MMP-2、MMP-9和TIMP-1在类风湿性关节炎表达的研究

类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一种以关节滑膜炎为特征的慢性全身性自身免疫性疾病，类似于“局限性恶性肿瘤”的增生性和破坏性病变，呈进行性发展，晚期由于关节软骨及骨的破坏而导致关节畸形和功能障碍。该疾病在我国的发病率约为0.34～0.36％。此病迄今发病机制未能完全阐明。 近年来众多学者认为基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase MMPs）与RA发病之间有着密切联系。MMPs是一类以Zn2+为辅助因子的蛋白酶家族，在体内主要降解细胞外基质（extracellular matrix ECM），是调节ECM动态平衡的最重要的一大酶系。MMPs可降解RA的关节软骨与骨中的胶原，蛋白多糖及其他的细胞外基质大分子，促进血管翳对软骨的侵袭。而RA关节的损伤主要来源于增生的血管翳对于关节软骨的侵袭。造成累及周身关节的增生性和侵蚀性滑膜炎。目前为止已经发现了二十余种MMP，其中，MMP-2与MMP-9同属于MMPs家族的明胶酶类，它们可以溶解明胶、Ⅰ型、Ⅳ型、Ⅴ型和Ⅸ型胶原以及粘合素，而这些成分也是关节软骨的重要组成成分，故而MMP-2和MMP-9和RA的发病机制有关。基质金属蛋白酶组织抑制剂（tissue matrix metalloproteinase inhibitor TIMPs）是MMP的天然抑制剂，为一组可抑制MMP活性的多功能因子，它们在多个环节抑制MMP的活性，防止ECM的降解。在RA中，TIMPs为了保持被MMPs打破的ECM的平衡，在表达水平上亦会做出变化。TIMPs可分为四类，TIMP-1是其中的一种，TIMP-1能抑制绝大多数的MMP，但主要为MMP-9的特异性抑制剂，其可与MMP-9前体形成高度亲和的、非共价键结合的复合物。MMP-2、MMP-9和TIMP-1在RA中的表达有待研究。 目的： 观察MMP-2、MMP-9和TIMP-1在RA滑膜被覆细胞以及滑膜下组织中的表达状况，探讨MMP-2、MMP-9和TIMP-1在RA发病中的作用机理。 材料与方法： （1）本研究选取了天津市天津医院2004年1月至2006年10月经病理学确诊的RA病例手术切除滑膜标本65例作为实验组：其中女性患者43例，年龄17～70岁，平均年龄37±0.12岁，发病部位：膝关节34例，髋关节2例，肘关节3例，踝关节3例，腕关节1例；男性患者22例，年龄12～71岁，平均年龄39±0.10岁，部位：膝关节17例，髋关节2例，踝关节2例，腕关节1例。另外选取10例骨性关节炎（OA）滑膜和7例大致正常滑膜组织（半月板损伤三天之内手术标本，年龄11～35岁，平均年龄22±0.20岁）作为对照组。 （2）所有标本均经10％福尔马林固定，梯度酒精脱水，二甲苯透明，浸蜡，石蜡包埋后行5μm连续切片，分别进行HE染色，采用兔抗人MMP-2，MMP-9和TIMP-1多克隆抗体进行免疫组织化学染色。 （3）在光学显微镜下进行观察：对RA组、OA组和大致正常滑膜组MMP-2、MMP-9以及TIMP-1的阳性细胞判定标准为，每例随机选取10个高倍视野，计数每个视野网格测微尺内阳性细胞个数，10个视野阳性细胞总数／10得出每例阳性细胞均数，＜10为阴性（-）：11～25为（+）；26～50为（++）；≥51为（+++）。用上述方法，对RA组中的滑膜被覆细胞和滑膜下组织中的阳性细胞进行计数，标准同上。 （4）数据处理：采用SPSS11.5统计软件包进行统计分析。MMP-2，MMP-9以及TIMP-1在RA组与OA和大致正常滑膜组的表达比较采用两样本比较的秩和检验。MMP-2，MMP-9以及TIMP-1在RA组的滑膜被覆细胞和滑膜下组织中的表达采用两样本比较的秩和检验。评价MMP-2、MMP-9以及TIMP-1之间的表达相关性，采用Spearman等级相关进行检验。 结果： （1）MMP-2在RA，OA以及大致正常滑膜组织中的阳性表达率分别为66.15％（43／65），20.00％（2／10），14.29％（1／7）；MMP-9在RA，OA以及大致正常滑膜组织中的阳性表达率分别为60.00％（39／65），10.00％（1／10），0.00％（0／7）；TIMP-1在RA，OA以及大致正常滑膜组织中的阳性表达率分别为73.85％（48／65），30.00％（3／10），0.00％（0／7）。RA患者MMP-2、MMP-9以及TIMP-1的阳性表达率明显高于OA组和大致正常滑膜组（p＜0.05）。 （2）RA滑膜被覆细胞MMP-2的阳性表达率为40.00％（26／65），滑膜下组织阳性表达率为61.54％（40／65），MMP-2阳性表达率滑膜下组织明显高于滑膜被覆细胞（p＜0.05）；RA滑膜被覆细胞MMP-9的阳性表达率为69.23％（45／65），滑膜下组织表达率为53.85％（35／65），MMP-9的阳性表达率滑膜被覆细胞明显高于滑膜下组织（p＜0.05）；TIMP-1在RA的滑膜被覆细胞中的阳性表达率为60.00％（39／65），在滑膜下组织中的阳性表达率为35.38％（23／65），TIMP-1的阳性表达率滑膜被覆细胞明显高于滑膜下组织（p＜0.05）。 （3）以配对Spearman等级相关进行检验，MMP-2与MMP-9之间rs=0.357，p＞0.05无明显的相关性表达；TIMP-1与MMP-9之间rs=0.783，p＜0.05有明显的相关性表达；TIMP-1与MMP-2之间rs=0.422，p＞0.05无明显的相关性表达。 结论： （1）RA患者MMP-2、MMP-9以及TIMP-1的阳性表达率明显高于OA组和大致正常滑膜组。因此推断MMP-2、MMP-9以及TIMP-1在RA的发病机制中发挥作用。 （2）MMP-2、MMP-9以及TIMP-1在RA滑膜被覆细胞和滑膜下组织的阳性表达率不同，表明RA的不同组织部位的MMPs和TIMP的表达有差异。 （3）MMP-9和TIMP-1的阳性表达有显著相关性，推断可能是因为TIMP-1为MMP-9的特异性抑制剂，其具有抑制MMP-9对ECM的降解作用。