血清MMP-1和HO-1在肺結(jié)核診斷中的價值

成 松，席向宇，張瑞梅，潘 永，葛長化，劉慧梅 (徐州市傳染病醫(yī)院,江蘇 徐州 221004)

結(jié)核病(TB)是當(dāng)前人類面臨的最嚴(yán)重的公共衛(wèi)生安全威脅之一，也是全球十大死因之一。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)最新的結(jié)核病報告[1]，在 2019 年，全球新發(fā)結(jié)核病例大約有1 000萬人，死亡病例大約140萬，因此結(jié)核病的早期診斷顯得尤為重要。基質(zhì)金屬蛋白酶類(MMPs)是一類可降解的細胞外基質(zhì)蛋白酶，對維持細胞外基質(zhì)的穩(wěn)定性具有重要意義，而在炎癥性疾病中，MMPs發(fā)揮溶解細胞外基質(zhì)和破壞基膜的作用。MMPs和其組織抑制因子(TIMPs)比例的失衡是包括肺結(jié)核在內(nèi)的多種慢性肺部疾病發(fā)生和進展的重要機制[2]，有望作為肺結(jié)核的診斷標(biāo)志物。血紅素加氧酶1(HO-1)是細胞內(nèi)可誘導(dǎo)的關(guān)鍵抗氧化酶，HO-1及其產(chǎn)物能在各種病理性應(yīng)激狀態(tài)下發(fā)揮重要的抗氧化應(yīng)激、抗炎性反應(yīng)損傷、調(diào)節(jié)細胞凋亡以及血管生成等作用[3]。本研究旨在探討MMP-1和HO-1在肺結(jié)核患者血清中的表達水平，并分析其在肺結(jié)核診斷中的價值和意義。

1 資料與方法

1.1一般資料：選取確診的62例肺結(jié)核患者作為病例組，并按照病情輕重分為輕、中、重三組，同時選擇在本院體檢的64例健康志愿者作為對照組，所有研究對象均對本研究知情并簽署同意書，本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會同意。肺結(jié)核患者均符合世界衛(wèi)生組織(WHO)制訂的國際結(jié)核病控制條例及國家衛(wèi)計委制訂的肺結(jié)核病診斷標(biāo)準(zhǔn)，均經(jīng)痰液細菌學(xué)檢查、X 線影像學(xué)檢查、肺組織病理學(xué)檢查或隨訪觀察確診。對照組研究對象均為同期在醫(yī)院接受健康體檢者，均經(jīng)臨床檢查排除肺部疾病。

排除標(biāo)準(zhǔn)：合并肝腎功能異常、自身免疫病或免疫缺陷、惡性腫瘤、肺外結(jié)核、其他肺部疾病或先天畸形、其他部位慢性炎性反應(yīng)的患者；具有結(jié)核病史、肺部手術(shù)史的患者；年齡<18歲；妊娠或哺乳期患者。

1.2研究方法：所有受試者臨床干預(yù)前抽取清晨空腹靜脈血，離心后取上清。酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)對血清中的MMP-1 和HO-1水平進行檢測，步驟參照試劑盒進行。

1.3統(tǒng)計學(xué)方法：采用SPSS22.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行t檢驗、χ2檢驗及秩和檢驗。多組間比較采用單因素方差分析進行處理，兩兩比較采用最小顯著差法(LSD法)進行處理；MMP-1 和HO-1的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。MMP-1 和HO-1在肺結(jié)核鑒別診斷中的價值采用受試者工作特征曲線(ROC 曲線)進行分析。以曲線下面積(AUC)作為評價指標(biāo)。取約登指數(shù)最大時作為最佳篩選界值(Cut-off 值)，以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1病例組與對照組一般情況比較:病例組的平均年齡為(48.15±21.43)歲，對照組平均年齡為(47.06±23.29)歲，兩組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。病例組男54例，女8例，對照組為男55例，女9例，兩組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。兩組吸煙史亦無明顯區(qū)別。見表1。

表1 病例組與對照組一般情況比較(n)

2.2病例組與對照組MMP-1和HO-1水平比較：病例組和對照組血清MMP-1的水平分別為(2.46±3.02)μg/ml、(1.48±0.62)μg/ml，HO-1的水平分別為(20.77±22.23)μg/ml、(12.46±5.42)μg/ml，兩組比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 病例組與對照組MMP-1和HO-1結(jié)果比較

2.3不同病情的結(jié)核患者MMP-1和HO-1水平比較：將肺結(jié)核患者按照病情的嚴(yán)重程度將分為輕、中、重三組，然后分別比較三組的MMP-1和HO-1水平，結(jié)果顯示，病情越重，MMP-1和HO-1的水平越高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

2.4MMP-1 和HO-1的相關(guān)性：采用Pearson相關(guān)來分析MMP-1 和HO-1之間的關(guān)聯(lián)性，結(jié)果顯示，兩者之間高度相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.987(P<0.05)。

表3 不同病情的結(jié)核患者MMP-1和HO-1水平比較

2.5血清 MMP-1和 HO-1在肺結(jié)核診斷中的價值分析：利用ROC曲線來分析血清 MMP-1和 HO-1在肺結(jié)核診斷中的診斷價值，以靈敏度為縱軸，1-特異度為橫軸作圖，AUC分別是0.547和0.560，兩者聯(lián)合診斷肺結(jié)核的AUC為0.594，ROC曲線見圖1。MMP-1的靈敏度和特異度分別為58.06%和59.26%，HO-1的靈敏度和特異度分別為56.45%和62.96%。

圖1 MMP-1和HO-1單獨及聯(lián)合診斷肺結(jié)核的ROC曲線

3 討論

MMPs家族是重要的細胞外基質(zhì)代謝調(diào)節(jié)因子，可作用于細胞黏附因子、趨化因子及細胞因子受體，異常表達于肺部疾病、結(jié)締組織疾病、組織纖維化及腫瘤轉(zhuǎn)移等疾病中[4-7]。結(jié)核桿菌侵入肺部后可通過宿主免疫應(yīng)答增強巨噬細胞活性，促使其分泌、表達 MMP-1，以往研究均發(fā)現(xiàn)結(jié)核患者胸腔積液中均有MMP-1的高表達[8-9]。本研究發(fā)現(xiàn)，肺結(jié)核患者血清中MMP-1和HO-1的含量均高于對照組，而且肺結(jié)核患者隨著病情嚴(yán)重程度的增加，兩者的含量也隨之升高，可見感染結(jié)核后，不僅血清中的MMP-1和HO-1水平會升高，而且病情越重，其升高的幅度越大。魯芝子等[10]的研究也發(fā)現(xiàn)，結(jié)核組患者血清中MMP-1的水平明顯高于對照組，其檢測的敏感度與特異度分別為88.90%和100%，對結(jié)核病具有臨床診斷價值。

HO-1是能催化血紅素降解為膽紅素、一氧化碳和亞鐵離子的限速酶。研究發(fā)現(xiàn)HO-1及其降解產(chǎn)物在各種抗氧化應(yīng)激中發(fā)揮細胞保護作用，因此，HO-1被認(rèn)為是炎性反應(yīng)細胞和組織損傷的關(guān)鍵介質(zhì)，這在急性肺損傷和敗血癥的臨床前模型中得到了驗證[11-12]。Silva-Gomes等[13]發(fā)現(xiàn)，分枝桿菌作用于宿主誘導(dǎo)產(chǎn)生的 HO-1 對機體抵抗結(jié)核菌感染起到非常重要作用，其能通過調(diào)節(jié)肉芽腫的形成和成熟進而控制感染的分枝桿菌的擴散傳播。以往有研究證明，在南印度成人和兒童人群中，HO-1的血漿水平可以將活動性結(jié)核與潛伏性結(jié)核病或未感染對照組準(zhǔn)確區(qū)分開來，可以作為結(jié)核病的重要標(biāo)志物[14-15]。

另有研究發(fā)現(xiàn)，MMP-1和HO-1的表達之間有一定的關(guān)聯(lián)，Mtb感染巨噬細胞后會誘導(dǎo)HO-1的高表達，而Mtb誘導(dǎo)的HO-1活性的產(chǎn)物一氧化碳則會抑制MMP-1的表達，這也揭示了氧化應(yīng)激和組織重塑之間的機制聯(lián)系，對于判斷結(jié)核病患者的臨床分期非常重要[16]。本研究則發(fā)現(xiàn)兩者均在病例組高表達，未發(fā)現(xiàn)兩者反向表達的趨勢，而且兩者呈現(xiàn)高度相關(guān)(r=0.987)。

但不同于以往研究的是，本研究發(fā)現(xiàn)MMP-1和HO-1的ROC曲線下面積比較小，只有0.547和0.560，而且兩者聯(lián)合診斷肺結(jié)核的AUC也僅有0.594，說明MMP-1和HO-1作為肺結(jié)核的診斷標(biāo)志物并不理想，當(dāng)然也有可能與樣本含量太低有關(guān)，受條件所限，本研究只選取了62例病例和64例健康對照，如果擴大樣本含量可能結(jié)果會有所不同。另外，也可能與MMP-1和HO-1的血清表達水平分布有關(guān)，從結(jié)果中可明顯發(fā)現(xiàn)，肺結(jié)核病例組MMP-1和HO-1的血清學(xué)含量差異比較懸殊，變異程度太高，這也會影響曲線下面積大小。

總體來看，肺結(jié)核患者血清中的MMP-1和HO-1水平明顯高于對照組，在結(jié)核患者中，病情越嚴(yán)重，兩者含量也越高。但由于AUC太小，因此診斷價值并不高。