尿液中慢性前列腺炎/慢性盆腔疼痛综合征生物标记物研究进展*

孔祥斌 胡微薇 董治龙 综述 王志平** 审校

1.兰州大学第二医院泌尿外科，兰州大学第二医院泌尿外科研究所，甘肃省泌尿系统疾病研究重点实验室，甘肃省泌尿系统疾病临床医学中心；2.兰州大学第二医院肾病内科（甘肃兰州 730030）

慢性前列腺炎/慢性盆腔疼痛综合征（Chronic prostatitis/chronic pelvic pain syndromes，CP/CPPS）是一种临床常见的男科疾病，在50岁以下男性中尤为多见，约占各种前列腺炎的90%以上，有报道其在不同年龄段总的发病率在3%到16%之间[1]，国内相关研究发现其约占泌尿外科门诊患者总量的1/5[2]，更有研究指出其发病约占泌尿外科门诊总量的30%，而其中约50%的患者表现为反复发作[3]。根据美国国家卫生研究院（National institute of health,NIH）有关前列腺炎的分类标准，CP/CPPS又可归为Ⅲ型前列腺炎，根据慢性盆腔疼痛多学科研究 （Multidisciplinary Approach to the Study of Chronic Pelvic Pain,MAPP）网络组织的定义，CP/CPPS属于泌尿系统慢性盆腔疼痛综合征（Urological Chronic Pelvic Pain Syndrome,UCPP）[4]的一种类型。在临床上CP/CPPS表现为包含慢性盆腔疼痛、泌尿生殖器疼痛等疼痛症状以及尿频、尿急等排尿症状的一系列综合征，持续时间通常超过3个月，因此患者的生活质量往往有不同程度的下降，甚至可能患上焦虑、抑郁等精神疾病。在临床上，此类患者通常具有很强烈的治疗愿望及较高的疗效预期。

目前国内外尚无统一的有关CP/CPPS的诊断治疗标准，较为常用的诊断方法如“四杯法”、前列腺液（express prostatic secretion,ESP）常规检查、美国国家卫生研究院慢性前列腺炎症状指数（NIH-Chronic Prostatitis Symptom Index,NIH-CPSI）评分等因其操作繁杂、有一定侵入性及缺乏客观性等不足，在实际应用中往往因患者配合程度不同或医生经验技术差异而影响疾病的诊断及疗效评价的客观性。如何快速、简便、无创地对CP/CPPS患者进行诊断及疗效评价，是目前相关研究的重要目标。尿液中生物标记物检查因其具有无创、获取简便、可反复多次检查等天然优势，在疾病的诊断及疗效评价中有重要意义，近年来相关研究发现CP/CPPS患者尿液中血管内皮生长因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF）、血管内皮生长因子受体（Vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR）、基质金属蛋白酶（Matrix metalloproteinases,MMPs）、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（Neutrophil gelatinase associated lipocalin,NGAL）、MMP-9/NGAL复合体及前列腺外泌体蛋白（Prostatic exosomal proteins,PSEPs）等的变化似乎与患者症状的严重程度及症状的改善存在相关性，这提示这些尿液标记物有可能作为CP/CPPS诊断与治疗评价的重要指标。因此，本文对近年来文献报道的这些尿液标记物及相关研究做一综述，以为后续的研究提供新的思路。

一、血管内皮生长因子（VEGF）及其受体（VEGFR）

相关研究发现VEGF在间质性膀胱炎患者的膀胱组织中大量存在，且在这些患者的活检样本中发现新生血管周细胞覆盖率明显降低，提示高表达的VEGF水平与未成熟血管形成增多相关[5]。此外，还有研究指出局部组织VEGF高水平与患者疼痛的严重程度相关[6]。VEGF是最有效的内源性血管通透性因子，在炎症细胞迁移及炎症诱导的淋巴管生成和血管生成中均发挥重要作用[7]。VEGF可能介导了CP/CPPS发生过程中血管通透性失调这一重要步骤，从而使组织局部处于缺血缺氧状态，并促进生成新的血管，同时在缺氧环境下巨噬细胞、肥大细胞等也可分泌VEGF及其受体VEGFR，这进一步使局部血管舒张，促进疾病发展[8]。而有研究指出VEGFR不仅存在于前列腺血管内皮细胞，还存在于前列腺组织和基底细胞中[9]。VEGFR1通过调节神经细胞对VEGFR2的反应性来影响患者的疼痛表现[10]。在动物模型实验中发现注射VEGFR不会产生自发的疼痛反应，但会使小鼠对环境有害刺激产生明显的超敏反应，而通过注射抗VEGFR1的抗体则可阻止此反应，而注射抗VEGFR2抗体则不能阻止此反应[11]，这提示VEGF及其受体可作为治疗疼痛的潜在靶点，并且可通过检测VEGF及其受体水平变化来评估疼痛的程度。最近，Dagher A等人[12]的一项多中心研究发现UCPPS患者尿液中标准化VEGF水平明显高于健康患者（HC）（平均CPPS=1.78,平均HC=0.98,P＜0.0001），且在多变量分析提示VEGF、VEGFR1能将UCPPS与HC区别开来（AUC=0.68）。在此基础上，Roy R等人[13]的一项纵向研究，分别分析了患者基线、6月及12月尿液标记物的变化，发现患者尿液VEGF水平在纵向上降低与患者疼痛症状的减轻明显相关，而标准化的尿液VEGF-R1水平在纵向上降低与患者的疼痛缓解存在相关性，且基线尿液标准化VEGF-R1浓度低水平与UCPPS患者的疼痛改善及排尿症状改善相关。这提示VEGF及VEGF-R1可作为UCPPS的尿液标记物，用于评价患者症状的严重程度及治疗效果。

二、基质金属蛋白酶（MMP-2、MMP-9）

MMPs在多种生物学过程中发挥作用，其中包括细胞因子及生长因子的释放、肿瘤的发生和进展、血管生成以及介导多种炎症性疾病。而炎症是CP/CPPS潜在病理生理机制，既往研究发现CP/CPPS患者的前列腺液及局部组织中促炎细胞因子（IL-1β，TNF-α，IL-8）浓度较正常患者明显升高[14]。在炎症反应期，受促炎细胞因子影响，MMPs及其复合物从结缔组织细胞中释放出来，局部浓度及活性上调的MMPs可将各种促炎细胞募集到组织损伤部位。另外，MMPs还具有裂解炎症介质和刺激清除炎症细胞的能力，因而也可能参与免疫应答的调节。其中MMP-2在许多组织中均有表达，其与神经性疼痛的发生和维持有关，神经损伤后局部MMP-2高表达可能促进中枢神经系统重塑及周围神经组织再生，从而使患者疼痛减轻[15]。而MMP-9可被诱导高表达而对急性期神经性疼痛发挥调节作用[16]。在对泌尿系感染的研究中发现，中性粒细胞在免疫应答过程中分泌的MMP-9使尿道上皮基底膜降解，进而帮助中性粒细胞向细菌感染部位迁移和侵袭。这些研究表明MMP-9水平升高可能反映持续性的急性神经源性炎症。Dagher A等人[12]研究发现UCPPS患者尿液标准化MMP-9水平相比HC组明显升高（平均CPPS=2.16，平均HC=1.22，p=0.001），多因素分析也表明其可将UCPPS患者与健康患者区别开来（AUC=0.68）。Roy R等人[13]的纵向研究发现尿液MMP-9浓度降低与患者排尿症状改善明显相关（0.83，95%CI（0.69-0.99））。与此相反，MMP-2浓度在纵向上的增加则与患者的疼痛改善有关。提示MMPs在UCPPS发生发展过程中不仅参与炎症反应调节，还与患者疼痛的调节密切相关。

三、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（NGAL）及NGAL/MMP-9复合物

NGAL又可称为脂质运载蛋白2，在许多急、慢性炎症中表达上调，主要包括慢性肾脏疾病，溃疡性结肠炎和心肌梗塞等[17，18]。NGAL与其他炎症细胞因子之间存在复杂的相互作用，其表达上调可被多种炎性细胞因子（TNF-α，IL-1β和IL-17）触发，而且NGAL本身也是其他炎性细胞因子及行为的调节剂。细菌感染后NGAL通过TLR受体在尿液中快速表达，通过与细菌竞争摄铁而发挥一定的抑菌作用[19]。尤为重要的是NGAL还可与MMP-9形成复合物，这种复合状态既可以保护MMP-9免受降解，又不影响其酶活性[20]，NGAL/MMP-9复合物可在多种疾病状态患者的尿液中检测到。Dagher A等人[12]发现UCPPS患者疼痛的严重程度与其尿液MMP-9/NGAL复合物（P=0.0007）浓度呈正相关，而且排尿症状的严重程度与尿液MMP-9/NGAL复合物（P=0.0001）浓度也存在相关性。纵向研究也发现患者基线尿液MMP-9/NGAL高水平与疼痛和排尿症状的改善相关[13]。这提示NGAL/MMP-9复合物可作为一个重要的潜在UCPPS诊断及疗效评价的尿液指标。

四、前列腺外泌体蛋白（PSEPs）

前列腺外泌体蛋白（PSEPS）是由前列腺上皮细胞分泌的一种蛋白组团，其分子组成多样，含有数百种已知或未知蛋白质，研究发现在前列腺癌、良性前列腺增生症和前列腺炎等前列腺相关疾病中均具有与之相应的独特蛋白质组学表型[21]。当患者前列腺有炎症或损伤时，PSEPS可分泌增多并排泄到前列腺间质中，因而可在患者精液、前列腺液及尿液中检测到[22]。其前体因含有免疫调节所需的氨基和二肽基肽酶、内肽酶等各种蛋白质，因而具有抗氧化、抗菌及免疫调节等作用[23]。有关PEPS前体与氧化还原反应相关性的研究发现，其可能减少活性氧（ROS）的产生，并通过调节脂质在细胞膜上的转移而抑制多形核中性粒细胞的NADPH氧化酶活性[24]。曾燕等人[25]的一项多中心研究发现CP/CPPS患者尿液中PSEP水平明显高于健康男性。Liang W等人[22]研究发现尿液PSEPS水平与患者前列腺液（EPS）中白细胞计数及NIH-CPSI评分相关，而与前列腺液中卵磷脂小体计数无相关性。Yin L等人[21]的研究不仅发现CP/CPPS患者尿液PSEPs水平较对照组高，还发现尿液PSEPs与患者前列腺液中IL-10和TNF-a水平呈正相关关系。Li X等[26]发现NIH-II型（2.09[2.35]ng/mL），NIH-IIIa型（1.80[2.95]ng/mL）和NIH-IIIb型（1.64[2.48]ng/mL）患者尿液PSEPs水平明显较对照组（0.24(0.76)ng/mL）高。ROC分析当临界值为1.387 ng/mL时，灵敏度为59.0%，特异性高达94.2%。ROC曲线下的面积为0.833。在NIH-IIIb组尿液PSEPs水平与血清PSA水平呈正相关，与EPS中WBC计数呈正相关，并且在各个CP亚组中与精液WBC计数呈正相关，但与NIH-IIIa组和NIH-IIIb组精子活动度无关。因此，PSEPs可作为一种潜在的CPPS尿液标记物，但受限于相关研究样本量较少等因素，还需进一步研究证实。

五、小结

尽管目前前列腺炎尤其是慢性前列腺炎/慢性盆腔疼痛综合症（CPCPPS）的机制尚未明确，但是就相关研究来看，主要围绕在炎症反应、氧化应激、神经损伤修复等方面展开研究。而在这些病理生理过程中产生的各种代谢产物均具有成为CPCPPS诊断的生物标记物潜力，这些标记物广泛存在于患者的尿液、精液、前列腺液中，其中尿液标记物因具有获得简单、无创、可重复检查等优势，在今后的相关研究及应用中具有独特的优势。本文所述各尿液标记物在相关研究中表现出与CPCPPS症状的相关性，提示这些标记物可作为CPCPPS诊断及疗效评价的潜在指标，但是由于各研究样本量总体较小，且部分研究还因包括其他类型盆腔疼痛综合征的患者导致研究结果缺乏特异性，因而尚不能广泛应用于临床。后续研究应重点着眼于大样本随机对照研究，同时应关注尿液检测指标与CPCPPS的特异性，并且探讨这些指标与CPCPPS存在相关性的机制。还需指出的是，有研究发现CPCPPS患者前列腺液中有多达300多种蛋白，其中五种较正常患者表达上调或下调[27]。那么CPCPPS患者尿液中是否也存类似的蛋白质？从这些蛋白质中筛选出与CPCPPS症状及预后高度相关的一种或几种作为其诊断及疗效评价指标，将对CPCPPS的诊断和治疗产生较大影响。