Clinical Evaluation of Immune Function and SAA, MMP-9 and MMP-14 in Liver Injury Caused by Anti-Tuberculous Drugs
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摘要:
目的 探讨抗结核药物性肝损伤患者免疫功能变化,及血清淀粉蛋白酶A(serum amylase A,SAA)和基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP-9)、基质金属蛋白酶14(matrix metalloproteinase 14,MMP-14)在抗结核药物性肝损伤(anti-tuberculosis drug-induced liver injury,ATB-DILI)中的临床价值和应用意义。 方法 选取2019年7月至2020年7月昆明市第三人民医院收治的抗结核药物性肝损伤患者115例,根据肝损伤不同类型,将患者分为A、B、C、D 4个亚组,选取同期健康体检者35例设为对照组(E组)。比较免疫功能和SAA、MMP-9、MMP-14在不同亚组的变化及表达水平,以及与ATB-DILI严重程度分级之间的关系。 结果 A组患者CD4+T淋巴细胞计数低于E组,两两比较,差异具有统计学意义(P < 0.05);SAA与MMP-9的表达量高于其他3组,组间差异有统计学意义(P < 0.05);C组患者MMP-14的表达量高于其他3组,差异具有统计学意义(P < 0.05)。SAA和MMP-9与ATB-DILI严重程度分级具有相关关系(r = 0.687,P < 0.05;r = 0.811,P < 0.05)。 结论 CD4+T淋巴细胞在部分ATB-DILI患者中有所降低,提示该类患者存在免疫功能低下,免疫屏障受损可能与肝损伤有一定相关性。SAA、MMP-9和MMP-14在不同肝损伤类型患者中均有程度不一的升高,ATB-DILI严重程度与SAA和MMP-9的表达量密切相关,SAA和MMP-9、MMP-14有望成为临床ATB-DILI严重程度的评估指标。 Abstract:Objective To explore the changes of immune function in patients with anti-tuberculous drug-induced liver injury (ATB-DILI), and to explore the clinical value and application significance of serum amylase A (SAA), matrix metalloproteinase 9 (MMP-9) and matrix metalloproteinase 14 (MMP-14) in anti-tuberculosis drug liver injury. Methods A total of 115 patients with anti-tuberculosis drug-induced liver injury admitted to the Third People’ s Hospital of Kunming from July 2019 to July 2020 were selected. Based on types of liver injury, the patients were divided into 4 subgroups A, B, C and D, and 35 healthy subjects underwent health check during the same period were selected as control group (group E). The changes and expression levels of immune function, SAA, MMP-9 and MMP-14 in different subgroups were compared, as well as their relationship with ATB-DILI severity grade. Results The CD4+ count of group A patients was lower than that of group E, and the difference was statistically significant (P < 0.05). The expression levels of SAA and MMP-9 in gronp A were higher than the other three groups, and the difference between the groups was statistically significant (P < 0.05). The expression of MMP-14 in group C was higher than that of the other three groups, and the difference was statistically significant (P < 0.05). SAA and MMP-9 were correlated with the severity of anti-tuberculosis drug liver injury (r = 0.687, P < 0.05; r = 0.811, P < 0.05). Conclusion CD4+ counts were reduced in some patients with ATB-DILI, suggesting that these patients have low immune function, and the impaired immune function may be related to liver injury. SAA, MMP-9 and MMP-14 increased in different degrees in patients with different types of anti-tuberculosis drug liver injury. The severity of liver injury is closely related to the expression of SAA and MMP-9. SAA, MMP-9 and MMP-14 are expected to be the evaluation indicators of the severity of clinical ATB-DILI. -
抗结核药物导致的肝损伤(anti-tuberculosis drug-induced liver injury,ATB-DILI)在临床中的发病率逐年升高,因肝损伤导致的肺结核患者停药比例居高不下,耐药风险也在逐步上升[1]。ATB-DILI患者是否有免疫功能低下,免疫功能变化是否与肝损伤密切相关,目前没有定论。血清淀粉蛋白酶A(serum amylase A,SAA)是临床常用炎症指标,正常人血液中SAA含量低,当机体受到炎症、感染、损伤、肿瘤等刺激,产生一系列细胞因子,促进SAA的表达[2]。
基质金属蛋白酶9(matrix mctalloprotcinase-9,MMP-9)与基质金属蛋白酶14(matrix mctalloprotcinase-14,MMP-14)是MMPs家族中的2种特异性蛋白水解酶,在炎症、肿瘤性疾病中可以受多种因素影响,发生内源性调控异常,导致其表达升高[3-4]。关于MMPs的研究方向主要为冠心病及肿瘤相关层面,MMPs是否与ATB-DILI发病机制有关,目前研究较少。本研究拟分析免疫功能、SAA、MMP-9、MMP-14在ATB-DILI患者中的表达情况,及与临床指标之间的关系,为发掘新的抗结核药物性肝损伤评估指标及影响因素奠定前期基础。
1. 资料与方法
1.1 研究对象
选取于2019年7月至2020年7月就诊于昆明市第三人民医院的抗结核药物性肝损伤患者115例,按照指南[5]将不同临床类型的患者分为4组。即:肝细胞损伤型(A组)、胆汁淤积型(B组)、肝血管损伤(C组型)和混合型(D组)。随机选择同期门诊体检者35例作为健康对照(E组),所有研究均经医院伦理委员会批准(伦理编号201902313)。入组患者按照诊断标准及排除标准选取入组。患者组基本情况:男性患者67例,女性患者48例。年龄18~56岁,中位年龄32.3岁。患者组分组中A组男性40例,女性27例;B组男性10例,女性7例;C组男性10例,女性8例;D组男性7例,女性6例;健康对照组E组基本情况:男性20例,女性15例,年龄20~40岁,中位年龄26.5岁。各组总体比较,男女比例,差异无统计学意义(χ2 = 0.231,P > 0.05)。其余项目(年龄、身高、体重、体质指数)比较,差异无统计学意义(P > 0.05),见表1。
表 1 一般资料比较($ \bar x \pm s $ )Table 1. Comparison of general information ($\bar x \pm s $ )项目 年龄(岁) 身高(cm) 体重(kg) 体质指数(kg/cm2) A组(n = 67) 39.1 ± 11.2 169.1 ± 5.7 57.3 ± 12.4 21.2 ± 2.3 B组(n = 17) 42.0 ± 7.0 167.2 ± 5.9 61.2 ± 11.7 19.8 ± 2.2 C组(n = 18) 37.1 ± 7.6 171.2 ± 6.6 60.5 ± 11.3 20.4 ± 2.1 D组(n = 13) 45.1 ± 8.2 166.2 ± 7.1 59.2 ± 9.7 20.1 ± 2.4 E组(n = 35) 34.1 ± 8.6 170.2 ± 6.1 67.2 ± 8.5 22.3 ± 1.3 F 0.349 0.647 0.672 0.565 P 0.943 0.633 0.541 0.690 1.2 诊断标准
(1)肺结核患者的诊断符合卫生部2018年版中华人民共和国卫生行业标准《肺结核诊断(WS288-2017)》的相关规定[6];(2)抗结核药物性肝损伤的诊断:使用2HRZE/4HR抗结核治疗方案,在治疗过程中出现肝损伤,肝损伤的出现与抗结核药的使用直接相关,诊断标准符合中华医学会结核病学分会制定的《抗结核药物肝损伤诊治指南(2019版)》[5]。
1.3 纳排标准
纳入标准[5-6]:(1)符合上述诊断标准的各组人群;(2)年龄18~70岁;(3)首次发病就诊,检查资料完整;(4)签署知情同意书。
排除标准:(1)既往有各类型肝炎(乙肝、丙肝、自身免疫性肝病、酒精肝等)患者;(2)接受免疫调节治疗(包括激素、免疫抑制剂等)的疾病,如风湿免疫系统疾病等;(3)有各类导致免疫功能低下的疾病(肿瘤、糖尿病等);(4)其他导致肝损伤的相关疾病。
1.4 抗结核药物性肝损伤的临床分型及严重程度分级
根据《抗结核药物肝损伤诊治指南(2019版)》来进行分型[5]。(1)肝细胞损伤型(A组): ALT > 3倍ULN,且R≥5;(2)胆汁淤积型(B组):ALP > 2倍ULN,且R≤2。(3)肝血管损伤型(C组):ALT > 3倍ULN,R≥2;(4)混合型(D组):ALT > 3倍ULN,ALP > 2倍ULN,且2 < R < 5。
1.5 抗结核药物性肝损伤的严重程度分级
(1)0级(无肝损伤);(2)l级(轻度肝损伤);(3)2级(中度肝损伤);(4)3级(重度肝损伤);(5)4级(急性肝功能衰竭):可出现腹水、肝性脑病或与DILI相关的其他器官功能衰竭;(6)5级(致命):因DILI致死,或需通过肝移植才能存活。
1.6 检查方法
收集研究对象晨起空腹静脉血6 mL,室温静置15~30 min,1100 r/min,离心半径为16.80 cm,离心15 min。血清MMP-9、MMP-14的浓度检测采用双抗体夹心法,MMP-9、MMP-14抗体购自abcam公司(货号分别为ab228402,ab5104)。酶标仪为美国Molecular公司SPECTCA MAX190。SAA采用化学发光法,试剂盒为美国罗氏试剂盒。
1.7 统计学处理
应用SPSS20.0软件分析统计,计量资料符合正态分布采用(
$\bar x \pm s $ )表示,组间比较使用单因素方差分析,进一步两两比较采用SNK-q检验。计数资料采用“构成比(%)”表示。相关性分析采用Spearman秩相关检验,以P < 0.05为差异有统计学意义。2. 结果
2.1 免疫功能检查结果比较
比较不同亚组之间T淋巴细胞亚群细胞的计数,A组、B组、C组、D组分别与健康对照组(E组)比较,各组在CD3+、CD8+T淋巴细胞的计数上两两比较,差异无统计学意义(P > 0.05),CD4+T淋巴细胞计数A组、B组、C组、D组与E组比较,总体差异有统计学意义(P < 0.05),但组间比较,仅A组与E组差异有统计学意义(P < 0.05),见表2。
表 2 T淋巴细胞亚群细胞计数比较($ \bar x \pm s $ )Table 2. Comparison of cell counts of T lymphocyte subsets ($ \bar x \pm s $ )项目 CD3计数(个) CD4计数(个) CD8计数(个) A组(n=67) 719 ± 110 455 ± 116 476 ± 89 B组(n = 17) 674 ± 89 566 ± 122 527 ± 87 C组(n = 18) 621 ± 78 521 ± 78 515 ± 103 D组(n = 13) 697 ± 82 559 ± 90 501 ± 91 E组(n = 35) 914 ± 170 810 ± 158 513 ± 85 F 0.775 6.784 0.446 P 0.550 0.000* 0.775 *P < 0.05。 2.2 SAA、MMP-9、MMP-14在不同类型肝损伤组别中的对照
分别比较SAA、MMP-9、MMP-14在A组、B组、C组、D组中的表达情况,与其他3组(B、C、D组)相比,SAA与MMP-9在A组中表达明显升高,差异具有统计学意义(P < 0.05),MMP-14在C组中表达升高,差异有统计学意义(P < 0.05),见表3。
表 3 不同亚组SAA、MMP-9、MMP-14的比较($\bar x \pm s $ )Table 3. Comparison of SAA,MMP-9 and MMP-14 in different groups ($\bar x \pm s $ )项目 SAA(mg/L) MMP-9(ng/mL) MMP-14(ng/mL) A组(n = 67) 89.1 ± 11.2 36.1 ± 10.2 5.2 ± 3.3 B组(n = 17) 32.3 ± 6.1 11.3 ± 6.2 6.0 ± 2.6 C组(n = 18) 47.5 ± 9.2 14.1 ± 7.1 11.2 ± 6.9 D组(n = 13) 55.2 ± 11.3 15.3/12.5 4.0 ± 2.1 F 4.432 5.414 3.996 P 0.012# 0.005# 0.018# #P < 0.05。 2.3 SAA、MMP-9、MMP-14与肝损伤严重程度的相关性分析
SAA的表达量与肝损伤严重程度分级呈正相关关系(r = 0.687,P = 0.001),MMP-9的表达量与肝损伤严重程度分级呈正相关关系(r = 0.811,P = 0.000),MMP-14的表达量肝损伤严重程度分级无相关关系(r = 0.075,P = 0.141),见表4。
表 4 SAA、MMP-9、MMP-14与肝损伤严重程度的比较($ \bar x \pm s $ )Table 4. Comparison of SAA,MMP-9,MMP-14 and the severity of liver injury ($ \bar x \pm s $ )项目 1级(n = 41) 2级(n = 32) 3级(n = 25) 4级(n = 15) 5级(n = 2) Spearman系数(r) P SAA(mg/L) 26.1 ± 13.1 45.3 ± 15.2 69.2 ± 19.1 115.0 ± 21.3 146.0 ± 28.4 0.687# 0.001# MMP-9(ng/mL) 11.4 ± 5.1 39.1 ± 11.2 45.2 ± 10.4 55.1 ± 9.3 65.3 ± 21.1 0.811* 0.000* MMP-14(ng/mL) 3.61 ± 1.5 4.0 ± 1.2 4.01 ± 1.3 6.54 ± 2.3 8.21 ± 3.6 0.075 0.141 # P < 0.05,*P < 0.001。 3. 讨论
抗结核药物性肝损伤在临床中越来越常见,国内结核病研究专家已经开始呼吁临床医生重视ATB-DILI,因为ATB-DILI容易导致患者停药,使耐药风险增加,病程延长,治疗更为棘手[7]。
有研究结果显示,肺结核患者均有不同程度的免疫功能低下,同时免疫功能低下的患者,肺毁损及发生肺外结核的发生几率更高,提示肺结核疾病进展与免疫功能密切相关[8]。本研究结果显示,在临床研究数据对比中,肝细胞损伤型组(A组)与健康对照组(E组)在CD4+T淋巴细胞计数中两两比较,差异具有统计学意义(P < 0.05),提示ATB-DILI患者具有一定的免疫功能低下,CD4+T淋巴细胞减少可能对ATB-DILI发生有一定相关性,与部分文献相符[9-10]。同时肝细胞损伤型是ATB-DILI中最为常见的类型,CD4+T淋巴细胞减少也可能导致自身免疫屏障功能受损,巨噬细胞吞噬功能下降,炎症因子分泌增加,导致ATB-DILI进展[11-13]。
SAA是由多基因编码合成的一种急性时相反应蛋白[14]。其编码基因位于11号染色体短臂,大小约为160 kb[15]。本研究显示,SAA在ATB-DILI中明显升高,且与肝损伤严重程度密切相关(P < 0.05)。本研究结果提示ATB-DILI与炎症发生发展有一定相关性,抗结核药物导致的急性炎症反应会促进炎症因子分泌,攻击正常细胞结构,损伤肝细胞。通过抗结核治疗的同时应用保肝药如甘草酸单胺或异甘草酸镁等,控制炎症进程或者降低炎症因子表达,可能改善抗结核药物导致的肝损伤严重程度[16-17]。
基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)是自然界进化中高度保守的一类蛋白酶,所有MMPs亚型均属于锌依赖性内肽酶家族[18]。其中MMP-9主要在炎症细胞中表达,比如中性粒细胞、巨噬细胞等[19]。本研究显示在ATB-DILI患者中,MMP-9升高明显,提示ATB-DILI与炎症密切相关。同时MMP-9与ATB-DILI严重程度分级具有明显正相关关系(P < 0.05),MMP-9在ATB-DILI 3、4级患者中明显升高,提示ATB-DILI发生机制可能为炎症介质介导的炎症反应,该结论也与部分研究相符[20]。研究炎症反应导致的肝细胞损伤因素,分析炎症介质的上游通路及下游影响路径,可能为以后减少ATB-DILI发病率打下前期基础。
MMP-14是是第1个发现的具有跨膜序列的MMPs,并且是膜型蛋白酶中最重要的一员[21-22]。MMP-14主要生物学功能在于介导MMP-2酶原的激活,以及通过其表达上调血管内皮生长因子,促进血管生成和生长,也可促进血管内膜增厚,血管硬化及血管外间质增生[23-25]。本研究结果显示,MMP-14在肝血管损伤型中表达明显上升,提示血管损伤及硬化、肝纤维化与ATB-DILI发生机制也有一定相关性。虽然MMP-14与ATB-DILI严重程度无明显相关性(P > 0.05),但也可能与笔者入组病例较少,不能进行大样本分析有关。
通过本研究结果显示,SAA、MMP-9、MMP-14与ATB-DILI发生发展密切相关,通过调节炎症反应,减少炎症因子分泌,可能会降低ATB-DILI发病率,改善ATB-DILI患者预后,减少结核病患者的疾病负担。
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表 1 一般资料比较(
$ \bar x \pm s $ )Table 1. Comparison of general information (
$\bar x \pm s $ )项目 年龄(岁) 身高(cm) 体重(kg) 体质指数(kg/cm2) A组(n = 67) 39.1 ± 11.2 169.1 ± 5.7 57.3 ± 12.4 21.2 ± 2.3 B组(n = 17) 42.0 ± 7.0 167.2 ± 5.9 61.2 ± 11.7 19.8 ± 2.2 C组(n = 18) 37.1 ± 7.6 171.2 ± 6.6 60.5 ± 11.3 20.4 ± 2.1 D组(n = 13) 45.1 ± 8.2 166.2 ± 7.1 59.2 ± 9.7 20.1 ± 2.4 E组(n = 35) 34.1 ± 8.6 170.2 ± 6.1 67.2 ± 8.5 22.3 ± 1.3 F 0.349 0.647 0.672 0.565 P 0.943 0.633 0.541 0.690 表 2 T淋巴细胞亚群细胞计数比较(
$ \bar x \pm s $ )Table 2. Comparison of cell counts of T lymphocyte subsets (
$ \bar x \pm s $ )项目 CD3计数(个) CD4计数(个) CD8计数(个) A组(n=67) 719 ± 110 455 ± 116 476 ± 89 B组(n = 17) 674 ± 89 566 ± 122 527 ± 87 C组(n = 18) 621 ± 78 521 ± 78 515 ± 103 D组(n = 13) 697 ± 82 559 ± 90 501 ± 91 E组(n = 35) 914 ± 170 810 ± 158 513 ± 85 F 0.775 6.784 0.446 P 0.550 0.000* 0.775 *P < 0.05。 表 3 不同亚组SAA、MMP-9、MMP-14的比较(
$\bar x \pm s $ )Table 3. Comparison of SAA,MMP-9 and MMP-14 in different groups (
$\bar x \pm s $ )项目 SAA(mg/L) MMP-9(ng/mL) MMP-14(ng/mL) A组(n = 67) 89.1 ± 11.2 36.1 ± 10.2 5.2 ± 3.3 B组(n = 17) 32.3 ± 6.1 11.3 ± 6.2 6.0 ± 2.6 C组(n = 18) 47.5 ± 9.2 14.1 ± 7.1 11.2 ± 6.9 D组(n = 13) 55.2 ± 11.3 15.3/12.5 4.0 ± 2.1 F 4.432 5.414 3.996 P 0.012# 0.005# 0.018# #P < 0.05。 表 4 SAA、MMP-9、MMP-14与肝损伤严重程度的比较(
$ \bar x \pm s $ )Table 4. Comparison of SAA,MMP-9,MMP-14 and the severity of liver injury (
$ \bar x \pm s $ )项目 1级(n = 41) 2级(n = 32) 3级(n = 25) 4级(n = 15) 5级(n = 2) Spearman系数(r) P SAA(mg/L) 26.1 ± 13.1 45.3 ± 15.2 69.2 ± 19.1 115.0 ± 21.3 146.0 ± 28.4 0.687# 0.001# MMP-9(ng/mL) 11.4 ± 5.1 39.1 ± 11.2 45.2 ± 10.4 55.1 ± 9.3 65.3 ± 21.1 0.811* 0.000* MMP-14(ng/mL) 3.61 ± 1.5 4.0 ± 1.2 4.01 ± 1.3 6.54 ± 2.3 8.21 ± 3.6 0.075 0.141 # P < 0.05,*P < 0.001。 -
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