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疼痛受到生物、心理和社会因素复杂相互作用的调控。性别已成为影响慢性疼痛易感性及现有药物治疗反应的关键决定因素。女性报告的慢性疼痛发生率更高且表现出更强的疼痛敏感性,但其潜在机制仍不清楚。临床前模型对于揭示性别特异性疼痛生物学通路以及通过转化医学(Transla
疼痛受到生物、心理和社会因素复杂相互作用的调控。性别已成为影响慢性疼痛易感性及现有药物治疗反应的关键决定因素。女性报告的慢性疼痛发生率更高且表现出更强的疼痛敏感性,但其潜在机制仍不清楚。临床前模型对于揭示性别特异性疼痛生物学通路以及通过转化医学(Translational Medicine)方法指导新型靶向治疗的发展至关重要。本综述总结了与女性相关的盆腔疼痛障碍的动物模型,涵盖子宫内膜异位症(Endometriosis)、子宫腺肌症(Adenomyosis)、痛经(Dysmenorrhea)、外阴痛(Vulvodynia)、间质性膀胱炎(Interstitial Cystitis)、子宫肌瘤(Uterine Leiomyomas)、慢性盆腔痛(Chronic Pelvic Pain)及盆腔炎性疾病(Pelvic Inflammatory Disease, PID)。这些模型重现了包括病灶生物学、神经免疫相互作用及疼痛行为等可在患者观察到的关键特征。然而,当前模型在捕捉自发性疼痛动态、激素复杂性及社会心理影响方面仍存在局限。完善并整合生物学、行为学及性别特异性终点指标对于增强其转化相关性、推进女性精准疼痛治疗的发展至关重要。
慢性疼痛影响约20%的成年人群,构成重大未满足的医疗需求。女性受到的影响尤为严重,其疼痛患病率及严重程度均高于男性,特别是在女性特异性疾患中。尽管已有大量研究,但性别相关疼痛感知和持续存在差异的生物学基础尚未完全阐明,持续挑战着临床前与临床研究领域。本文所讨论的疾病,包括子宫内膜异位症、子宫腺肌症、痛经、外阴痛、子宫肌瘤及盆腔炎性疾病,不仅患病率极高,而且对生殖健康、心理健康及整体生活质量产生深远持久的影响。重要的是,当前诊断工具和治疗策略常常无法充分应对这些疾病相关的疼痛,凸显出针对女性进行机制导向治疗的迫切需求。
动物模型已被用于剖析女性特异性盆腔疼痛的机制,并在多种疼痛状态的实验设置中得到应用,如神经病理性疼痛、癌性疼痛、偏头痛及炎性疼痛,为研究神经免疫和激素通路、验证潜在治疗靶点提供了重要平台。
本文综述的动物模型揭示,尽管临床表型各异的盆腔障碍存在显著机制汇聚性。无论初始病理如何,大多数模型均涉及共同生物学过程,这些过程塑造疼痛的持续性和严重程度,为解释患者中观察到的重叠且异质性疼痛表型提供了统一框架。
在这些汇聚机制中,外周伤害感受器敏化(Peripheral Nociceptor Sensitization)作为盆腔疼痛的核心驱动因素。前列腺素(PGs)、生长因子及补体成分等炎症介质在患病盆腔组织内释放,增强支配内脏和周围结构的感觉传入纤维兴奋性,常通过调节瞬时受体电位香草酸亚型1(TRPV1)、瞬时受体电位锚蛋白1(TRPA1)及电压门控钠离子(Na
+)通道等离子通道实现。这些发现与临床观察高度一致,即疼痛严重程度常与病变负荷或结构性病理程度相关性差。
神经免疫交互作用,涉及巨噬细胞、肥大细胞及淋巴细胞与感觉神经元和胶质细胞的双向互动,是跨疾病的另一共有特征。多个模型表明,免疫驱动的敏化可持续存在,超出初始损伤的消退期,为持续超出活动性炎症或外科病灶切除的慢性疼痛状态提供机制解释。这种神经免疫放大效应有助于理解盆腔疼痛为何常演变为慢性且治疗抵抗。
激素调节进一步增加女性盆腔疼痛的复杂性,因为雌激素和孕激素影响免疫反应、伤害感受器兴奋性及突触可塑性,动态塑造生殖生命周期中的疼痛易感性。激素状态的实验操控显著改变疼痛结局,反映了疼痛周期性波动及特定激素状态下易感性增加的临床观察。
最后,适应性不良的外周可塑性,包括外周胶质细胞如施万细胞(Schwann Cells)功能改变,作为跨模型的关键疼痛驱动因素持续涌现。这些变化促进感觉处理的长期改变,降低痛阈并促进牵涉痛和广泛性疼痛——盆腔疼痛障碍患者常报告的特征,且常伴随非盆腔疼痛性疾病的共病。
这些汇聚机制共同为女性盆腔疼痛障碍的标志性临床特征提供生物学框架,包括:异质性疼痛表型、病变负荷与疼痛严重程度相关性差、以及与非盆腔疼痛状况的频繁共病。
主要关键技术方法:本综述采用文献综合分析方法,通过PubMed、Scopus及Web of Science数据库系统检索,纳入以疼痛相关行为或功能终点为评价指标的临床前在体研究,优先选择区分诱发性疼痛与持续性疼痛的实验以增强转化相关性。研究涵盖手术移植模型(子宫组织异位移植至腹膜壁、肠系膜或卵巢囊腔)、化学诱导模型(雌激素苯甲酸酯联合孕酮诱导、他莫昔芬新生期给药、氧化樟脑或酵母聚糖局部给药等)、细菌/脂多糖感染模型(宫腔内接种大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、淋病奈瑟菌或解脲支原体等)、转基因工程模型(ARID1A缺失联合PIK3CA
H1047R激活的乳铁蛋白-Cre系统、Tsc2基因种系突变Eker大鼠、CaBP9K转基因小鼠等)以及非人灵长类自发疾病模型。疼痛终点主要包括机械或热痛觉过敏、内脏疼痛反应、牵涉痛及自发性疼痛样行为评估。
研究结果:
3.1 子宫内膜异位症
通过小鼠外科移植模型(子宫组织片段缝合或粘附于腹膜壁、肠系膜或腹腔表面形成囊样含腺体病灶)、非手术腹腔注射模型(雌二醇预处理的供体子宫内膜组织碎块腹腔注射,可产生诱发性和自发性疼痛行为,来曲唑和达那唑可减少疼痛样反应)、基因工程模型(乳铁蛋白-Cre系统驱动ARID1A缺失和PIK3CA
H1047R激活结合单侧输卵管切除模拟经血逆流)以及非人灵长类自发模型(恒河猴、狒狒和食蟹猴自发患病率高),研究阐明了病灶生物学特征、卵巢功能障碍、神经免疫机制(施万细胞C5a受体、NLRP1/IL-1β激活、巨噬细胞募集、氧化应激及TRPA1通道激活维持神经炎症)及疼痛行为,但现有模型仍无法完全复现自发疼痛和系统性炎症改变。
3.2 子宫腺肌症
通过垂体移植模型(特定近交系小鼠高自发率、宫内垂体移植诱导)、新生期他莫昔芬模型(出生后第2-5天口服给药诱导,出现热板试验高敏性,白藜芦醇可改善 generalized hyperalgesia 并调控HMGB1、IL-33、骨桥蛋白、PCNA、p-p65、RAGE和TLR4等生物标志物)、人源组织异种移植模型(免疫缺陷小鼠移植人腺肌症病灶)、手术穿刺模型(机械损伤单侧子宫角,病灶体积随时间增加伴基质增生、血管化和纤维化,受孕小鼠分娩提前且窝仔数减少)及转基因模型(β-连环蛋白信号通路异常激活破坏子宫形态发生和细胞分化),研究揭示了子宫重塑、病灶进展和疼痛相关机制,但疼痛研究仍主要集中于 generalized hyperalgesia 而非临床相关盆腔疼痛。
3.3 痛经
通过原发性痛经模型(雌激素苯甲酸酯预处理3天使子宫敏化后腹腔注射缩宫素诱导腹部扭体反应,评分0-3分,重现人类PD特征包括子宫肌层面积减少、动脉血流降低、缩宫素受体过表达及PGF
2α升高)和继发性痛经模型(宫腔内注射脂多糖或细菌如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌诱导子宫内膜炎),研究阐明了过度PG产生(特别是PGF
2α诱发血管收缩和子宫平滑肌高收缩性导致缺血缺氧)及子宫收缩机制,但继发性痛经建模因多因素和疾病特异性病因仍具挑战。
3.4 外阴痛
通过感染驱动模型(反复白色念珠菌感染或局部酵母聚糖注射诱导持久外阴机械痛觉过敏和超神经支配)、炎症驱动模型(完全弗氏佐剂远端子宫或后阴道前庭组织注射诱导局部炎症、巨噬细胞浸润、血管增生和阴道超神经支配;巨噬细胞清除可预防前庭高敏感性;血管紧张素II受体2型阻断或肾素-血管紧张素系统蛋白酶抑制可阻止感觉神经生长)及化学诱导模型(氧化樟酮诱导增加前庭神经支配和肥大细胞浸润,上调Ngf和Cadm1表达),研究揭示了感染、炎症、肥大细胞激活、神经免疫信号及异常神经支配在外阴痛发病中的核心作用,神经生长因子(NGF)通路及TRP通道为关键治疗靶点。
3.5 子宫肌瘤
通过化学诱导模型(雌二醇苯甲酸酯联合反复孕激素给药促进肌瘤样病变)、生物诱导模型(免疫缺陷小鼠皮下或原位异种移植人子宫肌瘤组织保留组织学和分子特征,证实孕激素而非单独雌激素驱动肌瘤生长)、遗传模型(Tsc2基因种系突变Eker大鼠自发40%-70%雌性发病,CaBP9K转基因小鼠雌激素依赖性肌瘤)以及非啮齿类模型(豚鼠、大肚猪和老化母鸡自发或诱导性肌瘤),研究阐明了肌瘤发生发展机制,但疼痛特异性机制研究仍显不足。
3.6 盆腔炎性疾病
通过细菌感染模型(大鼠机械暴露子宫内膜后注射细菌混合物,或宫颈或阴道上行感染淋病奈瑟菌建立急慢性模型)和化学诱导模型(小鼠宫颈单次盐酸处理后多次脂多糖给药诱导PID,证实IL-1β、IL-6和肿瘤坏死因子-α等促炎细胞因子升高),以及非人灵长类模型(猪尾猴和橄榄狒狒实验感染沙眼衣原体再现宫颈炎、子宫内膜炎、输卵管炎和输卵管瘢痕),研究揭示了感染驱动炎症导致慢性组织损伤、不育和盆腔疼痛的机制。
讨论与结论:本综述系统总结了针对女性生殖系统盆腔疼痛障碍的现有临床前动物模型,强调各模型在重现病灶生物学、炎症、激素调节及神经免疫信号方面的优势与局限。尽管当前模型有效复现了外周盆腔病理,但疼痛表型刻画仍显异质且常不完整,尤其是中枢敏化(涉及脑感觉处理改变、下行抑制受损及易化通路增强)研究不足。未来研究应超越单一诱发性高敏测量,整合涵盖感觉辨别、情感动机和功能领域的多维评估,捕捉自发性疼痛、牵涉痛和长期感觉可塑性等终点。通过整合性、以疼痛为中心的实验策略推进女性疼痛障碍的临床前研究,对于提高机制理解、指导更有效的诊断工具和治疗方法开发至关重要,最终目标是改善女性健康和生活质量。