張敏，馬麗，趙詠梅，呂燕敏，龍會(huì)登，龐麗娟

卒中是全球死亡和殘疾的主要原因之一?；|(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMP）9是MMP家族的成員，因其對(duì)腦血管基底膜主要成分如Ⅳ型膠原、層粘連蛋白和纖連蛋白的降解作用，已被證明在腦血管疾病的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮重要作用[1]。此外，研究證實(shí)MMP9還參與了缺血性卒中后腦損傷、再灌注損傷的病理過(guò)程。因此，進(jìn)一步探究MMP9及其基因多態(tài)性在缺血性卒中發(fā)病、進(jìn)展及預(yù)后中的作用，對(duì)缺血性卒中的診療具有重要意義。

1 缺血性卒中后MMP9的表達(dá)及來(lái)源

缺血性卒中后，MMP9被發(fā)現(xiàn)在梗死區(qū)腦組織及相關(guān)細(xì)胞中高表達(dá)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，與假手術(shù)小鼠相比，大腦中動(dòng)脈閉塞（middle cerebral artery occlusion，MCAO）小鼠缺血灶中MMP9顯著增加，并推測(cè)MMP9的升高可能與腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）升高有關(guān)[2-4]。大鼠實(shí)驗(yàn)顯示，在腦局灶性缺血24 h內(nèi)，梗死區(qū)中心及外周的內(nèi)皮細(xì)胞和中性粒細(xì)胞表達(dá)MMP9，且MMP9活性最高，并在5 d內(nèi)維持該活性水平。5 d后，可觀察到梗死區(qū)巨噬細(xì)胞表達(dá)MMP9；15 d時(shí)，MMP9活性降至基線狀態(tài)[5]。也有研究證實(shí)，在大鼠發(fā)生腦缺血后1～3 d，紋狀體和皮質(zhì)中央缺血區(qū)域內(nèi)可檢測(cè)到MMP9增加，且其主要位于內(nèi)皮細(xì)胞中，在神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)較弱；相反，在卒中后7～14 d，MMP9主要在梗死區(qū)周圍皮層的神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)[6]。

使用嵌合體野生型（wild-type，WT）→MMP9敲除（MMP9-/-）小鼠（將WT小鼠的骨髓移植到MMP9-/-小鼠）或MMP9-/-→WT小鼠（MMP9-/-小鼠的骨髓移植到WT小鼠）的研究顯示，MMP9前體（pro-MMP9）僅在WT或WT→MMP9-/-小鼠腦缺血再灌注24 h時(shí)強(qiáng)烈升高，活性MMP9在WT小鼠和WT→MMP9-/-嵌合體小鼠中水平相似，考慮野生型小鼠短暫性局灶性腦缺血24 h內(nèi)的MMP9表達(dá)來(lái)源于白細(xì)胞[7]。有研究將短暫性MCAO（2 h）再灌注小鼠循環(huán)血中的中性粒細(xì)胞分離后發(fā)現(xiàn)，WT小鼠和WT→MMP9-/-嵌合體小鼠可以顯示MMP9前體，但在MMP9-/-和MMP9-/-→WT小鼠的中性粒細(xì)胞中卻未發(fā)現(xiàn)MMP9前體顯像，提示腦缺血再灌注后MMP9前體來(lái)源于中性粒細(xì)胞[7]。研究者們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在中性粒細(xì)胞分泌顆粒里含有大量的MMP9前體，而缺血性卒中后這些分泌顆粒釋放并激活MMP9[8-10]。

中性粒細(xì)胞釋放MMP9，MMP9反過(guò)來(lái)可促進(jìn)中性粒細(xì)胞黏附與聚集。與MMP9-/-小鼠相比，短暫性MCAO（2 h）的WT小鼠缺血灶內(nèi)小靜脈內(nèi)皮在24 h就出現(xiàn)白細(xì)胞黏附，同時(shí)中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)明顯增加；再灌注8 h和24 h，缺血半球中性粒細(xì)胞堵塞毛細(xì)血管和實(shí)質(zhì)內(nèi)中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)的程度逐漸增加[7]。

MMP9在缺血性卒中患者中也呈高表達(dá)。Anna Rosell等[11]解剖了缺血性卒中（發(fā)病5 d內(nèi)）患者死亡6 h內(nèi)的新鮮腦組織，發(fā)現(xiàn)梗死灶中MMP9前體及激活的MMP9表達(dá)較梗死灶周圍組織高，而梗死周圍組織MMP9前體及激活的MMP9表達(dá)則高于對(duì)側(cè)正常腦組織；梗死灶中MMP9主要位于中性粒細(xì)胞高表達(dá)的血管周圍；梗死灶內(nèi)MMP9陽(yáng)性細(xì)胞主要為激活的小膠質(zhì)細(xì)胞，而梗死灶周圍MMP9陽(yáng)性細(xì)胞主要為激活的小膠質(zhì)細(xì)胞和中性粒細(xì)胞。另外有研究者對(duì)發(fā)病9 d至5年死亡的缺血性卒中患者進(jìn)行尸體解剖，但在其腦組織中未檢測(cè)到MMP9的表達(dá)，提示MMP9主要在缺血性卒中急性期被釋放和激活[12]。

2 缺血性卒中與外周血MMP9水平的關(guān)系

Mark A.Reynolds等[13]比較了健康對(duì)照組與發(fā)病12 h內(nèi)卒中（出血性和缺血性）患者的血漿MMP9水平，發(fā)現(xiàn)急性卒中患者血漿MMP9的水平顯著高于對(duì)照組。Solveig Horstmann等[14]測(cè)定了50例急性缺血性卒中患者的血清MMP9水平，發(fā)現(xiàn)MMP9水平在發(fā)病第1天急劇增加，并持續(xù)升高至12 d。也有研究顯示，外周血基線MMP9水平升高與缺血性卒中顱腦CT超急性期的征象（與臨床表現(xiàn)相符的局部低密度灶，豆?fàn)詈?、皮質(zhì)顯影模糊，皮層溝消失或中線結(jié)構(gòu)移位而導(dǎo)致的占位效應(yīng)）有關(guān)，但與最終的腦梗死體積無(wú)關(guān)[15]。另有研究顯示，在大腦中動(dòng)脈閉塞后3 h內(nèi)接受rt-PA治療的患者，血漿基線MMP9水平與溶栓前的MRI DWI上的病灶體積無(wú)關(guān)，但與rt-PA治療后第一個(gè)24 h內(nèi)DWI上病灶的增長(zhǎng)相關(guān)，基線MMP9＞100 ng/mL為DWI病灶增長(zhǎng)＞180%的最佳預(yù)測(cè)點(diǎn)；而且該研究還顯示，基線MMP9水平與缺血性卒中患者溶栓治療前的NIHSS評(píng)分無(wú)關(guān)，但與治療后第一個(gè)24 h內(nèi)較差的NIHSS評(píng)分有關(guān)，MMP9水平對(duì)缺血性卒中超早期腦損傷有獨(dú)立預(yù)測(cè)作用[16]。

雖然目前多數(shù)研究證實(shí)外周血MMP9表達(dá)水平升高增加與缺血性卒中關(guān)系密切，但也有臨床研究的結(jié)論不一致。一項(xiàng)大型病例對(duì)照研究評(píng)估了MMP9的遺傳變異與心肌梗死和卒中風(fēng)險(xiǎn)間的關(guān)系，結(jié)果顯示MMP9單倍型或單核甘酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP）與心肌梗死和卒中無(wú)關(guān)[17]。一項(xiàng)包括1308例患者的前瞻性、多中心觀察性研究顯示，血漿MMP9水平在卒中和假卒中患者之間或者在超急性期中缺血性卒中和出血性卒中患者之間并沒(méi)有區(qū)別[18]。因此，MMP9對(duì)缺血性卒中的影響仍需進(jìn)一步的證據(jù)支持。外基質(zhì)成分和MMP活性蛋白的多功能蛋白，其表達(dá)在缺血腦組織中上調(diào)，可以增加MMP9 mRNA的表達(dá)并激活MMP9[20]。白細(xì)胞介素17（interleukin17，IL-17）和腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor，TNF-α）可以通過(guò)p38絲裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinases，MAPK）、細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）1/2依賴的核因子κB（nuclear factor κB，NF-κB）和活化蛋白-1（activated protein，AP-1）誘導(dǎo)MMP9的表達(dá)[21-22]。IL-1β則可通過(guò)NF-κB、p42/p44MAPK、p38MAPK和c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）途徑誘導(dǎo)MMP9表達(dá)[23]。心血管活性肽（Salusin-β）可通過(guò)p65-NF-κB通路促進(jìn)MMP9的表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致血管平滑肌細(xì)胞（vascular smooth muscle cells，VSMC）由血管中膜向內(nèi)膜遷移及內(nèi)膜增生[24]。此外，有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）可促進(jìn)MMP9的表達(dá)，且MMP9水平與VEGF水平在缺血性卒中急性期呈正相關(guān)[25]。R.D.BELL等[26]發(fā)現(xiàn)載脂蛋白E4（apolipoprotein E4，APOE4）的表達(dá)可通過(guò)激活小鼠周細(xì)胞中的促炎親環(huán)蛋白A（cyclophilin A，CypA）-NF-κB-MMP9途徑導(dǎo)致血腦屏障分解，而星形膠質(zhì)細(xì)胞分泌的APOE3可通過(guò)脂蛋白受體抑制周細(xì)胞中CypA-NF-κB-MMP9通路[26]。

3 MMP9參與缺血性卒中病理生理過(guò)程的相關(guān)通路

MMP9可通過(guò)多種途徑被激活或者抑制。在腦缺血時(shí)，MMP9可與神經(jīng)元型一氧化氮合酶共定位，并在體內(nèi)被S-亞硝基化激活，最終誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞凋亡[19]。聚合酶δ-相互作用蛋白2（polymerase δ-interacting protein 2，Poldip2）是一種調(diào)節(jié)血管細(xì)胞

4 MMP9與缺血性卒中出血轉(zhuǎn)化的關(guān)系

基于對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)的降解作用，MMP9可導(dǎo)致缺血性卒中后出血轉(zhuǎn)化。在大腦中動(dòng)脈區(qū)心源性卒中患者中，無(wú)論有無(wú)出血轉(zhuǎn)化，患者外周血MMP9表達(dá)均增加，在后來(lái)發(fā)展為實(shí)質(zhì)出血的患者中，MMP9的血漿水平顯著升高[27-28]。另有研究者發(fā)現(xiàn)，在調(diào)整了潛在的危險(xiǎn)因素及梗死體積后，外周血MMP9升高（MMP9≥140 ng/mL）與發(fā)病24 h內(nèi)急性缺血性卒中患者出血轉(zhuǎn)化的發(fā)生密切相關(guān)。無(wú)論是大動(dòng)脈粥樣硬化型、心源性栓塞型還是不明原因型缺血性卒中，外周血MMP9的高表達(dá)均是患者發(fā)生出血轉(zhuǎn)化的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素，其預(yù)測(cè)出血轉(zhuǎn)化的敏感性、特異性、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值分別為87%，90%，61%和97%[15]。對(duì)卒中后5 d內(nèi)死亡的患者死亡后6 h內(nèi)進(jìn)行尸檢，發(fā)現(xiàn)MMP9在出血轉(zhuǎn)化病灶中高表達(dá)且其信號(hào)強(qiáng)度高于梗死灶及梗死灶周圍[11]。

rt-PA被證實(shí)可促進(jìn)MMP9的表達(dá)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，與對(duì)照組相比，rt-PA處理的MCAO小鼠腦組織中MMP9的活性增加[2]。臨床研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于沒(méi)有出血轉(zhuǎn)化的患者，發(fā)病3 h內(nèi)rt-PA溶栓并出現(xiàn)治療相關(guān)的出血性轉(zhuǎn)化或?qū)嵸|(zhì)血腫的急性缺血性卒中患者基線MMP9水平顯著增高[29]。富含于人腦內(nèi)皮細(xì)胞中的低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白（low density lipoprotein receptor-related protein，LRP）可通過(guò)MMP9基因啟動(dòng)子中含有的AP-1和NF-κB結(jié)合位點(diǎn)介導(dǎo)rt-PA引起的MMP9的上調(diào)[30]。rt-PA還可以通過(guò)一條獨(dú)立于其蛋白水解活性的途徑誘導(dǎo)LRP-1亞基上的快速酪氨酸磷酸化，然后激活MAPK/Erk激酶1及其下游的Erk-1和Erk-2來(lái)誘導(dǎo)MMP9的表達(dá)[31]。在一項(xiàng)納入了300多例急性缺血性卒中患者（NIHSS中位數(shù)為11）的研究中發(fā)現(xiàn)，外周血MMP9水平變異[（治療后24 h MMP9-治療前MMP9）/治療前MMP9]與死亡或癥狀性顱內(nèi)出血獨(dú)立相關(guān)，且MMP9水平變異與缺血性卒中后3個(gè)月的不良功能結(jié)局相關(guān)（mRS≥3分）；在排除了較輕微的出血轉(zhuǎn)化患者后，MMP9水平變異與溶栓后癥狀性顱內(nèi)出血仍密切相關(guān)；該研究還顯示，無(wú)論是溶栓前、溶栓后24 h還是溶栓后7 d，外周血MMP9水平變異均與較高的NIHSS評(píng)分相關(guān)[32]。Solveig Horstmann等[14]比較了卒中患者的3個(gè)治療亞組：靜脈注射肝素（n=18）組，中度低溫（n=15）組和rt-PA靜脈溶栓（n=17）組，發(fā)現(xiàn)外周血MMP9水平在不同治療組顯著不同，其中，溶栓亞組中最高，亞低溫組中最低。MMP9的增加可能與rt-PA介導(dǎo)的中性粒細(xì)胞黏附和脫顆粒有關(guān)[33]。

5 MMP9基因多態(tài)性與缺血性卒中的關(guān)系

MMP9的基因多態(tài)性rs3918242（-1562 C/T）位點(diǎn)基因多態(tài)性，與缺血性卒中的關(guān)系也被大量研究所證實(shí)，但結(jié)果卻不盡相同甚至相反。有研究顯示，相對(duì)于MMP9 rs3918242位點(diǎn)的TT基因型，攜帶CC基因型和TC+CC基因型的人群有更高的缺血性卒中的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)；且CC基因型和TC+CC基因型與中國(guó)缺血性卒中分型（Chinese Ischemic Stroke Subclassification，CISS）中大動(dòng)脈粥樣硬化亞型的卒中風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[34-35]；但另有研究證實(shí)，具有rs3918242 T等位基因的缺血性卒中特別是有吸煙史的缺血性卒中患者，血清MMP9水平明顯升高，且較CC基因型者具有更大的梗死面積[35]。卒中患者M(jìn)MP9 rs3918242位點(diǎn) T等位基因和CT+TT基因型頻率顯著高于健康人；相對(duì)于CC基因型的卒中患者，T等位基因攜帶（CT+TT基因型）的患者更年輕；在校正了年齡、性別、BMI和血脂等混雜因素后，T等位基因和TT基因型與卒中的發(fā)生密切相關(guān)；而且相較于無(wú)2型糖尿病的卒中患者，有2型糖尿病的卒中患者中T等位基因和CT+TT基因型更多見(jiàn)[36]。

一項(xiàng)Meta分析顯示，MMP9 rs3918242位點(diǎn)變異（T等位基因，TT+CT基因型）增加中國(guó)人群中缺血性卒中的風(fēng)險(xiǎn)；然而兩者在高加索人群中未檢測(cè)到有關(guān)聯(lián)性[37]。新近發(fā)表的一項(xiàng)納入3647例缺血性卒中患者和3685例正常對(duì)照的Meta分析也取得了相似的結(jié)果[38]。而日本的一項(xiàng)納入3094例2型糖尿病患者的研究顯示，MMP9 rs3918242位點(diǎn)T等位基因與2型糖尿病患者卒中發(fā)病率無(wú)關(guān)；但該研究進(jìn)一步將與血栓形成和動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂相關(guān)的4種基因——MMP9 C-1562T、血管性血友病因子（von Willebrand factor，VWF）G-1051A、凝血因子Ⅻ（coagulation factor Ⅻ，F(xiàn)12）C-46T、纖溶酶原激活物抑制劑（plasminogen activator inhibitor，PAI-1）6754G/5G按各自的基因多態(tài)性分為8組（每位患者攜帶的上述等位基因的數(shù)量從0至8），比較基因多態(tài)性與卒中的關(guān)系后發(fā)現(xiàn)，隨著不良等位基因數(shù)量的增加，缺血性卒中患病率增加；在調(diào)整了性別、年齡、吸煙習(xí)慣、BMI、糖尿病患病時(shí)間、糖化血紅蛋白、高血壓和血脂異常等因素后，兩者仍顯示有密切聯(lián)系；而且與具有3個(gè)或更少等位基因的患者相比，具有4個(gè)或更多等位基因的患者發(fā)生缺血性卒中的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加[39]。

有研究證實(shí)，MMP9基因型多態(tài)性與rt-PA治療后出血轉(zhuǎn)化無(wú)關(guān)[40]。J.Montaner等[28]對(duì)發(fā)病3 h內(nèi)，責(zé)任血管為大腦中動(dòng)脈并行rt-PA溶栓的缺血性卒中患者進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，MMP9啟動(dòng)子區(qū)C-1562T基因多態(tài)性在患者與健康對(duì)照組之間或后來(lái)發(fā)生出血轉(zhuǎn)化的患者之間無(wú)顯著差異。

6 展望和建議

①多種因子和通路均可導(dǎo)致缺血性卒中后MMP9表達(dá)的升高，但目前研究的結(jié)果和結(jié)論存在一定差異甚至矛盾，因此對(duì)于相關(guān)通路和機(jī)制的研究有待于更加深入。②MMP9可來(lái)源于白細(xì)胞并可促進(jìn)白細(xì)胞的黏附與聚集，導(dǎo)致腦毛細(xì)血管堵塞及局部的炎癥反應(yīng)，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞則可降低MMP9的表達(dá)，而相關(guān)研究證實(shí)CD4 T淋巴細(xì)胞對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展有促進(jìn)作用，CD8 T淋巴細(xì)胞則延緩和改善動(dòng)脈粥樣硬化的形成。淋巴細(xì)胞與MMP9的關(guān)系有待于進(jìn)一步研究證實(shí)。③血漿MMP9水平及MMP9基因型與缺血性卒中之間的關(guān)系有相互矛盾的結(jié)果且在不同人種中亦有差異，因此MMP9在更大樣本，更多人種中的研究有待于進(jìn)一步開(kāi)展。④基于MMP9對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)的降解和重塑作用，MMP9及其抑制劑在缺血性卒中后血腦屏障破壞及出血轉(zhuǎn)化中作用的研究應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)。

目前研究表明MMP9在缺血性卒中發(fā)病中具有重要作用。MMP9水平升高與神經(jīng)元損傷，細(xì)胞凋亡，血腦屏障開(kāi)放，腦水腫，出血性轉(zhuǎn)化和卒中后再灌注損傷均密切相關(guān)[19，27-28，41]。卒中后早期抑制MMP9的表達(dá)可以延緩卒中的進(jìn)展，降低卒中后腦水腫程度及出血轉(zhuǎn)化的風(fēng)險(xiǎn)及再灌注損傷，減輕神經(jīng)血管損傷并改善神經(jīng)功能[42-44]。但也有一些臨床研究顯示MMP9與卒中的發(fā)生發(fā)展沒(méi)有關(guān)系[17-18]。因此，MMP9在卒中發(fā)病、進(jìn)展及預(yù)后中的作用及其機(jī)制需要進(jìn)一步的證據(jù)支持。

【點(diǎn)睛】本文對(duì)基質(zhì)金屬蛋白酶9在缺血性卒中后的激活，參與腦損傷的可能機(jī)制，其基因多態(tài)性與卒中及卒中后出血轉(zhuǎn)化的關(guān)系研究進(jìn)行了總結(jié)。