梁雪杰 劉維英

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)以持續(xù)的呼吸道癥狀和氣流受限為主要特征[1]。中國(guó)20歲及以上普通成年人群COPD的發(fā)生率為8.6%[2]。其表現(xiàn)出來(lái)的病程遷延及病情反復(fù)發(fā)作,顯著降低了患者的生活質(zhì)量和機(jī)體勞動(dòng)力,造成嚴(yán)重的病死率。吸煙是COPD的主要危險(xiǎn)因素。既往研究表明,基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)與COPD的發(fā)病機(jī)制存在聯(lián)系[3, 4]。有動(dòng)物研究證明了基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑可顯著減緩暴露于香煙煙霧的豚鼠肺氣腫的發(fā)展[5]。

MMPs是一組內(nèi)肽酶,包括MMP1、MMP2、MMP12等在內(nèi)的23個(gè)成員,主要與細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)的重塑有關(guān)[6]。MMP2在許多生理和病理?xiàng)l件下發(fā)揮重要作用。有研究表明,將肺中表達(dá)高水平MMP2蛋白的人類潛伏性基質(zhì)金屬蛋白酶2轉(zhuǎn)基因小鼠與野生型小鼠暴露于霧化香煙煙霧提取物中兩周后比較,轉(zhuǎn)基因小鼠表現(xiàn)出顯著的肺氣腫改變,因此可以認(rèn)為肺中潛在基質(zhì)金屬蛋白酶2的過(guò)度表達(dá)會(huì)導(dǎo)致短期吸入香煙煙霧提取物后肺氣腫的發(fā)生[7]。Durga等[8]研究表明COPD患者血清MMP2水平顯著升高,并推測(cè)MMP2可以作為穩(wěn)定COPD的獨(dú)特生物學(xué)標(biāo)志物。此外,也有研究表明,COPD患者血清MMP2水平較健康吸煙者減低[9]。本研究通過(guò)對(duì)公開發(fā)表的COPD患者外周血中MMP2水平的病例對(duì)照研究進(jìn)行Meta分析,以確定外周血MMP2在COPD中的潛在作用。

資料與方法

1.檢索策略:本次Meta分析是根據(jù)PRISMA-NMA報(bào)告規(guī)范進(jìn)行的[10]。PROSPERO注冊(cè)號(hào)為CRD42022311285。分別在中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)、中國(guó)生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)服務(wù)系統(tǒng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)、維普網(wǎng)、PubMed和Embase數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索建庫(kù)至2021年11月與COPD和MMP2相關(guān)的文獻(xiàn)。主要的檢索詞包括慢性阻塞性肺疾病、慢性氣道阻塞、基質(zhì)金屬蛋白酶2、COPD和MMP2等。

2.文獻(xiàn)納入與排除標(biāo)準(zhǔn):納入標(biāo)準(zhǔn):①以研究COPD患者外周血MMP2水平為主題的病例對(duì)照研究;②研究能夠提供完整數(shù)據(jù)以顯示MMP2水平。COPD的診斷標(biāo)準(zhǔn)是吸入支氣管擴(kuò)張劑后1秒率(forced expiratory volume in 1 second, FEV1)<70%,依據(jù)肺功能分為輕度、中度、重度和極重度[1]。排除標(biāo)準(zhǔn):①重復(fù)文獻(xiàn);②動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)綜述、個(gè)案病例或非病例對(duì)照研究;③研究標(biāo)本為非外周血(如痰液或肺泡灌洗液等)。

3.數(shù)據(jù)提取及文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià):數(shù)據(jù)提取:從符合標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)中提取第一作者、發(fā)表年份、國(guó)家、年齡、性別、COPD疾病穩(wěn)定性、MMP2測(cè)量方法和外周血MMP2水平等信息。MMP2水平以四分位數(shù)間距的均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差顯示。對(duì)于原始研究只提供了樣本中位數(shù)、最大值和最小值,或者第一和第三、第四分位數(shù)的,使用Luo等[19]的估計(jì)方法估算均值及標(biāo)準(zhǔn)差。文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià):本次Meta分析由兩位獨(dú)立評(píng)審員使用紐卡斯?fàn)?渥太華量表(Newcastle-Ottawa Scale,NOS)評(píng)分進(jìn)行文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)。如有任何意見(jiàn)不統(tǒng)一,則采納第3位評(píng)審員的意見(jiàn)。納入研究的基本情況詳見(jiàn)表1。

表1 納入研究的基本情況

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和數(shù)據(jù)分析:應(yīng)用Reveman 5.4統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。在數(shù)據(jù)分析過(guò)程中使用SMD和95%CI來(lái)整合單位不同或測(cè)量方法不一致的連續(xù)性數(shù)據(jù),以評(píng)估COPD組及健康對(duì)照組外周血MMP2水平差異。依據(jù)Q檢驗(yàn)和I2檢驗(yàn)進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn),當(dāng)統(tǒng)計(jì)學(xué)異質(zhì)性顯著(即P<0.1或I2>50%)時(shí)選擇隨機(jī)效應(yīng)模型,否則選擇固定效應(yīng)模型。通過(guò)亞組分析及敏感度分析明確異質(zhì)性的來(lái)源。

結(jié) 果

1.文獻(xiàn)檢索結(jié)果:最初檢索到1819篇文獻(xiàn),具體篩選過(guò)程詳見(jiàn)圖1。本研究收集并分析了10項(xiàng)研究,涉及561例COPD患者和358例健康對(duì)照者。

圖1 文獻(xiàn)篩選流程

2.Meta分析結(jié)果:本研究納入的10篇文獻(xiàn),經(jīng)過(guò)異質(zhì)性檢驗(yàn),I2=98%>50%,Q檢驗(yàn)的P<0.1,存在顯著異質(zhì)性,故選擇隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行分析。與對(duì)照組比較,COPD組的MMP2水平升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(SMD=1.66,95%CI:0.15～3.18,I2=98%,P=0.03,圖2)。

圖2 COPD組與對(duì)照組外周血MMP2水平比較

3.亞組分析

(1)按照國(guó)家分組,中國(guó)COPD患者與健康對(duì)照組外周血MMP2水平比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(SMD=0.86,95%CI:-0.99～2.72,I2=98%,P=0.36)。其他國(guó)家COPD組的外周血MMP2水平高于健康對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(SMD=3.40,95%CI:0.70～6.10,I2=98%,P=0.01,圖3)。

圖3 COPD組與對(duì)照組外周血MMP2水平按國(guó)家亞組分析比較

(2)中國(guó)COPD患者依據(jù)穩(wěn)定性分組,其中AECOPD中國(guó)患者130例,穩(wěn)定期COPD中國(guó)患者121例。中國(guó)組AECOPD患者外周血MMP2水平高于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(SMD=2.94,95%CI:2.02～3.86,I2=78%,P<0.001)。中國(guó)穩(wěn)定期COPD患者M(jìn)MP2低于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(SMD=-5.90,95%CI:-10.64～-1.16,I2=99%,P=0.01,圖4)。

圖4 中國(guó)COPD組與對(duì)照組外周血MMP2水平依據(jù)穩(wěn)定性亞組分析比較

(3)中國(guó)COPD患者按照嚴(yán)重程度分組,其中輕度COPD患者41例,中度56例,重度62例,極重度31例。重度及極重度COPD患者的MMP2水平高于輕中度COPD,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(SMD=2.05,95%CI:0.33～3.78,I2=95%,P=0.02,圖5)。

圖5 中國(guó)COPD組外周血MMP2水平按肺功能亞組分析比較

4.敏感度分析:依次排除每一項(xiàng)研究進(jìn)行敏感度分析,基于隨機(jī)效應(yīng)模型評(píng)估了每一項(xiàng)單獨(dú)研究對(duì)綜合效應(yīng)估計(jì)的影響。結(jié)果表明,以上隨機(jī)效應(yīng)的運(yùn)算結(jié)果是相對(duì)穩(wěn)定的(表2)。

表2 隨機(jī)效應(yīng)模型下COPD患者與健康對(duì)照者外周血MMP2水平的敏感度分析結(jié)果

討 論

COPD在全球范圍內(nèi)高度流行,高發(fā)生率和病死率給全球醫(yī)療保健系統(tǒng)造成沉重的財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)。各種治療藥物層出不窮,但現(xiàn)有藥物在肺重塑方面的效果并不顯著?；|(zhì)金屬蛋白酶參與分解ECM蛋白質(zhì),而靶向ECM蛋白可能在減少炎癥和肺重塑方面有益處[20]。COPD氣道上皮傷口修復(fù)延遲與氣流阻塞嚴(yán)重程度相關(guān),MMP2可能在重度COPD患者受損的支氣管上皮修復(fù)中起作用[21]。MMP2可能通過(guò)分解肺泡壁ECM參與COPD的肺重塑。

本次研究納入的10項(xiàng)研究,涉及561例COPD患者和358例健康對(duì)照者,結(jié)果顯示與對(duì)照組比較,COPD組的MMP2水平差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的升高。亞組分析中,中國(guó)COPD組與健康對(duì)照組的外周血MMP2之間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,其他國(guó)家COPD組的外周血MMP2水平高于健康對(duì)照組。中國(guó)COPD患者基于疾病穩(wěn)定性進(jìn)行亞組分析時(shí)顯示急性加重期的中國(guó)組COPD患者外周血MMP2水平升高,而穩(wěn)定期中國(guó)COPD患者M(jìn)MP2降低。因此,在中國(guó)COPD人群中,外周血MMP2可以作為監(jiān)測(cè)COPD疾病進(jìn)展的潛在生物學(xué)標(biāo)志物。關(guān)于COPD嚴(yán)重程度的亞組研究?jī)H納入3篇文獻(xiàn),李敏等[16]和王月花等[18]分別研究了穩(wěn)定期COPD和AECOPD患者M(jìn)MP2水平,而郟琴等[14]的研究中未提及COPD患者疾病穩(wěn)定性。其他國(guó)家文獻(xiàn)數(shù)量太少,無(wú)法進(jìn)行亞組分析明確外國(guó)COPD患者疾病穩(wěn)定性及肺功能嚴(yán)重程度與MMP2水平的關(guān)系,有研究證實(shí)了位于MMP2基因啟動(dòng)子區(qū)的rs243864多態(tài)性(-790T/G)與墨西哥混血兒人群患COPD風(fēng)險(xiǎn)之間存在強(qiáng)烈遺傳關(guān)聯(lián)[22]。

一項(xiàng)研究COPD進(jìn)展與不同組織修復(fù)基因表達(dá)的研究中,氣道周圍肺組織中MMP2基因的表達(dá)隨著FEV1的下降而下降[23]。在Sarra等[24]的研究中突尼斯人群外周血MMP2水平與COPD嚴(yán)重程度之間存在臨界關(guān)聯(lián),且MMP2(-1306C/T)變異與COPD嚴(yán)重程度相關(guān)。不同研究評(píng)估了基因多態(tài)性對(duì)COPD易感性及嚴(yán)重程度的影響,提示外周血MMP2水平在不同國(guó)家COPD患者及COPD進(jìn)展中存在差異可能與基因表達(dá)差異相關(guān),但具體機(jī)制有待于進(jìn)一步研究。

本次Meta分析異質(zhì)性顯著,為了進(jìn)一步尋找異質(zhì)性原因,筆者分別基于國(guó)家、COPD穩(wěn)定性及嚴(yán)重程度進(jìn)行亞組分析,結(jié)果顯示患者國(guó)家來(lái)源、COPD穩(wěn)定性和嚴(yán)重程度均不是導(dǎo)致本次研究異質(zhì)性顯著的原因。研究發(fā)現(xiàn)非吸煙受試者的上皮細(xì)胞中MMP2處于低水平,COPD患者和吸煙者氣道上皮細(xì)胞MMP2水平顯著高于非吸煙者,這表明吸煙可能顯著增加MMP2的合成[25]。李曉南等[26]研究表明COPD合并細(xì)菌感染患者血清MMP2水平較單純COPD患者及健康對(duì)照組顯著升高。肺心病作為COPD的常見(jiàn)并發(fā)癥之一,其主要發(fā)病機(jī)制是由于COPD主要影響患者肺功能及肺臟結(jié)構(gòu)。有研究表明合并肺動(dòng)脈高壓的COPD患者外周血MMP2水平升高。且合并肺心病的COPD患者血清MMP2水平顯著高于不合并肺心病者。目前沒(méi)有足夠的研究基于吸煙史及合并癥等的亞組分析來(lái)檢驗(yàn)外周血MMP2水平與COPD嚴(yán)重程度之間的關(guān)系,所以仍然沒(méi)有明確本次研究的異質(zhì)性來(lái)源。本研究的異質(zhì)性來(lái)源可能是:①用于檢測(cè)的MMP2的方法及檢測(cè)試劑盒的多樣性;②受試者的一般特征,如年齡、吸煙史、家族史等;③COPD的并發(fā)癥,如細(xì)菌感染、肺動(dòng)脈高壓和肺心病等。

本研究存在以下不足:①本研究選擇的是非隨機(jī)對(duì)照研究,存在偏倚;②本研究所納入研究數(shù)量少,且樣本量較小,并由于數(shù)據(jù)原因未能對(duì)長(zhǎng)期隨訪情況進(jìn)行Meta分析,存在偏倚;③本次研究異質(zhì)性強(qiáng),且最終未能明確一致性來(lái)源,存在偏倚。因此,還需要更多臨床試驗(yàn)驗(yàn)證并闡明外周血MMP2在COPD中的作用,并進(jìn)一步指導(dǎo)診斷與治療。