基质金属蛋白酶2组织抑制剂基因多态性与慢性阻塞性肺病患者肺功能关系

　作者：王伟,徐敏1,胡克2　　作者单位：1 湖北省鄂钢医院 2 武汉大学人民医院呼吸科(咸宁学院临床医学院内科教研室，湖北 咸宁 437100)

　　【摘要】目的研究基质金属蛋白酶2组织抑制剂(TIMP2)基因多态性与慢性阻塞性肺病(COPD)患者肺功能的关系。方法采用聚合酶链反应限制性酶切片段长度多态性(PCRRFLP)方法检测92例COPD患者TIMP2基因+853位点单核苷酸多态性(SNPs)，测定COPD患者肺功能，分析TIMP2基因+853位点多态性与肺功能的关系。结果 TIMP2基因+853位点基因型频率为G/G型73.9%、G/A 23.9%、A/A 2.2%，G/G型肺功能FEV1和FEV1/FVC(%)明显低于G/A型和A/A型(P<0.05)。结论 TIMP2基因+853位点G/G基因型与COPD患者肺功能的损害程度有关。
　　【关键词】 基质金属蛋白酶2组织抑制剂;基因多态性;慢性阻塞性肺病;肺功能
　　慢性阻塞性肺病(COPD)是以气流受限为特征的肺部疾病，患者肺功能呈进行性减退，严重影响患者的生活质量。目前认为气道高反应性(AHR)与COPD有密切关系〔1〕。吸烟是导致COPD发生发展及肺功能损害的危险环境因素〔2〕，烟雾通过诱导气道炎症和气道平滑肌增殖等机制引起气道高反应性，并导致气道阻塞及黏膜纤毛功能障碍使患者肺功能出现异常〔3，4〕。但流行病学资料显示仅10%～20%吸烟者才发展成有症状的COPD〔5〕，而且肺功能损害程度各有不同，因此遗传因素可能在气道高反应性诱导COPD患者肺功能损害中起一定作用。研究发现〔6〕，基质金属蛋白酶2组织抑制剂(TIMP2)基因+853位点多态性与慢性阻塞性肺病易感性有关。本文通过研究吸烟COPD患者TIMP2基因+853位点多态性，进一步分析TIMP2基因+853位点多态性与吸烟COPD患者肺功能的关系。
　　1 对象与方法
　　1.1 对象

　　2007年12月至2008年9月期间咸宁学院附属医院呼吸科住院的COPD患者92例，男89例，女3例，平均年龄(67.3±7.8)岁，吸烟指数(702.1±122.4)年支。经病史、体检及X线胸片或胸部高分辨CT等证实，诊断符合中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组2007年(修订版)制定的慢性阻塞性肺疾病诊治指南〔7〕，均无支气管哮喘、支气管扩张、肺结核、肺间质纤维化、胸部外伤、手术或畸形等呼吸系统病史，α1抗胰蛋白酶抗体阴性。
　　1.2 方法

　　1.2.1 基因组DNA提取

　　COPD患者清晨空腹采外周静脉血3 ml，用EDTAK2抗凝，采用血液白细胞基因组DNA快速提取试剂盒提取(美国Promega公司)。
　　1.2.2 聚合酶链反应

　　(PCR) PCR引物由北京博大泰克公司合成。上游：5′GCCCAGGGTGTTCTGGATGG 3′，下游：5′CTCCGGCTGATGGCCCCACT 3′。行PCR反应。
　　1.2.3 酶切反应

　　采用内切酶BsrI(NEB公司)对+853位点PCR产物进行酶切，酶切产物在2.5%琼脂糖凝胶电泳，染色，在凝胶成像系统分析结果确定基因型。
　　1.2.4 肺功能测定
　　采用德国m308817型号肺功能仪测定肺功能，患者在肺功能测定前24 h停止服用控释茶碱片，测定前12 h停止服用β2受体激动剂，测定前4 h停止吸β2受体激动剂和抗胆碱能药物。肺功能不全分级以FEV1/FVC(%)为标准〔8〕，轻度：70～61;中度：60～41;重度：≤40。
　　1.3 统计学处理
　　采用SPSS16.0统计学软件，用HardyWeinberg平衡检验样本的群体代表性;频率比较采用χ2检验;肺功能多组间比较用单因素方差分析，两组间比较用LSD和StudentNewmanKeuls检验。
　　2 结 果
　　2.1 TIMP2基因+853位点产物PCRRFLP结果

　　COPD患者基因型频率分布G/G型68例(73.9%)、G/A 型22例(23.9%)、A/A型2例(2.2%)。
　　2.2 COPD患者肺功能分级与TIMP2基因多态性关系
　　患者肺功能的损害程度与TIMP2基因+853位点基因型有关(χ2=11.854,P=0.006)，68例G/G 型患者中肺功能重度损害有37例(占54.4%)，COPD患者存在等位基因G时，肺功能损害更为严重(χ2=11.075,P=0.004)，见表1。
　　2.3 TIMP2基因多态性与COPD患者肺功能关系

　　G/G型COPD患者肺功能第1秒用力呼气容积(FEV1)及第1秒用力呼气容积占用力肺活量百分比(FEV1/FVC)明显低于G/A型和A/A型，差异有显著性(P<0.05)，见表2。表1 COPD患者肺功能分级与TIMP2基因多态性关系表2 TIMP2基因多态性与COPD患者肺功能关系

　　3 讨 论
　　COPD患者肺功能呈进行性下降，其病理学改变包括气道阻塞、气道炎症、气道结构改变以及黏膜纤毛功能障碍。许多COPD患者伴有AHR，且随着病情发展AHR随之增高〔1〕。从某种程度上讲，AHR已成为COPD发病的一个风险指标，可导致肺功能进行性下降。
　　研究发现基质金属蛋白酶(MMP)能诱导炎症细胞在气道的聚集(特别是MMP2和MMP9)，随之诱发AHR〔9〕;TIMP是内源性的MMP组织特异性抑制剂，能调节及抑制MMP活性。研究表明，与肺部疾病(如肺气肿、肺纤维化、肺癌等)相关的TIMP主要为TIMP1和TIMP2，而TIMP2比TIMP1有更强的对MMP抑制作用〔10，11〕，其能抑制MMP诱导炎症细胞在气道的聚集从而阻止AHR的发生。有研究显示〔6〕，TIMP2基因+853位点多态性与COPD的易感性有关，特别是当吸烟者存在等位基因G时易患COPD，这种多态性的改变可能降低了TIMP2的活性，而TIMP2活性的降低可继发基质金属蛋白酶在机体的聚集，继之诱导炎症细胞诱发AHR的出现。
　　COPD是由多因素(包括环境以及遗传因素)引起的呼吸系统疾病，本结果表明TIMP2基因+853位点G/G型可能改变了机体内MMP/TIMP2平衡，在吸烟的基础上导致气道高反应性的发生并加重COPD患者肺功能损害。因此，TIMP2基因+853位点多态性的改变与吸烟COPD患者肺功能损害有关，其为临床上预防COPD患者肺功能进一步损害及临床治疗提供新的方向。