慢性阻塞性肺疾病患者血清中性粒细胞弹性蛋白酶、基质金属蛋白酶及α1-抗胰蛋白酶的检测及其意义

摘要

目的:慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是威胁人类健康的常见疾病之一,由于其患病人数多、死亡率高,社会经济负担重,已成为一个重要的公共卫生问题。研究检测慢性阻塞性肺疾病患者急性加重期、稳定期和健康对照者血清中的中性粒细胞弹性蛋白酶(neutronphil elastase,NE)、α1-抗胰蛋白酶(alphal antitrypsin,α1-AT)、基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)及组织型金属蛋白酶抑制物-1(tissue inhibitor of metalloproteinase-1,TIMP-1)的水平变化,统计分析其与肺功能指标和吸烟等危险因素的关系,探讨蛋白酶/抗蛋白酶失衡在COPD发病中的意义。
　　 方法:收集2007年12月至2009年10月河北医科大学第一医院呼吸内科住院COPD患者56例和健康对照21例的血清标本。COPD病例组又分为急性加重期30例和稳定期26例两组。采用酶联免疫吸附法检测各组血清中NE、α1-AT、MMP-9、TIMP-1水平和MMP-9/TIMP-1比值。
　　 结果:1NE、α1-AT检测1.1NE血清水平在COPD急性加重期组为100.95±45.98ng/ml,COPD稳定期组为78.68±40.69ng/ml,健康对照组为58.82±21.14ng/ml。COPD急性加重期血清NE水平显著高于对照组,差异有统计学意义(t=3.91 P<0.01)；COPD稳定期也高于对照组,差异有统计学意义(t=2.02 P<0.05)；COPD急性加重期高于稳定期,差异无统计学意义(t=1.91 P>0.05)。α1-AT血清水平在COPD急性加重期组为868.78±244.85mg/dl,COPD稳定期组为1244.37±556.45mg/dl,健康对照组为1974.47±1119.25mg/dl。COPD急性加重期α1-AT血清水平显著低于对照组,差异有统计学意义(t=-4.45 p<0.01)；稳定期也低于对照组,差异有统计学意义(t=-2.73 p<0.05)；COPD急性加重期低于稳定期,差异有统计学意义(t=-3.19 p<0.01)。1.2 COPD急性加重期组a1-AT血清水平与NE呈明显负相关(r=-0.71 P<0.01)；稳定期组a1-AT与NE无相关性(r=0.33 P>0.05)。1.3 COPD急性加重期血清NE水平与FEV1/Pre％呈明显负相关(r=-0.82 P<0.01)；与RV/TLC或吸烟程度正相关(r=0.74,0.73 P<0.01)。COPD稳定期血清NE水平与FEV1/Pre％或RV/TLC无相关性(r=0.14,-0.17 P>0.01)；与吸烟程度正相关(r=0.43P<0.05)。1.4 COPD急性加重期血清a1-AT水平与FEV1/Pre％呈明显正相关(r=0.86 P<0.01)；与RV/TLC或吸烟程度呈明显负相关(r=-0.83,-0.08,P<0.01)。COPD稳定期血清a1-AT水平与FEV1/Pre％呈正相关(r=0.47 P<0.05)；与RV/TLC呈负相关(r=-0.46 P<0.05)；与吸烟程度无相关性(r=0.34 P>0.05)。2 MMP-9、TIMP-1、MMP-9/TIMP-1检测。2.1 MMP-9血清水平在COPD急性加重期组为583.75±310.81ng/ml,COPD稳定期组为366.60±150.76ng/ml,健康对照组为286.58±101.25ng/ml。COPD急性加重期MMP-9血清水平显著高于对照组(t=4.22 p<0.01):稳定期也高于对照组,差异有统计学意义(t=2.08 p<0.05)；急性加重期显著高于稳定期(t=3.24 P<0.01)。TIMP-1血清水平在COPD急性加重期组为953.78±428.83ng/ml,COPD稳定期组为748.88±308.04ng/ml,健康对照组为578.39±229.62ng/ml。COPD急性加重期TIMP-1血清水平显著高于对照组(t=3.65 p<0.01)；稳定期也高于于对照组,差异有统计学意义(t=2.11 p<0.05)；COPD稳定期低于急性加重期,差异有统计学意义(t=2.02 P<0.05)。COPD急性加重期组MMP-9/TIMP-1比值为0.66±0.26,稳定期组为0.51±0.17,对照组为0.53±0.15。急性加重期组MMP-9/TIMP-1比值高于正常对照组,差异有统计学意义(t=2.32p<0.05)；稳定期MMP-9/TIMP-1比值低于正常对照组,差异无统计学意义(t=-0.39 p>0.05)；急性加重期MMP-9/TIMP-1比值高于稳定期,差异有统计学意义(t=2.59 P<0.05)。2.2 COPD急性加重期血清MMP-9水平与FEV1/Pre％呈负相关(r=0.37 P<0.05)；与RV/TLC或吸烟程度正相关(r=0.39,0.41 P<0.05)。COPD稳定期血清MMP-9水平与FEV1/Pre％或RV/TLC无相关性(r=0.25,-0.26 P>0.05):与吸烟程度正相关(r=0.50 P<0.05)。2.3 COPD急性加重期血清TIMP-1水平与FEV1/Pre％呈明显负相关(r=0.51 P<0.01)；与RV/TLC或吸烟程度无相关性(r=0.36,0.28 P>0.05)。COPD稳定期血清TIMP-1水平与FEV1/Pre％、RV/TLC或吸烟程度无相关性(r=0.18,-0.15,0.17 P>0.05)。2.4 COPD急性加重期血清MMP-9/TIMP-1与FEV1/Pre％、RV/TLC或吸烟程度无相关性(r=0.19,-0.02,0.06 P>0.05)。COPD稳定期血清MMP-9/TIMP-1与FEV1/Pre％、RV/TLC或吸烟程度无相关性(r=0.17,-0.23,0.38 P>0.05)。2.5 COPD组急性加重期血清MMP-9、TIMP-1与NE水平呈明显正相关(r=0.76,0.70 p<0.01)；MMP-9/TIMP-1与血清NE水平无相关性(r=-0.06 p>0.05)。COPD组稳定期血清MMP-9、TIMP-1与NE水平呈明显正相关(r=0.64,0.62 p<0.01):MMP-9/TIMP-1与血清NE浓度无相关性(r=-0.05 p>0.05)。2.6 COPD组急性加重期血清MMP-9、TIMP-1水平、MMP-9/TIMP-1比值与α1-AT水平均无相关性(r=-0.32,-0.35,0.06 p>0.05)。COPD组稳定期血清MMP-9与α1-AT水平呈明显正相关(r=0.55 p<0.01)；TIMP-1与α1-AT水平呈正相关性(r=0.42 p<0.05)；MMP-9/TIMP-1与血清α1-AT浓度无相关性(r=0.21p>0.05)。
　　 结论:1.NE、α1-AT与COPD的关系:1.1 COPD患者血清中存在NE与α1-AT间的失衡。1.2增高的NE与气道炎症和气流受限有关。1.3吸烟可引起NE分泌增多,与肺气肿严重程度及气道阻塞呈正相关。1.4α1-AT减少可造成肺气肿。2.MMP-9、TIMP-1与COPD的关系:2.1MMP-9、TIMP-1及MMP-9/TIMP-1在COPD发病中起了重要作用。2.2在吸烟引起的COPD中,MMP-9、TIMP-1及MMP-9/TIMP-1比例失衡占主导作用,且与吸烟的数量呈明显正相关。2.3MMP-9、TIMP-1及MMP-9/TIMP-1在COPD血清水平表达程度直接影响肺功能水平。2.4COPD发病是由多种蛋白酶及抗蛋白酶参与的过程,各蛋白酶之间起协同或拮抗作用。