基于絲裂原活化蛋白激酶/p38 絲裂原活化蛋白激酶通路治療慢性前列腺炎的中醫藥研究進展※

張 超 仲崇副 史卓卓 高兆旺△

(1.山東中醫藥大學第一臨床醫學院2020級碩士研究生,山東 濟南 250013;2.山東中醫藥大學第一附屬醫院男科,山東 濟南 250014)

慢性前列腺炎(chronic prostatitis,CP)是臨床表現以尿頻、尿急、尿不盡為主的尿路刺激征(lower urinary tract irritation sign,LUS)和以小腹、腹股溝、會陰部等墜脹疼痛為主的慢性盆腔疼痛綜合征(chronic pelvic pain syndrome,CPPS),常伴有性生活功能障礙和精神心理問題。根據致病因素是否為細菌分為慢性細菌性前列腺炎和慢性非細菌性前列腺炎,其中慢性非細菌性前列腺炎病理機制復雜,涉及免疫異常、病原體感染、盆底神經異常沖動、精神情志緊張等,臨床上常予抗生素、非甾體抗炎鎮痛藥、α受體阻滯劑、中藥、抗焦慮藥物等進行對癥緩解治療[1]。隨著CP的作用機制研究不斷深入,已證實CP的發生、發展、治療涉及多條重要通路,其中絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK) / p38絲裂原活化蛋白激酶( p38 mitogen-activated protein kinase,p38MAPK)通路是重點交匯通路之一,其在參與氧化應激反應、炎性反應、細胞生長、分化及死亡過程中發揮重要作用。諸多研究表明,中藥及相關中成藥可通過作用于MAPK/p38MAPK信號通路降低炎性反應,減輕慢性疼痛癥狀,從而治療CP。對MAPK/p38MAPK信號通路參與CP的發病機制及中醫藥通過調控MAPK/p38MAPK信號通路從而治療CP相關研究進行綜述。

1 MAPK/p38MAPK信號通路

1.1 MAPK/p38MAPK信號通路概述 MAPK屬于絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶家族,介導基本的生物過程,如細胞的生長、增殖、消亡等,參與細胞對外部應激信號及細胞核內信息的傳遞過程,并廣泛調控炎癥介質合成[2]。MAPK通路可被一系列的外界物理和化學性質刺激時激活,主要的MAPK級聯反應按照3個細胞內蛋白激酶激活的步驟進行,MAPK激酶激酶(MAPKKK)首先被激活,然后磷酸化并激活MAPK激酶(MAPKK),下一步MAPKK磷酸化并激活MAPK[3]。這3種激酶依次激活不同的MAPK通路,分別作用于不同類型的生理性底物,但不同通路間也有相互協同或抑制作用,從而傳導細胞信息或發生特殊的細胞生理活動。MAPK信號通路亞家族分為4支:EPK、JNK、p38MAPK和EPK5,p38MAPK信號通路主要在炎癥和細胞發育凋亡等反應中發揮重要作用,是細胞信號傳導的中樞通路[3]。p38MAPK由5個不同基因編碼的亞型組成:p38α、p38β1、p38β2、p38γ和p38δ,在人體組織結構中各種亞型分布具有明顯的組織分布差異性[4]。p38MAPK可在受到白細胞介素(IL)、生理性應激、腫瘤壞死因子(TNF)、炎癥細胞因子、脂多糖(LPS)等刺激下被激活。p38MAPK激活過程也由三級蛋白激酶反應鏈構成,上游激活物MAPKKK類受體激酶如MEKK1-4、MLKs、ASK、DLK、TAK1被激活,引起屬于p38MAPK激酶MAPKK類MKK3、MKK6發生磷酸化級聯反應,從而激活不同的p38MAPK亞型[5]。p38MAPK激活后主要對下游轉錄因子和蛋白激酶兩大類進行磷酸化和激活,轉錄因子涉及轉錄因子-1(ATF-1)、Elk1、p53、核因子κB(NF-κB)等,p38轉錄因子的磷酸化通常增強其轉錄活性,并在細胞對炎癥的反應、DNA損傷、代謝應激和其他應激反應中發揮作用;蛋白激酶包括MAPKAP-2、MAPKAP-3、MSK1等,MK2和MK3是2種絲氨酸蛋白激酶,被激活后繼續磷酸化各種不同的底物,如淋巴細胞特異性蛋白1(LSPl)、熱休克蛋白27(HSP27)等,改變肌動蛋白的結構形式,進而參與細胞骨架重構進程[6]。

1.2 MAPK/p38MAPK通路在炎癥中的作用 當炎癥刺激發生時,為了使血液中白細胞對炎癥刺激產生響應,細胞內信號通路被激活并攜帶激活炎癥介質產生所需的信號進行傳導。MAPK通路即是受體激活觸發主要的細胞內信號通路,LPS、TNF、IL-1等各種炎癥刺激,均可激活單核細胞、中性粒細胞等免疫細胞中p38MAPK通路,p38MAPK活性增強參與炎癥細胞因子的產生和信號傳遞,在MAPK家族中控制炎性反應上具有重要作用,p38激活的主要生物學反應涉及炎癥介質的產生和激活,從而促使白細胞的靶向聚集和分泌促炎因子[7]。有實驗研究證實,p38MAPK活性對正常免疫、細胞生理病理過程和炎性反應至關重要,p38MAPK是促炎細胞因子在轉錄和轉化水平上生物合成的關鍵調節途徑,因此該通路成為治療自身免疫性和炎癥性疾病的潛在靶標[8-9]。

2 基于MAPK/p38MAPK信號通路探討CP的發病機制

2.1 下尿路綜合征 細菌刺激或無菌性炎癥導致前列腺腺體和纖維肌肉基質充血、腫脹,刺激走行于前列腺內的近端尿路;刺激膀胱頸口平滑肌收縮,尿道阻力增加,導致尿液反流或炎癥損傷,引起尿頻、尿急、尿痛等尿路刺激征表現。p38MAPK在CP模型前列腺組織活性水平上升,通過p38MAPK途徑以增加mRNA的穩定性和蛋白質的生物合成,來促進TNF-α的產生和環氧化酶-2(COX-2)的活化,TNF- α可誘導中性粒細胞、單核巨噬細胞生成IL-1、IL-6、IL-8多種促炎細胞因子,可促使粒細胞在前列腺炎癥組織部位聚集,引起被激活細胞因子的級聯效應,加快炎性反應發生;COX- 2能促進花生四烯酸(Arachidonic Acid,ARA)代謝形成前列腺素E2(PGE2),可能是導致CP患者盆腔疼痛的原因[10]。MMP-9是由巨噬細胞、粒細胞等多種細胞分泌的重要蛋白分解酶,MMP-9的表達與炎癥程度呈正相關,在CP模型中多種細胞因子TNF-α、IL-8等通過p38MAPK通路參與MMP-9表達的調節[11]。研究發現,在CP患者的前列腺液(EPS)和血清中,趨化因子CXCL5、CXCL8、CXCL10和炎癥細胞因子IL-1β、TNF-α、IL-2等均升高,由于衰老和(或)炎性反應導致前列腺正常組織穩態被破壞,各種趨化因子在前列腺微環境中被分泌,與炎癥細胞因子激活下游ERk1/2和p38MAPK信號通路進行傳導,從而誘導巨噬細胞、T淋巴細胞靶向聚集和促炎介質的分泌,因此p38 MAPK是參與CP炎癥浸潤和疼痛癥狀的重要通路[12]。

2.2 慢性盆腔疼痛綜合征(CPPS) CPPS是一種神經病理性疼痛,是由神經源性炎癥導致神經系統原發損傷或功能障礙而引起的一種慢性疼痛狀態。CPPS疼痛表現在由骶神經支配區的整個盆腔,包括尿道部位的神經支配,與第5腰椎到第1骶椎(L5～S2)脊髓神經細胞的凋亡和脊髓膠質細胞的激活相關,脊髓小膠質細胞在神經系統信號的傳遞、痛覺的調控等[13]。細胞外因素激活小膠質細胞,使其在慢性炎癥性疼痛條件下持續被激活,分泌炎癥介質增加,如TNF-α、IL-1β、IL-6和干擾素γ(IFN-γ)等,這些促炎介質通過調節p38MAPK、JNK信號通路參與傷害性感覺和疼痛感覺傳遞,損害周圍的神經元并增強神經元的興奮性,導致中樞疼痛敏感性增強[14]。尿液反流、前列腺液排流不暢都可加重前列腺炎癥,促使組織釋放前列腺素和致痛物質緩激肽,通過p38MAPK通路激活神經遞質傳導,促使疼痛感覺發生。故p38MAPK通路參與CPPS炎癥性疼痛的產生,通過p38MAPK抑制劑SB203580、SB202190等抑制p38的磷酸化,能降低背角神經元中神經源性炎癥相關因子水平,減輕小膠質細胞中的炎性反應,從而降低炎癥性疼痛表現[14]。

3 基于MAPK/p38MAPK通路的中醫藥對CP的研究

3.1 CP病機與MAPK/p38MAPK通路相關性 根據CP的癥狀表現和病因病機,將其屬為中醫學“淋濁”“白濁”范疇,《證治要訣》載“如白濁甚,或稠黏如膠,頻逆而澀痛異常,此非是熱淋,此是精濁窒塞竅道而結”。CP病機主要責之于瘀血、濕熱、腎虛,因長期忍精不射,敗精瘀阻;或濕熱流注精室而成;或腎精虧損,相火妄動,敗精隨尿液而出。基于數據挖掘和臨床總結分析[15],CP瘀阻濕熱證最多見,精室瘀滯,不通則痛,致使盆腔疼痛;熱邪蒸于膀胱,膀胱開闔失司,表現為尿頻、尿急、尿痛、尿熱等尿路刺激征;濕邪重濁黏滯,濕熱互結阻于精室、尿道,濁液排出不暢,出現尿不盡、尿末滴白排尿異常表現,治以活血止痛、清熱利濕為主。p38MAPK通過細胞內信號傳遞,參與細胞生長、凋亡過程與炎癥調控,炎性刺激可介導巨噬細胞、前列腺基質細胞、上皮細胞中p38MAPK通路激活,使巨噬細胞活化、聚集,繼而促TNF、IL-1、IL-8等炎癥因子表達,加重炎性反應,與CP濕熱瘀阻病機相似,而通過抑制p38MAPK磷酸化,則能減輕局部炎性反應和水腫,與活血清熱治法吻合。臨床上多以活血清熱藥為主治療CP,取得較好的治療效果。CHEN Y 等[16]結合動物實驗和網絡藥理學認為,犀角地黃湯(藥物組成:水牛角、生地黃、赤芍、牡丹皮)通過調節p38MAPK信號通路,對炎癥、凝血等多種生物過程有調節作用。時雪等[17]通過篩選文獻進行系統性Meta分析清熱活血中藥丹參、虎杖、川芎、赤芍等對自身免疫性前列腺炎(EAP)模型相關炎癥因子干預效果表明,清熱活血中藥可降低IL-1、IL-6、TNF-α等炎癥因子表達,并可能通過NF-κB、MAPK/p38MAPK參與炎癥調控。

3.2 中醫藥基于MAPK/p38MAPK信號通路在CP中的作用 CP病因復雜,發病機制尚未完全明確,涉及盆骶-脊髓神經異常沖動、非特異性炎癥、免疫機制等多方面,中醫學根據CP癥狀表現及病因病機分析,將其分為濕熱下注、氣滯血瘀、濕熱瘀結、腎虛血瘀等多種證型,對CP進行辨證論治,具有明顯特色和優勢。中醫藥治療CP的具體作用機制涉及細胞通路、細胞因子、炎癥介質、神經傳導多方面,而MAPK/p38MAPK通路作為細胞內的重要信號傳導通路,參與CP的發生發展過程。諸多實驗研究表明,中醫藥通過調控p38MAPK通路防治CP具有良好的效果,因此研究中醫藥通過調控p38MAPK通路治療CP具有理論性和可行性。

3.2.1 單味中藥及其主要化合物 郁金、姜黃為活血化瘀類中藥,《中華本草》謂姜黃“破血行氣,通經止痛”,《本草備要》記載郁金“行氣,解郁;泄血,破瘀”。姜黃素是二者共同的主要活性成分,具有抗炎、抗腫瘤、抗氧化作用。有實驗發現姜黃素100 mg/kg時,能抑制前列腺組織中p38MAPK激活和NF-κB、TNF-α、COX-2等炎癥因子表達,降低前列腺基質組織炎性反應[18]。大蒜具有活血行氣、解毒消腫功效,大蒜素是大蒜中的關鍵化合物。張建軍等[19]將90例Ⅲ型前列腺炎并以疼痛為主要表現的男性患者隨機分為2組,對照組45例予塞來昔布片口服治療,治療組45例予大蒜素注射液治療。結果:治療組有效率86.67%,對照組有效率68.89%,治療組療效優于對照組(P<0.05);2組治療后美國國立衛生研究院慢性前列腺炎癥狀指數量表(NIH-CPSI)評分較本組治療前降低(P<0.05),生活質量評分(QOL)、國際勃起功能指數-5(IIEF-5)評分均較本組治療前升高(P<0.05),且治療組治療后改善更明顯(P<0.05)。治療組不良反應發生率8.80%,對照組不良反應發生率33.00%,治療組不良反應發生率低于對照組(P<0.05)。龍膽是常用的下焦清熱祛濕藥,龍膽苦苷是龍膽的主要活性成分,具有抗炎、鎮痛、保肝利膽等作用。通過龍膽苦苷對CP /CPPS大鼠前列腺組織作用發現,龍膽苦苷能抑制JNK、ERK和p38磷酸化,調節IL-1β、TNF-α等促炎因子及COX-2、 PGE2炎癥介質的轉錄表達而產生抗炎作用[20]。馬鞭草性涼味苦,具有清熱解毒、活血利水功效,《天寶本草》載其“利小便,平肝瀉火”,馬鞭草總苷是其主要活性成分。馬鞭草總苷能抑制p38MAPK通路磷酸化,降低炎癥因子、MMP-9蛋白表達,減輕CP炎性反應和疼痛癥狀[21]。青藤堿提取于防已科植物青藤的根和莖,具有鎮痛、抗炎、降血壓等作用,研究發現青藤堿能下調CP大鼠模型前列腺組織中p38MAPK活化,并降低TNF-α、IL-6等炎癥因子水平,表明青藤堿治療CP與調控p38MAPK有關[22]。大火草是壯醫常用藥,清熱解毒,活血化瘀,現代藥理學具有抗炎、抗菌效果。黃欣等[23]探討大火草與鹽酸坦索羅辛對ⅢB型前列腺炎大鼠模型的治療效果,結果表明大火草能有效調控p38MAPK通路,減緩前列腺組織纖維化,減少MMP-9 mRNA和炎癥因子表達,促進卵磷脂小體分泌,加快恢復前列腺功能。槲皮素屬黃酮類化合物,在諸多治療CP的中藥如車前子、金錢草、金銀花中均為主要化合物,具有抗氧化、抗炎、抗癌等多種藥理學活性。MENG L Q 等[24]研究表明槲皮素通過NF-κB和p38MAPK信號通路介導,降低促炎細胞因子IL-1β、IL-2、TNF-α等表達,提高抗氧化能力,并抑制NF-κB和MAPK的磷酸化,降低前列腺炎炎性反應。

3.2.2 中藥復方 桃核承氣湯是《傷寒論》中治療蓄血證的代表方劑之一,蓄血證病機為瘀熱互結于下焦,與CP濕熱瘀阻于精室機制相通。李洪兵等[25]將68例Ⅲ型前列腺炎患者隨機分為2組,對照組34例予常規西藥治療,治療組34例在對照組治療基礎上加桃核承氣湯加減(藥物組成:桃仁、大黃、甘草、桂枝、芒硝)治療。結果:2組治療后中醫證候評分、NIH-CPSI評分、慢性疾病生活質量調查表-慢性前列腺炎 (QLICD-CP) 評分、p38MAPK水平及IL-6、IL-10、COX-2水平均較本組治療前降低(P<0.05),且治療組均低于對照組(P<0.05),治療組治療后前列腺功能和生活質量改善優于對照組(P<0.05)。程氏萆薢分清飲(藥物組成:萆薢、黃柏、石菖蒲、茯苓、白術、蓮子心、丹參、車前子)有化濕泌濁、清熱活血功效,是治療濕熱型CP常用方,其中MAPK8、MAPK1是程氏萆薢分清飲治療CP的關鍵靶點[26],槲皮素、木犀草素、山柰酚為方中關鍵有效成分,槲皮素抑制NF-κB和MAPK的磷酸化,抑制促炎細胞因子IL-1、IL-2、IL-6等分泌,改善前列腺基質細胞的病理變化;木犀草素通過下調NF-κB、p38MAPK、JAK等多條信號通路,抑制炎癥細胞因子和炎癥介質的表達,緩解炎性反應;山柰酚通過調控MAPK通路顯著發揮抗氧化和抗炎作用,抑制前列腺微環境中促炎細胞因子和趨化因子的產生。劉勝京等[27]對CP的用藥處方規律挖掘發現,當歸-黃柏為治療CP的核心藥對,MAPK通路在當歸-黃柏治療CP靶點通路富集結果中靠前,藥對中主要活性成分藁本內酯、黃連堿能抑制p38MAPK通路,降低IL-6、TNF-α等多種細胞因子水平,下調機械和熱痛痛閾值。方中當歸活血補血,行中有補,黃柏主清下焦濕熱,清泄精室內瘀熱,二藥合用增強行血、散熱之功,清熱而不傷陰,并使熱邪有所出路,適用于瘀熱型CP。茯苓、澤瀉常配對用于腎氣丸、五苓散等常用方劑,茯苓為利水滲濕要藥,澤瀉除利水滲濕功效外還有泄熱、化濁降脂之功,《藥性論》曰澤瀉“治五淋,利膀胱熱,直通水道”。閔杰等[28]通過文獻挖掘發現,中醫藥治療CP中,茯苓、澤瀉配伍使用較廣泛,其主要活性成分為茯苓酸、三萜類成分,茯苓酸C通過p38MAPK傳導,使巨噬細胞產生抑制一氧化氮(NO)作用,降低p38MAPK下游NF-κB表達,進而抑制iNOS和COX-2生成,減少炎癥介質釋放。樊紅波等[29]通過網絡藥理學分析自擬金澤清濁通絡方(藥物組成:黃柏、牡丹皮、車前子、澤瀉等)治療CP的作用機制,金澤清濁通絡方以清熱滲濕為主,兼活血利尿,經過基因本體(GO)和京都基因與基因組百科全書(KEGG)富集分析,結果可見金澤清濁通絡方主要通過NF-κB通路、炎癥因子損傷、MAPK信號通路發揮抗炎作用,治療CP的關鍵靶點包括MAPK家族中的MAPK8、MAPK14和MAPK3,主要活性成分槲皮素、木犀草素、山柰酚在車前子、金銀花、牡丹皮等藥物中均有較高含量。前列舒通膠囊(藥物組成:黃柏、赤芍、川芎、三棱等)為治療濕熱瘀結型前列腺炎常用中成藥,清熱活血,利濕通淋。劉勝京等[30]通過分析前列舒通膠囊中藥物靶點和疾病的相互關系,預測前列舒通膠囊可能作用于PI3K/Akt、p38MAPK信號通路,抑制NF-κB活性,來發揮降低炎性反應和痛覺敏感的作用。前列腺炎Ⅰ號方是以萆薢分清飲加減化裁的自擬方,臨床治療CP療效顯著,清熱祛濕、活血益腎為主要功效。劉嘉等[31]等探討自擬前列腺炎Ⅰ號方(藥物組成:萆薢、臺烏藥、敗醬草、威靈仙、水蛭、薏苡仁等)對CP大鼠模型的治療作用,結果表明前列腺炎Ⅰ號方在抑制ERK1/2、JNK及p38MAPK信號通路活化的基礎上,能降低CP大鼠模型前列腺組織和血漿IL-2、IL-6、MMP-9蛋白的表達,緩解大鼠炎性反應。廣西瑤族醫藥是中華民族傳統醫藥,戴建業等[32]認為,慢性非細菌性前列腺炎是由于濕熱毒邪滯于膀胱與水道,下焦氣血運行受阻,水液之余輸瀉失常,因此以清熱解毒、利濕通淋為原則自擬富丁湯(藥物組成:瑤藥野菠蘿、鬼針草、白背桐等),觀察對慢性非細菌性前列腺炎大鼠的作用,實驗結果顯示富丁湯能抑制p-p38MAPK表達,降低炎癥細胞因子和MMP-9蛋白水平,緩解慢性非細菌性前列腺炎大鼠模型炎癥改變。

4 結語

MAPK/p38MAPK信號通路是廣泛存在于細胞內一條重要的信號傳導途徑,中藥以多途徑、多靶點調控p38MAPK通路,降低前列腺組織炎性反應,緩解異常排尿癥狀,減輕慢性盆腔疼痛表現,治療CP具有顯著的療效[33-35]。p38MAPK是多種炎癥性疾病發展過程中一個靶點,對MAPK/p38MAPK信號通路及其相關靶點、通路的深入研究,明確其作用機制和傳導過程,將中醫藥與現代醫學相結合,辨證治療與病理機制聯合分析,是將來研究中醫藥治療CP的新方向。