血清MMP-2检测的临床应用

    1 MMP结构、分类来源及作用底物
    
　　MMPs是一类含有锌原子的、其活性依赖于钙离子的蛋白酶，可以降解ECM中的主要生物大分子。按作用底物不同主要分为五大类:（1）间质胶原酶，1962年发现可分为成纤维细胞型（又称，间质胶原酶MMP-1），中性粒细胞型（MMP-8），MMP-1分子量55kDa，来源于结缔组织细胞（CT），肝内HSC、HC、KC均有分泌。分解底物为胶原蛋白（Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ）;抗MMP-8抗体可识别MMP-1，而抗MMP-1抗体则不能识别MMP-8。胶原酶以前体分泌前胶原酶.激活因子在蛋白酶及有机汞作用下激活。在最适条件（25℃）下，间质胶原酶选择作用于肽链中甘氨酸-异亮氨酸肽链和A 2肽链中的甘氨酸-亮氨酸肽键，将胶原的肽链切成3/4和1/4两个片段;（2）基质分解素（Stromelysin）又称蛋白多糖酶或中性金属酶Ⅳ，可分为分解素1，2，3和Matrilvs.分别属MMP-3、MMP-10、MMP-11和MMP-7，仅有MMP-3在肝脏中存在，有CT、MФ、HSC分泌，分解Ⅲ、Ⅳ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、明胶、LN;FN、PG、前胶原酶和前明胶酶B;（3）明胶酶（GeIatinase），分A和B两类，A为MMP-2，72Kda，来源于间质细胞、肿瘤细胞、MФ和HSC、KC，分解变性胶原、弹性胶原和胶原Ⅳ、Ⅴ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ;B为MMI-9，95Kda，来源于CT、单核细胞、肿瘤细胞，分解底物同MMP-2;（4）膜型金属蛋白酶（MT-MMP），分为MT-MMP1（MMP-14），MT-MMP2（MMP-15）;（5）金属弹性蛋白酶（MMP-12）。不同的MMPs有着结构上的相似性，它们的一级结构中均含有两个高度保守的区域:一个在N-端的前肽区（PRCGVPDP）;另一个在催化功能区，是锌原子的结合位点HELGH。除了溶基质蛋白（Matrilysin）以外，各MMPs C端均有与玻璃粘连蛋白（vitronectin）相关的区域，该区域与MMPs的底物特异性有关 ［1］ 。MT-MMP的C端还有跨膜区，它可以使MT-MMP定位于细胞膜上，而不似其它MMPs分泌到细胞外。MT-MMP的前肽区与催化功能区之间，以及催化功能区中分别各有一段插入序列，使其激活机制有别于其它MMPs ［2］ 。
　　
　　2 临床应用
    
　　2.1 慢性肝病 62名慢性肝炎患者，35名肝硬化患者，55名肝癌患者，24名正常人参加了试验。结果肝硬化和肝癌患者血清MMP-2水平明显增高，慢性肝炎患者血清MMP-2水平增高不明显;肝硬化患者血清MMP-2水平与肝癌患者血清MMP-2水平之间无差别;血清MMP-2水平与羟脯氨酸水平及肝纤维化程度明显相关。与非肝硬化患者相比:免疫组化显示肝硬化患者血清MMP-2含量明显增加并与血清胶原蛋白含量密切相关。实验提示血清MMP-2水平的测定是诊断肝硬化的一个有效指标 ［3］ 。
   
　　2.2 慢性丙型肝炎及对干扰素的反应 血清MMP-2水平与门脉周围坏死程度正相关［r（s）=0.32，P=0.002］，与肝纤维化程度正相关［r（s）=0.26，P=0.01］与病理活动指数评分正相关［r（s）=0.24，P=0.02］，TIMP-血清水平与肝纤维化程度正相关［r（s）=0.30，P=0.004］。对干扰素无反应患者的血清MMP-2水平明显高于对干扰素持续反应及有暂时反应的患者（P<0.01和P<0.05），三组之间血清MMP-1水平无区别。与对干扰素持续反应患者相比，暂时反应及无反应患者血清TIMP-1水平明显偏低，（P<0.01和P<0.001）。暂时反应及无反应患者血清TIMP-2水平也明显偏低（P<0.01），暂时反应及无反应患者血清MMP-2与TIMP-1的比值明显高于持续反应患者（P<0.001），即使是HCV RNA量较低的基因亚型1b患者或者基因亚型2a和2b的患者情况也一样。基因亚型1b患者MMP-2与TIMP-1的比值大于6时不会出现持续反应。多元回归分析显示MMP-2与TIMP-1的比值（P=0.0001），基因亚型（P=0.005）TIMP-2水平（P=0.03）是丙型肝炎对干扰素持续反应的独立预测因素，血清MMP-2水平是对干扰素无反应的唯一预测因素（P=0.0006）。结论:血清MMP-2及TIMP-1可以估计肝纤维化程度，血清MMP-2与TIMP-1比值可以作为慢性肝炎对干扰素反应的一个新的预测指标 ［4］ 。
   
　　2.3 肺癌 90名肺癌患者及20名正常人参与了试验。血清TIMP-1、TIMP-2及MMP-2/TIMP-2水平与对照组相比明显不同，TIMP-1水平明显高于对照组，TIMP-2和MMP-2/TIMP-2水平低于对照组。高水平TIMP-1（>300ng/ml）或MMP-9（>30ng/ml）存活率较低（P<0.05）。肺癌特别是肺鳞癌细胞患者TIMP-1水平高时预后较差。66%TIMP-1低水平肺癌患者存活超过1年，只有25%TIMP-1高水平患者存活超过1年;56%MMP-9水平低于30ng/ml的肺癌患者存活1个，只有31%MMP-9高水平患者存活超过1年，这些差异有显著性（P<0.05）。结果提示基质金属蛋白酶系统是肺癌进展的一个重要的因素，TIMP-1、MMP-9可以作为肺癌进展的预测因素，并有助于治疗方法的选择 ［5］ 。
   
　　2.4 结肠直肠癌 158名结肠直肠癌手术患者，80名正常人参与了试验。结肠直肠癌患者血清TIMP-1和TIMP-2水平明显升高，而MMP-2水平显著降低。分级Dukes'D患者TIMP-1水平明显高于分级Dukes'A-C患者。高水平TIMP-2患者预后较差（P<0.05），结果表明检测血清 MMP-2、MMP-9、TIMP-1和TIMP-2水平对肿瘤分级及预后有一定的价值 ［6］ 。
   
　　2.5 前列腺癌 98名前列腺癌患者，76名前列腺增生患者（BPH）及70名正常人参与了试验。前列腺癌患者MMP-2水平明显高于正常对照组及BPH组;伴有转移的前列腺癌患者血清MMP-2水平明显高于无转移的前列腺癌患者血清MMP-2水平;血清MMP-2水平与前列腺癌患者骨转移有关;免疫组化显示MMP-2密度明显高于BPH患者MMP-2密度。实验指出血清MMP-2水平与前列腺癌患者的进展及转移关系重大值得进一步研究 ［7］ 。
   
　　2.6 胃癌 实验显示胃癌患者血清MMP-2前体物质水平（602+/-200micrograms/L）显著高于正常人水平（542±80micrograms/L）（P<0.02）;胃癌患者血清MMP-9前体物质水平（119±232micrograms/L）也显著高于正常人水平（37±13micrograms/L）（P<0.004）。血清CEA水平与MMP-2及MMP-9前体水平之间没有关系。因此，检测血清MMP-2前体及MMP-9前体水平可以作为不依赖于CEA的肿瘤标志物 ［8］ 。
   
　　2.7 血管球性肾炎 肾小球细胞外基质的增加是肾小球硬化的一个主要原因，由系膜基质及基底膜基质组成的肾小球细胞外基质与肾小球结构功能关系很大，IgA肾病时患者MMP-3及TIMP-2升高MMP-1变化不大，狼疮肾患者MMP-2及TIMP-1升高MMP-1变化不大 ［9］ 。
   
　　2.8 遗传性血色病 与正常对照组相比，遗传性血色病患者血清TIMP-1浓度增加［163（30）比123（28）ng/ml，P<0.0002］。无纤维化的血色病患者TIMP-1浓度显著高于对照组［153（16）对123（28）ng/ml，P=0.03］。血清MMP-2浓度与血色素病人纤维化程度增加有关（r=0.38，P=0.01）。与正常对照组相比血色素病人MMP-1/TIMP-1，MMP-2/TIMP-1，MMP-3/TIMP-1比值显著降低［0.11（0.06）比0.2（0.14），P=0.02;3.32（0.9）比3.91（0.81），P=0.05;and0.26（0.12）比0.47（0.27），P=0.007］。静脉放血后MMP-2和MMP-3浓度分别增加11%（P=0.03）和19%（P=0.03），说明血色素基质改变与此病肝纤维化形成有关 ［10］ 。
   
　　2.9 急性胰腺炎 在起病阶段MMP-2/MMP-1比值小于1时易发生胰腺炎严重并发症。通过治疗起病3～4天内MMP-1、MMP-2水平下降提示预后较好。不论是否治疗，起病3～4天内MMP-1、MMP-2水平增加则提示预后较差 ［11］ 。 

　　【参考文献】
    
　　1 Matrisian LM.Bioassay，1992，14:455-463.
   
　　2 akino F.J Biol Chem，1995，270:23013-23020.
   
　　3 Murawaki Y，Yamada S，Ikuta Y，et al.Clinical usefulness of serum ma-trix metalloproteinase-2concentration in patients with chronic viral liv-er disease，J Hepatol，1999，30（6）:1090-1098.
   
　　4 Kasahara A，Hayashi N，Mochizuki K，et al.Circulating matrix metallo-proteinase-2and tissue inhibitor of metalloproteinase-1as serum markers of fibrosis in patients with chronic hepatitis C.Relationship to Interferon Response，1997，26（3）:574-583.
   
　　5 Ylisirnio S，Hoyhtya M，Turpeenniemi Hujanen T，et al.Serum matrix metalloproteinases-2，-9and tissue inhibitors of metalloproteinases-1，-2in lung cancer--TIMP-1as a prognostic marker.Anti-cancer Res，2000，20（2B）:1311-1316.

　　6 Oberg-A，Hoyhtya M，Tavelin B，et al.Limited value of preoperative serum analyses of matrix metalloproteinases（MMP-2，MMP-9）and tissue inhibitors of matrix metalloproteinases（TIMP-1，TIMP-2）in colorectal cancer.Anticancer Res，2000，20（26）:1085.
   
　　7 Gohji K，Fujimoto N，Hara I，et al.Serum matrix metalloproteinase-2and its density in men with prostate cancer as a new predictor of disease extension.Int J Cancer，1998，79（1）:96-101.
   
　　8 Endo K，Maehara Y，Baba H，et al.Elevated levels of serum and plasma metalloproteinases in patients with gastric cancer.Anticancer-Res，1997，17（3C）:2253-2258.
   
　　9 Akiyama K，Shikata K，Sugimoto H，et al.Changes in serum concentra-tions of matrix metalloproteinases，tissue inhibitors of metalloproteinases and type IV collagen in patients with various types of glomeru-lonephritis.Res Commun Mol Pathol Pharmacol，