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血清MMP-9、TIMP-1、TGF-β1在类风湿性关节炎肺间质病变中的表达及其意义

2022-05-27安丽欣丁家宝

中国实验诊断学 2022年5期
关键词:胞外基质肺纤维化细胞因子

张 倩,安丽欣,丁家宝

(1.秦皇岛市第一医院 风湿免疫科;2.秦皇岛市第一医院 胸外科,河北 秦皇岛066000)

类风湿性关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一种自身免疫性疾病,临床主要表现为慢性破坏性关节病变,具有病情迁延进展、不可逆等特点,最终关节变形致残,还可累及肺脏、皮肤、神经系统、心脏、眼等,导致合并间质性肺疾病(Interstitial Lung Disease,ILD)及血管炎等。ILD逐渐向间质纤维化发展,最终肺组织弹性减退,肺容量缩小,呼吸衰竭而死亡[1]。多种细胞因子参与了RA及RA继发ILD的发病过程,本研究将通过测定血清转化生长因子-β1(TGF-β1)、血清基质金属蛋白酶-9(MMP-9)、血清基质金属组织抑制因子(TIMP-1)表达水平,探讨其在RA-ILD 发病过程中的作用,以便提高诊断水平,改善患者预后,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取秦皇岛市第一医院2020年1-10月收治的RA患者82例,均符合《类风湿关节炎诊断及治疗指南》西医诊断标准[2],其中男34例,女48例;年龄34-80岁,平均年龄(46.17±8.30)岁。类风湿关节炎病史>5年。排除肿瘤、糖尿病、高血压、脂肪肝、炎症、原发肺部器质性疾病、结缔组织疾病、长期吸烟、精神疾病、药物过敏等。本研究经本院伦理委员会批准,并签署知情同意书。根据症状又将这82例患者分为单纯RA组41例,RA伴ILD者(RA-ILD组)41例;RA-ILD组再分为早期RA-ILD 21例及中晚期RA-ILD 20例,对照组为同期健康体检人员41例,男性18例,女性23例,年龄31-79岁,平均年龄(45.35±8.68)岁。RA-ILD早期和中晚期组患者资料比较差异无统计学意义(P>0.05),见表1。

表1 两组RA患者临床资料比较

1.2 方法

1.2.1采集标本[3]采集空腹肘静脉血4 ml,静置30 min,避免潮湿,应用离心机(Microfuge 20/20R,美国贝克曼生命科学有限公司)离心(3 500 r/min,共10 min),取血清分装至Eppendorf管中,置于-20℃冰箱,避免反复冻融。

1.2.2检测方法 测定TGF-β1、MMP-9、TIMP-1水平采用酶联免疫吸附(ELISA)法,试剂盒均购自德国MILliore公司提供,采用Luminex液8 相芯片技术测定,根据标准曲线计算样本浓度(pg/ml)。

1.3 观察指标比较各组间MMP-9、TIMP-1、TGF-β1 水平,分析其与RA相关性。

2 结果

2.1 细胞因子水平比较RA-ILD组血清MMP-9、TIMP-1与TGF-β1水平高于单纯RA组,单纯AR组高于对照组(P均<0.05),见表2。

表2 3组实验者MMP-9、TIMP-1与TGF-β1表达水平比较

2.2 3种因子在RA-ILD不同分期的表达水平MMP-9、TIMP-1、TGF-β1的表达水平,中晚期RA-ILD组显著高于早期RA-ILD组,3种因子表达水平与 RA-ILD分期密切相关。(P均<0.05),见表3。

表3 3种细胞因子在RA-ILD不同分期的表达水平

3 讨论

由于肺有双重血液供应并富含结缔组织,成为除关节之外RA最常受累的的主要脏器。RA-ILD发生率为11%,多见于50-60岁的男性[4],绝大多数在5年出现肺部受累,但早期无典型症状,常因漏诊、误诊而贻误最佳治疗时机,晚期预后常不可逆。所以临床需早期诊断与治疗,改善预后及转归。近年来发现MMP-9、TIMP-1、TNF-β1等细胞因子与RA合并ILD 有关,其相互影响、相互制约,释放细胞因子,免疫炎症细胞活化,促纤维化因子启动并介导肺组织纤维化不断进展[5]。

MMP-9在RA患者机体中与肺泡上皮细胞结合,促进肺间质纤维周围毛细血管增生以及细胞纤维化[6],是肺纤维化发生发展过程中的重要细胞因子,MMP-9水平越高,肺纤维化程度越严重,二者呈明显正相关[7]。MMP-9一般通过降解细胞外基质,向周围组织浸润,且向远处转移,穿过细胞外基质屏障、血管壁、基膜等,进入微环境[8],在促进病变组织生长中发挥重要作用[9]。MMP-9在多种恶性肿瘤中都存在过表达现象,机体中MMP-9水平越高,病变越严重,预后越差[10]。本研究RA-ILD组血浆MMP-9水平高于单纯RA组及对照组,提示MMP-9与病情严重程度密切相关,检测其水平有助于临床诊治,同时可以用于判断预后。

TIMP-1能够抑制MMPS活性,制约基质降解Ⅳ型胶原,能与间质溶解素、间质胶质酶、MMP-9形成复合物,抑制酶原活化以及基质降解,阻止纤维细胞突破基底膜屏障和浸润转移,在细胞的增生、分化及凋亡过程中具有重要调节作用[11]。在机体内MMP-9 能与TIMP-1形成复合物,两者之间的平衡在细胞的增殖、凋亡、血管形成等过程中发挥调节作用,一旦平衡关系打破将激活肥大细胞,促进肥大细胞分泌TIMP-1等细胞因子,进而促使肺成纤维细胞增生,分泌细胞外基质成分,导致大量胶原积聚,形成肺纤维化,同时生成新生血管提供养分,加重ILD。以往研究表明ILD的发生造成RA患者缺氧,缺氧环境刺激TIMP-1生产增加,如此恶性循环,使病情加重、反复[12]。本研究RA-ILD组血浆MMP-9水平高于单纯RA组及健康组,可能为MMP-9升高诱导病变组织发挥作用,机体为抑制炎症因子的生长和转移,代偿性产生较高水平的TIMP-1,TIMP-1升高间接加重RA,因此TIMP-1和MMP-9共同促进RA向RA-ILD进展。因此检测血清MMP-9与TIMP-1水平可作为辅助诊断的血清学指标。

TGF-β1作为参与细胞生长、分化的调节因子,可调节免疫反应,促使细胞外基质聚集,增加胶原基因转录,合成蛋白质及细胞外基质,诱导细胞凋亡等,在疾病发生发展过程中发挥重要作用[13]。其能够趋化成纤维细胞、淋巴细胞、单核细胞分泌CTGF,促进细胞有丝分裂,调控肺成纤维细胞的分裂、增殖,促进肺纤维化进展[14],在RA继发ILD过程中起到重要作用。正常情况下其水平较低,维持血管密度和通透性;在病理情况下呈高水平,增强血管生成作用,诱导激活VEGF,促使肺部细胞活化,转变为肌纤维样细胞,形成肺纤维化。临床动态检测TNF-α的表达能够有效评估肺纤维化程度,检测三者有助于RA早期诊断和预防以及治疗与预后评估。

本研究显示,RA-ILD组血清TNF-β1、TIMP-1 与MMP-9水平高于单纯RA组,单纯RA组高于对照组;中晚期RA-ILD组血清MMP-9、TIMP-1、TNF-β1水平显著高于早期RA-ILD组(P均<0.05)。提示MMP-9、TIMP-1 与TNF-β1参与了ILD的发病机制,即参与了关节病变及肺纤维化等过程,其通过介导炎性因子来参与 RA-ILD 的发病,其高表达所致的炎性反应是导致RA-ILD发病及发展的重要原因,联合检测三者的表达水平,能够提高早期诊断率,改善预后,提高患者生活质量。

综上,RA-ILD是涉及多个步骤的复杂过程,MMP-9,TIMP-1、TGF-β1水平与其发生、发展密切相关,提示可作为病情评估的重要血清学参考指标,对早期筛查具有重要的临床价值,早期发现,及早做出干预措施,避免使用肺损害药物加重肺损伤,三者联合客观性强,操作方便、全面、经济、可靠、安全,降低医疗费用,值得临床推广。

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