《The Egyptian Journal of Bronchology》：Elevated serum MMP-9 and E-selectin levels in pulmonary tuberculosis: potential diagnostic and pathophysiological roles
编辑推荐：
肺结核仍是全球重大健康负担，在全球范围内造成显著的发病率和死亡率。肺结核的发病机制涉及结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb）与宿主免疫系统之间的复杂相互作用，其中基质金属蛋白酶-9（Matrix Metalloprote
肺结核仍是全球重大健康负担，在全球范围内造成显著的发病率和死亡率。肺结核的发病机制涉及结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb）与宿主免疫系统之间的复杂相互作用，其中基质金属蛋白酶-9（Matrix Metalloproteinase-9, MMP-9）和E-选择素（E-selectin）在组织破坏、炎症反应及免疫细胞迁移中发挥关键作用。该研究旨在评估肺结核患者血清中MMP-9和E-选择素的水平。研究纳入40例新诊断肺结核患者和40名健康志愿者。结果显示，患者组的MMP-9和E-选择素血清水平均显著高于对照组。升高的MMP-9水平可能与组织损伤和肉芽肿形成相关，而E-选择素水平升高则反映了肺结核中炎症反应增强和免疫细胞募集增加。需要进一步开展大规模研究以更好地阐明这些分子的调控机制及其作为治疗靶点的潜力。
肺结核作为全球重大公共卫生问题，长期受到医学界的广泛关注。据估计，全球约三分之一人口感染结核分枝杆菌，其中多数人在发生活动性感染前即可清除细菌，但部分个体免疫系统无法有效杀灭细菌，导致少量细菌存活于肺肉芽肿中形成潜伏感染；当宿主因人类免疫缺陷病毒（HIV）感染、衰老或其他免疫抑制事件导致免疫功能下降时，这些休眠菌可被重新激活，引发亚临床慢性感染。肺结核的病理进程涉及病原体与宿主免疫反应之间的复杂相互作用，而细胞外基质（Extracellular Matrix, ECM）的动态调控在这一过程中至关重要。基质金属蛋白酶（Matrix Metalloproteinases, MMPs）作为可降解ECM成分的多基因内肽酶家族成员，其中的MMP-9不仅能降解ECM成分如核心蛋白聚糖、明胶、层粘连蛋白、弹性蛋白以及IV、V、XI、XVI型胶原蛋白，还在正常组织重塑中扮演重要角色。然而，在肺结核中，肺实质组织破坏、干酪样坏死和空洞形成是疾病进展的决定性因素，而单核吞噬细胞分泌的基质金属蛋白酶被认为是介导肺组织破坏的重要机制之一。
与此同时，黏附分子在组织修复、细胞保护和维持组织完整性方面具有关键功能。作为多功能黏附分子，选择素（包括P-选择素、E-选择素和L-选择素）及其配体对白细胞在血管壁上的滚动和黏附至关重要。可溶性E-选择素（sE-selectin）被视为内皮细胞损伤或激活的标志物。在结核分枝杆菌感染过程中，细胞黏附分子通过调控炎症反应和引导免疫细胞向感染组织迁移而发挥核心作用。尽管关于E-选择素在结核分枝杆菌感染中具体作用的研究尚有限，但现有证据提示其可能在病原体与宿主细胞结合以及感染进展中发挥关键作用。MMP-9和E-选择素在肺结核发病机制中的双重作用使它们成为潜在的生物标志物，可能用于监测疾病进展、评估炎症严重程度及监测治疗反应，其抑制剂或调节剂也有望成为减轻结核过度炎症反应的治疗靶点。
研究人员开展了一项病例对照研究，纳入肺结核患者与健康志愿者各40例。受试者均为18岁以上成年人，排除合并其他疾病及烟草、酒精或药物使用者，以确保研究结果的准确性。血液样本于患者确诊时、治疗开始前采集，血清分离后保存于-80°C待检。MMP-9和E-selectin水平采用酶联免疫吸附试验（ELISA）进行定量检测。统计学分析采用IBM SPSS 25.0软件，因数据不符合正态分布，采用Mann-Whitney U检验进行组间比较，Spearman相关检验评估两指标相关性，并通过受试者工作特征（Receiver Operating Characteristic, ROC）曲线评价诊断效能。
研究结果显示患者组与对照组在年龄和性别分布上无显著差异，具有可比性。血清学检测表明，患者组MMP-9水平显著高于对照组，效应量接近中等水平；E-选择素水平亦显著升高，且呈现大效应量。在所有受试者中，MMP-9与E-选择素水平呈中等程度正相关（r=0.304, p=0.006）；分组分析显示患者组两指标存在中等正相关（r=0.365, p=0.021），而对照组无显著相关。ROC曲线分析进一步揭示，E-选择素在区分肺结核患者与健康对照方面具有优于MMP-9的鉴别能力，其曲线下面积（Area Under the Curve, AUC）更高，灵敏度为72.5%，特异度为75%，提示其作为肺结核存在及炎症活动性生物标志物的潜在价值。
讨论部分深入分析了E-选择素和MMP-9在肺结核病理机制中的作用。E-选择素作为表达于内皮细胞的单链糖蛋白，其N末端凝集素样结构域可结合循环白细胞表面的唾液酸化路易斯X（sialyl-Lewis X）等碳水化合物决定簇，介导白细胞沿内皮表面的"滚动"，进而上调血管细胞黏附分子-1（Vascular Cell Adhesion Molecule-1, VCAM-1）和细胞间黏附分子-1（Intercellular Adhesion Molecule-1, ICAM-1）的表达，最终通过细胞激活导致黏附分子脱落形成可溶性形式进入血液循环。研究测得肺结核患者E-选择素水平显著升高，与既往Mukae等及Lai等的研究结果一致，但本研究样本量更大且均为肺结核患者，排除了不同器官受累对E-选择素水平的影响。Hamzaoui等关于结核性胸膜炎的研究发现E-选择素水平正常，与本研究结果不同，可能归因于结核病变部位差异。ROC分析显示E-选择素具有高AUC值，其较高灵敏度和特异度支持其作为评估肺结核炎症严重程度、监测治疗反应和疾病进展的潜在生物标志物，E-选择素抑制剂或调节剂也可能成为减轻结核过度炎症反应的治疗靶点。
关于MMP-9的讨论指出，结核分枝杆菌感染以干酪样肉芽肿形成继之组织破坏为特征，可导致空洞形成等严重结局。早期研究认为结核中的广泛干酪样坏死和液化主要由针对结核的细胞免疫超敏反应驱动。MMPs作为锌依赖性蛋白酶，可降解ECM所有成分，在多种炎症条件下被上调，促进基质降解和白细胞募集，并能调节细胞因子反应。研究表明MMP-9（明胶酶B）在动物模型和人类结核病中活性增加，系统性MMP-9水平在肺结核中显著高于肺外结核、潜伏结核感染及健康对照。本研究测得肺结核患者血清MMP-9水平显著高于对照组，与结核性脑膜炎和结核性胸膜炎中的发现相似。Ordonez等在小鼠模型中证实结核病变中MMP活性增加，MMP-9在空洞性病变中显著存在；Taylor等发现MMP-9活性在Mtb耐药小鼠中升高，与肺肉芽肿结构和组织相关，对细胞在肉芽肿内的迁移和巨噬细胞募集至关重要，广谱MMP抑制剂BB-94可阻断杆菌早期扩散，提示MMPs通过分解肺ECM使细菌逃逸入血并播散至肺外器官。Chang等证实结核分枝杆菌及其主要抗原成分脂阿拉伯甘露聚糖可刺激MMP-9分泌并上调MMP-1和MMP-9基因表达，提示结核分枝杆菌可通过直接刺激巨噬细胞释放降解I-IV型胶原的基质金属蛋白酶，以及间接诱导白介素-1β和肿瘤坏死因子-α等细胞因子分泌、增强成纤维细胞介导的基质金属蛋白酶释放，从而促进空洞形成。鉴于本研究多数患者患有空洞性肺结核，研究人员推测升高的MMP-9水平可能与肺结核空洞病变形成相关。MMP-9不仅促进结核中病原体播散，还调控免疫细胞向感染组织的迁移以塑造宿主防御反应，但其活性失调可能导致感染进展失控和病理性组织损伤。尽管MMP-9在结核患者中显著升高，其中等AUC及相对较低的灵敏度和特异度提示其更可能反映组织重塑和疾病进展，而非作为独立的强诊断标志物。
本研究的优势在于严格筛选病例和对照组以最小化潜在混杂因素，且所有样本均在确诊时、治疗前采集，使生化参数能反映疾病自然进程。将研究发现与现有文献相结合也增强了研究的科学贡献。然而，作为病例对照研究，受限于样本量和严格排除标准，无法进行亚组分析；缺乏疾病严重程度分级、仅单一时点测量是本研究的重要局限。
结论部分指出，本研究首次联合检测了肺结核患者的血清E-选择素和MMP-9水平，发现两者在肺结核患者中均升高。在结核等感染性疾病中，这两种分子的联合升高可能影响疾病进展并加剧组织破坏。需要更广泛的研究以明确调控这些分子产生、激活或抑制的机制，深入理解这些通路有助于预防结核病、改善治疗策略及开发新型治疗方法。
