この研究は、肺炎、肺線維症、肺がんと診断された患者におけるマトリックスメタロプロテイナーゼ-1 (MMP-1) およびマトリックスメタロプロテイナーゼ-7 (MMP-7) の発現レベルと臨床的意義を評価することを目的としています。目的は、それらの潜在的な診断的価値を調査し、これらの肺疾患を区別するための非侵襲的バイオマーカーとしての関連性を評価することです。
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この研究は、肺炎、肺線維症、肺がんと診断された患者におけるマトリックスメタロプロテイナーゼ-1 (MMP-1) およびマトリックスメタロプロテイナーゼ-7 (MMP-7) の発現レベルと臨床的意義を評価することを目的としています。目的は、それらの潜在的な診断的価値を調査し、これらの肺疾患を区別するための非侵襲的バイオマーカーとしての関連性を評価することです。
この研究は、肺炎、肺線維症 (PF)、および肺がん (LC) の患者におけるマトリックス メタロプロテイナーゼ-1 (MMP-1) およびマトリックス メタロプロテイナーゼ-7 (MMP-7) の発現レベルと臨床的意義を調査することを目的としていました。2023 年 10 月から 2024 年 4 月の間に、陝西省原子力工業 215 病院から遡及的に 136 人の肺炎症例、15 人の PF 症例、64 人の LC 症例、および 47 人の健常対照者が遡及的に含まれました。MMP-1およびMMP-7の血清濃度は、化学発光免疫測定法を使用して定量化されました。陽性率をグループ間で比較し、スピアマンの相関関係を使用して年齢と MMP 発現との関連を調べました。受信者動作特性 (ROC) 分析を実行して、最適なカットオフ値を決定し、診断性能を評価しました。血清MMP-1レベルの中央値は、LC群で高かった(22.9 ng / mL;IQR:11.65-30.0)およびPF群(26.5 ng/mL;IQR: 14.4-30.0) を肺炎群 (15.4 ng/mL;IQR:9.34-28.75)(p<0.05)。同様に、MMP-7レベルはLCで上昇しました(4.52 ng / mL;IQR:3.55-6.20)およびPF(5.05 ng / mL;IQR: 4.00-7.44) 群を肺炎 (2.35 ng/mL;IQR: 1.87-3.36) および健康な対照 (2.27 ng/mL;IQR:1.88-2.81)グループ(p < 0.05)。陽性率の有意なグループ間差が観察されました (p < 0.05)。年齢はMMP-1(rs = 0.215、p < 0.001)とMMP-7(rs = 0.531、p < 0.001)の両方と正の相関があり、MMP-7の方が相関関係が強かった。MMP-1 (z = -1.033、p = 0.301) または MMP-7 (z = -1.326、p = 0.185) については、性別間で統計的に有意な差は見られませんでした。MMP-7は、LC(カットオフ=3.325 ng/mL、感度=84.4%、特異度=97.9%)およびPF(カットオフ=3.66 ng/mL、感度=80.0%、特異度=97.9%)に対して高い診断精度を示しました。対照的に、肺炎に対するMMP-1およびMMP-7の診断性能は比較的限られていました。これらの発見は、MMP-7 が PF と LC を区別するための有用な非侵襲的バイオマーカーとして機能する可能性があることを示唆していますが、MMP-1 の臨床的有用性は特異性が低いため依然として限られています。
マイコプラズマ肺炎は市中肺炎の主要な病原体であり、最近の疫学的傾向は、散発性感染と周期的な世界的な発生の両方が 2 年から 6 年ごとに発生していることを示しています 1,2。ほとんどの症例は自己制限的ですが、重度の肺炎は、肺胞上皮損傷、異常な組織修復、線維芽細胞増殖、および不可逆的な瘢痕化に至る細胞外マトリックス沈着を特徴とする進行性間質性肺疾患である肺線維症 (PF) の潜在的な引き金として認識されています3。2019 年のレトロスペクティブ コホート研究では、限局性線維化変化を特徴とする炎症後 PF が症例の約 20.2% に存在したことが報告されました4。
肺線維症は間質性肺炎の最も一般的なサブタイプであり、予後不良と多大な社会経済的負担と関連しています。さらに、その進行は肺がん (LC) のリスクを大幅に上昇させ、以前の研究では PF 患者の発生率が 2.7% から 48% の間であることが示されており、健康な集団よりも著しく高いことが示されています 5,6。LC は依然として最も一般的な悪性新生物であり、がん関連死亡の主な原因です。驚くべきことに、症例のわずか 25% が早期に発見され、臨床管理と生存転帰が著しく妨げられます 7,8。臨床的には、PF と LC の同時発生は複雑な診断と治療上の課題となりますが、肺炎から PF への移行は微妙で十分に認識されていないことがよくあります。これらの肺疾患は、その重症度にもかかわらず、現在、早期発見と予後評価のための効果的で非侵襲的なバイオマーカーが不足しています。
最近の研究では、線維性肺疾患に関与する潜在的なバイオマーカーとしてマトリックスメタロプロテイナーゼ (MMP) が強調されています9。これらの亜鉛依存性エンドペプチダーゼは、細胞外マトリックスの分解とさまざまなシグナル伝達経路の調節に関与しています。病理学的条件下では、MMP は組織のリモデリング、炎症、および腫瘍の進行に寄与します。特に、LC における浸潤と転移の促進におけるそれらの役割は、ますます文書化されています10,11。その中で、MMP-1 と MMP-7 は、線維性肺プロセスと悪性肺プロセスの両方で関心のある候補として浮上しています。
画像診断法や、癌胎児性抗原 (CEA) やサイトケラチン断片 (CYFRA21-1) などの従来の腫瘍マーカーと比較して、MMP-1 および MMP-7 は、細胞外リモデリングと上皮損傷をより動的に反映します。特に、MMP-7 は、初期段階の疾患設定において肺線維症と炎症および悪性腫瘍を区別する優れた特異性を示しています。さらに、MMP の血清ベースの検出は低侵襲で迅速であり、自動化学発光プラットフォームと互換性があるため、スケーラブルな臨床応用が可能です。この方法論の単純さにより、特に放射線治療ツールが限られている場合や生検が禁忌である場合、急性期および慢性期の両方の治療現場での実現可能性が向上します。
この研究では、肺炎、肺線維症、肺がん患者における MMP-1 および MMP-7 の血清発現レベルを調査し、それらの潜在的な診断有用性と臨床的関連性を評価することを目的としています。
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この研究は、陝西省原子力産業 215 病院の医療倫理委員会 (承認番号 2023-LC-011) によって承認され、ヘルシンキ宣言の原則に従って実施されました。登録前に、すべての参加者またはその法定後見人からインフォームドコンセントが得られました。
1. 患者の詳細
2023年10月から2024年4月の間に肺がん(LC)と診断された合計64人の患者(男性45人、女性19人)が登録されました。診断と治療は、肺がんの臨床診断と治療ガイドライン(中国医師会、2023年版)に準拠しました。包含基準は次のとおりです: 3 か月以上続く進行性呼吸困難、空咳、一酸化炭素 (DLCO) の拡散能力の低下を伴う拘束性肺機能障害、労作性動脈低酸素血症、および聴診時の吸気パチパチ音の存在。除外基準には、放射線療法または化学療法の既往歴、併発全身疾患(血液疾患、内分泌疾患、肝臓疾患、腎臓疾患など)、妊娠または授乳、および不完全な臨床文書が含まれていました。
同じ期間に特発性肺線維症(PF)の15人の患者(男性11人、女性4人)が含まれていました。薬物誘発性線維症、職業/環境曝露、自己免疫/結合組織障害など、間質性肺疾患の原因が特定できる患者は除外されました。臨床現場での PF の有病率が低いため、このグループのサンプルサイズは限られていましたが、代表性を最大限に高めるために、研究期間内の適格なすべての症例が含まれていました。
肺炎患者136名(男性76名、女性60名)を募集した。このうち、98人が市中感染性細菌性肺炎、28人がマイコプラズマ肺炎肺炎、10人がウイルス性肺炎と診断され、微生物学的およびX線写真の所見によって確認されました。ほとんどの症例は軽度から中等度でした。集中治療を必要とする患者は除外されました。呼吸器疾患、全身感染症、心肺機能障害、またはその他の重篤な全身疾患を併発している人も除外されました。
2. データ収集
MMP-1およびMMP-7のサンプル調製と測定
静脈血サンプル (5 mL) を無菌条件下でヘパリン リチウムでコーティングされたチューブに収集しました。収集から30分以内に、血漿を3000 × g で4°Cで10分間遠心分離することにより分離しました。 上清を清潔なポリプロピレンチューブに移し、-20°Cで保存し、サンプルごとに2回以下の凍結融解サイクルを許可しました。
分析に先立ち、サンプルを室温で解凍し、低速ボルテックスを使用して10秒間穏やかに混合しました。目に見える層が存在する場合は、血漿が均一に見えるまで追加の渦が実行されました。透明度を確保するために、サンプルを3000 × g で5分間再遠心分離し、得られた上清を測定に使用しました。
MMP-1およびMMP-7の定量は、全自動化学発光免疫測定装置(MAGLUMI X8、Snibe、深セン、中国)を使用して実行されました。機器は、6 点検量線 (ロジット対数適合) を備えた 2 段階のサンドイッチ アッセイ モードで操作されました。各実行には、重複サンプル、自動 3 サイクル洗浄、およびそれぞれ 100 μL と 50 μL の試薬/サンプル量が含まれていました。校正は72時間ごとに実行され、結果は内部品質管理(低、中、高)がメーカーの目標範囲の±2 SD以内にある場合にのみ有効と見なされました。再現性を確保するために、すべての測定は二重に実施されました。
アッセイ内変動係数(CV)は、反復QC測定に基づくと、MMP-1でそれぞれ5.2%と7.8%、MMP-7で4.6%と6.5%でした。
血漿は標準プロトコルで好ましいマトリックスですが、サンプルの取り扱いにおける実際的な制約により、この研究では血清が使用されました。この置換はすべてのグループに一貫して適用され、解釈で説明されました。目に見えて溶血または脂肪血症のサンプルは分析から除外されました。
MMP-1 の陽性閾値 1.79 ng/mL、MMP-7 の陽性閾値 4.51 ng/mL は、アッセイキットによって事前に定義されていませんでしたが、ROC 曲線分析と最大 Youden 指数を使用して、この研究で経験的に導き出されました。したがって、これらの値はコホート固有として解釈されるべきであり、独立した集団での検証が必要です。
3. 統計的手法
データの正規性はコルモゴロフ-スミルノフ検定を使用して評価され、分散の均一性はレヴェンの検定 によって 評価されました。連続変数の場合、結果は、データ分布に応じて、平均値±標準偏差または中央値(四分位範囲)として表されました。2 グループ比較は Mann-Whitney U 検定を使用して実行され、複数グループ比較は Kruskal-Wallis H 検定を使用して実行されました。
4. カテゴリデータはカイ 2 乗検定を使用して分析されました
年齢とMMP発現の相関関係は、スピアマンの順位相関係数を使用して評価されました。交絡を制御するために、共分散分析 (ANCOVA) を使用してグループ間の年齢調整比較を追加で実行しました。
診断性能は、受信者動作特性 (ROC) 曲線分析によって評価され、最大ユーデン指数を使用して最適なカットオフ値が決定されました。
両側 p 値 < 0.05 は統計的に有意であると考えられました。
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LC、PF、肺炎、健康診断群の一般情報比較
肺がん (LC)、肺線維症 (PF)、肺炎、健康診断対照の 4 つのグループ間で統計的に有意な年齢差が観察されました (p < 0.05)。事後分析により、各ペアワイズ比較で有意差が得られ、すべての参加者グループ間の年齢の不均一性が示されることがさらに確認されました(表1)。 表 1 の値は、健康診断グループに対して p < 0.05、肺炎グループに対して #p < 0.05 でマークされています。
LC、PF、肺炎、健康診断群の血清中のMMP-1およびMMP-7のレベル
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肺炎、肺線維症 (PF)、肺がん (LC) などの呼吸器疾患は近年発生率の上昇を示しており、重複または連続的な臨床実体として現れることがよくあります12。特に懸念されるのは、PFに進行する重度の肺炎、またはLCと共存するPFの症例であり、診断と治療に重大な課題が生じています。これらの状態は炎症性および線維化シグナル伝達経路を共有しており、一方に対する治療介入が他方を誤って悪化させる可能性があります。たとえば、抗腫瘍療法は急性間質性線維症と関連しています13。さらに、高齢者における肺炎の非特異的症状は、診断の遅れや誤分類につながることがよくあります。初期段階の PF は、間質性肺炎と区別がつかない画像上の特徴を示すことが多く、鑑別診断をさらに複雑にします。
肺間質の不可逆的な線維化リモデリングを特徴とする PF は、依然として間質性肺疾患の最も一般的なサブタイプです。その進行性の性質は、呼吸不全だけでなく悪性転換にも寄与し...
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著者らは開示するものは何もない。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| –20 & 度;Cフリーザー | ハイアールバイオメディカル、中国 | DW-20L262 | 血清サンプルの保管 |
| 自動化学発光免疫測定装置(CLIA) | Snibe Diagnostics、深セン、中国 | マグルミ-X8 | 全自動CLIAプラットフォーム |
| 遠心分離機(冷蔵、3000回以上可能;g、4°C) | Eppendorf 5810R, ドイツ | 022628167 | 血漿/血清分離用 |
| MMP-1 化学発光免疫測定キット | Snibe Diagnostics、深セン、中国 | 130205001メートル | 2段サンド CLIA |
| MMP-7 化学発光免疫測定キット | Snibe Diagnostics、深セン、中国 | 130205007メートル | 2段サンド CLIA |
| ポリプロピレン製保存チューブ(1.5 mL / 2 mL) | コーニング、米国 | 430659 | サンプルアリコート、–20 & 度;C ストレージ |
| 品質管理血清(低、中、高) | Snibe Diagnostics、深セン、中国 | キット付属 | アッセイQCの場合、±2 SDの受け入れ |
| SPSS Statistics ソフトウェア v22.0 | IBM Corp.、米国ニューヨーク州アーモンク | 該当なし | 統計分析 |
| 滅菌使い捨てシリンジ&。ニードル(5mL) | Jiangsu Jichun Medical Devices、中国 | 地元の病院用品 | 静脈穿刺採血用 |
| 静脈採血管(ヘパリンリチウムコーティング、5mL) | BD Vacutainer / ベクトン・ディキンソン、アメリカ | 367884 | 血漿/血清分離に使用 |
| ボルテックスミキサー | 米国、サイエンティフィック・インダストリーズ | SI-0236 | アッセイ前の均質化用 |
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