본 연구는 폐렴, 폐섬유증, 폐암 진단을 받은 환자에서 매트릭스 메탈로프로테이나제-1(MMP-1)과 매트릭스 메탈로프로테이나제-7(MMP-7)의 발현 수준과 임상적 의지를 평가하는 것을 목적으로 한다. 목표는 잠재적인 진단적 가치를 탐색하고 이러한 폐 질환을 구별하기 위한 비침습적 바이오마커로서의 관련성을 평가하는 것입니다.
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본 연구는 폐렴, 폐섬유증, 폐암 진단을 받은 환자에서 매트릭스 메탈로프로테이나제-1(MMP-1)과 매트릭스 메탈로프로테이나제-7(MMP-7)의 발현 수준과 임상적 의지를 평가하는 것을 목적으로 한다. 목표는 잠재적인 진단적 가치를 탐색하고 이러한 폐 질환을 구별하기 위한 비침습적 바이오마커로서의 관련성을 평가하는 것입니다.
본 연구는 폐렴, 폐섬유증(PF) 및 폐암(LC) 환자에서 매트릭스 메탈로프로테이나제-1(MMP-1) 및 매트릭스 메탈로프로테이나제-7(MMP-7)의 발현 수준과 임상적 의의를 조사하는 것을 목적으로 했습니다. 2023년 10월부터 2024년 4월까지 산시성 원자력 산업 215 병원에서 총 136건의 폐렴 사례, 15건의 PF 사례, 64건의 LC 사례 및 47명의 건강한 대조군이 후향적으로 포함되었습니다. MMP-1 및 MMP-7의 혈청 농도는 화학발광 면역분석법을 사용하여 정량화되었습니다. 양성률은 그룹 간에 비교되었고 Spearman의 상관 관계를 사용하여 연령과 MMP 발현 사이의 연관성을 조사했습니다. 최적의 컷오프 값을 결정하고 진단 성능을 평가하기 위해 수신기 작동 특성(ROC) 분석을 수행했습니다. 혈청 MMP-1 수치 중앙값은 LC 그룹에서 더 높았습니다(22.9 ng/mL; IQR: 11.65-30.0) 및 PF 그룹(26.5ng/mL; IQR: 14.4-30.0) 폐렴군(15.4ng/mL; IQR: 9.34-28.75) (p < 0.05). 유사하게, MMP-7 수치는 LC(4.52ng/mL; IQR: 3.55-6.20) 및 PF(5.05ng/mL; IQR: 4.00-7.44) 그룹과 폐렴(2.35ng/mL; IQR: 1.87-3.36) 및 건강한 대조군(2.27ng/mL; IQR: 1.88-2.81) 그룹(p < 0.05). 양성률에서 유의미한 그룹 간 차이가 관찰되었습니다(p < 0.05). 연령은 MMP-1(rs = 0.215, p < 0.001) 및 MMP-7(rs = 0.531, p < 0.001) 모두와 양의 상관관계가 있었고 MMP-7의 상관관계가 더 강했습니다. MMP-1(z = -1.033, p = 0.301) 또는 MMP-7(z = -1.326, p = 0.185)에 대해 성별 간에 통계적으로 유의미한 차이는 발견되지 않았습니다. MMP-7은 LC(컷오프 = 3.325ng/mL, 민감도 = 84.4%, 특이도 = 97.9%) 및 PF(컷오프 = 3.66ng/mL, 민감도 = 80.0%, 특이도 = 97.9%)에 대해 높은 진단 정확도를 입증했습니다. 이에 반해 폐렴에 대한 MMP-1과 MMP-7의 진단 성능은 상대적으로 제한적이었다. 이러한 발견은 MMP-7이 PF와 LC를 구별하는 데 유용한 비침습적 바이오마커 역할을 할 수 있는 반면, MMP-1의 임상적 유용성은 낮은 특이성으로 인해 제한적으로 남아 있음을 시사합니다.
마이코플라스마 폐렴은 지역사회 획득 폐렴의 주요 병원체이며, 최근 역학 추세에 따르면 산발성 감염과 2년에서 6년마다 발생하는 주기적 글로벌 발병이 모두 증가하고 있습니다 1,2. 대부분의 경우는 자가 제한적이지만 중증 폐렴은 폐포 상피 손상, 비정상적인 조직 복구, 섬유아세포 증식 및 돌이킬 수 없는 흉터로 절정에 달하는 세포외 기질 침착을 특징으로 하는 진행성 간질성 폐 질환인 폐 섬유증(PF)의 잠재적 유발 요인으로 인식됩니다3. 2019년 후향적 코호트 연구에서는 국소 섬유성 변화를 특징으로 하는 염증 후 PF가 사례의 약 20.2%에서 존재한다고 보고했습니다4.
폐 섬유증은 간질성 폐렴의 가장 흔한 하위 유형이며 예후가 좋지 않고 상당한 사회경제적 부담과 관련이 있습니다. 또한, 폐암의 진행은 폐암(LC)의 위험을 크게 증가시키며, 이전 연구에서는 PF 환자의 발병률이 2.7%에서 48% 사이로 건강한 인구보다 현저히 높은 것으로 나타났습니다 5,6. LC는 여전히 가장 흔한 악성 신생물이자 암 관련 사망의 주요 원인입니다. 놀랍게도 사례의 25%만이 초기 단계에서 발견되어 임상 관리 및 생존 결과를 심각하게 방해합니다 7,8. 임상적으로 PF와 LC의 동시 발생은 복잡한 진단 및 치료 문제를 제시하는 반면, 폐렴에서 PF로의 전환은 종종 미묘하고 잘 인식되지 않습니다. 심각성에도 불구하고 이러한 폐 질환은 현재 조기 발견 및 예후 평가를 위한 효과적인 비침습적 바이오마커가 부족합니다.
최근 연구에서는 섬유성 폐 질환과 관련된 잠재적인 바이오마커로 매트릭스 메탈로프로테이나제(MMP)를 강조했습니다9. 이러한 아연 의존성 엔도펩티다제는 세포외 기질 분해 및 다양한 신호 전달 경로의 조절에 관여합니다. 병리학적 조건에서 MMP는 조직 리모델링, 염증 및 종양 진행에 기여합니다. 특히, LC에서 침범 및 전이를 촉진하는 역할이 점점 더 문서화되고 있습니다10,11. 그 중 MMP-1과 MMP-7은 섬유성 및 악성 폐 과정 모두에서 관심 후보로 떠올랐습니다.
암배아 항원(CEA) 또는 사이토케라틴 단편(CYFRA21-1)과 같은 이미징 기법 및 전통적인 종양 마커와 비교할 때 MMP-1 및 MMP-7은 세포외 리모델링 및 상피 손상을 보다 역동적으로 반영합니다. 특히, MMP-7은 초기 질병 환경에서 폐 섬유증과 염증 및 악성 종양을 구별하는 데 탁월한 특이성을 입증했습니다. 또한, MMP의 혈청 기반 검출은 최소 침습적이고 빠르며 자동화된 화학발광 플랫폼과 호환되므로 확장 가능한 임상 적용이 가능합니다. 이러한 방법론적 단순성은 급성 및 만성 치료 환경 모두, 특히 방사선 도구가 제한되어 있거나 생검이 금기인 경우 타당성을 향상시킵니다.
본 연구는 폐렴, 폐섬유증, 폐암 환자에서 MMP-1 및 MMP-7의 혈청 발현 수준을 조사하여 잠재적인 진단 유용성과 임상적 관련성을 평가하기 위해 조사합니다.
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본 연구는 산시성 원자력 산업 215 병원 의료윤리위원회(승인 번호 2023-LC-011)의 승인을 받았으며 헬싱키 선언의 원칙에 따라 수행되었습니다. 등록 전에 모든 참가자 또는 법적 보호자로부터 정보에 입각한 동의를 얻었습니다.
1. 환자 세부 정보
2023년 10월부터 2024년 4월까지 폐암(LC) 진단을 받은 총 64명의 환자(남성 45명, 여성 19명)가 등록되었습니다. 진단 및 치료는 폐암 임상 진단 및 치료 지침(중국 의학 협회, 2023년판)을 준수했습니다. 포함 기준은 다음과 같습니다: 3개월 이상 지속되는 진행성 호흡곤란, 마른 기침, 일산화탄소(DLCO)에 대한 확산 능력 감소를 동반한 제한성 폐 기능 장애, 운동성 동맥 저산소혈증 및 청진 시 흡기 딱딱거리는 소리의 존재. 제외 기준에는 방사선 요법 또는 화학 요법의 이전 병력, 동시 전신 질환(예: 혈액, 내분비, 간 또는 신장 상태), 임신 또는 수유, 불완전한 임상 문서가 포함되었습니다.
같은 기간 동안 특발성 폐섬유증(PF) 환자 15명(남성 11명, 여성 4명)이 포함되었습니다. 약물 유발 섬유증, 직업적/환경적 노출 또는 자가면역/결합 조직 장애와 같은 간질성 폐 질환의 원인이 확인된 환자는 제외되었습니다. 임상 실습에서 PF의 유병률이 낮기 때문에 이 그룹의 표본 크기는 제한적이었지만 대표성을 극대화하기 위해 연구 기간 내의 모든 적격 사례가 포함되었습니다.
총 136명의 폐렴 환자(남성 76명, 여성 60명)를 모집하였다. 이 중 98명은 지역사회 획득 세균성 폐렴, 28명은 마이코플라스마 폐렴 폐렴, 10명은 바이러스성 폐렴으로 진단되었으며, 미생물학적 및 방사선학적 소견으로 확인되었습니다. 대부분의 경우는 경증에서 중등도였습니다. 집중 치료가 필요한 환자는 제외되었습니다. 동시 호흡기 질환, 전신 감염, 심폐 기능 장애 또는 기타 심각한 전신 질환이 있는 개인도 제외되었습니다.
2. 데이터 수집
MMP-1 및 MMP-7의 시료 준비 및 측정
정맥혈 샘플(5mL)을 멸균 조건에서 헤파린 리튬 코팅 튜브에 수집했습니다. 수집 후 30분 이내에 혈장을 4°C에서 10 분 동안 3000×g에서 원심분리하여 분리했습니다. 상청액을 깨끗한 폴리프로필렌 튜브로 옮기고 -20°C에서 보관했으며, 샘플당 2회 이하의 동결-해동 주기가 허용되었습니다.
분석 전에 샘플을 실온에서 해동하고 저속 와류를 사용하여 10초 동안 부드럽게 혼합했습니다. 눈에 보이는 층이 있는 경우 혈장이 균질하게 나타날 때까지 추가 소용돌이를 수행했습니다. 명확성을 보장하기 위해 샘플을 3000× g 에서 5분 동안 재원심분리하고 생성된 상청액을 측정에 사용했습니다.
MMP-1 및 MMP-7의 정량화는 완전 자동화된 화학발광 면역분석 분석기(MAGLUMI X8, Snibe, Shenzhen, China)를 사용하여 수행되었습니다. 기기는 6점 검량선(로짓-로그 맞춤)을 사용하여 2단계 샌드위치 분석 모드에서 작동되었습니다. 각 실행에는 중복 샘플, 자동화된 3주기 세척, 각각 100μL 및 50μL의 시약/샘플 부피가 포함되었습니다. 교정은 72시간마다 수행되었으며, 결과는 내부 품질 관리(낮음, 중간, 높음)가 제조업체의 목표 범위의 ±2 SD 내에 있는 경우에만 유효한 것으로 간주되었습니다. 재현성을 보장하기 위해 모든 측정은 이중으로 수행되었습니다.
반복 QC 측정을 기준으로 분석 내 및 분석 간 변동 계수(CV)는 MMP-1의 경우 각각 5.2% 및 7.8%, MMP-7의 경우 4.6% 및 6.5%였습니다.
혈장은 표준 프로토콜에서 선호되는 매트릭스이지만 샘플 처리의 실질적인 제약으로 인해 이 연구에서는 혈청이 사용되었습니다. 이 대체는 모든 그룹에 일관되게 적용되었으며 해석에서 설명되었습니다. 눈에 띄게 용혈되거나 지방혈증이 있는 샘플은 분석에서 제외되었습니다.
MMP-1의 경우 1.79ng/mL, MMP-7의 경우 4.51ng/mL의 양성 역치는 분석 키트에 의해 미리 정의되지 않았지만 ROC 곡선 분석과 최대 Youden 지수를 사용하여 본 연구에서 경험적으로 도출되었습니다. 따라서 이러한 값은 코호트별로 해석되어야 하며 독립적인 모집단에서 검증이 필요합니다.
3. 통계적 방법
데이터 정규성은 Kolmogorov-Smirnov 테스트를 사용하여 평가되었고 분산의 동질성은 Levene의 테스트를 통해 평가되었습니다. 연속 변수의 경우 결과는 데이터 분포에 따라 평균 ± 표준 편차 또는 중앙값(사분위수 범위)으로 표현되었습니다. 2군 비교는 Mann-Whitney U 검정을 이용하였고, 다군 비교는 Kruskal-Wallis H 검정을 이용하였다.
4. 범주형 데이터는 카이제곱 테스트를 사용하여 분석되었습니다.
연령과 MMP 발현 사이의 상관관계는 Spearman의 순위 상관 계수를 사용하여 평가되었습니다. 교란을 제어하기 위해 공분산 분석(ANCOVA)을 사용하여 그룹 간 연령 조정 비교를 추가로 수행했습니다.
진단 성능은 수신기 작동 특성(ROC) 곡선 분석으로 평가되었으며, 최대 Youden 지수를 사용하여 최적의 컷오프 값을 결정했습니다.
0.05<의 양측 p-값은 통계적으로 유의한 것으로 간주되었습니다.
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LC, PF, 폐렴, 건강검진 그룹 간 일반정보 비교
폐암(LC), 폐섬유증(PF), 폐렴 및 건강 검진 대조군의 4개 그룹에서 통계적으로 유의미한 연령 차이가 관찰되었습니다(p < 0.05). 사후 분석을 통해 각 쌍별 비교가 유의미한 차이를 산출하여 모든 참가자 그룹 간의 연령 이질성을 나타내는 것으로 확인되었습니다(표 1). 표 1 값은 건강 검진 그룹에 대해 p < 0.05, 폐렴 그룹에 대해 #p < 0.05로 표시됩니다.
LC, PF, 폐렴 및 건강 검진 그룹의 혈청 내 MMP-1 및 MMP-7 수치
<...액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
폐렴, 폐섬유증(PF) 및 폐암(LC)과 같은 호흡기 질환은 최근 몇 년 동안 발병률이 증가하고 있으며 종종 중복되거나 순차적인 임상 실체로 나타납니다12. 특히 우려되는 것은 중증 폐렴이 PF 또는 LC와 공존하는 PF로 진행되는 사례로, 이는 심각한 진단 및 치료 문제를 야기합니다. 이러한 상태는 염증 및 섬유화 신호 전달 경로를 공유하며 한 상태에 대한 치료 개입은 의도치 않게 다른 하나를 악화시킬 수 있습니다. 예를 들어, 항종양 요법은 급성 간질성 섬유증과 관련이 있습니다13. 더욱이, 노인의 폐렴의 비특이적 발현은 종종 진단 지연이나 오분류로 이어집니다. 초기 PF는 간질성 폐렴과 구별할 수 없는 영상 특징을 나타내는 경우가 많아 감별 진단을 더욱 복잡하게 만듭니다.
폐 간질의 비가역적 섬유성 리모델링을 특징으로 하는 PF는...
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| – 20 &도 C 냉동고 | Haier Biomedical, 중국 | DW-20L262 시리즈 | 혈청 샘플 보관 |
| 자동 화학발광 면역분석 분석기(CLIA) | Snibe Diagnostics, 중국 심천 | 매글루미-X8 | 완전 자동화된 CLIA 플랫폼 |
| 원심분리기(냉장, 3000회 가능; 지, 4 &도; C) | Eppendorf 5810R, 독일 | 022628167 | 혈장/혈청 분리용 |
| MMP-1 화학발광 면역분석 키트 | Snibe Diagnostics, 중국 심천 | 130205001엠 | 2단계 샌드위치 CLIA |
| MMP-7 화학발광 면역분석 키트 | Snibe Diagnostics, 중국 심천 | 130205007엠 | 2단계 샌드위치 CLIA |
| 폴리프로필렌 저장 튜브(1.5mL/2mL) | 코닝, 미국 | 430659 | 샘플 분취량, – 20 &도 C 스토리지 |
| 품질 관리 세라(낮음, 중간, 높음) | Snibe Diagnostics, 중국 심천 | 키트와 함께 제공 | 분석 QC의 경우, ± 2 SD 수락 |
| SPSS Statistics 소프트웨어 v22.0 | IBM Corp., 미국 뉴욕주 아몽크 | 해당 사항 없음 | 통계 분석 |
| 멸균 일회용 주사기 & 바늘(5mL) | Jiangsu Jichun Medical Devices, 중국 | 지역 병원 공급 | 정맥 천자 채혈용 |
| 정맥 채혈 튜브(헤파린 리튬 코팅, 5mL) | BD Vacutainer / 벡턴 디킨슨, 미국 | 367884 | 혈장/혈청 분리에 사용 |
| 와류 믹서 | 미국 과학 산업 | SI-0236 | 분석 전 균질화용 |
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