睪丸缺血再灌注損傷治療的研究進展

伍駿鋒,程 帆,余偉民,饒 婷,寧金卓

(武漢大學人民醫院泌尿外科，武漢 430000)

睪丸扭轉，又名精索扭轉，是指睪丸沿精索縱軸出現扭轉，導致血供降低或停止，睪丸呈缺血或壞死狀態[1]。睪丸扭轉是男性較為常見的急癥之一，一旦確診通常需即刻手法復位或急診手術復位治療，以恢復血供。即使同側睪丸被挽救回來，也會發生永久性損傷，這取決于扭轉的程度和持續時間，對側睪丸也可能受損，存在不育風險[2]。因睪丸扭轉未得到及時救治而致傷或致死的案例時有發生。盡管血液再灌注對缺血組織的益處是顯而易見的，但再灌注本身也會引發一系列不良反應，即使手術修復成功也會造成組織損傷，如睪丸萎縮[3]。在臨床實踐中，睪丸扭轉可分為兩種類型，鞘膜內型與鞘膜外型，其中鞘膜內型較為常見。睪丸扭轉主要與解剖結構異常有關：①睪丸附睪完全被鞘膜包繞，使睪丸游離而不固定，呈“鐘-錘畸形”[4];②睪丸引帶過長或缺如，鞘膜壁層與精索的連接點太高，隱睪或睪丸異位等[5]。現就睪丸缺血再灌注損傷對健側、患側睪丸以及附睪與輸精管等功能的影響及相關治療進展予以綜述。

1 睪丸扭轉

睪丸扭轉是一類較為多發的急癥，國外研究資料統計其發病率約為 1/4 000[6]，好發于24歲以下的青少年群體中[7-8]。該疾病的早期確診率相對較低，研究顯示，其中睪丸丟失率為31.9%～41.9%[9]。睪丸扭轉發生后4～6 h未處理會損傷生精細胞，導致不孕和不育[10-12]。睪丸扭轉一經確診，應即刻行急診復位手術治療，以恢復睪丸血供并挽救其功能。但復位后仍會導致患者的生精功能受阻，使患側的睪丸萎縮，精子數量大幅減少且活動力明顯降低，并引發生殖細胞凋亡等[13]。Estremadoyro等[14]不建議常規手法復位，雖然術前手法復位成功率可達到30%，但存在再扭轉及對側睪丸扭轉的風險。目前國內外學者都在積極探索睪丸扭轉的治療方法，如治療藥物、低溫治療以及高壓氧治療等，均顯示出了一定的療效[15]。

2 睪丸扭轉后對相關組織器官的影響

2.1對患側睪丸的影響 Adivarekar等[16]的研究表明，睪丸扭轉涉及缺氧和再灌注損傷。睪丸扭轉發生后，血流下降、細胞缺氧，腺苷三磷酸(adenosine triphosphate，ATP)轉化成次黃嘌呤，同時黃嘌呤的脫氧酶也會轉變成黃嘌呤氧化酶，并導致組織的ATP水平整體降低。處于再灌注期時，黃嘌呤氧化酶會使次黃嘌呤轉變成尿酸并釋放氧自由基，同時與細胞膜以及線粒體膜發生脂質反應，產生活性氧類(reactive oxygen species，ROS)破壞胞膜，導致缺血組織或臟器等的結構與功能發生改變。缺血再灌注會刺激睪丸內皮細胞中的炎癥信號發生級聯反應，并使睪丸中的ROS、脂質過氧化以及髓過氧化物酶增多，最終導致生精細胞發生特異性凋亡，在睪丸復位后的24 h達峰值，并于48 h后逐漸下降[10,17]。睪丸發生缺血再灌注損傷，進而引起生殖細胞凋亡的原因比較復雜，目前已知有兩條主要途徑。①Bax途徑：主要是釋放細胞色素C，然后誘導caspase-9釋放以及激活一系列的caspase，進而使DNA發生降解；②Fas-FasL途徑：Fas 與其配體FasL結合后形成三聚體，通過受體胞質的死亡結構域與 Fas相關死亡域蛋白結合，然后再與前體caspase-8結合，形成死亡誘導信號復合物，隨后前體caspase-8因自身蛋白水解而活化，并繼續活化下游的caspase-3等，引起細胞凋亡[18]。該途徑主要是利用caspase-8引發凋亡，從而使生精細胞發生凋亡。睪丸扭轉復位后還會進一步引起一些炎性因子(如腫瘤壞死因子α、白細胞介素6)水平的升高，進一步引起生精細胞凋亡。國內有學者通過夾閉家兔精索構建睪丸扭轉模型發現[19]，夾閉時長<1.5 h，睪丸復位后會再灌注睪丸稍微受損；夾閉時長≥1.5 h，再灌注就會顯著減少，睪丸會出現不可逆性損傷[19]。

2.2對健側睪丸的影響 患側睪丸扭轉致使睪丸血供受阻導致睪丸急性梗死的情況下，另一側睪丸是否受損以及是否影響生育是醫師和患者所重視的問題。單側睪丸扭轉后，對側睪丸生精能力受損的機制復雜，且爭議不斷。近年來，有學者認為健側睪丸受損是因為扭轉側睪丸復位后的缺血再灌注過程導致的[20]。在Hekimoglu等[21]的研究中，缺血再灌注除導致患側睪丸受損外，還會導致健側睪丸的生殖細胞出現水腫，并引起組織結構受破壞，細胞凋亡數增多，促炎性細胞因子生成，精子活力、密度、數量等減低。此外，睪丸扭轉持續時間上的差異對健側睪丸的損傷也不同，扭轉的時間越長，健側睪丸的損傷情況越嚴重。Nguyen等[22]的研究認為，在睪丸扭轉發生后，健側睪丸的血流會出現降低，治療后雙側睪丸的血流增大，血流的變化與組織學的變化相關聯，認為健側睪丸的損傷是再灌注引發的，與缺血無關。引起健側睪丸受損的原因主要有：①睪丸扭轉時會產生一些有害物質，這些物質可經血液循環達到健側。研究顯示，當健側睪丸組織內的一氧化氮水平增高，其會與ROS反應產生毒性作用更大的過氧亞硝酸鹽，從而攻擊細胞的DNA，降低細胞和精子的活力。②當睪丸發生扭轉后，健側睪丸的血流也會降低，造成健側睪丸缺血。睪丸扭轉復位會引起氧化應激反應，而這些應激反應反過來也會引起健側睪丸血流速度降低，并出現細胞缺氧。③激活睪丸血管神經反射。睪丸扭轉后健側睪丸血流出現明顯增加，并且扭轉時間越長，血流增加的就越多，這可能是因為睪丸扭轉激活了內臟中的交感神經，從而導致健側血流增加，睪丸生殖細胞受損。

2.3對附睪的影響 睪丸扭轉時通常伴有睪扭轉。附睪產生的唾液酸是反映附睪分泌能力的指標。唾液酸與唾液酸糖蛋白都是由上皮細胞合成，且參與對精子表面糖蛋白復合物的修飾，在精子的成熟、獲能及受精等重要過程中起著十分重要的作用[23]。在趙豫剛等[24]的研究中，睪丸發生720°扭轉并維持2 h，在復位后24 h，患側唾液酸的水平未出現明顯變化；睪丸發生720°扭轉并持續4 h，復位后24 h，唾液酸的水平會明顯降低。該研究認為，附睪可耐受更長時間的缺血再灌注，附睪的上皮細胞大量凋亡，并在8 h后凋亡的百分比明顯升高，在1 d后達到頂峰，并且附睪上皮細胞更加容易凋亡，在復位1周后，可以觀察到兩側上皮變形。此外，睪丸出現扭轉還會對附睪的分泌能力產生嚴重影響。Pampal等[25]研究了睪丸缺血再灌注損傷對睪丸和附睪的影響，這種影響可能是雙向的，可能主要依賴于細胞凋亡過程。同側損傷與氧自由基的過度生成或炎癥過程有關，對側損傷主要依賴于缺血再灌注損傷引起的細胞凋亡[26-27]。

2.4對輸精管的影響 睪丸缺血再灌注損傷不僅影響睪丸和附睪，還會影響鄰近的輸精管[25]。Pampal等[25]將大鼠睪丸扭轉720°并持續2 h，復位2 h后發現，單側睪丸扭轉會使雙側輸精管上皮細胞出現水腫、退化以及空泡化等，以近睪丸段輸精管發生的損傷最為嚴重。睪丸的缺血再灌注損傷會使輸精管的上皮細胞發生凋亡，致使突觸后受體的數量減少，受體的敏感性大幅降低，進而使兩側輸精管的收縮能力下降。即使雙側輸精管是由其自身動脈獨立供血，但單側精索扭轉也可導致對側血流量減少[22]。

2.5睪丸間室綜合征 睪丸間室綜合征是受某些病理因素的影響使睪丸內壓異常升高，致使睪丸缺血以及功能受損。采用超聲多普勒技術對患有睪丸鞘膜積液的患者進行研究發現[28]，患者精索的血流正常，但睪丸組織內的血流情況消失，提示鞘膜積液可能導致睪丸白膜內出現壓力上升的情況，從而阻礙了睪丸的血供，經手術處理后，患者睪丸的血供得到恢復。Kutikov等[29]的研究認為，睪丸發生扭轉后，間質的壓力會升高，其中涉及了精索靜脈的回流阻斷和睪丸再灌注導致ROS的產生。睪丸的再灌注導致ROS出現，微循環破壞，同時間質內壓力增高，并使睪丸組織以及細胞受損，進而形成惡性循環。睪丸扭轉復位后睪丸間質內壓力會上升，將白膜切開后，內壓下降，睪丸的顏色也出現顯著的好轉，應用鞘膜補片對切口進行修補可有效降低睪丸間室內壓，并有助于修復睪丸再灌注所致的微血管損傷以及后續的細胞損傷，從而提高睪丸扭轉時對睪丸的挽救率。

3 缺血再灌注損傷治療進展

3.1缺血預適應治療 缺血預適應是預先通過行暫時的缺血再灌注治療，誘導機內源性的保護效用，導致機體臟器出現耐受或適應刺激，以實現持續更長時間的耐受。缺血預適應可明顯地抑制后繼缺血再灌注損傷的出現。Duru等[30]逆時針扭轉右睪丸720°，并維持缺血15、30、45及60 min后復位，并在復位后的2周再次扭轉，分別缺血同樣時長后復位發現，復位后2周再缺血30、45及60 min明顯降低了睪丸組織丙二醛水平。國外學者報道[31]，睪丸病變組織在經歷過缺血預適應后組織損傷的程度顯著的減輕。這可能是因為缺血預適應后，睪丸的抗氧化能力能夠減輕睪丸的缺血再灌注損傷。對大鼠進行缺血預適應，不僅能夠減輕病變，還能降低丙二醛、8-羥基脫氧鳥苷、髓過氧化物酶水平以及熱激蛋白70的表達，而且還會改善睪丸組織中性粒細胞浸潤以及氧化應激損傷，并能夠抑制細胞凋亡，從而達到改善再灌注損傷和保護睪丸的目的[31]。但也有學者持有相反觀點，其在研究中并未發現行預適應后睪丸組織髓過氧化物酶以及超氧化物歧化酶等發生變化，因此認為缺血預適應并不能緩解睪丸的缺血性受損[32]。

3.2缺血后適應治療 研究發現，缺血后處理對肝臟、腎臟、四肢、腦等的損傷都具有保護作用[33]。啟動缺血再灌注保護機制涉及被動階段和主動階段。被動階段：經逐步再灌注啟動減少氧化自由基和線粒體Ca2+的過多釋放。主動階段：經內源性激動劑(如腺苷鴉片類)以及部分內源性物質激活包含細胞內磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B、細胞外信號調節激酶1/2補救激酶系統減少再灌注損傷。后處理介導激活磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B及其下游靶點內皮型一氧化氮合酶，隨后一氧化氮合酶限制線粒體滲透轉換孔開放，保護組織及臟器，在每個臟器均具有相應的內源性保護機制[34-37]。缺血后適應是組織和臟器在缺血之后，通過短時間的、機械性的缺血再灌注治療，從而減輕缺血再灌損傷對組織以及臟器的損傷，對缺血組織以及臟器產生內源性的保護效果。在Shimizu等[38]的研究中，缺血60 min之后持續進行5次重復10 s的再灌注治療，可降低組織中8-羥基脫氧鳥苷以及熱激蛋白70 信使RNA的表達水平，從而減輕因氧化應激所引發的DNA損傷，并減少細胞凋亡的數量。

3.3逐步再灌注治療 逐步再灌注治療是指缺血組織以及臟器再灌注的早期應用，低流速或者低壓灌注對相關組織及臟器的再灌注損傷進行控制的一種處理方法。Dokmeci[39]提出了“缺血后處理”這一名詞，即在全面恢復再灌注之前重復在短時間內進行多次再灌、停灌處理，對隨后長時間再灌注心肌有保護作用。缺血后處理對不同動物的腦、肝、腎、腸、骨骼肌、肺及睪丸等臟器的缺血再灌損傷有效，并且臨床試驗也證明有效[40]。Shimizu等[38]將大鼠左側睪丸進行720°扭轉并維持2 h，之后復位360°并維持20 min，后完全復位。該研究發現，與直接完全復位相比，逐步復位提高了超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶的活性，減輕了睪丸組織的受損情況。逐漸復位后再增大睪丸的血流量能夠防止完全復位導致的細胞呼吸爆發，極大減少了自由基。

4 小 結

睪丸扭轉作為男性群體較為常見的急癥之一，不但影響患側睪丸，對健側睪丸、附睪、輸精管等也有影響。缺血再灌注損傷是睪丸扭轉主要的病理生理過程，短時間扭轉對患側睪丸影響較小，長時間扭轉可導致睪丸不同程度的萎縮，生殖細胞凋亡增加，生精功能降低，導致不育，嚴重影響著患者的身心健康。睪丸扭轉是一個診斷和管理困難的疾病，睪丸挽救主要受癥狀持續時間和干預時間的影響，但尚未發現較為理想的防治措施，目前主要是給予手法或手術治療。深入研究睪丸扭轉的病因、開發新的治療手段以有效治療睪丸扭轉是目前亟需解決的問題。