收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

抗心力衰竭治疗后心肌疾病患者血MMPs/TIMPs系统及白介素-15、18表达变化的分析研究

玛查诺  
【摘要】: 研究背景 多种心血管疾病发展至终末期均可出现显著的心脏重构表现,例如扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy, DCM)和缺血性心肌病(ischemic cardiomyopathy, ICM)发展至心力衰竭期时,往往出现以左室扩张为最主要形态学特征的心脏重构表现。即使给予血管紧张素转化酶抑制剂或血管紧张素受体拮抗剂(ACEI/ARB)、β受体阻滞剂、利尿剂、醛固酮受体拮抗剂以及洋地黄等常规药物干预,仍不能显著改善疾病预后。由纤维胶原、基底膜蛋白、蛋白聚糖和具有生物活性的信号分子组成的心肌细胞外基质(extracellular matrix, ECM)对维持左室形状、心肌细胞的排列和协调心肌收缩性发挥重要作用。ECM成分合成或降解代谢失衡是引起心力衰竭时左室扩大及心肌重构的主要因素之一。 基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinases, MMPs)代表一类内源性锌离子依赖的ECM降解酶家族成员。在机体组织形态发生、发育、再生和炎症反应等生理性重构过程,以及在例如癌症、关节炎和多种心血管疾病等所致的组织病理性重构过程中发挥重要作用。目前已发现超过20个MMPs家族的成员,根据结构域及酶与底物亲和力的不同分为:胶原酶(如MMP1和MMP13)、明胶酶(如MMP2和MMP9)、间质溶解酶(如MMP3)以及膜型MMPs(如MT1-MMP)。MMPs的活性可被基质金属蛋白酶组织抑制物(tissue inhibitor of matrix metalloproteinases, TIMPs)特异性地抑制,目前已发现四个TIMPs家族成员:TIMP-1、TIMP-2、TIMP-3和TIMP-4。TIMPs通过与MMPs结合形成复合物,从而抑制有活性或无活性的MMPs:①在酶原活化阶段,可与pro-MMP形成稳定的复合体,并阻碍其自我合成;②在活化的MMP阶段,可直接与活化的MMP以1:1摩尔比例非共价结合,进而抑制其活性。TIMP-1是相对分子质量为28500的糖蛋白,主要抑制MMP-1、MMP-3、MMP-9。MMPs与TIMPs相互作用构成动态平衡,维持正常心肌ECM分解与合成。 心力衰竭时不仅心肌细胞兴奋-收缩耦联异常,而且表现多种细胞因子生成和非特异性炎性反应。致炎性细胞因子主要包括肿瘤坏死因子、γ-干扰素、IL-1、2、6、10,在心力衰竭的病理、生理过程中发挥重要作用。白介素-18(Interleukin-18, IL-18)是与IL-1结构、功能相似的一种细胞因子,能够诱导T细胞与自然杀伤细胞分泌IFN-γ,对于Th1细胞发挥功能具有重要意义。有临床研究发现:在不同病因CHF患者中存在TH1/TH2平衡紊乱血浆IL-18浓度显著升高于正常对照组,且IL-18水平与CHF损害和功能紊乱严重程度相关,提示IL-18在CHF病理生理发病机制机制中起着重要作用。IL-15是可由多种组织生成的促炎细胞因子,可诱导成熟T细胞的增殖、细胞毒T细胞的产生并促进细胞因子的生成,在保护性的炎症反应以及各种慢性免疫、炎症失调的病程中起重要作用。IL-15对CD4+T细胞与CD8+T细胞的生存、生长与功能起作用,并与多种炎症状态有关。有研究报道,扩张型心肌病患者血中IL-15明显升高。另有研究报道,以重组人IL-15对病毒性心肌炎小鼠进行干预,可减轻胶原沉积,改善心功能。 已有不少学者对心肌病所致心衰患者MMPs、TIMP-1以及IL-18的表达水平进行了研究,但得到的结果并不一致。而且短期治疗对于心力衰竭的心肌病患者MMP-1, MMP-3, MMP-9, TIMP-1, IL-18, IL-15水平的影响尚未见相关报道。本研究通过观察DCM与ICM患者治疗前后血浆MMP-1,MMP-3,MMP-9,TIMP-1,IL-18.IL-15水平的变化,探讨它们与心肌疾病患者心力衰竭发生、发展的关系,以进一步寻找新的疾病监测指标。 资料与方法 1.研究对象在2008年3月到2009年4月期间纳入病例51例。其中心肌病组38例(男=30,女=8),年龄在42-85岁之间。正常对照组13例(男=10,女=3),为年龄相匹配的健康人,年龄在42-76岁之间。 心肌病组中ICM9例,DCM29例。所有患者均经病史、症状和体征、心电图、心脏彩超、X线检查(ICM患者还包括冠脉造影资料)确诊。符合2004年美国胸科学会(AST)的诊断标准。DCM患者中纽约心脏协会(NYHA)心功能分级Ⅱ级7例,Ⅲ-Ⅳ22例。所有患者超声检查结果符合左室射血分数(LVEF)≤45%,左室舒张末内径(LVEDD)≥52mm,均接受心衰规范治疗至少一周,直到心衰症状改善,治疗药物包括ACEI或ARB、硝酸酯类、利尿剂、洋地黄、螺内酯以及β受体阻滞剂。排除高血压、糖尿病、肿瘤、自身免疫疾病以及肝、肾功能不全。13例正常对照均无器质性心脏疾病,心功能正常。所有受试者自愿签署知情同意书,研究方案经武汉大学人民医院伦理委员会批准。 2.实验室检查通过外周静脉采血收集血液样本,在受试者入组时、心衰症状改善一周后或出院时各收集一次。血液样本3000g离心15min,收集上清血浆,-70℃保存。酶联免疫吸附(ELISA)法检测血浆MMP-1,MMP-3,MMP-9,TIMP-1,IL-18和IL-15水平,最小检测浓度为1.0pg/ml。 3.统计学分析计量资料以x±s表示。治疗前对照组与心肌病组,DCM与ICM组,以及心肌病患者中NYHAII级组与NYHA III-IV组间的比较采用单向方差分析。治疗后DCM患者中NYHAII级组与NYHA III-IV组间的比较采用Mann-Whitney检验(非参数检验与两独立样本T检验)。各组治疗前后的比较采用Wilcoxon Signed Ranks检验(非参数检验与配对立样本T检验)。以P0.05为有统计学差异。 结果 在治疗前,DCM组血浆MMP-1,MMP-3,IL-15,IL-18水平和ICM组血浆IL-18,IL-15水平较对照组明显下降,而DCM组和ICM组没有显著差异(表1,图1)。 为了证实这些指标的水平是否与不同的心力衰竭程度相关,我们将心肌疾病患者分为NYHA II级组和NYHA III-IV组,并与对照组一起进行两两之间的比较,发现治疗前心功能Ⅱ级和Ⅲ-Ⅳ级者患者血浆MMP-1,MMP-3,IL-15,IL-18水平明显低于对照组,但各指标水平在心功能Ⅱ级和Ⅲ-Ⅳ级两组间没有明显差异(表2,图2);治疗一周后,各指标水平在心功能Ⅱ级和Ⅲ-Ⅳ级两组间也没有差异(表3,图3)。 经过一周的标准治疗后,我们检测DCM组和ICM组患者治疗前后血浆MMP-1、MMP-3、MMP-9、TIMP-1、IL-15、IL-18水平的改变来判断心力衰竭的改善能否影响这些标志物的表达。我们发现,在治疗一周后,血浆TIMP-1水平显著升高,MMPs、IL-15、IL-18没有改变(表4,图4),而且ICM组患者在治疗前后MMPs、TIMP-1、IL-15、IL-18也没有明显变化(表5,图5)。 讨论 在慢性心力衰竭发展中出现内源性MMPs抑制性调控丧失,MMPs表达增加和激活,从而导致MMPs/TIMPs平衡失调。在心力衰竭明显时,MMPs活性达到高峰。已有较多动物实验以及临床研究证实心力衰竭心肌中MMPs活性增高,增加了基质的重构,使心功能从代偿期转变为失代偿期。 在我们的研究中,治疗前心力衰竭患者血浆MMP-1、MMP-3水平较对照组低,而血浆MMP-9水平无明显改变。这与既往的研究结果有所不同。可能的原因在于:(1)MMPs在心肌病的不同时期呈不同的表达,基质胶原的平衡破坏,既有基质胶原的合成增加,同时亦有基质胶原网络的破坏,构成一个复杂的心室重构过程。Spinale等对37例扩张型心肌病的患者进行研究,发现左心室心肌细胞MMPs活性较正常对照组升高2倍,其MMP-2、3、9明显增高,终末期左心室MMP-1的活性下调,可能与TIMPs激活后反馈抑制MMPs有关。Battle等亦发现扩张性心肌病致重度心力衰竭病人的心肌MMP-9表达水平下降。(2)本研究所入选的患者多为反复住院患者,本次治疗前,已较长时间口服ACEI或ARB、螺内酯以及β受体阻滞剂等药物。肾素-血管紧张素-醛固酮系统(rennin-angioten-sin-aldosterone system, RAAS)是心血管系统生理与病理反应的重要组成部分。心力衰竭患者体内RAAS系统高度激活,其中重要的效应分子——血管紧张素Ⅱ(angiotensin II, Ang II)能刺激多种MMPs合成,还能诱导白细胞介素1(interleukin-1, IL-1)、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factorα, TNF-a)等细胞因子,使MMP-2增加、TIMP-2减少,进一步影响MMPs系统的平衡。醛固酮是RAAS的另一种效应分子,除了对AngⅡ的作用有协同效应之外,还有可能通过MR、PKC和MEK/ERK1/2旁路,诱导多种MMPs的活性增加,且与MMPs/TIMPs比例的上调有关。同时醛固酮还能诱导活性氧簇系统,使还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(reduced form of nicotinamide-adenine dinucleotide phosphate, NADPH)活性增强,通过多种途径调节MMPs的活性。而上述药物正是从不同的靶点阻断RAAS系统激活,从而抑制MMPs的活性及降低其表达水平。 TIMP-1水平在治疗一周后升高,而在治疗前后DCM和ICM患者血MMP-1、MMP-3以及MMP-9水平无明显改变,说明在短期抗心力衰竭治疗过程中,加强强心、利尿治疗,并使用硝酸酯类药物,可减轻心脏前、后负荷,增强心肌收缩力,改善血流动力学变化,进一步减轻RAAS系统的激活,使AngⅡ等抑制TIMPs活性的物质表达减少,MMPs/TIMPs比例下降。 而DCM和ICM患者血IL-15和IL-18水平在治疗前亦较对照组降低,与以往的研究存在差异,这也可能与本研究所入选的患者多为反复住院患者,本次治疗前,已较长时间口服ACEI或ARB、螺内酯以及β受体阻滞剂等药物有关。因为已有较多研究证实β受体阻滞剂、ACEI或ARB、螺内酯以及他汀类药物,具备直接或间接的抗炎作用,抑制炎性细胞因子的分泌。在短期的抗心力衰竭治疗后,患者虽然心功能得到改善,症状缓解,但血IL-15和IL-18水平无明显变化,说明短期的抗心力衰竭治疗不能明显改变患者心脏组织的炎症程度,或在此次住院前的部分药物较长期治疗,已将患者心脏组织炎症程度降至一较低水平,可能需要进一步的长期随访观察研究加以明确。 因此,对于有慢性心力衰竭的心肌疾病患者,在长期使用β受体阻滞剂、ACEI或ARB、螺内酯等药物的情况下,仍有急性心力衰竭的发作,入院治疗主要是在原有基础上短期加强强心、利尿,并使用硝酸酯类药物,心功能得到改善,而血TIMP-1水平的变化可能与心功能的变化直接相关,而MMPs,以及一些炎性细胞因子在短期抗心力衰竭治疗过程中变化可能不明显,不能较为灵敏地反映心功能变化情况。 结论 短期标准化治疗后心功能不全患者血中TIMP-1的表达变化,可能与扩张型心肌病患者心功能改变密切相关,可作为心肌疾病患者短期抗心力衰竭治疗效果的监测指标。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 李辉;姚松朝;;动力性心肌成形术——外科治疗心力衰竭的新途径[J];海军医学杂志;1994年02期
2 金雅丽;张倩辉;郭艺芳;;左心室射血分数保留的心力衰竭研究现状[J];心血管病学进展;2010年01期
3 大坂勤;董岩;;BNP指标引导的β受体阻断剂疗法[J];日本医学介绍;2007年05期
4 黄淑敏;赵志宏;郭继鸿;;终末期心力衰竭机械辅助装置的应用[J];国际心血管病杂志;2006年06期
5 何海刚;张振刚;;抗炎和免疫调节治疗在心力衰竭中的应用[J];心血管病学进展;2008年05期
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978