血清基質(zhì)金屬蛋白酶-2在腦白質(zhì)病變患者頭顱MRI各分級中的表達(dá)水平

閆少凈，樸翔宇，趙潔，梁倩

隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在中老年人群的腦白質(zhì)病變(WML)的檢出率越來越高，WML又稱為腦白質(zhì)高信號、腦白質(zhì)疏松。這種異常改變是雙側(cè)對稱的，沒有明確的邊界，呈彌漫性或斑片狀，局限于腦室周圍區(qū)域或延伸到半卵圓中心，在MRI T2加權(quán)相及液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列像上表現(xiàn)為高信號影。但目前WML的危險(xiǎn)因素尚存在爭議，其發(fā)病機(jī)制尚不明確。其中因缺血引起的WML在中老年人中最常見。血-腦屏障(BBB) 破壞被認(rèn)為是導(dǎo)致WML的一個關(guān)鍵因素，基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)在BBB破壞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞活化和WML中起著至關(guān)重要的作用[1]。本研究比較血清MMP-2在WML患者頭顱MRI各分級中的表達(dá)水平，探討其相關(guān)危險(xiǎn)因素和發(fā)病機(jī)制。

1 對象與方法

1.1 對象 選擇于2014年8月～2015年6月在大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)一科就診的WML患者60例，符合Hachinski提出的診斷標(biāo)準(zhǔn)[2]。男36例，女24例;年齡51～89歲，平均 (68.08±10.39)歲。根據(jù)Fazekas等[3]評分標(biāo)準(zhǔn)將病例組再分為WMLⅠ級 (1～2分)、WMLⅡ級(3～4分)、WMLⅢ級(5～6分)亞組。選取在我科就診的無WML對照組30名，男12名，女18名;年齡46～79歲，平均(55.56±9.91)歲。排除大面積腦梗死、腦出血、腦積水、其他非血管原因?qū)е碌腤ML (如炎癥病變、中毒、腎上腺腦白質(zhì)營養(yǎng)不良、病毒感染等白質(zhì)變性疾病)、腫瘤、風(fēng)濕性疾病、正在服用藥物(B族維生素、葉酸)的患者。入組者均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 一般資料收集 入選患者均由經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生接診，通過詳細(xì)詢問病史，登記基本臨床資料(年齡、性別、病史)。取患者晨起空腹靜脈血檢測血糖、三酰甘油(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、纖維蛋白原、同型半胱氨酸(Hcy)等指標(biāo)。

2 結(jié) 果

2.1 一般臨床資料的比較 見表1。與對照組相比，WML組的年齡、高血壓比率及血糖、Hcy水平明顯升高，HDL-C水平明顯降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。而兩組男性比率及TG、TC、LDL-C、纖維蛋白原水平的比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。

表1 一般臨床資料的比較(例，%)項(xiàng)目病例組(60例)對照組(30例)P值年齡(歲)68．08±10．3955．56±9．910．000男性36(60)12(40)0．073高血壓38(63．33)11(36．67)0．017血糖(mmol/L)6．01±3．084．85±0．990．014TG(mmol/L)1．64±0．961．55±0．800．735TC(mmol/L)4．66±0．924．86±1．020．444LDL?C(mmol/L)2．58±0．692．56±0．840．950HDL?C(mmol/L)1．28±0．421．54±0．430．033纖維蛋白原(g/L)3．31±0．923．15±0．800．506Hcy(μmol/L)12．15±4．039．21±1．650．000

2.2 WML各分級與對照組年齡、高血壓、血糖、Hcy、HDL-C水平的比較 見表2。WMLⅠ級、WMLⅡ級、WMLⅢ級年齡和Hcy水平與對照組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.001)；血糖、HDL-C水平及高血壓在四組中比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。

表2 WML各分級與對照組年齡、高血壓、血糖、Hcy及HDL?C水平的比較(例，%)指標(biāo)對照組WML組WMLⅠ級WMLⅡ級WMLⅢ級F值/χ2值P值年齡(歲)55．56±9．9165．58±9．7568．00±11．6172．86±8．078．0900．000血糖(mmol/L)4．85±0．996．04±3．286．31±2．985．43±3．001．0070．394HDL?C(mmol/L)1．54±0．431．23±0．371．35±0．431．27±0．481．9140．134Hcy(μmol/L)9．21±1．6510．22±3．0413．65±4．7513．15±2．897．7580．000高血壓(例，%)11(36．67)14(58．33)15(68．18)9(64．28)6．1900．103

2.3 WML的各分級與對照組的血清MMP-2水平的比較 對照組、WMLⅠ級、WMLⅡ級及WMLⅢ級的血清MMP-2水平分別為(24.938±12.403)ng/ml、(92.641±23.738)ng/ml、(153.961±32.231)ng/ml、(152.586±43.988)ng/ml。應(yīng)用單因素方差分析，血清MMP-2水平在對照組分別與WMLⅠ級、WMLⅡ級、WMLⅢ級之間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=75.506，P<0.001)。經(jīng)過兩兩比較，血清MMP-2水平在WMLⅠ級分別與WMLⅡ級、WMLⅢ級之間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.001)；血清MMP-2水平在WMLⅡ級與WMLⅢ級之間比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)；其他各級之間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.001)。

2.4 有序Logistic回歸分析 將年齡、Hcy與MMP-2共同進(jìn)行有序Logistic回歸分析，對照組、WMLⅠ級、WMLⅡ級和WMLⅢ級分別賦值(對照組=0，WMLⅠ級=1，WMLⅡ級=2，WMLⅢ級=3)，年齡(歲)賦值(≤60=1，60～70=2，≥70=3)，Hcy(μmol/L)賦值(≤4.44 =1，4.44～13.56=2，≥13.56=3)。結(jié)果顯示，年齡(OR=2.144，95%CI：1.248～3.684，P=0.006)、Hcy(OR=4.432,95%CI：1.344～14.600,P=0.014)、MMP-2(OR=7.622, 95%CI：4.063～14.296,P=0.001)與WML嚴(yán)重程度相關(guān)，年齡、Hcy、MMP-2是WML的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

3 討 論

本研究重點(diǎn)討論中老年最常見的因缺血因素引起的WML。從解剖學(xué)方面分析，腦血流分布不均，皮質(zhì)下腦白質(zhì)由以直角形式從蛛網(wǎng)膜血管分出的軟腦膜動脈長穿支動脈，再以直角形式發(fā)出短支供應(yīng)；腦室旁白質(zhì)的血供來源于室管膜下動脈的脈絡(luò)膜動脈及紋狀體動脈的終末支[4]。供應(yīng)兩個區(qū)域的來源不同的血管吻合較少，側(cè)支循環(huán)缺如，形成了中間約3～10 mm的供血較差區(qū)，通常叫分水嶺區(qū)，更容易受血壓及血液灌注的影響。有學(xué)者[5]發(fā)現(xiàn)WML與BBB破壞相關(guān)。還有文獻(xiàn)[6]報(bào)道，一些WML遺傳風(fēng)險(xiǎn)基因或基因多態(tài)性與WML發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)。故目前WML主要發(fā)病機(jī)制包括缺血或低灌注、BBB破壞、基因多態(tài)性等學(xué)說[7]。

大量研究[8-10]表明年齡和高血壓是WML的危險(xiǎn)因素，WML在老年人中是一種常見的病變，隨著年齡的增長變得更普遍、更嚴(yán)重。本研究表明，WML組患者的年齡和高血壓比率均較對照組升高(P<0.05)，年齡和Hcy在WML不同嚴(yán)重程度組和對照組之間比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，將年齡、Hcy與MMP-2共同進(jìn)行有序Logistic回歸分析，結(jié)果顯示，年齡(OR=2.144，95%CI為1.248～3.684，P=0.006)與WML嚴(yán)重程度相關(guān)，60～70歲之間的老人比<60歲的風(fēng)險(xiǎn)增加2.144倍，并且年齡是WML的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，再次證實(shí)了年齡和高血壓對WML的影響。國內(nèi)外研究[9-10]表明，高血壓與每年WML的進(jìn)展緊密相關(guān), 血壓高低、變異性及其晝夜節(jié)律均是WML的重要影響因素。故高血壓與年齡共同參與了WML的病理學(xué)過程，即通過破壞BBB的完整性，使大腦皮質(zhì)下白質(zhì)區(qū)水腫，膠質(zhì)細(xì)胞增生及滲出增多，從而導(dǎo)致WML的形成。

經(jīng)有序Logistic回歸分析，本研究結(jié)果顯示，Hcy(OR=4.432,95%CI：1.344～14.600,P=0.014)與WML嚴(yán)重程度相關(guān)，且是WML的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Hcy水平升高可引起氧化應(yīng)激反應(yīng)。氧化應(yīng)激可以直接或者間接地通過轉(zhuǎn)錄、剪切、活化等環(huán)節(jié)調(diào)控MMP的功能。氧化應(yīng)激還使中性神經(jīng)鞘磷脂酶被激活，從而破壞了神經(jīng)鞘磷脂和少突膠質(zhì)細(xì)胞，可引起脫髓鞘改變，最終導(dǎo)致WML。

國內(nèi)近年有研究[11]指出，F(xiàn)azekas量表操作起來方便，省時(shí)省力,可靠度較高。因此本研究采用了Fazekas量表對WML進(jìn)行分級。國外學(xué)者[6,12]研究表明，MMP-2基因或基因多態(tài)性與增加WML風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)，而關(guān)于血清MMP-2表達(dá)水平與腦白質(zhì)病變MRI分級(Fazekas量表)的相關(guān)性研究，國內(nèi)外尚無此類文獻(xiàn)報(bào)道。國內(nèi)外有不少研究[12-13]將WML分為輕度組和重度組(輕度組為Fazekas評分≤2分；重度組為Fazekas評分≥3分)。本研究結(jié)果顯示，四個組之間比較，WMLⅡ級與WMLⅢ級患者血清MMP-2水平明顯高于對照組和WMLⅠ級患者，WML嚴(yán)重程度與血清MMP-2具有顯著相關(guān)性。這一結(jié)論與國內(nèi)外很多學(xué)者的觀點(diǎn)[12,14]一致。經(jīng)過兩兩比較，血清MMP-2水平在WMLⅡ級與WMLⅢ級之間比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；其他組之間兩兩比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。本研究中WMLⅡ級組為22例，WMLⅢ級組為14例，結(jié)果顯示，血清MMP-2水平在WMLⅡ級與WMLⅢ級之間比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這可能因?yàn)闃颖緮?shù)量少且組間人數(shù)差異大導(dǎo)致的偏倚，進(jìn)一步研究需要加大樣本量。將年齡、Hcy與MMP-2共同進(jìn)行有序Logistic回歸分析顯示，MMP-2(OR=7.622, 95%CI：4.063～14.296,P=0.001)的血清濃度與WML嚴(yán)重程度相關(guān)，并且MMP-2是WML的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。因?yàn)槟X缺血可激活多種氧化酶類，抑制歧化酶活性，使自由基的產(chǎn)生增加，自由基可激活MMP-2，直接降解緊密連接、細(xì)胞基質(zhì)和血管基底膜等，破壞BBB結(jié)構(gòu)并增加其通透性，由此產(chǎn)生的血管周圍水腫可能通過滲出血清因子的作用進(jìn)一步加劇白質(zhì)髓鞘降解。當(dāng)MMP-2表達(dá)水平升高時(shí)，加劇了BBB破壞，導(dǎo)致WML加重。

總之，MMP-2可能是WML發(fā)病機(jī)制中關(guān)鍵因素之一，MMP-2的活性可以在基因、轉(zhuǎn)錄、翻譯、酶原激活及內(nèi)源性抑制劑等多個水平被調(diào)控。可以通過研究抑制MMP-2的表達(dá)途徑，尋找治療WML的有效藥物，為臨床早期預(yù)防和治療WML提供新的靶點(diǎn)。

[1] Leonardo CC, Pennypacker KR. Neuroinflammation and MMPs: potential therapeutic targets in neonatal hypoxic-ischemic injury[J]. J Neuroinflammation, 2009, 6: 1.

[2] Hachinski VC, Bowler JV. Vassular dementia[J]. Neurology, 1993, 43: 2159.

[3] Fazekas F, Chawluk JB, Alavi A, et al. MR signal abnormalities at 1.5 T in Alzheimer’s dementia and normal aging[J]. Am J Neuroradiol, 1987, 149: 421.

[4] 張利莎, 李珊珊, 李斌, 等. 缺血性腦白質(zhì)病變的研究進(jìn)展[J]. 中華腦科疾病與康復(fù)雜志(電子版), 2015, 5: 47.

[5] Wardlaw JM, Sandercock PAG, Dennis MS, et al. Is breakdown of the blood-brain barrier responsible for lacunar stroke, leukoaraiosis, and dementia?[J].Stroke, 2003, 34: 806.

[6] Lin Q, Huang WQ, Tzeng CM. Genetic associations of leukoaraiosis indicate pathophysiological mechanisms in white matter lesions etiology[J]. Rev Neurosci, 2015, 26: 343.

[7] 趙萍, 王春雪, 張玉梅, 等. 腦白質(zhì)疏松的危險(xiǎn)因素及發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 中國卒中雜志, 2013, 8: 491.

[8] Simpson JE, Wharton SB, Cooper J, et al. Alterations of the blood-brain barrier in cerebral white matter lesions in the ageing brain[J]. Neuroscience Letters, 2010, 486: 246.

[9] Verhaaren BF，Vernooij MW，de Boer R, et al. High blood pressure and cerebral white matter lesion progression in the general population[J]. Hypertension, 2013, 61: 1354.

[10] 黃煥, 殷聰國, 羅本燕. 缺血性腦白質(zhì)病變與動態(tài)血壓相關(guān)性研究[J]. 中國實(shí)用內(nèi)科雜志, 2015, 3: 250.

[11] 魏娜, 王擁軍, 張玉梅. 腦白質(zhì)病變4個分級量表的信度研究[J]. 中國康復(fù)理論與實(shí)踐, 2012, 18: 562.

[12] Zhang M, Zhu W, Yun W, et al. Correlation of matrix metalloproteinase-2 single nucleotide polymorphisms with the risk of small vessel disease (SVD)[J]. J Neurol Sci, 2015, 356: 61.

[13] Kang HJ, Stewart R, Park MS, et al. White matter hyperintensities and functional outcomes at 2 weeks and 1 year after stroke [J]. Cerebrovasc Dis, 2013, 35: 138.

[14] 屈傳強(qiáng), 焉傳祝, 陳裴, 等. 基質(zhì)金屬蛋白酶在腦白質(zhì)疏松癥血-腦脊液屏障機(jī)制中的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 山東大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版), 2012, 50: 23.