新生儿机械通气患者血清MMP-9,TIMP-1测定及研究
【摘要】 目的 探讨新生儿机械通气患者肺损伤与患者血清（MMP-9）及其组织抑制因子（TIMP-1）的关系。方法 32例机械通气的新生儿患者组与对照组分别均测定血清MMP-9，TIMP-1浓度，并相互进行比较。两组数据比较均用非配对资料的t检验。结果 机械通气新生儿患者组血清MMP-9水平较未机械通气新生儿患者组高（P＜0.05，而机械通气新生儿患者组血清TIMP-1水平与未机械通气新生儿患者组相比差异无显著性（P＞0.05）。 结论 新生儿机械通气后血清中的MMPs/TIMPs失衡，导致MMPs活性增强，过度增强的MMPs活性导致了细胞外基质的降解，可能造成基底膜受损。加速了炎性反应，与新生儿呼吸机相关性肺损伤（VI LI）的发生相关联。
【关键词】 新生儿 机械通气 肺损伤 基质金属蛋白酶-9 基质金属蛋白酶组织抑制因子-1
【Abstract】 Objective To investigate the relationship between the serum level of matrix metalloproteinase-9(MMP-9), tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-1(TIMP-1) and the lung injury caused by ventilation in newborns. Methods The serum level of MMP-9/TIPM-1 in 32 newborn with ventilation and control group was measured. Results The serum level of MMP-9 was significantly higher in the newborns with ventilation than that in the control group (p<0.05), but the serum level of TIPM-1 had no significant difference in the newborns with ventilation than that the control group (p>0.05). Conclusion The imbalance of MMP-9/TIPM-1 in the newborns with ventilation induces the degradation of extracellular matrix and injures the basement membrance, these changes are related to mewborn ventilation induced lung injury(VILI).
【Key words】 newborn ventilation lung injury matrix metalloproteinase-9 tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-1
目前随着机械通气技术在新生儿患者中的广泛使用，机械通气所致的肺损伤问题得到了重视。现有研究表明机械通气所致肺损伤（VI LI）与急性肺损伤（ALI）有着类似的肺脏形态学和病理生改变［１，２］，而基底膜损伤在ALI发生过程中发挥重要作用［３］，其中，基质金属蛋白酶（MMP-2和MMP-9）及其组织抑制因子（TIMP-1和TIMP-2）失衡逐步受到关注［４］，为了探讨机械通气所致肺损伤的机制，本文测定了32例机械通气的新生儿患者血中MMP-9和TIMP-1的浓度，并与未机械通气的其他新生儿患者进行比较，为临床提供。
1 资料与方法
1.1 一般资料 机械通气组：2003年1月至2006年3月期间住我院予机械通气的新生儿患者32例；均予气管插管通气；其中男20例，女12例；年龄：生后1h～生后10d不等；通气时间：通气2h～96h不等；原发病有：新生儿呼吸窘迫综合征（ARDS）8例，新生儿肺炎2例，新生儿胎粪吸入5例，新生儿窒息后7例，败血症4例，先天性心脏病6例。对照组取同期间的未机械通气的新生儿患者，其中，男14例，女18例；年龄：1～28d；住院天数：2～14d；原发病：新生儿高胆红素血症10例，新生儿肺炎3例，新生儿缺血缺氧性脑病8例，先天性心脏病4例，新生儿败血症7例。
1.2 检测方法 标本采集均在清晨空腹，取血5ml，分两份，均放置30分钟使其凝固，然后予1000r/min离心10min,吸取上层血清，放入-75℃冰箱保存，血清MMP-9，TIMP-1采用酶标法（试剂盒购自美国）测定，测定前标本恢复至室温，按说明书操作。
1.3 统计学分析 采用SPSS 11.0进行数据统计处理，标本值用平均数±平均数表示，两组数据的比较均用非配对资料的t检验，P＜0.05为差异有显著性。
2 结果
机械通气新生儿组和未机械通气新生儿组血清MMP-9，TIMP-1水平比较见表1。机械通气组与未机械通气组血清MMP-9比较差异有显著性（p＜0.05)，机械通气组与未机械通气组血清TIMP-1比较差异无显著性（p＞0.05）。
表1 机械通气新生儿组和未机械通气新生儿组血清MMP-9，TIMP-1水平比较（略）
*p＜0.05,**p＞0.05
3 讨论
基质金属蛋白酶类（MMPs）是一个蛋白水解酶大家族，可降解很多种细胞外基质。明胶酶是其中的一种，它包括72Kda的明胶酶-A（MMP-2）和92Kda的明胶酶-B（MMP-9）。MMP-2是一种广泛分布明胶酶，在许多细胞均有表达，包括上皮细胞和内皮细胞。MMP-9由多种炎性细胞产生，包括中性粒细胞，肺泡巨噬细胞以及结缔组织细胞。MMP-2和MMP-9在生理和病理条件下可以降解基底膜的多种成分，参与基底膜的转换［５］。在ALI过程中基底膜的断裂与MMPs有关［６］。肺泡上皮基底膜对维持肺泡上皮的完整性和分化，保证肺组织结构正常修复起关键性作用，肺泡上皮基底膜的裸露和破坏导致肺泡上皮细胞受损，炎症细胞等迁移到肺泡腔和细胞外基质成分过度降解，基底膜的完整性受到严重破坏，肺通透性增加，最终导致肺损伤［３，４］。
本组数据显示，机械通气新生儿组血清MMP-9较未机械通气新生儿组高，表明MMP-9处于激活状态，其降解细胞外基质及破坏气道壁和肺泡结构的作用增强。机械通气使肺泡细胞受到了牵张力和剪切力的影响，从而形成了对肺泡细胞的一种周期性机械应力。有证据表明周期性机械应力影响MMPs的释放和活化，并在细胞外基质重塑中发挥重要作用，具体如下：周期性机械应力可导致培养的软骨细胞和血管内皮细胞上调，释放和活化MMP-2和MMP-9［７，８］；膜型基质金属蛋白酶（MT1-MMP）的表达导致心成纤维细胞MMP-2活化［９］；在体外活化肺泡巨噬细胞及其MMP-9释放，而且周期性机械应力抑制气道上皮细胞的修复，阻止前列腺素的合成［１０～１２］。
MMPs的组织抑制因子（TIMPs）是MMPs的主要内源性抑制因子，TIMP-1和TIMP-2主要与活化的MMP-2，MMP-9，胶原酶，基质溶解素及MMP-9酶原等结合并抑制其活性。正常情况下，组织中MMPs与TIMPs之间保持相对平衡状态，它们的平衡和相互影响决定着细胞外基质是降解还是聚集［４］，本组资料显示机械通气新生儿组的TIMP-1水平与未机械通气比较，差异无显著性，说明TIMP-1并没有随着MMP-9浓度的增加而增加，从而使MMP-9缺乏内源性抑制，造成MMPs/TIMPs失衡，导致MMPs活性增强。推测过度增强的MMPs活性导致了细胞基质的降解，可能造成基底膜受损。加速了炎性反应，导致了新生儿VI LI的发生。
新生儿机械通气后血清中的MMPs/TIMPs失衡是否与新生儿机械通气后支气管肺发育不良（BPD）发生率升高有关，由于缺乏临床资料以及这部分病人的随访工作未做，所以目前无法作出判断，但这值得探索。
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