劉勝來(lái)，蔣利明，張 羽，田大偉，黃緒統(tǒng)，吳長(zhǎng)利

順應(yīng)性是衡量膀胱功能減退的一個(gè)重要特征[1]。膀胱順應(yīng)性（bladder compliance，BC）下降持續(xù)進(jìn)展的后果是上尿路功能的損害，且大多具有不可逆性，其可能的致病機(jī)制與膀胱及上尿路系統(tǒng)的纖維化密切相關(guān)[2-3]。尿路上皮中細(xì)胞外基質(zhì)合成和降解失衡是尿路系統(tǒng)纖維化的主要原因[4]。臨床病理資料表明，基質(zhì)金屬蛋白酶 -2（matrix metalloproteinase-2,MMP-2） 及 基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑-2 （tissue inhibitor of metalloproteinase-2,TIMP-2）在細(xì)胞外基質(zhì)代謝中發(fā)揮重要作用，且在損傷的尿路上皮組織中MMP-2及TIMP-2高表達(dá)與上皮組織的纖維化密切相關(guān)[5-6]。新的研究表明尿路上皮中MMP-2及TIMP-2表達(dá)情況可在尿液中被檢測(cè)[7]，且與尿路損傷程度具有高度相關(guān)性[8-9]，因此，通過(guò)檢測(cè)尿液中MMP-2及TIMP-2表達(dá)可間接反映BC，有助于在前列腺增生人群中篩查膀胱順應(yīng)性患者，在不增加創(chuàng)傷的前提下早發(fā)現(xiàn)早診斷早治療[10]。本研究通過(guò)檢測(cè)尿液中MMP-2、TIMP-2的表達(dá)情況，探討其在診斷梗阻性BC改變中的應(yīng)用價(jià)值，為BC改變患者篩查及無(wú)創(chuàng)性診斷提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 前瞻性研究2016年11月—2020年1月就診于天津醫(yī)科大學(xué)中新生態(tài)城醫(yī)院及天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院患者因前列腺增生行尿動(dòng)力學(xué)檢查患者的臨床資料，尿動(dòng)力學(xué)檢查診斷膀胱出口梗阻（bladder outlet obstruction, BOO）且20≤BC＜40 mL/cmH2O者納入研究組。對(duì)照組為前列腺增生患者尿動(dòng)力學(xué)檢查診斷BOO且BC≥40 mL/cmH2O者。所有納入研究患者除外泌尿系統(tǒng)腫瘤、神經(jīng)源性膀胱、糖尿病、急/慢性腎功能不全、間質(zhì)性膀胱炎等感染因素。經(jīng)膀胱測(cè)壓管留取患者殘余尿于-80 ℃凍存，留取尿量至少20 mL。

1.2 材料與儀器 試劑：人基質(zhì)金屬蛋白酶-2/明膠酶A(MMP-2)ELISA試劑盒、人TIMP-2 ELISA高靈敏檢測(cè)試劑盒（上海滬震生物科技）；原理：酶聯(lián)免疫吸附法，各項(xiàng)檢測(cè)參數(shù)均按檢測(cè)試劑說(shuō)明書(shū)設(shè)置。標(biāo)本：解凍-80 ℃凍存尿液按說(shuō)明書(shū)處理后作為檢測(cè)標(biāo)本；同時(shí)取早上空腹靜脈血3 mL分離血清用于血清肌酐（Scr）及血清胱抑素C（CysC）的檢測(cè)，使用公式估算腎小球?yàn)V過(guò)率（eGFR）=169×Scr-0.608×CysC-0.63× 年齡-0.157。儀器設(shè)備：低溫離心機(jī)(德國(guó)Heraeus公司)，平底96孔酶標(biāo)板(Nunc公司)，酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀（Wellscan MK3型），加拿大第四代萊博瑞尿動(dòng)力檢測(cè)儀。

1.3 研究方法 按照國(guó)際尿控協(xié)會(huì)（international continence society，ICS）推薦標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行尿動(dòng)力學(xué)檢測(cè)[11]。入組患者均在減少飲水前提下膀胱憋尿接近充盈狀態(tài)，排出尿液無(wú)菌容器裝載，并測(cè)定尿常規(guī)，尿比重大于1.030者符合要求者留取標(biāo)本并快速-80 ℃凍存。殘余尿使用7F膀胱測(cè)壓管導(dǎo)出并記錄，膀胱完全排空后以20 mL/min的速度泵入生理鹽水，根據(jù)ICS指南記錄尿動(dòng)力學(xué)參數(shù)：膀胱最大容量(maximum cystometric capacity，MCC)，最大尿流率 (maximum flow rate，Qmax)，殘余尿量(post void residual，PVR)，初尿意容量（first desire to void, FD），BC，最大膀胱逼尿肌收縮壓(Pdet-max)。根據(jù)ICS標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告：BC<20 mL/cmH2O為低膀胱順應(yīng)性膀胱，本研究的對(duì)象主要為BC減低范圍20≤BC<40 mL/cmH2O的患者。BC的計(jì)算公式：BC=△V／△Pdet，△V為膀胱再充盈過(guò)程中容量的變化值，△Pdet為相應(yīng)的逼尿肌壓力變化值。

1.4 標(biāo)本的檢測(cè) 將留存尿液標(biāo)本37 ℃條件下解凍[12]，進(jìn)行2500 r/min離心5 min去除殘?jiān)?，如有沉淀再次離心,取上清液進(jìn)行纖維透析過(guò)濾，獲得含MMP-2和TIMP-2蛋白的濾液。ELISA雙抗體夾心法按照試劑盒說(shuō)明書(shū)操作測(cè)定各組尿液中MMP-2、TIMP-2的含量。使用酶聯(lián)檢測(cè)儀490 nm波長(zhǎng)測(cè)定標(biāo)本中MMP-2和TIMP-2的OD值。分別測(cè)患者血肌酐及胱抑素C并計(jì)算eGFR[13]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 數(shù)據(jù)分析采用SPSS21.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以（）表示，比較用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)（率）表示，比較用χ2檢驗(yàn)，單變量logistic回歸分析評(píng)估尿路標(biāo)記物水平和尿動(dòng)力學(xué)變量。一元線性回歸評(píng)估MMP-2及MIP-2與尿動(dòng)力學(xué)變量之間關(guān)系，P＜0.05差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 臨床資料比較 37名患者入研究組，對(duì)照組為37例，平均年齡為65.4歲，均因下尿路癥狀門(mén)診就診人群，兩組患者年齡、IPSS 評(píng)分、體重指數(shù)（body mass index, BMI）、膀胱過(guò)度活動(dòng)癥評(píng)分（overactivity bladder symptom score, OABSS）、 表皮生長(zhǎng)因子受體（epidermal growth factor receptors,eGFR比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）（詳見(jiàn)表1）。

表1 研究組與對(duì)照組患者臨床資料對(duì)比

兩組尿動(dòng)力學(xué)參數(shù)比較：BC分別為（33.6±9.2）mL/cmH2O、（50.6 ±18.2）mL/cmH2O,兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），而MCC、Qmax、PVR、 FD、Pdet-max比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（詳見(jiàn)表2）。

表2 研究組與對(duì)照組尿動(dòng)力學(xué)參數(shù)比較

2.2 MMP-2、TIMP-2表達(dá)及與尿動(dòng)力參數(shù)關(guān)系 研究組尿液MMP-2及TIMP-2含量分別為（0.75±0.26）ng/mL、(359.8±123.7) pg/mL，顯著高于對(duì)照組（0.52±0.21）ng/mL、（289.8±101.9）pg/mL，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。單變量logistic和線性回歸分析表明TIMP-2和MMP-2與膀胱順應(yīng)性顯著相關(guān)（OR=10.9；P=0.034和OR=19.3；P=0.045），與尿動(dòng)力學(xué)其他參數(shù)（Pdetmax、CC、OABSS）比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）（見(jiàn)表3）。MMP-2、TIMP-2 與BC改變的特異性及敏感性（見(jiàn)圖1）。在單變量線性回歸分析MMP-2和TIMP-2與eGFR無(wú)顯著相關(guān)性。

表3 MMP-2和TIMP-2與尿動(dòng)力參數(shù)關(guān)系

圖1 MMP-2與TIMP-2與BC相關(guān)性的ROC曲線

3 討論

臨床實(shí)踐中對(duì)梗阻性膀胱改變治療的重點(diǎn)是解除梗阻，梗阻解除后仍有部分患者存在下尿路癥狀，大多是因?yàn)樾g(shù)前對(duì)已繼發(fā)的膀胱功能改變?nèi)狈_的評(píng)估[14-15]。尿流動(dòng)力學(xué)檢查是直觀量化尿路功能評(píng)估較為理想的方法，但屬有創(chuàng)檢查，并且受膀胱容量、緊張情緒等多因素影響，對(duì)BC改變的客觀事實(shí)缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)定[16]。尿液標(biāo)本最容易獲取，無(wú)創(chuàng)傷，易被患者所接受，被認(rèn)為是探索下尿路功能障礙的有效工具。

為克服增加的尿流阻力，膀胱出口梗阻發(fā)生初期膀胱壁最先出現(xiàn)代償性增生，壁內(nèi)血管受壓，局部出現(xiàn)缺血低氧[17]。局灶性缺氧持續(xù)進(jìn)展線粒體氧化代謝功能受損以及慢性的尿潴留使得膀胱平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞及上皮細(xì)胞進(jìn)一步肥大、增殖，成纖維細(xì)胞中轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子TGF-β和結(jié)蹄組織生長(zhǎng)因子CTGF的基因表達(dá)水平下降，細(xì)胞內(nèi)骨架蛋白、離子通道、線粒體的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，細(xì)胞外基質(zhì)成分發(fā)生變化即膀胱重塑，嚴(yán)重影響膀胱排空[18]。MMP-2和TIMP-2參與調(diào)節(jié)生理和病理狀態(tài)下細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matix, ECM）的合成和代謝平衡,亦可發(fā)揮其類細(xì)胞生長(zhǎng)因子樣的作用,調(diào)節(jié)系膜細(xì)胞的增殖與分化，參與繼發(fā)性膀胱功能改變復(fù)雜的病理生理過(guò)程[19]。近來(lái)對(duì)ECM的研究不斷明朗，抑制細(xì)胞遷移與黏附的MMP-2可激活線粒體-核應(yīng)激信號(hào)，在ECM代謝調(diào)節(jié)中TIMP-2是MMP-2的負(fù)調(diào)節(jié)劑[20]，兩者可能參與了BC改變引起的上尿路損害甚至慢性腎功能惡化。膀胱壁細(xì)胞外基質(zhì)由大分子構(gòu)成的錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，為肌細(xì)胞生存及活動(dòng)的微環(huán)境，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)影響細(xì)胞的代謝、功能、遷移、增殖和分化，與膀胱的特殊功能相適應(yīng)。MMP-2主要通過(guò)降解Ⅳ型膠原纖維參與病理生理過(guò)程，而Ⅳ型膠原纖維則是細(xì)胞膜及細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分。TIMP-2能以高度的親和性與MMP-2結(jié)合，兩者的相對(duì)濃度最終決定了MMP-2膠原降解的能力[21-22]。

在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)尿TIMP-2和MMP-2可能與梗阻性患者BC改變密切相關(guān)，發(fā)現(xiàn)尿TIMP-2表達(dá)與BC改變合并上尿路積水損傷有關(guān)。Thurmond等[23]研究表明MMPs及其已知抑制劑（TIMPs）參與了細(xì)胞外基質(zhì)的破壞和重塑，TIMPs上調(diào)可導(dǎo)致纖維化膠原沉積增加，促使成纖維細(xì)胞和肌纖維母細(xì)胞等間質(zhì)細(xì)胞活躍，因此，膀胱出口梗阻與細(xì)胞外基質(zhì)沉積增加之間存在必然聯(lián)系[24-25]。梗阻致使膀胱壁增厚，膀胱平滑肌的構(gòu)成發(fā)生改變的同時(shí)細(xì)胞外基質(zhì)沉積導(dǎo)致膀胱壁纖維化，順應(yīng)性降低，細(xì)胞外基質(zhì)沉積與膀胱壁纖維化可以解釋傳統(tǒng)下尿路障礙藥物療法，特別是通過(guò)防止肉毒毒素的擴(kuò)散而進(jìn)行的注射毒素在膀胱壁缺乏影響[26-27]。我們認(rèn)為尿液中TIMP-2和MMP-2檢測(cè)可有力的補(bǔ)充尿動(dòng)力學(xué)的評(píng)估膀胱功能的變化，隨著大數(shù)據(jù)樣本的不斷積累可能成為BC改變重要的篩選工具。

綜上所述，MMP-2與TIMP-2參與了細(xì)胞外基質(zhì)重塑及膀胱壁纖維化的病理生理過(guò)程，尿液MMP-2可能是膀胱順應(yīng)性改變出現(xiàn)尿路損傷的標(biāo)志物，尿液TIMP-2表達(dá)情況也可預(yù)測(cè)梗阻性尿路損害，為梗阻性膀胱功能改變的篩查及靶點(diǎn)治療提供了依據(jù)支持。本研究也存在一些不足之處，入組患者神經(jīng)源性膀胱病變被排除，但高齡隱匿性神經(jīng)疾病可能被納入，導(dǎo)致患者群體選擇偏差可能。相信隨著臨床實(shí)踐的重視及分子機(jī)制的深入研究胱順應(yīng)性改變的難題一定能得到更好的解決。