環境內分泌干擾物男性生殖毒性的研究進展

黃敬南鄭軍狀,陶方澤徐文麗方躍坤綜述 崔 云審校

1. 浙江中醫藥大學（浙江杭州 310053）；3. 浙江中醫藥大學附屬寧波中醫院；2. 浙江省慈溪市中醫醫院

·綜 述·

環境內分泌干擾物男性生殖毒性的研究進展

黃敬南1鄭軍狀1,2陶方澤1徐文麗1方躍坤1綜述 崔 云3審校

1. 浙江中醫藥大學（浙江杭州 310053）；3. 浙江中醫藥大學附屬寧波中醫院；2. 浙江省慈溪市中醫醫院

隨著工業化發展，環境污染問題日趨嚴重。20世紀末，環境內分泌干擾物（environmental endocrine disruptors，EEDs）開始引起全球廣泛關注，這類物質普遍存在于環境中，并且可模擬或拮抗內源性激素的作用而干擾機體內正常的內分泌功能。研究表明，EEDs可通過各種途徑進入機體，對人和動物的下丘腦-垂體-性腺軸產生影響，并產生生殖、神經、免疫等毒性，其中對生殖的影響最大，特別是對男性生殖系統的影響尤為突出，是生殖障礙、出生缺陷及某些惡性腫瘤發生的主要原因之一[1,2]。相應的動物實驗也證明，EEDs幾乎可引起各種類型的雄性動物生殖系統發育障礙，包括性腺發育不良，隱睪、睪丸和附睪質量減輕甚至萎縮，睪丸腫瘤形成和不育等。EEDs的有害影響已引起醫學界極大關注，已成為研究的熱點。現對近年來國內外對EEDs的研究進展，從EEDs的種類、作用機制，以及保護藥物方面作簡要綜述。

一、具有雄性生殖毒性的EEDsEEDs

（一）生物體來源的雌激素

這類雌激素主要來自植物和真菌。植物雌激素（phytoestrogen）是一類存在于植物體的雜環多酚類化合物，主要包括異黃酮類、木酚素類和香豆素類三大類。真菌性雌激素（Myco estrogens）是一類由環境中的霉菌毒素產生的具有雌激素活性物質，代表有玉米赤霉烯酮，主要見于飼料添加劑。有研究表明[3]，長期暴露于植物雌激素的環境中可影響男性生殖功能，導致精子數量和生育率小幅下降，且精囊腺體積會變小。

（二）人工合成雌激素

人工合成的雌激素包括類固醇衍生物和非甾體雌激素。主要為已烯雌酚、炔雌醚、炔雌醇、已烷雌酚等。目前多用于口服避孕藥或是促進家畜生長的同化激素。代表物質是已烯雌酚（Diethylstilbestrol，DES），一項大型調查發現[4]，婦女在孕期暴露在DES的環境中，其所生男嬰中發生生殖系統畸形的比例顯著高于對照組。

（三）環境化學污染物

1. 有機氯農藥（organochlorine pesticides， OCPs）： OCPs 是一種廣譜殺蟲劑，具有高毒性、持久性和生物蓄積性。有機氯化合物包括滴滴涕(dichloro diphenyl trichlroethane，DDT)、多氯聯苯（polychlorinated biphenyls，PCBs）、六六六、硫丹、和二噁英（Dioxin）等。實驗發現[5]p，p’-DDE（DDT的代謝產物）對大鼠生殖系統可產生嚴重的毒性作用，不僅導致精子數量的下降，而且造成大鼠的精子活力和形態發生改變，從而影響到精子的質量。Koutros等[6]通過大量數據分析發現，暴露于3種以上混合除草劑的農民，患前列腺癌的風險是非暴露者的3.7倍。

2. 鄰苯二甲酸酯類（Phthalates，PAEs）：PAEs是塑料制品的主要原料，可用作聚氯乙烯塑料的增塑劑和軟化劑,已成為全球性的污染物。徐廷云等[7]對蘇州地區84 例不育男性和32 例正常生育的男性精液中PAEs的水平進行檢測，結果顯示不育男性精液中PAEs總量顯著高于正常生育組，并且其總量與精子總數成顯著反比。實驗室研究證實PAEs能誘導尿道下裂、肛殖距縮短、隱睪、附睪及附屬性腺發育不全等生殖系統畸形的發生[8]。

3. 酚類化合物：酚類化合物是重要的化學原料，常見的酚類化合物有壬基酚（nonylphenol，NP）、辛基酚（octylphenol，OP）、雙酚A（bisphenolA，BPA）等。其中BPA在工業上常被用來合成聚碳酸酯和環氧樹脂等材料。美國生殖醫學會在2014年對149例不育夫妻中的男性進行研究，發現尿BPA 濃度與精子濃度、精子活力等精液參數負相關[9]。

4. 重金屬類：某些金屬如鉛、鎘、汞、有機錫等均有不同程度的雌激素樣作用，進入人體后可產生生殖毒性。徐輝等[10]研究鎘對雄鼠生育機能的影響，結果顯示慢性飲染鎘水能明顯影響雄性動物的生育機能，且存在劑量-效應關系。

二、EEDsEEDs生殖毒性的作用機制

（一）影響生殖激素的分泌及作用

雄性生殖系統的發育和功能的正常發揮受到神經內分泌系統的調控。EEDs 可以干擾下丘腦-垂體-睪丸軸脈沖式釋放促性腺激素釋放激素（gonadotropin releasing hormone，GnRH），抑制垂體促性腺激素（gonadotropin）分泌，從而降低循環血液和睪丸中的睪酮（testosterone，T）濃度，引起精子生成障礙，進而影響男性生殖功能。BPA可作用于下丘腦-垂體-睪丸軸，影響性激素如黃體生成素（Luteinizing hormone，LH）和卵泡刺激素（folliclestimulating hormone，FSH）的合成、分泌與釋放；或是通過直接毒性作用引起間質（Leydig）細胞（Leydig's cells）受損或凋亡；也可與T 和雌二醇（estradiol）可逆性競爭結合人性激素結合球蛋白（hSHBG），打破雌雄激素的平衡狀態，最終干擾精子的正常生成和發育，導致生殖功能障礙發生[11]。

（二）誘發精子氧化應激狀態

睪丸內精子正常結構和功能的維持需要活性氧自由基（reactive oxygen species，ROS）的產生和清除時刻處于一種平衡狀態。當ROS產生過量時，抗氧化物水平降低，ROS清除酶活性降低，精子處于氧化應激狀態[12]。精子細胞發生脂質過氧化反應，其細胞膜的流動性和完整性遭到破壞，導致精子活力下降，精子DNA 損傷，非整倍體和染色體斷裂[13]。研究發現[14]10 mg/kg BPA染毒，可致雄性大鼠睪丸內多種抗氧化酶如SOD、GSH、GSH-Px活性顯著降低，過氧化氫（H2O2）和超氧陰離子水平增加，引起睪丸氧化損傷。吳冠宇等[15]發現鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）可誘導小鼠睪丸產生脂質過氧化反應，氧化應激發生，導致睪丸抗氧化能力下降，造成生殖功能障礙。

（三）FasL/Fas凋亡途徑

FasL是Fas的天然受體, 能夠特異性地與靶細胞膜上的Fas結合誘導細胞凋亡。生精細胞膜上表達有Fas受體可與相鄰的支持細胞或通過自身細胞表達的FasL相結合，經一系列的反應，破壞DNA 的完整性，干擾細胞周期的正常運行，破壞細胞結構，最終導致細胞凋亡[16]。焦利飛等[17]用低劑量毒死蜱染毒大鼠致其精子數量減少，其作用機制可能與通過Fas 和FasL，啟動死亡受體途徑，激活生精細胞凋亡的級鏈反應，使生精細胞凋亡增加有關。

（四）表觀遺傳毒性

表觀遺傳（Epigenetics）是指DNA 序列不發生改變而生物表型和基因表達模式發生改變。精子中的表觀遺傳修飾包括DNA 甲基化、組蛋白修飾、RNAs和精蛋白等[18,19]。大多數 EEDs不能改變靶基因結構序列，而是會引起靶基因啟動子區域的 DNA 甲基化及組蛋白修飾的改變，從而影響靶基因的轉錄調控發揮其生殖毒性作用[20]。將孕期大鼠（F0）暴露于BPA等環境干擾物的混合物中，其F1 和F3 代的疾病發生率明顯增加，F3 代睪丸疾病增加，對其精子表觀基因組研究，發現了一些新的甲基化位點，即出現表觀遺傳突變[21]。Zhu等[22]發現鎘能使新生大鼠睪丸組織中的C-fos、p53 基因啟動子區域的甲基化水平發生改變。

三、具有改善EEDsEEDs生殖毒性的藥物

隨著醫學相關學科的發展，中草藥里的有效組分不斷被發現并提取。現已有眾多的有效組分運用于EEDs男性生殖毒性方面的研究，如枸杞多糖（lycium barbarum polysaccharides，LBP）、黃芪多糖（astragalus polysaccharide，APS）、槲皮素（quercetin，Que）等都具有改善EEDs致男性生殖系統損傷的作用。

藥理研究證明，LBP可以顯著提高少精子癥大鼠血清中睪酮的含量，使睪丸指數增加，有效改善少精子癥大鼠的生精功能[23]。實驗發現LBP能夠通過提高機體抗氧化能力，改善BPA和DES引起的小鼠睪丸損傷，增加 Bcl-2/Bax 比值，阻斷生精細胞凋亡發生[24,25]。其力根等[26,27]通過實驗觀察到APS和葛根素可升高血清中T、LH、GnRH含量，增加小鼠體內SOD水平，提高清除超氧陰離子自由基的能力，明顯緩解DES誘導的小鼠睪丸氧化損傷。但具體作用機制尚不明確。Que屬于黃酮類化合物，可促進受損的睪丸生精小管、支持細胞和間質細胞的再生，啟動精子生成，從而恢復生殖能力。實驗證明槲皮素因具有抗氧化活性，可有效對抗自由基，抑制脂質過氧化，緩解DES、鎘和硝基酚引起的睪丸氧化損傷，并改善凋亡相關蛋白Bcl-2家族蛋白的表達，降低caspase-3活性，抑制精子細胞凋亡[28,29]。

另外，實驗研究發現，番茄紅素（1yoapene）和褪黑素（melatonin，MT）都可以拮抗 EEDs的雄性生殖毒性，可能與它們獨特的抗氧化能力有關[30,31,32]。

結 語

綜上所述，EEDs因其具有的污染廣泛性、生殖系統的高毒性和明顯的生物富集、放大作用，已變成威脅人類生殖健康的環境高危因素。因此為了人類繁衍，積極防治EEDs的生殖毒性已刻不容緩。但目前仍然存在很多問題，亟待解決：（1）各種EEDs生殖毒性的具體機制尚不明確，且實驗僅限于動物模型和體外實驗，缺乏臨床研究；（2）EEDs種類繁多，在環境中交相存在，并且對人體的生殖毒性多為協同作用，可目前的實驗多以單一毒物為主；（3）對于EEDs所致的男性生殖毒性缺少大樣本流行病學調查以及系統的毒性評估體系；（4）目前針對EEDs的防治，包括西醫和中醫在內，大多數以抗氧化、抑制EEDs氧化應激損傷為主，實驗范圍狹窄，治療深度有限。因此，應重視并加強對EEDs男性生殖毒性的研究，全面了解其毒性效應和毒性作用機制，并且以多藥物共染毒為優先，融合中國傳統醫學和現代醫學的長處，才能有效防治EEDs對人類的生殖毒性。最后，人類必須高度重視環境保護和生態平衡。環境污染，生態失衡，已經威脅到人類的生存和繁衍。

內分泌干擾物; 生殖毒性; 男性

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（2016-05-27收稿）

R 698.2

doi:10.3969/j.issn.1008-0848.2016.08.015