孟繁超 李海松 王 彬 馮雋龍 鄧 省 鮑丙豪 王繼升
北京中醫藥大學第一臨床醫學院 北京中醫藥大學東直門醫院男科,北京 100700
世界衛生組織(World Health Organization,WHO)規定,已婚夫婦未采取避孕措施且性生活正常一年以上,因男性因素不能自然受孕的稱為男性不育[1]。在不能懷孕的夫婦中,男性約占50%,其中少弱精子癥尤為多見[2]。據估計,全世界約有15%的夫婦受到影響,某些地區的患病率更高[3]。雖然男性不育癥的很多病因仍不清楚,50%的病例為“特發性”,但是也有已知病因,包括藥物治療、化療、放療、感染、手術中的醫源性損傷、隱睪、性功能障礙[4]和遺傳性疾病[5],如先天性雙側輸精管缺失、Y 染色體微缺失,以及核型異常。精索靜脈曲張在不育男性中發病率較高,是導致男性不育的重要原因之一[6]。盡管男性因素的不育在過去幾十年里取得了顯著進展,但在多達50%的患者中病因仍無法確定[7]。因此,這仍然是一個活躍的研究領域。
《黃帝內經》上古天真論篇有云:“丈夫八歲,腎氣實,發長齒更。二八,腎氣盛,天癸至,精氣溢瀉,陰陽和,故能有子……七八肝氣衰,筋不能動,天癸竭,精少,腎臟衰,形體皆極;八八,則齒發去形體皆極。”文中所說的精氣溢瀉、精少、腎臟衰等都與男性的生殖功能息息相關,可見男性生育能力與腎中所藏之精密不可分[8]。
補腎生精法治療男性不育癥是先人留下的寶貴財富,需要后人不斷探索其中的奧秘。近年來,關于補腎生精法治療少弱精子癥的研究和機制討論逐漸增多。本文將回顧關于補腎生精法治療少弱精子癥的動物實驗和細胞實驗,并對未來相關研究提出展望。
少弱精子癥動物模型的構建主要有以下四種類型:雷公藤多苷(tripterygium glycosides,GTW)模型、腺嘌呤模型、氫化可的松模型、放射模型[9]。GTW 是一種常用的治療風濕病的中藥提取物,但其副作用是生殖毒性,會對生殖功能造成損害,正是利用這一特征來構建少弱精子癥的動物模型。據文獻報道,GTW 灌胃8 周后,大鼠精子密度和活力顯著降低。王世平等[10]在造弱精癥大鼠模型中使用GTW 的劑量為20 mg/(kg·d);譚天陽等[11]在構建少弱精子癥模型時使用的劑量為30 mg/(kg·d);而使用40 mg/(kg·d)劑量的文獻[12-15]居多。雖然不同文獻報道的劑量不完全一致,但最終都會導致生精功能下降。因此,用這種方法造模時,應選擇器官未受損的時間進行[16]。
腺嘌呤導致生精功能下降是通過促使睪丸組織萎縮實現的。大鼠腺嘌呤灌胃的劑量一般為50~200 mg/kg,周期為10~30 d。造模成功后,精子總數和活力下降,并且相關激素合成會受到抑制,作用機制與肝腎損害有關[17]。然而其具有明顯的副作用,可能會引起嚴重的腎功能衰竭。因此,不能排除腎衰竭直接對生精功能的影響。此外,該藥物不易溶于水,一般制成混懸液灌胃,更容易引起使用劑量的不穩定。
氫化可的松是一種腎上腺皮質激素。每天給藥的劑量為25~50 mg/kg,連續10~12 d 后,即可形成腎陽虛模型[18-19]。這種方法雖然可以造成少弱精子癥,但不同的劑量和時間會導致模型的類型不同,難以掌握。此外,這種模型為腎陽虛少弱精子癥模型,局限性在于其他證型的少弱精子模型不適用。
電離輻射和非電離輻射是輻射的兩種類型。醫療檢查中的X 線、放射治療等是最常見電離輻射[20];非電離輻射存在于Wi-Fi、手機、筆記本電腦以及微波爐所產生的輻射等。持續的電離輻射會誘發氧化應激,使睪丸組織損傷,精子質量下降[21-22],更甚者睪丸放療會引發無精子癥[23]。有研究報道,大鼠每天接受5 Gy 60Coγ 射線照射,3 d 后可造成少弱精子癥[24]。雖然這種建模方法可能會對多個系統造成損害,不能排除其他系統對生精功能的間接影響,但是其建模時間短,易操作。
五子衍宗丸具有補腎生精之功,最早見于《攝生眾妙方》。近年來,關于五子衍宗丸治療少弱精子癥的研究頗多。黃威峰等[25]發現五子衍宗丸能通過降低環磷酰胺來引起生殖細胞凋亡,其作用機制與Bcl-2的過表達和降低BAX 與Caspase-3 的表達有關。趙海霞等[26]研究發現,五子衍宗丸能夠使小鼠血清8-羥基脫氧鳥苷水平下降,降低睪丸組織中p-P53 和γ-H2AX 蛋白的表達,提升精子的數量和活率。高云霄等[27]發現五子衍宗丸可以調節支持細胞的自噬水平,進而提高精液質量。秦茂等[28]研究發現,五子衍宗丸改善大鼠的精液質量可以通過調節支持細胞骨架蛋白來實現。黃峰等[29]發現,它可以參與cAMP-Ca2+正反饋。鄒赟等[30]發現五子衍宗丸可能通過提升性激素水平,來改善因AT1 基因敲除所致的雄性不育小鼠的生精功能。劉紅娟等[31]發現五子衍宗丸治療少弱精子癥的機制是通過VDAC1 蛋白作用于靶點線粒體上。
左歸丸是眾所周知的補腎經典方劑之一,出自《景岳全書》。王彬等[14]研究發現,左歸丸能通過調節SCF/c-Kit 通路相關蛋白的表達改善GTW 所致的少弱精子癥大鼠的精液質量以及睪丸的組織結構和超微結構。
右歸丸能夠溫腎壯陽、補精益髓,出自《景岳全書》。王旭昀等[32-33]在研究中用右歸丸治療腎陽虛證的少弱精子癥大鼠模型,發現右歸丸不僅能提高其激素水平,還能調節睪丸組織結構。
管斯琪等[34]發現,廣嗣育麟湯能有效改善大鼠的生精功能,同時睪丸超微結構中受損的線粒體、高爾基體等細胞器都得到不同程度的修復,其機制與調節睪丸組織中Bax、Bcl-2、c-Kit 蛋白及mRNA 的表達有關。
賓彬等[35]發現,強精煎通過下調PDE 基因和上調AC 基因的表達水平來改善生精功能,以達到治療少弱精子癥的作用。唐乾利等[36]指出強精煎可通過修復奧硝唑引起的組織損傷來治療少弱精子癥。賓彬等[37]發現強精煎可以通過提升Na+-K+-ATP 酶和Ca2+-ATP 酶的活性來修復生精細胞上皮損傷,從而提高精子活力和濃度。王德勝等[38]發現強精煎和黃精贊育膠囊能夠促進精原細胞(GC-1spg)發育為成熟精子,其機制是調節c-Kit 和CFTR 蛋白促進GC-1spg 的分化。
劉納川等[39]研究發現,麒麟丸提升精子的數量是通過促進GC-1spg 進入減數分裂期實現的。劉勝京等[40]通過研究麒麟丸干預少弱精子癥發現,其作用機制是通過調控睪丸組織中左旋肉堿和OCTN2 mRNA實現的。張開舒等[13]發現,麒麟丸可通過調節激素水平和氧化應激對生殖功能起到保護作用。此外,Zhang等[41]研究發現,麒麟丸的治療作用是通過調節睪丸特異性精子發生相關的TSSK2 基因,提高性腺軸穩定性,降低氧化應激,來改善精液質量和睪丸組織學。
盛文等[42]研究發現,益腎健脾湯治療少弱精子癥的機制是通過影響線粒體通透性轉換孔,進而改善能量代謝,以促進精子的生長和成熟。此外,丁勁[43]發現此方還可改善精子線粒體結構,提高線粒體膜電位,修復GTW 對小鼠睪丸和附睪的病理損傷。
古宇能等[44]研究證實,Caspase-3 和Bcl-2/Bax 蛋白的表達是生髓育麟湯對少弱精子癥的調節作用機制之一。劉倩等[45]用參杞強精膠囊干預不育大鼠模型發現,其可以顯著改善精液質量,作用機制與能量代謝相關因素Fas、Fas L 蛋白有關。曾貴榮等[46]指出,巴戟口服液可改善睪丸組織結構和生精功能,其機制與調節堿性成纖維細胞生長因子蛋白的表達有關。
另外,還有很多動物實驗來探索單一藥物或藥對的藥效和機制。相關學者[47-48]對藥對“菟絲子-枸杞子”治療少弱精子癥進行了一系列研究,通過體內和體外實驗證實該藥對是通過調控增殖和凋亡發揮作用的。
崔天薇等[49]通過給小鼠服用五子衍宗丸制備含藥血清,隨后使用含藥血清培養小鼠支持細胞(TM4),發現五子衍宗丸會影響TM4 的增殖和分裂,其機制是調節TM4 的分泌和自噬功能,自噬水平的降低與活性氧過度抑制有關,從而導致保護性自噬。胡素芹等[50]用菟絲子黃酮干擾體外培養的Sertoli 細胞,從而證明其能上調AR 和PI3K 的表達,磷酸化Akt 促進Sertoli 細胞的增殖。
任獻青[51]研究發現,GTW 可以減少細胞增殖,增加細胞凋亡,補腎生精中藥血清可以減少GTW 引起的細胞凋亡。
蔡濱[52]用養精膠囊提取物干預GC-1spg 后發現,養精膠囊提取物可激活PI3K-AKT 通路并且GC-1spg 中POU3F1 含量顯著升高。王志強[53]研究發現,養精膠囊可以顯著提高其GC-1spg 活力,提高增殖和凋亡相關指標。
補腎生精法雖然在治療少弱精子癥方面療效顯著,但其作用機制尚不完全清楚,亟待進一步深入研究。在動物實驗建模方面,化學方法是主體,但隨著技術的進步和探索的深入,環境化合物和遺傳建模很有可能取代化學方法[54]。此外,目前常用的建模方法不能很好地反映中醫證候,只能建立疾病模型,與臨床患者的實際情況存在差異[55]。
近年來,許多研究人員將補腎生精法治療少弱精子癥的重點放在抑制生精細胞凋亡方向,如調節細胞凋亡及通路、清除氧自由基、促進精子能量代謝、調節血清性激素水平等。中醫藥干預生精細胞凋亡治療少弱精子癥,為中醫藥在男性生殖領域開辟了新的治療思路、提供了可靠的科學依據。