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(yī)藥大學(xué)（浙江杭州 310053）；3. 浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬寧波中醫(yī)院；2. 浙江省慈溪市中醫(yī)醫(yī)院

·綜 述·

環(huán)境內(nèi)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(yī)藥大學(xué)（浙江杭州 310053）；3. 浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬寧波中醫(yī)院；2. 浙江省慈溪市中醫(yī)醫(yī)院

隨著工業(yè)化發(fā)展，環(huán)境污染問題日趨嚴重。20世紀末，環(huán)境內(nèi)分泌干擾物（environmental endocrine disruptors，EEDs）開始引起全球廣泛關(guān)注，這類物質(zhì)普遍存在于環(huán)境中，并且可模擬或拮抗內(nèi)源性激素的作用而干擾機體內(nèi)正常的內(nèi)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(chǎn)生影響，并產(chǎn)生生殖、神經(jīng)、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(tǒng)的影響尤為突出，是生殖障礙、出生缺陷及某些惡性腫瘤發(fā)生的主要原因之一[1,2]。相應(yīng)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(tǒng)發(fā)育障礙，包括性腺發(fā)育不良，隱睪、睪丸和附睪質(zhì)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(yī)學(xué)界極大關(guān)注，已成為研究的熱點?，F(xiàn)對近年來國內(nèi)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(huán)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(huán)境中的霉菌毒素產(chǎn)生的具有雌激素活性物質(zhì)，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(huán)境中可影響男性生殖功能，導(dǎo)致精子數(shù)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(zhì)是已烯雌酚（Diethylstilbestrol，DES），一項大型調(diào)查發(fā)現(xiàn)[4]，婦女在孕期暴露在DES的環(huán)境中，其所生男嬰中發(fā)生生殖系統(tǒng)畸形的比例顯著高于對照組。

（三）環(huán)境化學(xué)污染物

1. 有機氯農(nóng)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(lián)苯（polychlorinated biphenyls，PCBs）、六六六、硫丹、和二噁英（Dioxin）等。實驗發(fā)現(xiàn)[5]p，p’-DDE（DDT的代謝產(chǎn)物）對大鼠生殖系統(tǒng)可產(chǎn)生嚴重的毒性作用，不僅導(dǎo)致精子數(shù)量的下降，而且造成大鼠的精子活力和形態(tài)發(fā)生改變，從而影響到精子的質(zhì)量。Koutros等[6]通過大量數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，暴露于3種以上混合除草劑的農(nóng)民，患前列腺癌的風(fēng)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(qū)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(jié)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(shù)成顯著反比。實驗室研究證實PAEs能誘導(dǎo)尿道下裂、肛殖距縮短、隱睪、附睪及附屬性腺發(fā)育不全等生殖系統(tǒng)畸形的發(fā)生[8]。

3. 酚類化合物：酚類化合物是重要的化學(xué)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(yè)上常被用來合成聚碳酸酯和環(huán)氧樹脂等材料。美國生殖醫(yī)學(xué)會在2014年對149例不育夫妻中的男性進行研究，發(fā)現(xiàn)尿BPA 濃度與精子濃度、精子活力等精液參數(shù)負相關(guān)[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(chǎn)生生殖毒性。徐輝等[10]研究鎘對雄鼠生育機能的影響，結(jié)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(yīng)關(guān)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(tǒng)的發(fā)育和功能的正常發(fā)揮受到神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的調(diào)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(huán)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，F(xiàn)SH）的合成、分泌與釋放；或是通過直接毒性作用引起間質(zhì)（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(jié)合人性激素結(jié)合球蛋白（hSHBG），打破雌雄激素的平衡狀態(tài)，最終干擾精子的正常生成和發(fā)育，導(dǎo)致生殖功能障礙發(fā)生[11]。

（二）誘發(fā)精子氧化應(yīng)激狀態(tài)

睪丸內(nèi)精子正常結(jié)構(gòu)和功能的維持需要活性氧自由基（reactive oxygen species，ROS）的產(chǎn)生和清除時刻處于一種平衡狀態(tài)。當(dāng)ROS產(chǎn)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(yīng)激狀態(tài)[12]。精子細胞發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，其細胞膜的流動性和完整性遭到破壞，導(dǎo)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(fā)現(xiàn)[14]10 mg/kg BPA染毒，可致雄性大鼠睪丸內(nèi)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(fā)現(xiàn)鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）可誘導(dǎo)小鼠睪丸產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，氧化應(yīng)激發(fā)生，導(dǎo)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(jié)合誘導(dǎo)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(jié)合，經(jīng)一系列的反應(yīng)，破壞DNA 的完整性，干擾細胞周期的正常運行，破壞細胞結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)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(shù)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(yīng)，使生精細胞凋亡增加有關(guān)。

（四）表觀遺傳毒性

表觀遺傳（Epigenetics）是指DNA 序列不發(fā)生改變而生物表型和基因表達模式發(fā)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(shù) EEDs不能改變靶基因結(jié)構(gòu)序列，而是會引起靶基因啟動子區(qū)域的 DNA 甲基化及組蛋白修飾的改變，從而影響靶基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控發(fā)揮其生殖毒性作用[20]。將孕期大鼠（F0）暴露于BPA等環(huán)境干擾物的混合物中，其F1 和F3 代的疾病發(fā)生率明顯增加，F(xiàn)3 代睪丸疾病增加，對其精子表觀基因組研究，發(fā)現(xiàn)了一些新的甲基化位點，即出現(xiàn)表觀遺傳突變[21]。Zhu等[22]發(fā)現(xiàn)鎘能使新生大鼠睪丸組織中的C-fos、p53 基因啟動子區(qū)域的甲基化水平發(fā)生改變。

三、具有改善EEDsEEDs生殖毒性的藥物

隨著醫(yī)學(xué)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，中草藥里的有效組分不斷被發(fā)現(xiàn)并提取?，F(xiàn)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(tǒng)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(shù)增加，有效改善少精子癥大鼠的生精功能[23]。實驗發(fā)現(xiàn)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(fā)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(nèi)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(dǎo)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(zhì)細胞的再生，啟動精子生成，從而恢復(fù)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(zhì)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(guān)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(fā)現(xiàn)，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(guān)[30,31,32]。

結(jié) 語

綜上所述，EEDs因其具有的污染廣泛性、生殖系統(tǒng)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(huán)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(huán)境中交相存在，并且對人體的生殖毒性多為協(xié)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(xué)調(diào)查以及系統(tǒng)的毒性評估體系；（4）目前針對EEDs的防治，包括西醫(yī)和中醫(yī)在內(nèi)，大多數(shù)以抗氧化、抑制EEDs氧化應(yīng)激損傷為主，實驗范圍狹窄，治療深度有限。因此，應(yīng)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(yīng)和毒性作用機制，并且以多藥物共染毒為優(yōu)先，融合中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)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(huán)境保護和生態(tài)平衡。環(huán)境污染，生態(tài)失衡，已經(jīng)威脅到人類的生存和繁衍。

內(nèi)分泌干擾物; 生殖毒性; 男性

1 Schonfelder G,Wittfoht W, Hopp H, et a1. Environ Health Perspect 2002; 110(11): A703-A707

2 Choi SM, Yoo SD, Lee BM. J Toxicol Environ Health B Crit Rev 2004; 7(1): 1-24

3 Cederroth CR, Zimmermann C, Beny JL, et al. Mol Cell Endocrinol 2010; 321(2): 152-160

4 Hernandez-Diaz S. Lancet 2002; 359(9312): 1081-1082

5 周君, 石玉琴, 王玉萍等. 環(huán)境與健康雜志 2011; 28(4): 283-287

6 Koutros S, Andreotti G, Berndt SI, et al. Pharmacogenet Genom 2011; 21(10): 615-623

7 徐廷云, 胡嘉波, 高華生, 等. 臨床檢驗雜志 2013; 31(1): 51-53

8 Martino-Andrade AJ, Chahoud I. Mol Nutr Food Res 2010; 54(1): 148-157

9 Knez J, Kranvogl R, Breznik BP, et al. Fertil Steril 2014; 101(1): 215-221

10 徐輝, 潘順葉, 周魏明, 等. 毒理學(xué)雜志 2015; 29(1): 47-49

11 朱文嬌, 喬潔. 中華男科學(xué)雜志 2015; 21(11): 1026-1030

12 Zribi N, Chakroun NF, Ben Abdallah F, et al. Cryobiology 2012; 65(3): 326-331

13 Venkatesh S, Riyaz AM, Shamsi MB, et al. Andrologia 2009; 41(4): 251-256

14 El-Beshbishy HA, Aly HA, El-Shafey M. Toxicol Ind Health 2013; 29(10): 875-887

15 吳冠宇, 王碩, 劉艷, 等. 吉林大學(xué)學(xué)報·醫(yī)學(xué)版 2015; 41(3): 553-557

16 余秀琴, 張衍泉, 朱寶泉, 等. 中國比較醫(yī)學(xué)雜志 2008; 18(4): 73-77

17 焦利飛, 閆長會, 趙君, 等. 中國藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志2011; 25(6): 568-575

18 劉浩, 耿春惠, 李瑾, 等. 中國男科學(xué)雜志 2013; 27(3): 69-72

19 Carrell DT. Fertil Steril 2012; 97(2): 267-274

20 Doshi T, Mehta SS, Dighe V, et al. Toxicology 2011; 289(2-3): 74-82

21 Manikkam M, Tracey R, Guerrero-Bosagna C, et al. PLoS One 2013; 8(1): e55387

22 Zhu H, Li K, Liang J, et al. J Appl Toxicol 2011; 31(5): 484-495

23 劉心昕, 黃益麒, 高英英, 等. 浙江中醫(yī)雜志 2016; 51(3): 225-226

24 李曉彩, 孫小娜, 鐘秀會, 等. 畜牧獸醫(yī)學(xué)報 2012; 43(2): 314-318

25 張彩利, 劉玉姣, 趙興華, 等. 畜牧獸醫(yī)學(xué)報 2014; 45(8): 1363-1368

26 其力根, 阿拉坦敖其爾, 武飛, 等. 動物醫(yī)學(xué)進展 2013; 34(6): 47-50

27 其力根, 額爾登其木格, 武飛, 等. 黑龍江畜牧獸醫(yī)·科技板 2013; 21(57): 148-150

28 李桂玲, 孫小娜, 馬愛團, 等. 中國獸醫(yī)科學(xué) 2010; 40(3): 288-292

29 布同良. 浙江大學(xué) 2011

30 張欣文, 戴秋萍, 董曉超, 等. 同濟大學(xué)學(xué)報·醫(yī)學(xué)版2007; 28(5): 16

31 戴秋萍, 王楓華, 蔡智鳴, 等. 同濟大學(xué)學(xué)報·醫(yī)學(xué)版2007; 28(3): 20-24

32 武紅娟. 重慶醫(yī)科大學(xué) 2013

（2016-05-27收稿）

R 698.2

doi:10.3969/j.issn.1008-0848.2016.08.015