基質金屬蛋白酶及抑制劑在先天性心臟病圍術期的表達及干預研究.pdf

1、概述：隨著體外循環(huán)手術的低齡化和復雜化，術后心力衰竭的發(fā)生率明顯增加，因此早期診斷和及時治療至關重要。心力衰竭的發(fā)生機制主要是神經內分泌系統(tǒng)的激活和心室重構。心室重構包括心肌細胞和細胞外基質的變化，后者是心室重構的重要原因，又稱為心肌基質重構。基質金屬蛋白酶是一組能特異地降解細胞外基質成分的Zn2+依賴的酶家族，在組織重構中起重要作用?；|金屬蛋白酶(Matrix Metalloproteinase，MMPs)與基質金屬蛋白酶抑制劑(T

2、issue Inhibitor ofMetalloproteinase，TIMPs)是膠原代謝的主要調節(jié)物質，兩者相互作用共同維持著心血管基質的分解與重構。在冠心病、高血壓的病人中存在MMPs活性增高，TIMPs表達減少，MMPs與TIMPs平衡失調，導致細胞外基質合成和降解失衡，心室擴大，心功能下降。本研究為了了解先天性心臟病MMPs與TIMPs在血漿和心肌組織中的表達水平，比較充血類和缺血類先心圍術期MMPs與TIMPs表達的差異，

3、并進一步應用血管緊張素轉換酶抑制劑(Angiotension Converting EnzymeInhibitors，ACEI)治療肺充血性先心，了解用藥前后MMPs與TIMPs表達的變化。
　　 第一部分、基質金屬蛋白酶及其抑制劑在先天性心臟病中表達的研究
　　 目的：了解先天性心臟病患兒血漿MMP-3、MMP-9、TIMP-1的濃度，比較肺充血性先心與缺血類先心的差異，并探討其可能的機制。
　　 方法：選擇2

4、009年1月～2009年8月心胸外科手術患兒55例，分為三組，漏斗胸10例為正常對照組，室間隔缺損患兒25例為肺充血組，法洛四聯(lián)癥患兒20例為肺缺血組。所有患兒術前行超聲心動圖檢查，測左室射血分數(LVEF)、左心室收縮及舒張末直徑和容積(LVDs、LVDd、LVESV、LVEDV)。術前抽血，應用ELISA法檢測血漿MMP-3，-9及TIMP-1濃度。
　　 結果：
　　 超聲心動圖檢查：
　　 1.肺充血組較

5、正常組LVEDV、LVESV、LVDd、LVDs均增大，p<0.01。
　　 2.肺缺血組較正常組比較各參數均減小，但是p>0.05，僅LVEDV減小有統(tǒng)計學意義。
　　 3.肺充血組和缺血組比較除LVEF無差異外，LVEDV、LVESV、LVDd、LVDs均增大，p<0.01，有顯著統(tǒng)計學意義。
　　 實驗室檢測：
　　 ELISA
　　 1.MMP-3：肺充血組較缺血組及對照組升高，p<0.0

6、1，有顯著統(tǒng)計學意義；缺血組與對照組比較無差異。
　　 2.MMP-9：肺充血組與肺缺血組均高于正常組，p<0.05，有統(tǒng)計學意義，且以肺充血組升高更為顯著。
　　 3.TIMP-1：肺充血組與肺缺血組均低于正常組，p<0.05，有統(tǒng)計學意義，而以肺缺血組降低更為顯著。
　　 結論：
　　 1.根據超聲心動圖檢查結果與正常對照組比較，說明先天性心臟病患兒存在不同程度的心功能不全。
　　 2.先天性

7、心臟病的患兒存在血漿MMP-3，-9及TIMP-1濃度的改變，與對照組比較MMP-3、-9均升高，而TIMP-1降低。
　　 3.充血性先心和缺血類先心相比，血漿MMP-3、-9、TIMP-1濃度均升高，提示肺充血性先心的心功能改變可能較缺血類先心更為顯著。
　　 第二部分、肌鈣蛋白與基質金屬蛋白酶及抑制劑在先天性心臟病圍術期的表達及機制
　　 目的：了解肺充血性先心與缺血類先心心肌組織中MMP-3、-9、TIM

8、P-1 mRNA的表達及心肌組織膠原含量和分布的差異，比較肺充血性先心和缺血類先心在體外循環(huán)手術前后血漿MMP-3、-9、TIMP-1濃度，并探討其可能的機制。同時測定肌鈣蛋白(cTnI)在體外循環(huán)前后的變化，比較cTnI與MMPs/TIMPs及心功能的相關性。
　　 方法：選取2009年1月～2009年8月在我院行體外循環(huán)手術治療的先天性心臟病患兒共45例，室間隔缺損25例為肺充血組，法洛四聯(lián)癥20例為肺缺血組。所有患兒于術前

9、、術后一周行超聲心動圖檢查，測LVEF、LVDs、LVDd、LVESV、LVEDV。
　　 分別于術前、體外循環(huán)術后即刻、術后6h、24h、3d抽血測血漿MMP-3，-9及TIMP-1濃度以及測cTnI的變化。術中取右室異常肌束應用RT-PCR方法檢測MMP-3，-9及TIMP-1 mRNA表達，應用羥脯氨酸消化法測心肌羥脯氨酸的含量，并進一步計算心肌膠原含量。取右室異常肌束應用免疫組化的方法，了解Ⅰ、Ⅲ型膠原的分布。
　

10、　 結果：
　　 超聲心動圖檢查：
　　 1.肺充血組術前、術后比較除LVEF無變化外，LVEDV、LVESV、LVDd、LVDs均較術前減小，p<0.01，有顯著統(tǒng)計學意義。
　　 2.肺缺血組術前、術后比較LVEF、LVEDV、LVESV、LVDd、LVDs均有所增加，但除LVDs外(p<0.05)，其余測值均無統(tǒng)計學意義。
　　 3.術后肺充血組與缺血組之間比較各參數均無統(tǒng)計學差異，p>0.05。

11、
　　 實驗室檢測：
　　 ELISA：
　　 1.術前及術后各時點肺充血組血漿MMP-3、-9、TIMP-1濃度均高于肺缺血組，p<0.05，且有統(tǒng)計學意義。肺充血組cTnI濃度在術前高于缺血組，但術后各時點均低于缺血組，p<0.05，有統(tǒng)計學意義。
　　 2.同一組內CPB前后不同時點比較：
　　 1)MMP-3：于CPB術后升高，術后6h達最高，然后逐漸降低，至術后3天降至低于術前水平。

12、r>　　 2)MMP-9：于CPB術后即刻顯著升高，術后6h達最高，以后逐漸下降，至術后3天時降至低于術前水平。
　　 3)TIMP-1：兩組均表現(xiàn)為逐漸升高，肺充血組于術后3天達到最高，而肺缺血組在術后3天時呈逐漸下降的趨勢。
　　 4)cTnI：兩組均表現(xiàn)為術后即刻顯著升高，以后逐漸降低，至術后3天肺缺血組仍高于術前。
　　 RT-PCR：
　　 1.肺充血組心肌組織中MMP-3、-9、TIMP-1

13、 mRNA表達均高于肺缺血組，p<0.05，有統(tǒng)計學意義。
　　 2.肺充血組中MMP-3 mRNA的含量最低，MMP-9與TIMP-1的含量相仿。
　　 3.肺缺血組中MMP-3 mRNA的含量最低，TIMP-1 mRNA的含量最高。
　　 羥脯氨酸消化法：肺充血組心肌組織羥脯氨酸含量及心肌膠原含量較缺血組低，p<0.05，有統(tǒng)計學意義。
　　 免疫組化：
　　 1.肺充血組患兒Ⅰ、Ⅲ型膠原較缺

14、血組減少。
　　 2.肺缺血組患兒心肌Ⅰ、Ⅲ型膠原表現(xiàn)為陽性染色。
　　 結論：
　　 1.兩組先心于CPB術后不同時點MMP-3、-9先升高后降低，于術后3天降至低于術前的水平，但仍高于正?；A值。TIMP-1在肺充血組逐漸升高，于術后3天達最高，而肺缺血組在術后3天降低，兩組TIMP-1均低于正?；A值。與cTnI在術后顯著升高，以后逐漸下降的趨勢相符，說明CPB手術對心功能有一定的損害作用，但是術后心功能得

15、到迅速恢復，并較術前明顯改善，而MMPs/TIMPs的表達與cTnI的濃度及心功能的變化存在著密切的相關關系。
　　 2.肺充血性先心心肌組織MMP-3、-9、TIMP-1 mRNA表達均高于肺缺血組，說明肺充血性先心的心功能降低較缺血類先心更為明顯。
　　 3.肺充血性先心心肌膠原含量低于缺血組，可能與MMP-3、MMP-9活性增高有關。
　　 4.肺充血性先心心肌膠原Ⅰ、Ⅲ型染色均較缺血類先心弱，提示其膠原含

16、量低于缺血類先心。說明由于MMPs升高，導致膠原降解增加，也可能與缺血類先心血氧降低有關。
　　 第三部分、血管緊張素轉換酶抑制劑對先天性心臟病圍術期基質金屬蛋白酶及抑制劑表達的影響及機制
　　 目的：于術前三天和術后應用ACEI治療肺充血性先天性心臟病，并與僅常規(guī)治療的肺充血性先心比較，了解術前和術后MMP-3、-9、TIMP-1的濃度及cTnI的變化，并同時隨訪超聲心動圖，了解心功能的改變，為治療充血性先心心力衰竭提

17、供新的有效的治療手段。
　　 方法：選取2009年1月～2009年8月在我院行體外循環(huán)手術治療的室間隔缺損患兒共50例，分為兩組，室間隔缺損常規(guī)治療25例為對照組，室間隔缺損應用常規(guī)加ACEI治療患兒25例為干預組。所有患兒于術前、術后一周行超聲心動圖檢查，測LVEF、LVDs、LVDd、LVESV、LVEDV。干預組于術前三天給予依那普利(ACEI)0.2mg/kg/d，頓服，并于術后當天起繼續(xù)應用依那普利(ACEI)0.2m

18、g/g/d，頓服。
　　 分別于術前、體外循環(huán)術后即刻、術后6h、24h、3d抽血測血漿MMP-3，-9、TIMP-1及cTnI濃度及其變化。
　　 結果：
　　 超聲心動圖檢查：
　　 1.術前兩組之間LVEF、LVEDV、LVESV、LVDd、LVDs均無差異，p>0.05。
　　 2.術后兩組之間LVEF、INEDV、LVESV均無差異，但干預組LVDd、LVDs較對照組縮小，p<0.05，

19、有統(tǒng)計學差異。
　　 3.術前與術后兩組之間比較，除LVEF無變化外，LVEDV、LVESV、LVDd、LVDs均較術前減小，p<0.01，有顯著統(tǒng)計學差異。
　　 實驗室檢測：
　　 ELISA：
　　 1.術前及術后各時點除干預組術后3天TIMP-1較高外，其余各參數干預組均低于對照組。術前、術后即刻兩組cTnI相比較無差異，但是術后6h、24h、3d，干預組cTnI較對照組顯著降低，p<0.01，有

20、統(tǒng)計學意義。
　　 2.同一組內CPB前后不同時點比較：
　　 1)MMP-3：于CPB術后6-24小時達最高，以后逐漸下降，術后3天降至低于術前。
　　 2)MMP-9：于術后即刻顯著升高，術后6小時達最高，以后逐漸下降，術后3天降至低于術前水平。
　　 3)TIMP-1：均表現(xiàn)為逐漸升高，于術后3天達到最高。
　　 4)cTnI：兩組均于術后即刻明顯升高，以后逐漸降低，并最終降至術前的水平，但