基質金屬蛋白酶-7 在膽道閉鎖中的研究進展

★ 楊路思 李標鵬 許增華（.江西中醫藥大學研究生院 南昌 330004；.江西省兒童醫院消化內科 南昌 330006）

膽道閉鎖（biliary atresia，BA）是嬰兒梗阻性黃疸的最常見原因，其病理特點是膽管進行性炎癥和纖維化閉鎖，未經治療的兒童通常在2 歲前因膽汁淤積和進行性肝纖維化而死亡［1］。BA 是一種全球性疾病，不同國家的發病率有顯著差異，西方國家的發病率約為每萬人0.52~0.71，東亞的發病率較高，日本和臺灣的發病率分別為每萬人1.1 和每萬人1.48［2］。肝門空腸吻合術（Kasai）手術時患兒的年齡對長期自體肝存活率有顯著的影響，越早行Kasai 手術患兒收益越高。BA 嬰兒出生后30 d內Kasai 手術效果最佳，有研究報道患兒行Kasai手術時間在30、60、90 d 或更晚時，25 年自體肝生存率分別為38%、27%、22%和19%［3］?？焖僭\斷、及時采取規范化治療對BA 的預后至關重要。目前用于BA 早期篩查、診斷的指標較多，但缺少同時具有高敏感性、特異性、及時性的檢驗方法［4］。近年來有多篇文獻報道基質金屬蛋白酶-7（matrix metalloproteinase-7，MMP-7）診斷BA 具有高敏感性和特異性，對BA 的預后也有重要作用。因此，本文對相關文獻進行整理，從MMP-7 及其機制研究、MMP-7 參與BA 病理進程的證據、MMP-7 對BA 的診斷價值和MMP-7 對BA 的預后評估幾方面進行綜述，以期為臨床診斷和治療BA 提供參考。

1 MMP-7 及其機制研究

基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）是一個鋅依賴性內肽酶家族，由成纖維細胞、血管平滑肌和白細胞等多種細胞分泌，參與細胞外基質（extracellular matrix, ECM）中各種蛋白質的降解，且在白細胞浸潤和組織炎癥中也發揮重要作用［5］。MMP-7 是最小的基質金屬蛋白酶之一，也被稱為基質溶素、基質溶素-1、假定的金屬蛋白酶和間斷金屬蛋白酶，基因編碼位于11q21-q22［6］。MMP-7 被認為是由多種細胞產生，在正常子宮內膜、支氣管、導管、皮膚腺上皮、泌尿生殖道和胃腸道等組織中有表達［7-8］。MMP-7在成人肺、膽囊和膀胱中的表達水平極低，但在疾病狀態，如癌癥和纖維化性疾病中水平上調［9-11］。MMP-7 具有特殊的精簡結構，能夠降解絕大部分細胞外基質及切割非ECM 蛋白，因此，MMP-7 在調節衰老、傷口愈合、骨生長和重塑以及控制細胞生長、炎癥和炎癥的信號通路等多種過程中發揮著重要作用［12］。

由于對MMP-7 的研究尚不足，故而其作用機制均在探索研究階段。MMP-7 的作用機制雖復雜未明，但已知可以降解細胞外基質成分并裂解細胞表面分子，如細胞凋亡因子配體、前TNF-α 和上皮細胞鈣黏蛋白等，生成可溶性形式，在多種疾病的調節過程中發揮重要作用［13］。纖連蛋白作為ECM 的一種成分，通過與整合素結合負責細胞間粘附。在纖維化中，基底膜蛋白（如IV 型膠原）的沉積實際上會增加，MMP-7 通過降解IV 型膠原在腫瘤和纖維化中發揮作用［14］。MMP-7 在癌癥中被描述得更多，因其中基底膜的破壞影響癌細胞侵入完整組織的能力。有研究表明MMP-7 在許多腫瘤細胞中大量表達，并抑制癌細胞凋亡、減少細胞粘附和誘導血管生成而參與腫瘤進展［6］。在肝纖維化中，MMP-7 的作用機制尚未被廣泛描述。最新研究發現，血清MMP-7 是晚期肝纖維化和肝硬化的可靠生物標志物，其可以通過TGF-β/Smad、Rho/ROCK、Notch、MAPK 和P13K 等多條促纖維化信號通路的靶點和產物，調節各類作用于肝臟的炎癥因子，在肝膽惡性腫瘤、膽道閉鎖及肝纖維化中具有重要作用［15］。

2 MMP-7 參與BA 病理進程的證據

膽道閉鎖的病理特征是肝內外膽管進行性炎癥和纖維性梗阻，進行性肝纖維化是影響Kasai 手術預后的重要因素。肝纖維化發生在肝損傷修復和愈合過程中，其主要病理特是ECM 異常沉積［16］。MMPs 及其內源性組織抑制劑（tissue inhibitors of metalloproteinases，TIMPs）是參與肝組織重塑的主要蛋白酶，能夠動態調控肝ECM 降解和重塑的過程。在生理環境下MMPs 降解ECM 來保持肝竇間隙中的物質平衡，TIMPs 能夠抑制MMPs 的活性，當肝細胞受到損傷，肝竇間物質平衡被打破，大量ECM 沉積加重肝纖維化［17］。

研究發現MMP-7 在肝纖維化過程中過度表達，是BA 相關肝纖維化中上調的主要基質金屬蛋白酶［18］。Lertudomphonwanit 等［19］通過BA 小鼠的實驗模型發現MMP-7 在膽管上皮損傷后由膽管細胞釋放。在膽汁淤積患者中，MMP-7 在肝臟的表達與肝纖維化程度相關［20］。MMP-7 與細胞角蛋白7（CK7）分布的位置相同，分布在膽管上皮細胞、肝細胞和庫普夫細胞，CK7 是膽管細胞增殖和膽管反應的標志。盡管Kasai 手術成功，MMP-7 在肝臟的過度表達與Metavir 肝纖維化階段相關，MMP-7可獨立于膽汁淤積而發生［21］。Jiang 等［22］發現BA患者血清MMP-7 濃度、年齡和纖維化階段之間存在相關性，表明血清MMP-7 在年齡較小的BA 纖維化患者中起作用。這些結果為MMP-7 參與BA的病理生理學提供了間接證據，但是目前缺乏直接的證據表明MMP-7對BA肝纖維化產生影響。雖然，MMP-7 的表達與BA 患者診斷時的肝纖維化程度相關，但是肝纖維化是一種異常的組織再生過程，MMP-7 可能只是這種異常再生的特異性標志物，在BA 的發病機制中不起積極作用。由于MMP-7 被懷疑參與BA，其在BA 相關肝纖維化進展中的確切作用和意義需要進一步研究。

3 MMP-7 對BA 的診斷價值

膽道閉鎖（BA）是一種破壞性的膽管疾病，早期診斷行Kasai 手術治療能夠提高患兒自體肝的生存率［23］。然而，其他原因引起的膽汁淤積性疾?。ǚ荁A）與BA 的癥狀、體征以及血清肝功能指標非常相似，導致臨床診斷BA 面臨巨大挑戰。多項研究結果顯示MMP-7 在BA 中的水平要顯著高于其他膽汁淤積性疾病，敏感性為95.19%~100%，特異性為90%~95.6%，表明血清MMP-7 對區分BA 與其他膽汁淤積性疾病具有較高的敏感性和特異性［20,22,24-25］。MMP-7 與各實驗室指標相比較時，MMP-7 的診斷準確性高于γ-谷氨酰轉移酶（GGT）、白介素8（IL-8）、總膽紅素（TB）和直接膽紅素（DB），并且MMP-7 聯合這些實驗室指標并不能顯著提高診斷效能，因此，血清MMP-7 作為獨立指標診斷BA 具有良好的診斷效能和準確度［26-27］。

BA 患者的MMP-7 水平變化與患兒的年齡有關。有研究者發現年齡在61 天以上的BA 患者血清MMP-7 水平明顯高于年齡≤28 d BA 患者， 年齡≤28 d 的 BA 患者和年齡29~60 d 的BA患者的血清 MMP-7 水平無顯著性差異，推測可能由于年齡較大的患兒，肝纖維化程度較深，從而導致MMP-7 的水平較高［28-29］。BA 患者血清中MMP-7 水平低可能跟基因突變和血清樣品中MMP-7 的快速降解有關［29］。盡管目前MMP-7診斷BA 尚沒有統一的標準，但是其作為一種新的非創傷性生物標志物，MMP-7 對膽道閉鎖具有良好的診斷價值，臨床應用前景廣闊。

4 MMP-7 對BA 的預后評估

BA 是一種病因不明的梗阻性膽道疾病，它是兒童肝臟相關死亡的最常見原因，也是兒童肝臟移植的主要適應癥。盡管多次嘗試通過提高手術技術來改善手術結果，但Kasai 手術的結果不理想，約80%的患者在成年前需要肝移植治療［30］。即使沒有肝移植，超過一半的患者會在Kasai 手術后出現門脈高壓、復發性膽管炎和進行性肝衰竭等并發癥，降低BA 患者的生活質量［31］。因此，通過生物標志物來評估BA 患者術后的情況，及時采取合適的干預措施，能夠減輕患者的痛苦，挽救患兒的生命。

Kasai 手術后血清MMP-7 水平與膽道閉鎖嬰兒的肝移植需求相關，術后MMP-7 水平在一定程度上能夠反映 BA 患者的預后。余晨等［32］將41 例因Kasai 術后肝臟功能衰竭而行肝移植術的患者按照Kasai 手術與肝移植的間隔時間分為兩組，發現肝移植＜2 年的患者MMP-7 的水平比肝移植≥2 年的患者水平高，表明MMP-7 水平越高患兒自體肝生存越不佳。Ramachandran 等［33］發現在Kasai 手術后未能清除黃疸的患者以及終末期肝病患者中MMP-7 的表達顯著升高，而在Kasai 手術成功的患者中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1（PCK1）表達上調，在Kasai 手術失敗的患者中PCK1 表達下調，因此MMP-7 有可能被用作預測Kasai 手術結果和疾病進展的生物標志物，參考MMP-7 和PCK1 的表達水平有助于臨床醫生制定新的診療策略。PCK1 是調節糖異生和甘油異生途徑的主要控制酶之一，低PCK1 的表達與原發性肝癌的不良預后有關［34］。Wu 等［20］對Kasai 手術后MMP-7 的預測肝移植的臨界值進一步做了研究，血清MMP-7 水平＞10.30 ng/mL 膽道閉鎖嬰兒的肝移植頻率顯著高于血清MMP-7水平≤10.30 ng/mL 的嬰兒。許培培［28］研究發現血清MMP-7 水平在Kasai 術后1 周先下降后升高，到第4 周自體肝生存組的血清MMP-7 開始逐漸降低，而肝移植組的血清MMP-7 水平越來越高，患兒Kasai 術后3 個月，血清MMP-7 預測患者需要肝移植的臨界值為 56.68 ng/mL，敏感性為97.40%，特異性為93.68%。Chi 等［29］使用酶聯免疫吸附法測定440 名膽汁淤積癥患者在診斷BA時到肝移植時的血清MMP-7 水平，結果發現與其他微創指標（直接膽紅素、總膽紅素、GGT、天冬氨酸轉氨酶與血小板的比率）相比，血清MMP-7是Kasai 手術后6 周唯一有意義的預測因子，也是Kasai 手術后3 個月最準確的預測自體肝兩年生存率的指標。

但是，日本的一項多中心研究發現在需要Kasai 手術的BA 患者和需要肝移植的BA 患者之間，Kasai 手術前和手術后1 周、4 周的血清MMP-7 沒有顯著差異，表明血清MMP-7 不能預測一年內的肝移植。之所以存在不同的研究結果，可能由于納入研究的種族不同、年齡不同、研究方法不同等原因導致其結論出現差異。因此未來需要加強國際間的合作，制定更標準的研究方法來證實術后MMP-7水平是否能評價膽道閉鎖患者的預后。

5 總結與展望

早期診斷BA，及時采取措施干預治療是本疾病的研究重點。MMP-7 對膽道閉鎖診斷具有重要的臨床意義，其對膽道閉鎖的早期診斷價值逐漸被臨床認可，但 MMP-7 對膽道閉鎖患者預后情況的評估作用仍需進一步研究。今后需開展多中心、大樣本、不同種族和地區的研究，進一步研究MMP-7 在肝臟病變和纖維化中的表達機制，制定統一的標準，以明確其作為治療靶點和預后生物標志物的價值。