Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Araştırma makalesi

MMP-1 ve MMP-7'nin Pnömoni, Pulmoner Fibrozis ve Akciğer Kanserinde Ekspresyonu ve Klinik Önemi

688 görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/69107

⸱

24 Ekim 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Shaanxi Provincial Nuclear Industry 215 Hospital

Bu makalede

Özet

Bu çalışmada pnömoni, pulmoner fibrozis ve akciğer kanseri tanısı alan hastalarda matriks metalloproteinaz-1 (MMP-1) ve matriks metalloproteinaz-7'nin (MMP-7) ekspresyon düzeyleri ve klinik önemi değerlendirildi. Amaç, potansiyel tanısal değerlerini araştırmak ve bu pulmoner durumlar arasında ayrım yapmak için non-invaziv biyobelirteçler olarak uygunluklarını değerlendirmektir.

Özet

Bu çalışmada pnömoni, pulmoner fibrozis (PF) ve akciğer kanseri (LK) hastalarında matriks metalloproteinaz-1 (MMP-1) ve matriks metalloproteinaz-7'nin (MMP-7) ekspresyon düzeylerinin ve klinik öneminin araştırılması amaçlanmıştır. Ekim 2023 ile Nisan 2024 tarihleri arasında Shaanxi İl Nükleer Endüstrisi 215 Hastanesi'nden toplam 136 pnömoni vakası, 15 PF vakası, 64 LC vakası ve 47 sağlıklı kontrol retrospektif olarak dahil edildi. MMP-1 ve MMP-7'nin serum konsantrasyonları, kemilüminesans immünolojik testi kullanılarak ölçüldü. Pozitiflik oranları gruplar arasında karşılaştırıldı ve yaş ile MMP ekspresyonu arasındaki ilişkiyi incelemek için Spearman korelasyonu kullanıldı. Optimal kesme değerlerini belirlemek ve tanısal performansı değerlendirmek için alıcı çalışma karakteristiği (ROC) analizi yapıldı. Medyan serum MMP-1 düzeyleri LK grubunda daha yüksekti (22,9 ng/mL; IQR: 11.65-30.0) ve PF grubu (26.5 ng/mL; IQR: 14.4-30.0) pnömoni grubuyla karşılaştırıldığında (15.4 ng/mL; IQR: 9.34-28.75) (p < 0.05). Benzer şekilde, MMP-7 seviyeleri LC'de yükselmiştir (4.52 ng/mL; IQR: 3.55-6.20) ve PF (5.05 ng/mL; IQR: 4.00-7.44) grupların pnömoni (2.35 ng/mL; IQR: 1.87-3.36) ve sağlıklı kontrol (2.27 ng/mL; IQR: 1.88-2.81) gruplarında (p < 0.05). Pozitiflik oranlarında gruplar arası anlamlı farklılıklar gözlendi (p < 0,05). Yaş, hem MMP-1 (rs = 0.215, p < 0.001) hem de MMP-7 (rs = 0.531, p < 0.001) ile pozitif korelasyon gösterdi ve korelasyon MMP-7 için daha güçlüydü. MMP-1 (z = -1.033, p = 0.301) veya MMP-7 (z = -1.326, p = 0.185) için cinsiyetler arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmadı. MMP-7, LK (eşik = 3,325 ng/mL; duyarlılık = %84,4; özgüllük = %97,9) ve PF (eşik = 3,66 ng/mL; duyarlılık = %80,0; özgüllük = %97,9) için yüksek tanısal doğruluk göstermiştir. Buna karşılık, MMP-1 ve MMP-7'nin pnömoni için tanısal performansı nispeten sınırlıydı. Bu bulgular, MMP-7'nin PF ve LC arasında ayrım yapmak için yararlı bir non-invaziv biyobelirteç olarak hizmet edebileceğini, MMP-1'in klinik faydasının ise düşük özgüllük nedeniyle sınırlı kaldığını düşündürmektedir.

Giriş

Mycoplasma pneumoniae, toplum kökenli pnömoninin önde gelen patojenlerinden biridir ve son epidemiyolojik eğilimler, her 2 ila 6 yılda bir meydana gelen hem sporadik enfeksiyonlarda hem de döngüsel küresel salgınlarda bir artışa işaret etmektedir 1,2. Çoğu vaka kendi kendini sınırlarken, şiddetli pnömoni, alveolar epitel hasarı, anormal doku onarımı, fibroblast proliferasyonu ve geri dönüşü olmayan skarlaşma ile sonuçlanan hücre dışı matriks birikimi ile karakterize ilerleyici bir interstisyel akciğer hastalığı olan pulmoner fibroz (PF) için potansiyel bir tetikleyici olarak kabul edilmektedir3. 2019'da yapılan retrospektif bir kohort çalışması, fokal fibrotik değişikliklerle işaretlenmiş post-inflamatuar PF'nin vakaların yaklaşık %20,2'sinde mevcut olduğunu bildirmiştir4.

Pulmoner fibrozis, interstisyel pnömoninin en yaygın alt tipidir ve kötü prognoz ve önemli sosyoekonomik yük ile ilişkilidir. Ayrıca, ilerlemesi akciğer kanseri (LC) riskini önemli ölçüde artırmaktadır ve önceki çalışmalar PF hastaları arasında %2,7 ile %48 arasında bir insidans oranı olduğunu ve sağlıklı popülasyonlara göre belirgin şekilde daha yüksek olduğunu göstermektedir 5,6. LK, en yaygın malign neoplazm ve kansere bağlı mortalitenin birincil nedeni olmaya devam etmektedir. Endişe verici bir şekilde, vakaların sadece %25'i erken bir aşamada tespit edilir ve bu da klinik yönetimi ve sağkalım sonuçlarını ciddi şekilde engeller 7,8. Klinik olarak, PF ve LC'nin birlikte ortaya çıkması karmaşık bir tanı ve tedavi zorluğu sunarken, pnömoniden PF'ye geçiş genellikle belirsizdir ve yeterince tanınmaz. Ciddiyetlerine rağmen, bu pulmoner durumlar şu anda erken teşhis ve prognoz değerlendirmesi için etkili, invaziv olmayan biyobelirteçlerden yoksundur.

Son araştırmalar, matriks metaloproteinazların (MMP'ler) fibrotik akciğer hastalıklarında rol oynayan potansiyel biyobelirteçler olduğunu vurgulamıştır9. Bu çinkoya bağımlı endopeptidazlar, hücre dışı matris bozulmasında ve çeşitli sinyal yollarının düzenlenmesinde rol oynar. Patolojik koşullar altında MMP'ler dokunun yeniden şekillenmesine, iltihaplanmasına ve tümörün ilerlemesine katkıda bulunur. Özellikle, LK'de invazyon ve metastazı teşvik etmedeki rolleri giderek daha fazla belgelenmiştir10,11. Bunlar arasında MMP-1 ve MMP-7, hem fibrotik hem de malign akciğer süreçlerinde ilgi çekici adaylar olarak ortaya çıkmıştır.

Görüntüleme yöntemleri ve karsinoembriyonik antijen (CEA) veya sitokeratin fragmanı (CYFRA21-1) gibi geleneksel tümör belirteçleri ile karşılaştırıldığında, MMP-1 ve MMP-7, hücre dışı yeniden şekillenme ve epitel hasarının daha dinamik bir yansımasını sunar. Özellikle MMP-7, erken evre hastalık ortamlarında pulmoner fibrozu inflamasyon ve maligniteden ayırmada üstün özgüllük göstermiştir. Ayrıca, MMP'lerin serum bazlı tespiti minimal invazivdir, hızlıdır ve otomatik kemilüminesans platformlarıyla uyumludur ve ölçeklenebilir klinik uygulamaya olanak tanır. Bu metodolojik basitlik, özellikle radyolojik araçların sınırlı olduğu veya biyopsinin kontrendike olduğu durumlarda, hem akut hem de kronik bakım ortamlarında fizibiliteyi artırır.

Bu çalışma, pnömoni, pulmoner fibroz ve akciğer kanseri olan hastalarda MMP-1 ve MMP-7'nin serum ekspresyon seviyelerini, potansiyel tanısal faydalarını ve klinik uygunluklarını değerlendirmek amacıyla araştırmaktadır.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Bu çalışma Shaanxi İl Nükleer Endüstrisi 215 Hastanesi Tıbbi Etik Kurulu tarafından onaylandı (Onay No. 2023-LC-011) ve Helsinki Bildirgesi ilkelerine uygun olarak yürütüldü. Kayıttan önce tüm katılımcılardan veya yasal vasilerinden bilgilendirilmiş onam alındı.

1. Hasta detayları

Ekim 2023 ile Nisan 2024 arasında akciğer kanseri (LK) tanısı alan toplam 64 hasta (45 erkek, 19 kadın) kaydedildi. Tanı ve tedavide Akciğer Kanseri için Klinik Tanı ve Tedavi Kılavuzlarına (Çin Tabipler Birliği, 2023 Sürümü) uyulmuştur. Çalışmaya dahil edilme kriterleri şu şekildeydi: 3 aydan uzun süren ilerleyici dispne, kuru öksürük, karbon monoksit (DLCO) için difüzyon kapasitesinde azalma ile birlikte kısıtlayıcı akciğer fonksiyon bozukluğu, eforla arteriyel hipoksemi ve oskültasyonda inspiratuar çatırtı varlığı. Dışlama kriterleri arasında daha önce radyoterapi veya kemoterapi öyküsü, eşzamanlı sistemik hastalıklar (örn. hematolojik, endokrin, karaciğer veya böbrek rahatsızlıkları), gebelik veya emzirme ve eksik klinik dokümantasyon yer alıyordu.

Aynı dönemde idiyopatik pulmoner fibrozisli (PF) on beş hasta (11 erkek, 4 kadın) çalışmaya dahil edildi. İlaca bağlı fibroz, mesleki/çevresel maruziyet veya otoimmün/bağ dokusu bozuklukları gibi interstisyel akciğer hastalığının tanımlanabilir nedenleri olan hastalar çalışma dışı bırakıldı. Klinik uygulamada PF prevalansının daha düşük olması nedeniyle bu grup için örneklem büyüklüğü sınırlı olmasına rağmen, temsil edilebilirliği en üst düzeye çıkarmak için çalışma süresi içindeki tüm uygun vakalar dahil edildi.

Toplam 136 pnömoni hastası (76 erkek, 60 kadın) çalışmaya alındı. Bunlardan 98'ine toplum kökenli bakteriyel pnömoni, 28'ine Mycoplasma pneumoniae pnömonisi ve 10'una viral pnömoni tanısı konuldu ve mikrobiyolojik ve radyografik bulgularla doğrulandı. Vakaların çoğu hafif ila orta şiddetteydi; yoğun bakım gerektiren hastalar çalışma dışı bırakıldı. Eşzamanlı solunum bozuklukları, sistemik enfeksiyonlar, kardiyopulmoner disfonksiyon veya diğer ciddi sistemik rahatsızlıkları olan bireyler de hariç tutuldu.

2. Veri toplama

MMP-1 ve MMP-7 numunelerinin hazırlanması ve ölçülmesi

Venöz kan örnekleri (5 mL) steril koşullar altında heparin lityum kaplı tüplere toplandı. Toplandıktan sonraki 30 dakika içinde plazma, 4 °C'de 10 dakika boyunca 3000 × g'da santrifüjleme ile ayrıldı. Süpernatant, temiz polipropilen tüplere aktarıldı ve numune başına ikiden fazla donma-çözülme döngüsüne izin verilmeden -20 °C'de saklandı.

Analizden önce, numuneler oda sıcaklığında çözüldü ve 10 saniye boyunca düşük hızlı bir girdap kullanılarak hafifçe karıştırıldı. Görünür katmanlaşma mevcutsa, plazma homojen görünene kadar ek girdap gerçekleştirildi. Berraklığı sağlamak için numuneler 3000 × g'da 5 dakika süreyle yeniden santrifüjlendi ve elde edilen süpernatan ölçüm için kullanıldı.

MMP-1 ve MMP-7'nin miktar tayini, tam otomatik bir kemilüminesans immünolojik test analizörü (MAGLUMI X8, Snibe, Shenzhen, Çin) kullanılarak gerçekleştirildi. Cihaz, altı noktalı kalibrasyon eğrisi (logit-log uyumu) ile iki aşamalı bir sandviç tahlil modunda çalıştırıldı. Her çalıştırma, yinelenen numuneleri, otomatik 3 döngülü yıkamayı ve sırasıyla 100 μL ve 50 μL'lik reaktif/numune hacimlerini içeriyordu. Kalibrasyon her 72 saatte bir yapıldı ve sonuçlar yalnızca dahili kalite kontrolleri (düşük, orta, yüksek) üreticinin hedef aralıklarının ±2 SD içindeyse geçerli kabul edildi. Tekrarlanabilirliği sağlamak için tüm ölçümler iki kopya halinde yapıldı.

Tekrarlanan QC ölçümlerine dayalı olarak, tahlil içi ve tahliller arası varyasyon katsayıları (CV), MMP-1 için sırasıyla %5,2 ve %7,8 ve MMP-7 için %4,6 ve %6,5 idi.

Standart protokollerde plazma tercih edilen matriks olmasına rağmen, numune işlemedeki pratik kısıtlamalar nedeniyle bu çalışmada serum kullanılmıştır. Bu ikame, tüm gruplarda tutarlı bir şekilde uygulandı ve yorumda hesaba katıldı. Gözle görülür şekilde hemolize veya lipemik numuneler analizden çıkarıldı.

MMP-1 için 1,79 ng/mL ve MMP-7 için 4,51 ng/mL pozitiflik eşikleri tahlil kitleri tarafından önceden tanımlanmamıştır, ancak bu çalışmada ROC eğrisi analizi ve maksimum Youden indeksi kullanılarak ampirik olarak türetilmiştir. Bu nedenle, bu değerler kohort spesifik olarak yorumlanmalı ve bağımsız popülasyonlarda doğrulama gerektirmelidir.

3. İstatistiksel yöntemler

Veri normalliği Kolmogorov-Smirnov testi kullanılarak, varyansın homojenliği ise Levene testi ile değerlendirildi. Sürekli değişkenler için sonuçlar, veri dağılımına bağlı olarak ortalama ± standart sapma veya medyan (çeyrekler arası aralık) olarak ifade edildi. İki gruplu karşılaştırmalar Mann-Whitney U testi, çok gruplu karşılaştırmalar ise Kruskal-Wallis H testi kullanılarak yapıldı.

4. Kategorik veriler ki-kare testi kullanılarak analiz edildi

Yaş ve MMP ekspresyonu arasındaki korelasyon, Spearman'ın sıra korelasyon katsayısı kullanılarak değerlendirildi. Gruplar arasında yaşa göre düzeltilmiş karşılaştırmalar ayrıca karışıklığı kontrol etmek için kovaryans analizi (ANCOVA) kullanılarak yapıldı.

Tanısal performans, alıcı çalışma karakteristiği (ROC) eğrisi analizi ile değerlendirildi ve maksimum Youden indeksi kullanılarak optimum kesme değerleri belirlendi.

< 0.05'lik iki kuyruklu bir p değeri istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Genel bilgilerin LK, PF, pnömoni ve sağlık muayene grupları arasında karşılaştırılması

Dört grup arasında istatistiksel olarak anlamlı bir yaş farkı gözlendi: akciğer kanseri (LC), pulmoner fibroz (PF), pnömoni ve sağlık muayenesi kontrolleri (p < 0.05). Post-hoc analiz ayrıca, her ikili karşılaştırmanın, tüm katılımcı grupları arasında yaş heterojenliğini gösteren önemli bir fark verdiğini doğruladı (

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Pnömoni, pulmoner fibrozis (PF) ve akciğer kanseri (LC) gibi solunum yolu hastalıkları son yıllarda artan bir insidans göstermiştir ve sıklıkla örtüşen veya ardışık klinik antiteler olarak ortaya çıkmaktadır12. Özellikle endişe verici olan, önemli tanı ve tedavi zorlukları oluşturan, PF'ye ilerleyen veya PF'nin LK ile birlikte bulunduğu şiddetli pnömoni vakalarıdır. Bu koşullar, inflamatuar ve fibrotik sinyal yollarını paylaşır ve biri için terapötik müdahaleler, ...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Teşekkürler

Hiç kimse.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
– 20 &derece; C DondurucuHaier Biyomedikal, ÇinDW-20L262 SerisiSerum örneklerinin saklanması
Otomatik kemilüminesans immünoassay analizörü (CLIA)Snibe Teşhis, Shenzhen, ÇinMAGLUMI-X8Tam otomatik CLIA platformu
Santrifüj (soğutmalı, 3000 & kez kapasiteli; g, 4 &derece; C)Eppendorf 5810R, Almanya022628167Plazma/serum separasyonu için
MMP-1 Kemilüminesans İmmünoassay KitiSnibe Teşhis, Shenzhen, Çin130205001M2 adımlı sandviç CLIA
MMP-7 Kemilüminesans İmmünoassay KitiSnibe Teşhis, Shenzhen, Çin130205007M2 adımlı sandviç CLIA
Polipropilen saklama tüpleri (1,5 mL / 2 mL)Corning, Amerika Birleşik Devletleri430659Örnek alikotlar, – 20 &derece; C depolama
Kalite kontrol serumları (düşük, orta, yüksek)Snibe Teşhis, Shenzhen, ÇinKit ile birlikte verilirTest QC için, ± 2 SD kabulü
SPSS İstatistik yazılımı v22.0IBM Corp., Armonk, NY, ABDYOKİstatistiksel analiz
Steril tek kullanımlık şırınga & iğne (5 mL)Jiangsu Jichun Tıbbi Cihazlar, ÇinYerel hastane tedarikiDamar delinmesi için kan alınması
Venöz kan alma tüpü (heparin lityum kaplı, 5 mL)BD Vacutainer / Becton Dickinson, ABD367884Plazma/serum ayrımı için kullanılır
Vorteks karıştırıcıBilimsel Endüstriler, ABDSI-0236Tahlilden önce homojenizasyon için

Kaynaklar

  1. Tong, L., Huang, S., Zheng, C., Zhang, Y., Chen, Z. Refractory Mycoplasma pneumoniae pneumonia in children: Early recognition and management. J Clin Med. 11 (10), 2824(2022).
  2. Han, C., et al. Analysis of the risk factors and clinical features of Mycoplasma pneumoniae pneumonia with embolism in children: A retrospective study. Ital J Pediatr. 48 (1), 153(2022).
  3. Lechowicz, K., et al. COVID-19: The potential treatment of pulmonary fibrosis associated with SARS-CoV-2 infection. J Clin Med. 9 (6), 1917(2020).
  4. Chen, H., et al. Acute fibrinous and organizing pneumonia: Two case reports and literature review. Diagn Pathol. 16 (1), 90(2021).
  5. De, P., Aske, J., Dey, N. Cancer-associated fibroblast functions as a road-block in cancer therapy. Cancers. 13 (20), 5246(2021).
  6. Chen, Q., Liu, P., Zhou, H., Kong, H., Xie, W. An increased risk of lung cancer in combined pulmonary fibrosis and emphysema patients with usual interstitial pneumonia compared with patients with idiopathic pulmonary fibrosis alone: A systematic review and meta-analysis. Ther Adv Respir Dis. 15, 17534666211017050(2021).
  7. Mori, Y., Kondoh, Y. What parameters can be used to identify early idiopathic pulmonary fibrosis. Respir Investig. 59 (1), 53-65 (2021).
  8. Cheng, Y., et al. Anlotinib vs placebo as third-or further-line treatment for patients with small cell lung cancer: A randomised, double-blind, placebo-controlled Phase 2 study. Br J Cancer. 125 (3), 366-371 (2021).
  9. Mata, K. M., et al. Adaptive increases in expression and vasodilator activity of estrogen receptor subtypes in a blood vessel-specific pattern during pregnancy. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 309 (10), H1679-H1696 (2015).
  10. Cornelius, D. C., et al. An increased population of regulatory T cells improves the pathophysiology of placental ischemia in a rat model of preeclampsia. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 309 (8), R884-R891 (2015).
  11. Liu, J., Ding, D., Liu, F., Chen, Y. Rhein inhibits the progression of chemoresistant lung cancer cell lines via the Stat3/Snail/MMP2/MMP9 pathway. Biomed Res Int. 2022 (1), 7184871(2022).
  12. Xiao, K., et al. Analysis of the severity and prognosis assessment of aged patients with community-acquired pneumonia: A retrospective study. J Thorac Dis. 5 (5), 626(2013).
  13. Zhu, W., Liu, C., Tan, C., Zhang, J. Predictive biomarkers of disease progression in idiopathic pulmonary fibrosis. Heliyon. 10 (1), 23543(2024).
  14. Shi, Y., et al. Chinese guidelines for the diagnosis and treatment of hospital-acquired pneumonia and ventilator-associated pneumonia in adults (2018 Edition). J Thorac Dis. 11 (6), 2581(2019).
  15. Kang, J., Han, M., Song, J. W. Antifibrotic treatment improves clinical outcomes in patients with idiopathic pulmonary fibrosis: A propensity score matching analysis. Sci Rep. 10 (1), 15620(2020).
  16. Matthew, A., Opia, F. N., Matthew, K. A., Kumolu, A. F., Matthew, T. F. Cancer Care Management in the COVID-19 Era: Challenges and adaptations in the global south. Cancer. 2 (6), 401-408 (2021).
  17. Li, C., et al. Global burden and trends of lung cancer incidence and mortality. Chin Med J (Engl). 136 (13), 1583-1590 (2023).
  18. Wang, S. M., Zheng, R. S., Han, B. F., Li, L., Chen, R., Sun, K. X. Age distribution of cancer incidence and mortality in China in 2022. China Cancer. 33 (3), 165-174 (2024).
  19. Yoo, H., et al. Risk factors and clinical characteristics of lung cancer in idiopathic pulmonary fibrosis: a retrospective cohort study. BMC Pulm Med. 19 (1), 149(2019).
  20. Christopoulou, M. E., Papakonstantinou, E., Stolz, D. Matrix metalloproteinases in chronic obstructive pulmonary disease. Int J Mol Sci. 24 (4), 3786(2023).
  21. Irvine, K. M., et al. Serum matrix metalloproteinase 7 (MMP7) is a biomarker of fibrosis in patients with non-alcoholic fatty liver disease. Sci Rep. 11 (1), 2858(2021).
  22. Liu, Z., Tan, R. J., Liu, Y. The many faces of matrix metalloproteinase-7 in kidney diseases. Biomolecules. 10 (6), 960(2020).
  23. Gao, F., et al. Retrospective cohort analysis on predicting pulmonary fibrosis in elderly SARS-CoV-2-infected patients. Front Cell Infect Microbiol. 15, 1587321(2025).
  24. JafariNezhad, A., YektaKooshali, M. H. Lung cancer in idiopathic pulmonary fibrosis: A systematic review and meta-analysis. PloS One. 13 (8), e0202360(2018).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Daha fazla makale keşfet

MMP-1 EkspresyonuMMP-7 EkspresyonuZatürre TanısıKemilüminesans İmmünassaySerum BiyobelirteçleriTanısal PerformansROC AnaliziYaş Korelasyonu
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.