前列腺炎动物模型研究进展

李 萌(综述)，吴金虎，陈永刚(审校)

(1.湖北中医药大学药学院，武汉430065;2.武汉市第三医院药学部，武汉430060)

前列腺炎是青老年男性的一种常见病，发病率9%，患病率12%，各个年龄段均有覆盖［1］。其病因相关因素有:病原微生物感染、化学刺激、氧化应激、自身免疫、老龄动物自发产生、内分泌功能异常、缺锌、pH值升高、心理因素、神经肌肉炎症、基因易感、物理创伤等。目前广泛采用美国国立卫生研究院1995年公布的分型标准，Ⅰ型:急性细菌性前列腺炎;Ⅱ型:慢性细菌性前列腺炎;Ⅲ型:慢性非细菌性前列腺炎-慢性盆腔疼痛综合征，包括能检出白细胞的慢性非细菌性前列腺炎(ⅢA型)和不能检出白细胞的前列腺痛(ⅢB型);Ⅳ型:无症状的炎症型前列腺炎，患者无此方面的诉求，因其他病进行前列腺检测或前列腺按摩液中有白细胞。临床上Ⅰ型、Ⅱ型占5%～10%，Ⅲ型、Ⅳ型占90%～95%［2］。为了减轻患者的痛苦，国内外对前列腺炎药物进行了广泛的筛选，现对所涉及的动物模型按制作方法进行综述。

1 动物选择

SD大鼠、Wistar大鼠、Lewis大鼠被广泛用于前列腺炎模型的制作。

小鼠也作为前列腺炎实验的动物，Elkahwaji等［3］比较了5种13周龄小鼠经尿道灌注2×106CFU/mL、2×108CFU/mL两个水平的大肠埃希菌5 d后的症状，只有C3H/HeJ和C3H/HeOuJ小鼠两个剂量组都发展为严重急性前列腺炎，前列腺菌落数具有显著性差异;灌注磷酸盐缓冲液的对照组小鼠和BALB/c、C57BL/6J、(BALB/c×C3H/HeJ)F1 小鼠前列腺都没有表现炎症。由于表现为急性前列腺炎的C3H/HeJ与没有表现为前列腺炎的BALB/c小鼠杂交的F1代小鼠并没有表现出前列腺炎症，推测小鼠前列腺炎易感性可能是隐性特征。Keetch等［4］收集SJL、AJ、Balb/c、C57bl/6、C57bl/6pr 5 种小鼠的前列腺，处理后注入同种小鼠体内，SJL和AJ小鼠显示慢性非细菌性前列腺炎;Balb/c小鼠无炎症。C57bl/6、C57bl/6pr小鼠间质和腺周有淋巴细胞浸润。非肥胖型糖尿病(nonobese diabetic，NOD)小鼠基因遗传性的容易自发和被诱导为不同器官特异性自身免疫疾病［5］。Rivero 等［6］比较了 NOD 小鼠、Wistar大鼠、C57BL/6小鼠实验性自身免疫前列腺炎的炎症程度:NOD小鼠炎症发展时间较Wistar的早;组织病理学比 C57BL/6小鼠的显著。2009年，Ellem 等［1］首次发现新非细菌性前列腺炎模型——AROM+小鼠。

2 模型制备

2.1 微生物致病型 细菌、原虫、真菌、病毒均为前列腺炎的感染源。以细菌最为常见。临床上革兰阴性菌检出率为68%［7］，50%～80%由大肠埃希菌引起［2］，还有其他肠杆菌种，如克雷伯杆菌、变形杆菌、沙雷菌和假单胞菌。粪肠球菌也可能导致慢性细菌性前列腺炎［7］。也有人认为，大肠埃希菌和奇异变形杆菌是前列腺炎的常见致病菌［8］。模型制作方法有前列腺内注射、经尿道滴入。

2.1.1 大肠埃希菌诱导型 采用成年雄性SD大鼠，经尿道注入1×108CFU/mL的大肠埃希菌Z17悬浊液0.2 mL，4周后微生物学和组织学证实发生了慢性细菌性前列腺炎［9］。吴金虎等［10］取 250～300 g雄性SD大鼠，前列腺背叶注射大肠埃希菌ATCC25922，缝合，3 d后处死，检查外部形态和苏木精-伊红染色，发展为急性前列腺炎:前列腺体积为正常的3倍，色黄、质硬，与膀胱和周围组织有粘连。细菌浓度为5.2×107CFU/mL时，腺体肿大1/2，失去红润，无光泽，与膀胱有粘连，与周围组织无粘连。正常假手术组大鼠前列腺质软、红润、有光泽。

2.1.2 奇异变形杆菌诱导型 300 g雄性 SD大鼠，麻醉后经尿道插入无菌的聚乙烯管，将1×108CFU/mL奇异变形杆菌BB2000细菌悬浮液沿导管滴入前列腺。感染第2天解剖，呈现急性前列腺炎:水肿、充血、间质腺体中性粒细胞、腺体结构膜遭到破坏;衡量炎性反应的髓过氧化物酶(myeloperoxidase，MPO)、白细胞介素1β、黑素生长刺激活性/细胞因子诱导性中性粒细胞化学趋化因子1与正常组相比显著性升高。每克组织菌落数量为5×107CFU。感染第8天示慢性症状:前列腺体萎缩，每克组织菌落数量为6×107CFU;前列腺膜完整性、水肿、白细胞渗透积分与急性感染相比有所减少，但比正常组高。出现人和大鼠慢性前列腺炎时典型的组织结构缺失。与正常组相比，MPO、白细胞介素1β、黑素生长刺激活性/细胞因子诱导性中性粒细胞化学趋化因子1有显著升高。感染第12天慢性感染症状在延续［11］。

非金属蛋白酶A是细胞外的非金属酶，在奇异变形杆菌诱导的前列腺炎中，作为一个广谱的蛋白水解酶，能水解宿主的免疫球蛋白A和防御素类，是奇异变形杆菌诱导前列腺炎的致病因子。这个实验也证明了:非金属蛋白酶A阳性的野生型奇异变形杆菌BB2000诱导的慢性前列腺炎病变程度比等基因突变导致非金属蛋白酶A缺失的奇异变形杆菌KW360诱导的高，前列腺菌落数具有显著性差异。但是急性前列腺炎方面两者无显著性差异。

2.1.3 铜绿假单胞菌诱导型 300 g雄性SD大鼠，经尿道插入聚乙烯10号无菌管，滴入铜绿假单胞菌野生株PAO-1和其等位基因突变株PAO-jp2(这种突变株的细菌群体感应信号系统las和rhl缺失)，对照组滴入生理盐水。与对照组相比，野生菌和突变菌感染2 d后发展为急性炎症;8 d后为慢性炎症;第12天野生菌组的慢性炎症可以持续，突变菌组的MPO、菌落数可以保持差异，前列腺重虽然比对照组高，但无显著差异。野生菌与对照菌相比，第8天后，野生菌组保持高水平的炎症表达，突变菌组的炎症逐渐减弱，这种差异随着时间而显著［8］。

2.2 化学刺激型 长期后尿道压力过高，尿液反流至前列腺破坏黏膜完整性，也会导致炎性反应。乙醇、二硝基苯磺酸、消窒灵、角叉菜胶、甲醛-巴豆油、辣椒碱等刺激前列腺也引起炎症。

2.2.1 尿液刺激型 不同尿道结扎方法形成尿道障碍，导致炎症的效果是不一样的:“会阴到球状尿道结扎”造成的炎症具有最小的不良反应和最持续的前列腺炎症效果;“耻骨后切开术、前列腺中部障碍”的大鼠前列腺、膀胱、近端尿道、输尿管和肾脏都出现炎症感染，不良反应较多［12］。不完全结扎 SD大鼠阴茎根部，形成尿道不全梗阻，梗阻后第3天前列腺间质肿胀程度、炎性细胞浸润最严重，假手术组无炎症表现。结扎3 d的大鼠3只，拆除结扎线后1、5、7 d，炎症随时间而减轻［13］。

2.2.2 化学物质刺激型 比较乙醇和二硝基苯磺酸滴入前列腺诱发前列腺炎:不同时间点处死各实验组大鼠，取前列腺进行形态学、组织学、白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α水平检测，结果示，滴入乙醇+二硝基苯磺酸组和细菌悬浊液组显示炎症。假手术组、乙醇组、二硝基苯磺酸组无炎症。实验显示，乙醇破坏膜完整性时，再刺激前列腺容易引发前列腺炎;只破坏前列腺膜或只用化学物质刺激时，无前列腺炎［14］。赵富虎等［15］在雄性 Wistar大鼠前列腺腹叶两侧各注入25%消窒灵生理盐水0.2 mL，缝合，术后30 d处死，与正常对照组比较，呈现慢性前列腺炎:消窒灵组的前列腺指数增加，白细胞增多，腺泡上皮细胞萎缩扁平，腺腔炎性细胞浸润，间质水肿，纤维细胞增生。常见致炎剂角叉菜胶也用于前列腺炎模型的制作:SD大鼠前列腺背叶注入角叉菜胶或生理盐水，术后1 d处死，观察到急性前列腺炎:间质水肿、充血、炎性细胞浸润。4周后模型组的免疫球蛋白A、白细胞介素8的含量比正常组显著减少，局部免疫功能遭到破坏［16］。甲醛、巴豆油为非特异性致炎剂，甲醛起效慢，但维持时间长;巴豆油致炎迅速，但时间短。两者比例为8∶2时，注射到Wistar大鼠前列腺中，10 d后前列腺间质水肿、炎性细胞浸润，前列腺脏器指数显著增加。20 d时，上述表现仍持续［17］。SD大鼠前列腺内注射的辣椒碱，剂量依赖性的诱发炎性细胞增加、环氧合酶2增加、血浆蛋白渗出，是一种新型致炎剂［18-19］。

2.3 免疫型 在某种情况下，自身物质或外来抗原会诱导前列腺免疫反应，发展为前列腺炎。慢性非细菌性前列腺炎35%是由自身免疫反应引起的［20］。免疫原有雌激素、植物激素、弗氏佐剂、前列腺甾体结合蛋白、前列腺蛋白提取液、百白破疫苗等。给药方式以前列腺内注射为多，还有口服、硅橡胶植入。

2.3.1 激素诱导型 90 d龄雄性 Wistar大鼠，去势、每天皮下注射17β-雌二醇。第31天，模型组前列腺的白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α升高，前列腺和尿中的一系列炎症趋化因子(CCL2/单核细胞趋化物蛋白1、CCL3/巨噬细胞炎症蛋白1α、基质细胞源性因子1/细胞因子诱导性中性粒细胞化学趋化因子1、基质细胞源性因子3/细胞因子诱导性中性粒细胞化学趋化因子2、基质细胞源性因子5/脂多糖诱导性CXC趋化因子)都升高，显示前列腺炎［21］。Wilson等［22］将 17β-雌二醇硅橡胶棒包埋在去势 8 d后、90 d龄的Wistar大鼠体内，第36天检查，前列腺侧叶100%有显著炎症，包括管腔内中性粒细胞和间质单核细胞浸润。同时，比较了睾酮和二氢睾酮对于雌激素诱导前列腺炎的改善情况:第22天时增加植入睾酮，第36天时，与只植入17β-雌二醇的相比，可以减轻前列腺炎症情况。植入二氢睾酮者，炎症情况基本无改善。转基因 AROM+小鼠:Ellem等［1］分析，雌激素诱导前列腺炎，低剂量雌激素的影响很弱;高剂量的雌激素无法模拟正常生理反应。AROM是一个芳香酶，AROM超表达的小鼠，遗传性的、内源性雌激素升高，40周龄时表现为慢性前列腺炎:肥大细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和T淋巴细胞数量显著增加;血清睾酮/雌激素降低。Kwon等［23］连续9周给SD大鼠服大豆异黄酮提取物(300 mg/kg体质量)。80%的实验组前列腺间质炎症严重、背侧前列腺腺腔上皮分离和炎症渗出物增加。对照组和实验组的前列腺重量和血浆雄激素浓度无差异，实现了生理水平诱导前列腺炎。

2.3.2 前列腺蛋白提取液诱导型 Penna等［5］观察到7周龄NOD小鼠自发发展为自身免疫性前列腺炎。表现为不连续的前列腺内淋巴单核细胞浸润。前列腺内的淋巴单核细胞数量和范围随着年龄而增长，在第28周龄时达到了最大值。BALB/c小鼠在任何一个周龄段没有显示出这种炎症。注入前列腺甾体结合蛋白，NOD小鼠、C57BL/6小鼠、BALB/c小鼠都出现自身反应性T细胞，反应易感性和强烈程度依次为NOD组、C57BL/6组、BALB/c组。Motrich等［20］在Wistar大鼠右脚垫、尾部、肩部分别注射弗氏完全佐剂、前列腺蛋白提取液+弗氏完全佐剂、前列腺甾体结合蛋白+弗氏完全佐剂。后两组联合药物模型的一氧化氮、干扰素γ和肿瘤坏死因子α水平比只注射弗氏完全佐剂的组高，表现较强的炎症情况。

2.3.3 弗氏完全佐剂制作型 无菌状态下于麻醉大鼠前列腺内注射弗氏完全佐剂0.1 mL，逐层缝合，消毒。3 d后形成急性前列腺炎:间质水肿、轻度血管扩张充血，间质少量淋巴细胞和中性粒细胞浸润，轻度结缔组织增生。7 d后炎症稳定［24］。

2.4 老龄动物自发型 有Wistar大鼠和Lewis大鼠，SD大鼠和小鼠较少见［25-27］。有人认为，Lewis大鼠自发性前列腺炎发生率为72%，Wistar大鼠自发性前列腺炎发生率为 27%［25］。Keith 等［26］推断80%的Wistar大鼠前列腺有自发性非细菌性炎症倾向。2005年，Vykhovanets等［27］首次发现老龄 SD 大鼠也有自发、非细菌性前列腺炎。

3 总结与展望

前列腺炎病因不明，假说众多，选取动物时，可以根据实验目的、老龄鼠自发性前列腺炎发生率的高低、模型炎症情况，选取或回避某些品系。NOD小鼠基因易感性的容易产生和被诱导为各种炎症，表现程度也较其他大小鼠显著。C3H/HeJ和 C3H/HeOuJ小鼠可以被大肠埃希菌感染为急性细菌性前列腺炎。SJL和AJ小鼠受异种小鼠前列腺提取液刺激为慢性非细菌性前列腺炎。NOD小鼠、C57BL/6小鼠、BALB/c小鼠敏感程度递减的可以被前列腺甾体结合蛋白刺激为慢性非细菌性前列腺炎。SD大鼠较不易发展为自发性老龄前列腺炎模型，在国内外较多的被用于前列腺炎模型的制作。

除了动物品种，不同的细菌或者同一细菌的不同分型也会影响细菌性前列腺炎炎症的表现程度。如奇异变形杆菌野生型与突变型;铜绿假单胞菌野生型与突变型。

鉴于细菌性前列腺炎的流行病学比例只有5%～10%，且难以鉴别病原细菌来自尿道还是前列腺，近年来对于免疫性前列腺炎的研究渐多，前列腺甾体结合蛋白可能为前列腺蛋白提取液诱发炎症模型的致病因子。国内也有前列腺蛋白提取液刺激大鼠、小鼠前列腺的模型。

以上各种原理的造模方法皆可从不同角度、不同程度的模拟人前列腺炎的临床表现。这也从一个方面暗示，前列腺炎的病因多样，医药学工作者在研制对症疗法或药物时，要综合考虑。中医药在治疗前列腺炎方面有了很大的尝试，其中的辨证施治、整体思想，服用中药、药浴、针灸疗法也与前列腺炎多病因相呼应。“前愈”是我院临床上治疗慢性前列腺炎的有效经验方，前期研究显示，可以改善大鼠免疫功能和增加前列腺中的锌含量、减轻炎症［10，16］。下一步将对其分离化学部位，研究“前愈”治疗慢性前列腺炎的物质基础。

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