義(F=155.933、116.627、P<0.05)，其中，A組患者的血清MMP-2、TIMP-2水平均高于其它各組，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，而6組患者血清TIMP-2/MMP-2比值的差異無統(tǒng)計學意義(F=1.634，P>0.05)，見表2。

表2 各組患者血清中MMP-2、TIMP-2水平及TIMP-2/MMP-2比值的比較

注：a:與A組比較，P<0.05；b: 與B組比較，P<0.05；c: 與C組比較，P<0.05；d: 與D組比較，P<0.05；e: 與E組比較，P<0.05；f: 與F組比較，P<0.05

討 論

目前，人類已識別和定性的MMPs至少有26種、5大類，MMP-2是Ⅳ型膠原酶，一種Zn2+、Ca2+依賴的無活性酶原形式存在的肽鏈內(nèi)切酶，具有降解細胞外基質(zhì)(ECM)的能力，也是蛋白水解酶家族中最常見成員之一。MMP-2由成纖維細胞、巨噬細胞、內(nèi)皮細胞和惡性腫瘤細胞等多種細胞分泌，在激活劑的作用下轉變?yōu)槌墒斓拿?，廣泛參與腫瘤細胞的浸潤、遠處轉移和新生血管形成及炎癥反應、損傷修復等一系列的病理生理過程[7，8]，而TIMP-2是MMP-2的天然組織抑制物，能夠?qū)ζ渌庾饔眠M行拮抗。近年來的研究證實，MMP-2/TIMP-2失衡在T2DM相關視神經(jīng)損害、腎病等神經(jīng)血管病變并發(fā)癥及原發(fā)性青光眼的發(fā)生和發(fā)展中均具有重要的作用[9-11]。

本研究結果顯示，原發(fā)性青光眼患者均表現(xiàn)為房水中MMP-2、TIMP-2水平的升高及MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)的失衡，而在血清中僅表現(xiàn)為MMP-2、TIMP-2表達水平的同步升高，合并T2DM未使原發(fā)性青光眼患者的MMP-2/TIMP-2表達失衡進一步加劇，這體現(xiàn)了T2DM對于原發(fā)性青光眼的進展無顯著的促進作用。近年來，研究者針對MMP-2、TIMP-2表達水平對于青光眼的影響進行了大量研究，劉強等[12]的研究證實，MMP-2表達水平的上升與PACG的發(fā)病具有密切的關系；彭波等[13]的研究結果顯示，啟動子區(qū)C-1306-T位點基因單核苷酸多態(tài)性與PACG遺傳易感性具有顯著的關聯(lián)性，MMP-2-1306T基因型可能是其保護因素；MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)的狀態(tài)不僅能夠用于評價青光眼的發(fā)病風險，也可用于評價其治療效果，楊育彬[14]的研究結果顯示，應用腦蛋白水解物注射劑對原發(fā)性青光眼患者進行治療，能夠通過降低血清TIMP-2水平達到改善患者視神經(jīng)功能的效果；趙軍梅[15]的研究結果顯示，在長期局部應用抗青光眼藥物后，青光眼患者的Tenon's囊中成纖維細胞的TIMP-2表達會出現(xiàn)異常，這說明了長期局部應用抗青光眼藥物通過改變TIMP-2的表達水平增加組織的改變和濾過手術術后的瘢痕形成；劉夢迎等[16]針對動物模型的研究結果顯示，在濾過術后3d，濾過區(qū)組織中MMP-2蛋白表達水平開始增高，術后7d達到峰值，隨后逐漸降低，但在術后28d仍高于正常對照組，這體現(xiàn)了MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)狀態(tài)對于青光眼手術治療的效果也具有重要的影響。同時，不少研究報道也提示了MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)失衡在糖尿病并發(fā)癥中的作用，劉曉玲等[17]的研究顯示，出現(xiàn)微量尿白蛋白的糖尿病患者的血清MMP-2水平顯著下降，TIMP-2水平顯著增高，其表達水平與空腹血糖、餐后2h血糖、糖化血紅蛋白均具有相關性，這提示了對MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)狀態(tài)的早期篩查可成為糖尿病腎病一級預防的重點；常清璇等[18]和丁毅等[19]的研究顯示，MMP-2的表達水平也可作為評價糖尿病患者局部創(chuàng)面血管新生、愈合程度的重要指標；在吳紹勝等[20]的報道中，研究者發(fā)現(xiàn)，姜黃素等藥物減輕T2DM動物模型神經(jīng)病理性痛的機制可能與抑制脊髓背角和背根神經(jīng)節(jié)MMP-2表達上調(diào)有關，這說明了MMP-2的上調(diào)可能是促進T2DM患者血管神經(jīng)病變的重要機制；谷欣偉等[21]的研究證實，血清MMP-2也是引發(fā)糖尿病視網(wǎng)膜病變的重要因素之一。但本研究未能證實T2DM具有促進青光眼患者MMP-2/TIMP-2表達失衡的作用，其原因可能是由于T2DM的視神經(jīng)損害主要由全身性炎癥損害相關的視神經(jīng)缺血缺氧引起，而原發(fā)性青光眼的視神經(jīng)損害主要來自于局部持續(xù)性眼壓升高引起的視神經(jīng)缺血缺氧，損害的啟動機制具有顯著的差異。然而，近年來的一些研究證實，T2DM患者也可出現(xiàn)眼壓的異常波動，杜俊文[22]的研究結果顯示，老年T2DM患者的血糖水平與其眼壓變化具有顯著的相關性，當血糖水平升高時，眼壓也隨之升高；王欣榮等[23]的研究證實，T2DM患者的體質(zhì)指數(shù)、糖化血紅蛋白水平、甘油三酯水平、中央角膜厚度均是影響其24h眼內(nèi)壓的獨立危險因素，因此，T2DM是否能夠通過影響眼壓來促進青光眼的進展仍然有待于進一步研究進行證實和討論。

綜上所述，原發(fā)性青光眼患者血液和房水中存在著顯著的MMP-2/TIMP-2系統(tǒng)失衡，但合并T2DM并不能加劇這一失衡狀態(tài)，不具有促進青光眼進展的作用。

[1] 王寧利,喬春艷.從各國青光眼指南談目標眼壓.中華眼科雜志,2014,21:318-320.

[2] 黃一鴻,吳瑜瑜.CYP1B1基因突變與原發(fā)性開角型青光眼發(fā)病關系的研究進展.中華實驗眼科雜志,2014,32:654-658.

[3] 羅懷超,林嬰,楊正林.原發(fā)性閉角型青光眼易感基因研究進展.實用醫(yī)院臨床雜志, 2016,13:158-162.

[4] 任霞,賀經(jīng),馮延琴.原發(fā)性開角型青光眼治療進展.國際眼科雜志,2016,16:458-461.

[5] 黃勝.原發(fā)性青光眼基礎臨床研究進展與發(fā)展趨勢.中國實用眼科雜志, 2011,29:199-204.

[6] 段覺昵,張銘志.原發(fā)性閉角型青光眼的基因?qū)W研究進展.中華實驗眼科雜志, 2015,33:270-274.

[7] 張振華,于天水,劉良,等.基質(zhì)金屬蛋白酶-2的研究進展及其法醫(yī)學意義.中國法醫(yī)學雜志, 2015,30:590-593.

[8] 趙光賢,樸麗梅.基質(zhì)金屬蛋白酶-2在血管新生過程中的研究進展.中國心血管病研究雜志,2015,13:198-201.

[9] 王海嬌,李麗疆,宋漢君.基質(zhì)金屬蛋白酶-2與2型糖尿病大血管病變的研究進展.中國老年學雜志,2013,33:3522-3523.

[10] 俞建雄,袁靜,周煉紅.角膜基質(zhì)細胞基質(zhì)金屬蛋白酶1，2活性與組織因子途徑抑制物2的效應.中國組織工程研究,2014,18:251-258.

[11] 李華,董駿武,吳揚,等.厄貝沙坦對2型糖尿病大鼠腎小管上皮細胞MMP-2/TIMP-2和α-SMA表達關系的影響.重慶醫(yī)學,2012,41:3030-3032.

[12] 劉強,顧永昊,孫思勤.MMP-2和TIMP-1在閉角型青光眼患者房水中的定量研究.安徽醫(yī)藥,2014,18:2137-2139.

[13] 彭波,劉瑞敏,張千帆,等.MMP-2基因單核苷酸多態(tài)性與原發(fā)性閉角型青光眼易感性的關系.眼科新進展,2013,33:782-784.

[14] 楊育彬.腦蛋白水解物注射劑對原發(fā)性青光眼患者血清金屬蛋白酶2組織抑制因子和視神經(jīng)功能的影響.中國醫(yī)院用藥評價與分析,2016,16:174-176.

[15] 趙軍梅.基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP-3)及其抑制劑(TIMP-2)在長期使用抗青光眼藥物的結膜Tenon's囊中的表達.臨床眼科雜志,2011,19:308-312.

[16] 劉夢迎,王玲,王大博,等.基質(zhì)金屬蛋白酶2及其抑制劑在大鼠青光眼濾過術后濾過泡組織中的動態(tài)表達.中華實驗眼科雜志,2016,34:324-329.

[17] 劉曉玲,曾朝陽,田曉年,等.2型糖尿病腎病患者MMP2,TIMP-2水平的觀察.內(nèi)蒙古中醫(yī)藥,2014:1-3.

[18] 常清璇,楊沛瑯,劉琰,等.局部應用胰島素調(diào)控基質(zhì)金屬蛋白酶對糖尿病創(chuàng)面血管新生的影響.上海交通大學學報(醫(yī)學版),2015,35:1258-1263.

[19] 丁毅,趙京霞,徐旭英,等.辨證應用中藥溻漬Ⅰ號、Ⅱ號方對糖尿病足瘡面MMPs-2、MMPs-9酶活性的影響.北京中醫(yī)藥,2015,34:136-138.

[20] 吳紹勝,孫傳峰,曹紅,等.姜黃素對2型糖尿病神經(jīng)病理性痛大鼠脊髓背角和背根神經(jīng)節(jié)MMP-2及MMP-9表達的影響.中華麻醉學雜志,2014,21:1339-1342.

[21] 谷欣偉,邊海霞,翟曉雷,等.血清MMP-2、MMP-9水平與糖尿病視網(wǎng)膜病變的相關性探究.醫(yī)療裝備,2015,28:9-10.

[22] 杜俊文,吳韜,張坤,等.老年2型糖尿病患者血糖水平與眼壓的相關性研究.中華老年醫(yī)學雜志,2015,22:1235-1237.

[23] 王欣榮,唐莉,于敬妮,等.糖尿病患者24小時眼壓特征及影響因素分析.中國醫(yī)藥導報, 2015,21:83-85,92.

(收稿：2016-06-16)

Expression of MMP-2 and TIMP-2 in blood and aqueous humor in patients with primary glaucoma complicated with type 2 diabetes mellitus

FangMin,HuHuiling.

ShenzhenEyeHospital,JinanUniversity;ShenzhenOphthalmicKeyLaboratory,Shenzhen,Guangdong518040;WangMei.DepartmentofOphthalmology,ZhongshanUniversitySecondAffiliatedHospital,Guangzhou,Guangdong510060,China

Objective To observe and analyze the expression of matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) and tissue inhibitor of metalloproteinase-2 (TIMP-2) in blood and aqueous humor of patients with primary glaucoma complicated with type 2 diabetes mellitus (T2DM). Methods 60 primary glaucoma patients were selected and divided into Group A (simple POAG cases,n=23eyes),GroupB(simplePACGcases,n=26eye),GroupC(POAGcomplicatedwithT2DM,n=25eyes),GroupD(PACGcomplicatedwithT2DM,n=23eyes).Patientswithdiabeticcataract(n=33eyes)wereselectedasGroupEandthepatientswithage-relatedcataract(n=32eyes)wereselectedasGroupF.SerumandaqueousMMP-2,TIMP-2levelsandtheirratiosin6groupswerecompared.Results Both aqueous MMP-2 and TIMP-2 levels were high in Group B and Group D (i.e., PACG patients with or without T2DM) than in other patients. Aqueous TIMP-2 level was high in Group A and Group C (i.e., POAG patients with or without T2DM) than in Group E or F. The TIMP-2/MMP-2 ratio was high in all glaucoma patients (Group A through D) than in non-glaucoma patients (Group E and F). Serum MMP-2 and TIMP levels were high in Group A than in all other groups (P<0.05).TherewasnosignificantdifferenceinserumTIMP-2/MMP-2ratiobetweenthe6groups(F=1.634,P>0.05). Conclusions There was significant imbalance in serum and aqueous MMP-2/TIMP-2 system in patients with primary glaucoma. Complication of T2DM did not exacerbate this imbalance.

Primary glaucoma; Type 2 diabetes mellitus; Matrix metalloproteinase 2; Tissue inhibitor of metalloproteinase 2

10.3969/j.issn.1006-8422.2017.02.010

廣東省中醫(yī)藥局非資助項目(20152056)

518040 深圳市眼科醫(yī)院(暨南大學附屬深圳眼科醫(yī)院) 深圳市眼科學重點實驗室(方敏、胡慧玲)；中山大學附屬第二醫(yī)院眼科(王梅)

方敏(Email:fangmin_2008wh@sina.com)