睾丸缺血再灌注损伤治疗的研究进展

伍骏锋,程 帆,余伟民,饶 婷,宁金卓

(武汉大学人民医院泌尿外科，武汉 430000)

睾丸扭转，又名精索扭转，是指睾丸沿精索纵轴出现扭转，导致血供降低或停止，睾丸呈缺血或坏死状态[1]。睾丸扭转是男性较为常见的急症之一，一旦确诊通常需即刻手法复位或急诊手术复位治疗，以恢复血供。即使同侧睾丸被挽救回来，也会发生永久性损伤，这取决于扭转的程度和持续时间，对侧睾丸也可能受损，存在不育风险[2]。因睾丸扭转未得到及时救治而致伤或致死的案例时有发生。尽管血液再灌注对缺血组织的益处是显而易见的，但再灌注本身也会引发一系列不良反应，即使手术修复成功也会造成组织损伤，如睾丸萎缩[3]。在临床实践中，睾丸扭转可分为两种类型，鞘膜内型与鞘膜外型，其中鞘膜内型较为常见。睾丸扭转主要与解剖结构异常有关：①睾丸附睾完全被鞘膜包绕，使睾丸游离而不固定，呈“钟-锤畸形”[4];②睾丸引带过长或缺如，鞘膜壁层与精索的连接点太高，隐睾或睾丸异位等[5]。现就睾丸缺血再灌注损伤对健侧、患侧睾丸以及附睾与输精管等功能的影响及相关治疗进展予以综述。

1 睾丸扭转

睾丸扭转是一类较为多发的急症，国外研究资料统计其发病率约为 1/4 000[6]，好发于24岁以下的青少年群体中[7-8]。该疾病的早期确诊率相对较低，研究显示，其中睾丸丢失率为31.9%～41.9%[9]。睾丸扭转发生后4～6 h未处理会损伤生精细胞，导致不孕和不育[10-12]。睾丸扭转一经确诊，应即刻行急诊复位手术治疗，以恢复睾丸血供并挽救其功能。但复位后仍会导致患者的生精功能受阻，使患侧的睾丸萎缩，精子数量大幅减少且活动力明显降低，并引发生殖细胞凋亡等[13]。Estremadoyro等[14]不建议常规手法复位，虽然术前手法复位成功率可达到30%，但存在再扭转及对侧睾丸扭转的风险。目前国内外学者都在积极探索睾丸扭转的治疗方法，如治疗药物、低温治疗以及高压氧治疗等，均显示出了一定的疗效[15]。

2 睾丸扭转后对相关组织器官的影响

2.1对患侧睾丸的影响 Adivarekar等[16]的研究表明，睾丸扭转涉及缺氧和再灌注损伤。睾丸扭转发生后，血流下降、细胞缺氧，腺苷三磷酸(adenosine triphosphate，ATP)转化成次黄嘌呤，同时黄嘌呤的脱氧酶也会转变成黄嘌呤氧化酶，并导致组织的ATP水平整体降低。处于再灌注期时，黄嘌呤氧化酶会使次黄嘌呤转变成尿酸并释放氧自由基，同时与细胞膜以及线粒体膜发生脂质反应，产生活性氧类(reactive oxygen species，ROS)破坏胞膜，导致缺血组织或脏器等的结构与功能发生改变。缺血再灌注会刺激睾丸内皮细胞中的炎症信号发生级联反应，并使睾丸中的ROS、脂质过氧化以及髓过氧化物酶增多，最终导致生精细胞发生特异性凋亡，在睾丸复位后的24 h达峰值，并于48 h后逐渐下降[10,17]。睾丸发生缺血再灌注损伤，进而引起生殖细胞凋亡的原因比较复杂，目前已知有两条主要途径。①Bax途径：主要是释放细胞色素C，然后诱导caspase-9释放以及激活一系列的caspase，进而使DNA发生降解；②Fas-FasL途径：Fas 与其配体FasL结合后形成三聚体，通过受体胞质的死亡结构域与 Fas相关死亡域蛋白结合，然后再与前体caspase-8结合，形成死亡诱导信号复合物，随后前体caspase-8因自身蛋白水解而活化，并继续活化下游的caspase-3等，引起细胞凋亡[18]。该途径主要是利用caspase-8引发凋亡，从而使生精细胞发生凋亡。睾丸扭转复位后还会进一步引起一些炎性因子(如肿瘤坏死因子α、白细胞介素6)水平的升高，进一步引起生精细胞凋亡。国内有学者通过夹闭家兔精索构建睾丸扭转模型发现[19]，夹闭时长<1.5 h，睾丸复位后会再灌注睾丸稍微受损；夹闭时长≥1.5 h，再灌注就会显著减少，睾丸会出现不可逆性损伤[19]。

2.2对健侧睾丸的影响 患侧睾丸扭转致使睾丸血供受阻导致睾丸急性梗死的情况下，另一侧睾丸是否受损以及是否影响生育是医师和患者所重视的问题。单侧睾丸扭转后，对侧睾丸生精能力受损的机制复杂，且争议不断。近年来，有学者认为健侧睾丸受损是因为扭转侧睾丸复位后的缺血再灌注过程导致的[20]。在Hekimoglu等[21]的研究中，缺血再灌注除导致患侧睾丸受损外，还会导致健侧睾丸的生殖细胞出现水肿，并引起组织结构受破坏，细胞凋亡数增多，促炎性细胞因子生成，精子活力、密度、数量等减低。此外，睾丸扭转持续时间上的差异对健侧睾丸的损伤也不同，扭转的时间越长，健侧睾丸的损伤情况越严重。Nguyen等[22]的研究认为，在睾丸扭转发生后，健侧睾丸的血流会出现降低，治疗后双侧睾丸的血流增大，血流的变化与组织学的变化相关联，认为健侧睾丸的损伤是再灌注引发的，与缺血无关。引起健侧睾丸受损的原因主要有：①睾丸扭转时会产生一些有害物质，这些物质可经血液循环达到健侧。研究显示，当健侧睾丸组织内的一氧化氮水平增高，其会与ROS反应产生毒性作用更大的过氧亚硝酸盐，从而攻击细胞的DNA，降低细胞和精子的活力。②当睾丸发生扭转后，健侧睾丸的血流也会降低，造成健侧睾丸缺血。睾丸扭转复位会引起氧化应激反应，而这些应激反应反过来也会引起健侧睾丸血流速度降低，并出现细胞缺氧。③激活睾丸血管神经反射。睾丸扭转后健侧睾丸血流出现明显增加，并且扭转时间越长，血流增加的就越多，这可能是因为睾丸扭转激活了内脏中的交感神经，从而导致健侧血流增加，睾丸生殖细胞受损。

2.3对附睾的影响 睾丸扭转时通常伴有睾扭转。附睾产生的唾液酸是反映附睾分泌能力的指标。唾液酸与唾液酸糖蛋白都是由上皮细胞合成，且参与对精子表面糖蛋白复合物的修饰，在精子的成熟、获能及受精等重要过程中起着十分重要的作用[23]。在赵豫刚等[24]的研究中，睾丸发生720°扭转并维持2 h，在复位后24 h，患侧唾液酸的水平未出现明显变化；睾丸发生720°扭转并持续4 h，复位后24 h，唾液酸的水平会明显降低。该研究认为，附睾可耐受更长时间的缺血再灌注，附睾的上皮细胞大量凋亡，并在8 h后凋亡的百分比明显升高，在1 d后达到顶峰，并且附睾上皮细胞更加容易凋亡，在复位1周后，可以观察到两侧上皮变形。此外，睾丸出现扭转还会对附睾的分泌能力产生严重影响。Pampal等[25]研究了睾丸缺血再灌注损伤对睾丸和附睾的影响，这种影响可能是双向的，可能主要依赖于细胞凋亡过程。同侧损伤与氧自由基的过度生成或炎症过程有关，对侧损伤主要依赖于缺血再灌注损伤引起的细胞凋亡[26-27]。

2.4对输精管的影响 睾丸缺血再灌注损伤不仅影响睾丸和附睾，还会影响邻近的输精管[25]。Pampal等[25]将大鼠睾丸扭转720°并持续2 h，复位2 h后发现，单侧睾丸扭转会使双侧输精管上皮细胞出现水肿、退化以及空泡化等，以近睾丸段输精管发生的损伤最为严重。睾丸的缺血再灌注损伤会使输精管的上皮细胞发生凋亡，致使突触后受体的数量减少，受体的敏感性大幅降低，进而使两侧输精管的收缩能力下降。即使双侧输精管是由其自身动脉独立供血，但单侧精索扭转也可导致对侧血流量减少[22]。

2.5睾丸间室综合征 睾丸间室综合征是受某些病理因素的影响使睾丸内压异常升高，致使睾丸缺血以及功能受损。采用超声多普勒技术对患有睾丸鞘膜积液的患者进行研究发现[28]，患者精索的血流正常，但睾丸组织内的血流情况消失，提示鞘膜积液可能导致睾丸白膜内出现压力上升的情况，从而阻碍了睾丸的血供，经手术处理后，患者睾丸的血供得到恢复。Kutikov等[29]的研究认为，睾丸发生扭转后，间质的压力会升高，其中涉及了精索静脉的回流阻断和睾丸再灌注导致ROS的产生。睾丸的再灌注导致ROS出现，微循环破坏，同时间质内压力增高，并使睾丸组织以及细胞受损，进而形成恶性循环。睾丸扭转复位后睾丸间质内压力会上升，将白膜切开后，内压下降，睾丸的颜色也出现显著的好转，应用鞘膜补片对切口进行修补可有效降低睾丸间室内压，并有助于修复睾丸再灌注所致的微血管损伤以及后续的细胞损伤，从而提高睾丸扭转时对睾丸的挽救率。

3 缺血再灌注损伤治疗进展

3.1缺血预适应治疗 缺血预适应是预先通过行暂时的缺血再灌注治疗，诱导机内源性的保护效用，导致机体脏器出现耐受或适应刺激，以实现持续更长时间的耐受。缺血预适应可明显地抑制后继缺血再灌注损伤的出现。Duru等[30]逆时针扭转右睾丸720°，并维持缺血15、30、45及60 min后复位，并在复位后的2周再次扭转，分别缺血同样时长后复位发现，复位后2周再缺血30、45及60 min明显降低了睾丸组织丙二醛水平。国外学者报道[31]，睾丸病变组织在经历过缺血预适应后组织损伤的程度显著的减轻。这可能是因为缺血预适应后，睾丸的抗氧化能力能够减轻睾丸的缺血再灌注损伤。对大鼠进行缺血预适应，不仅能够减轻病变，还能降低丙二醛、8-羟基脱氧鸟苷、髓过氧化物酶水平以及热激蛋白70的表达，而且还会改善睾丸组织中性粒细胞浸润以及氧化应激损伤，并能够抑制细胞凋亡，从而达到改善再灌注损伤和保护睾丸的目的[31]。但也有学者持有相反观点，其在研究中并未发现行预适应后睾丸组织髓过氧化物酶以及超氧化物歧化酶等发生变化，因此认为缺血预适应并不能缓解睾丸的缺血性受损[32]。

3.2缺血后适应治疗 研究发现，缺血后处理对肝脏、肾脏、四肢、脑等的损伤都具有保护作用[33]。启动缺血再灌注保护机制涉及被动阶段和主动阶段。被动阶段：经逐步再灌注启动减少氧化自由基和线粒体Ca2+的过多释放。主动阶段：经内源性激动剂(如腺苷鸦片类)以及部分内源性物质激活包含细胞内磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B、细胞外信号调节激酶1/2补救激酶系统减少再灌注损伤。后处理介导激活磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B及其下游靶点内皮型一氧化氮合酶，随后一氧化氮合酶限制线粒体渗透转换孔开放，保护组织及脏器，在每个脏器均具有相应的内源性保护机制[34-37]。缺血后适应是组织和脏器在缺血之后，通过短时间的、机械性的缺血再灌注治疗，从而减轻缺血再灌损伤对组织以及脏器的损伤，对缺血组织以及脏器产生内源性的保护效果。在Shimizu等[38]的研究中，缺血60 min之后持续进行5次重复10 s的再灌注治疗，可降低组织中8-羟基脱氧鸟苷以及热激蛋白70 信使RNA的表达水平，从而减轻因氧化应激所引发的DNA损伤，并减少细胞凋亡的数量。

3.3逐步再灌注治疗 逐步再灌注治疗是指缺血组织以及脏器再灌注的早期应用，低流速或者低压灌注对相关组织及脏器的再灌注损伤进行控制的一种处理方法。Dokmeci[39]提出了“缺血后处理”这一名词，即在全面恢复再灌注之前重复在短时间内进行多次再灌、停灌处理，对随后长时间再灌注心肌有保护作用。缺血后处理对不同动物的脑、肝、肾、肠、骨骼肌、肺及睾丸等脏器的缺血再灌损伤有效，并且临床试验也证明有效[40]。Shimizu等[38]将大鼠左侧睾丸进行720°扭转并维持2 h，之后复位360°并维持20 min，后完全复位。该研究发现，与直接完全复位相比，逐步复位提高了超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性，减轻了睾丸组织的受损情况。逐渐复位后再增大睾丸的血流量能够防止完全复位导致的细胞呼吸爆发，极大减少了自由基。

4 小 结

睾丸扭转作为男性群体较为常见的急症之一，不但影响患侧睾丸，对健侧睾丸、附睾、输精管等也有影响。缺血再灌注损伤是睾丸扭转主要的病理生理过程，短时间扭转对患侧睾丸影响较小，长时间扭转可导致睾丸不同程度的萎缩，生殖细胞凋亡增加，生精功能降低，导致不育，严重影响着患者的身心健康。睾丸扭转是一个诊断和管理困难的疾病，睾丸挽救主要受症状持续时间和干预时间的影响，但尚未发现较为理想的防治措施，目前主要是给予手法或手术治疗。深入研究睾丸扭转的病因、开发新的治疗手段以有效治疗睾丸扭转是目前亟需解决的问题。