血清MMP-1和HO-1在肺结核诊断中的价值

成 松，席向宇，张瑞梅，潘 永，葛长化，刘慧梅 (徐州市传染病医院,江苏 徐州 221004)

结核病(TB)是当前人类面临的最严重的公共卫生安全威胁之一，也是全球十大死因之一。根据世界卫生组织(WHO)最新的结核病报告[1]，在 2019 年，全球新发结核病例大约有1 000万人，死亡病例大约140万，因此结核病的早期诊断显得尤为重要。基质金属蛋白酶类(MMPs)是一类可降解的细胞外基质蛋白酶，对维持细胞外基质的稳定性具有重要意义，而在炎症性疾病中，MMPs发挥溶解细胞外基质和破坏基膜的作用。MMPs和其组织抑制因子(TIMPs)比例的失衡是包括肺结核在内的多种慢性肺部疾病发生和进展的重要机制[2]，有望作为肺结核的诊断标志物。血红素加氧酶1(HO-1)是细胞内可诱导的关键抗氧化酶，HO-1及其产物能在各种病理性应激状态下发挥重要的抗氧化应激、抗炎性反应损伤、调节细胞凋亡以及血管生成等作用[3]。本研究旨在探讨MMP-1和HO-1在肺结核患者血清中的表达水平，并分析其在肺结核诊断中的价值和意义。

1 资料与方法

1.1一般资料：选取确诊的62例肺结核患者作为病例组，并按照病情轻重分为轻、中、重三组，同时选择在本院体检的64例健康志愿者作为对照组，所有研究对象均对本研究知情并签署同意书，本研究经本院医学伦理委员会同意。肺结核患者均符合世界卫生组织(WHO)制订的国际结核病控制条例及国家卫计委制订的肺结核病诊断标准，均经痰液细菌学检查、X 线影像学检查、肺组织病理学检查或随访观察确诊。对照组研究对象均为同期在医院接受健康体检者，均经临床检查排除肺部疾病。

排除标准：合并肝肾功能异常、自身免疫病或免疫缺陷、恶性肿瘤、肺外结核、其他肺部疾病或先天畸形、其他部位慢性炎性反应的患者；具有结核病史、肺部手术史的患者；年龄<18岁；妊娠或哺乳期患者。

1.2研究方法：所有受试者临床干预前抽取清晨空腹静脉血，离心后取上清。酶联免疫吸附法(ELISA)对血清中的MMP-1 和HO-1水平进行检测，步骤参照试剂盒进行。

1.3统计学方法：采用SPSS22.0统计学软件进行t检验、χ2检验及秩和检验。多组间比较采用单因素方差分析进行处理，两两比较采用最小显著差法(LSD法)进行处理；MMP-1 和HO-1的相关性采用Pearson相关分析。MMP-1 和HO-1在肺结核鉴别诊断中的价值采用受试者工作特征曲线(ROC 曲线)进行分析。以曲线下面积(AUC)作为评价指标。取约登指数最大时作为最佳筛选界值(Cut-off 值)，以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1病例组与对照组一般情况比较:病例组的平均年龄为(48.15±21.43)岁，对照组平均年龄为(47.06±23.29)岁，两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。病例组男54例，女8例，对照组为男55例，女9例，两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。两组吸烟史亦无明显区别。见表1。

表1 病例组与对照组一般情况比较(n)

2.2病例组与对照组MMP-1和HO-1水平比较：病例组和对照组血清MMP-1的水平分别为(2.46±3.02)μg/ml、(1.48±0.62)μg/ml，HO-1的水平分别为(20.77±22.23)μg/ml、(12.46±5.42)μg/ml，两组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 病例组与对照组MMP-1和HO-1结果比较

2.3不同病情的结核患者MMP-1和HO-1水平比较：将肺结核患者按照病情的严重程度将分为轻、中、重三组，然后分别比较三组的MMP-1和HO-1水平，结果显示，病情越重，MMP-1和HO-1的水平越高，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

2.4MMP-1 和HO-1的相关性：采用Pearson相关来分析MMP-1 和HO-1之间的关联性，结果显示，两者之间高度相关，相关系数r=0.987(P<0.05)。

表3 不同病情的结核患者MMP-1和HO-1水平比较

2.5血清 MMP-1和 HO-1在肺结核诊断中的价值分析：利用ROC曲线来分析血清 MMP-1和 HO-1在肺结核诊断中的诊断价值，以灵敏度为纵轴，1-特异度为横轴作图，AUC分别是0.547和0.560，两者联合诊断肺结核的AUC为0.594，ROC曲线见图1。MMP-1的灵敏度和特异度分别为58.06%和59.26%，HO-1的灵敏度和特异度分别为56.45%和62.96%。

图1 MMP-1和HO-1单独及联合诊断肺结核的ROC曲线

3 讨论

MMPs家族是重要的细胞外基质代谢调节因子，可作用于细胞黏附因子、趋化因子及细胞因子受体，异常表达于肺部疾病、结缔组织疾病、组织纤维化及肿瘤转移等疾病中[4-7]。结核杆菌侵入肺部后可通过宿主免疫应答增强巨噬细胞活性，促使其分泌、表达 MMP-1，以往研究均发现结核患者胸腔积液中均有MMP-1的高表达[8-9]。本研究发现，肺结核患者血清中MMP-1和HO-1的含量均高于对照组，而且肺结核患者随着病情严重程度的增加，两者的含量也随之升高，可见感染结核后，不仅血清中的MMP-1和HO-1水平会升高，而且病情越重，其升高的幅度越大。鲁芝子等[10]的研究也发现，结核组患者血清中MMP-1的水平明显高于对照组，其检测的敏感度与特异度分别为88.90%和100%，对结核病具有临床诊断价值。

HO-1是能催化血红素降解为胆红素、一氧化碳和亚铁离子的限速酶。研究发现HO-1及其降解产物在各种抗氧化应激中发挥细胞保护作用，因此，HO-1被认为是炎性反应细胞和组织损伤的关键介质，这在急性肺损伤和败血症的临床前模型中得到了验证[11-12]。Silva-Gomes等[13]发现，分枝杆菌作用于宿主诱导产生的 HO-1 对机体抵抗结核菌感染起到非常重要作用，其能通过调节肉芽肿的形成和成熟进而控制感染的分枝杆菌的扩散传播。以往有研究证明，在南印度成人和儿童人群中，HO-1的血浆水平可以将活动性结核与潜伏性结核病或未感染对照组准确区分开来，可以作为结核病的重要标志物[14-15]。

另有研究发现，MMP-1和HO-1的表达之间有一定的关联，Mtb感染巨噬细胞后会诱导HO-1的高表达，而Mtb诱导的HO-1活性的产物一氧化碳则会抑制MMP-1的表达，这也揭示了氧化应激和组织重塑之间的机制联系，对于判断结核病患者的临床分期非常重要[16]。本研究则发现两者均在病例组高表达，未发现两者反向表达的趋势，而且两者呈现高度相关(r=0.987)。

但不同于以往研究的是，本研究发现MMP-1和HO-1的ROC曲线下面积比较小，只有0.547和0.560，而且两者联合诊断肺结核的AUC也仅有0.594，说明MMP-1和HO-1作为肺结核的诊断标志物并不理想，当然也有可能与样本含量太低有关，受条件所限，本研究只选取了62例病例和64例健康对照，如果扩大样本含量可能结果会有所不同。另外，也可能与MMP-1和HO-1的血清表达水平分布有关，从结果中可明显发现，肺结核病例组MMP-1和HO-1的血清学含量差异比较悬殊，变异程度太高，这也会影响曲线下面积大小。

总体来看，肺结核患者血清中的MMP-1和HO-1水平明显高于对照组，在结核患者中，病情越严重，两者含量也越高。但由于AUC太小，因此诊断价值并不高。