黃嬿 吳建輝

1.上海中醫(yī)藥大學附屬曙光醫(yī)院，上海200021；2.上海市計劃生育科學研究所藥理毒理學研究室&中國生育調節(jié)藥物毒理檢測中心，上海200032

西地那非的生殖毒性研究進展

黃嬿1吳建輝2

1.上海中醫(yī)藥大學附屬曙光醫(yī)院，上海200021；2.上海市計劃生育科學研究所藥理毒理學研究室&中國生育調節(jié)藥物毒理檢測中心，上海200032

西地那非作為第一個用于治療陰莖勃起功能障礙的Ⅴ型磷酸二酯酶抑制劑，其人群使用范圍非常廣泛，但其是否影響生育存在爭議。本文就國內外有關西地那非雄性生殖毒性的實驗動物及人群研究結果進行了綜述，結果表明，長期使用西地那非可能對前列腺、睪丸和陰莖組織產生不良影響，并影響精子功能導致不育，其對前列腺的作用值得深入研究。

西地那非；生殖毒性；磷酸二酯酶抑制劑

陰莖勃起功能障礙（erectile dysfunction，ED）是男科和泌尿外科中常見的疾病之一，其發(fā)病原因分為器質性和心理性兩大類，前者又包括血管、神經、內分泌及陰莖本身等因素。ED發(fā)病率隨世界人口老齡化而激增。據(jù)流行病學調查研究，上海40歲以上城市男性的ED患病率為73.1%[1]。

磷酸二酯酶（PDE）抑制劑是國際上一類新型治療ED的藥物，代表藥物為西地那非，該類藥物的作用機制為：在性刺激時，陰莖海綿體非腎上腺能非膽堿能神經元及血管內皮細胞一氧化氮合成酶（NOS）催化L-精氨酸合成NO，或者激活鳥苷酸環(huán)化酶使環(huán)鳥苷酸（cGMP）合成增加，繼而引起陰莖海綿體平滑肌和陰莖小動脈平滑肌的松弛，血液注入陰莖海綿竇，使陰莖勃起，同時，cGMP又受PDE水解，因此，抑制PDE可以提高cGMP水平，從而達到治療ED的目的。陰莖中主要存在Ⅴ型磷酸二酯酶（PDE5），PDE5特異性抑制劑可以提高cGMP的活性和作用時間，從而改善勃起功能，又因為該作用機制需要NO的存在，故PDE抑制劑只有在性刺激的情況下才能發(fā)揮作用[2-4]。

目前，國外已上市的PDE5抑制劑主要有西地那非（Sildenafil）、伐地那非（Vardenafil）和他達那非（Tadalafil）。2000年，原國家食品藥品監(jiān)督管理局批準上市了輝瑞制藥有限公司生產的枸櫞酸西地那非片，2012年2月18日，隨著該藥專利保護期到期，國內掀起了一波以西地那非為母本的PDE5抑制劑搶仿開發(fā)熱潮，目前已有二十余個類似結構藥品處于臨床前及臨床開發(fā)階段。1998年以來，西地那非獲準在120多個國家上市，成為全球醫(yī)師開出處方最多的藥物之一，2008～2013年期間，其全球年銷售額均維持在18億美元以上[5-7]。

由于西地那非的人群使用范圍非常廣泛，且使用對象集中于男性，其可能存在的生殖毒性作用非常值得關注。本文就國內外西地那非生殖毒性研究結果作一綜述。

1 西地那非的研發(fā)背景

cGMP具有擴張血管和防止血液凝固的作用，人體內存在的PDE能夠水解cGMP。PDE共有11種亞型，其中PDE5主要分布于血管、內臟、氣道平滑肌、血小板和陰莖海綿竇中。20世紀80年代，美國輝瑞制藥公司的研究者擬針對PDE5研發(fā)出一種治療心絞痛、冠心病等心血管疾病的新藥。經5年篩選1500余種化合物，最終獲得一個強效的PDE5選擇性抑制劑，即西地那非，其對PDE5的抑制作用較PDE1強80倍，是PDE6抑制作用的10倍，較PDE2、PED3和PED4抑制作用大1000多倍，較PDE7、PDE8、PDE9、PDE10和PDE11的抑制作用大700多倍，能有效防止cGMP的降解[8]。

但在接下來的臨床研究中，西地那非對心血管疾病的療效沒有達到研究者的預期效果，作為一個心血管疾病的候選藥物，西地那非的臨床表現(xiàn)非常令人失望，但卻發(fā)現(xiàn)了一個意料之外的副作用，即能促進ED患者陰莖勃起，改善患者性生活[9]。研究者針對西地那非新的藥理作用進行系統(tǒng)研究，1998年3月FDA批準西地那非上市，第一個風靡全球的治療ED的口服藥誕生。西地那非已廣泛用于各種原因所引起的ED治療，國內研究資料表明，該藥對心理性、器質性和混合性ED的有效率分別為80.8%、84.2%和79.4%[10-11]。

2 動物實驗研究

目前用于臨床的PDE5抑制劑西地那非、他達那非和伐地那非作用機制相似，但分子結構和藥代動力學有所差別。老年albino大鼠分別口服給予1.8 mg/（kg·d）他達拉非3個月和1.8 mg/（kg·d）他達拉非6個月，解剖結果顯示，隨著動物給藥時間延長，動物睪丸重量明顯下降，精子數(shù)量和精子活力也明顯降低，他達拉非老年大鼠的睪丸和精液質量影響具有時間-效應關系[12]。

Gümüs等[13]采用光學和電子顯微鏡技術對枸櫞酸西地那非處理的大鼠陰莖海綿體組織進行組織病理學的研究，結果顯示，經西地那非處理后的大鼠陰莖海綿體組織中的膠原纖維和平滑肌纖維增多，表明長時間使用西地那非可能會增加陰莖纖維化的風險。

Simsek等[14]研究也提示，4月齡的雄性大鼠口服給予枸櫞酸西地那非4周后，陰莖海綿體組織中成纖維細胞和新合成的膠原纖維均明顯增加，提示使用西地那非治療ED的年輕人則可能會產生海綿體組織不可逆的損傷。

英國學者Glenn等[15]一次性灌胃給予CBAB（6）雄性小鼠0.06 mg/0.05 mL枸櫞酸西地那非（相當于人口服100 mg臨床使用劑量）后，觀察西地那非對精子功能、受精能力和早期受精卵分裂的影響，結果發(fā)現(xiàn)，西地那非能明顯影響小鼠的受孕率以及胚胎的發(fā)育和早期受精卵的分裂，表明試圖生育的夫婦在這期間使用西地那非可能會對生育造成損傷，導致不育。

此外ED與高血壓、心臟病、糖尿病等血管性疾病高度相關[16]。有資料顯示糖尿病嚴重影響陰莖勃起功能，海綿體組織超微結構的病理改變可能是糖尿病性ED發(fā)病機制之一[17]。陳凌等[18]連續(xù)灌胃給予誘發(fā)糖尿病的雄性SD大鼠2 mg/（kg·d）西地那非12周，結果顯示大鼠陰莖海綿體病理損傷較嚴重，功能細胞大量喪失，海綿體組織結構破壞嚴重，海綿竇結構崩解，殘存大量調亡細胞，出現(xiàn)廣泛的間質替代現(xiàn)象，陰莖勃起的基本組織結構基本喪失，長期連續(xù)給予西地那非加重糖尿病大鼠陰莖海綿體病理損害程度。

3 體外研究

人類的精卵結合是由一系列連續(xù)事件構成的復雜過程，包括精子與卵子透明帶結合、頂體反應的發(fā)生、精子穿越透明帶、精子與卵膜結合并與卵子受精等。精子活力、精子的獲能和頂體反應是精卵結合、正常受精的前提，具有極其重要的生殖意義，其中頂體反應是受精的先決條件，包括頂體外膜與精子質膜在許多位點的融合，并形成許多小囊泡狀結構，最后頂體外膜破裂，頂體內各種酶的釋放和頂體內膜的暴露，暴露出頂體內膜與其結合的酶類。這有助于精子分解并穿過卵膜，與卵質膜相融合而受精。如果頂體反應在精子到達卵子之前完成，就可能造成卵子無法受精，因為頂體反應的精子將無法穿透卵母細胞的透明帶繼而不能完成受精[19]。

有學者體外觀察了西地那非對70例弱精子癥患者精子活力的影響。精液樣本分別于0.5、1.0、4.0 mg/mL西地那非體外孵育后，與對照組比較，0.5、1.0 mg/mL精子活力增加，4.0 mg/mL的西地那非則明顯降低精子活力[20]。Andrade等[21]向未洗滌和洗滌過的10份精液標本中直接加入系列劑量西地那非，孵育10、30 min后發(fā)現(xiàn)，200μg/mL西地那非對未洗滌和洗滌過的精子活力沒有明顯影響，而高劑量的西地那非（2000μg/mL）使精子的活力降低大約50%，高劑量的西地那非導致的精液pH值降低可能是精子活力下降的一個因素。

英國學者Glenn等[22]對57名年齡在26～42歲的男性精子體外暴露于枸櫞酸西地那非3 h內的精子活力和頂體反應進行分析，結果顯示西地那非在一定程度上可提高精子的活力，但在體外可引起精子過早頂體反應，使受精率下降，最終可能對男性生育力產生影響。

4 人群研究

根據(jù)陳亮[23]對WHO數(shù)據(jù)庫中11 962份西地那非不良反應報告的分析結果，與男性生殖系統(tǒng)相關的不良反應共有442例，比率為3.7%，具體不良反應表現(xiàn)為異常勃起159例、快感缺失82例、性功能低下64例、射精異常51例、前列腺病變30例、不射精12例、睪丸疼痛13例、陰莖纖維化12例。其中西地那非使用后導致陰莖勃起異常最為多見，該異常處理不當可能造成永久的勃起功能喪失。

健康成年男性單次口服50、100 mg西地那非對精子活力及形態(tài)均無明顯影響[24-25]，但Pomara等[26]發(fā)現(xiàn)年輕不育男性一次性口服50 mg西地那非或20 mg他達那非1、2 h后，西地那非提高精子前向運動速度，但他達那非明顯降低精子活力。

Ali等[27]通過精液分析糖尿病ED患者口服100 mg西地那非后精液參數(shù)的變化，發(fā)現(xiàn)長期西地那非治療后，患者精子活力有一定程度的升高，但精子總數(shù)和精液密度顯著降低。

5 小結

盡管西地那非的使用說明書顯示對大鼠沒有生殖毒性，健康志愿者單劑口服100 mg西地那非后精子活力和形態(tài)學未受影響。但一些獨立的研究結果顯示，臨床上有近1/3使用西地那非的男性患者沒有生育過；實驗動物給予西地那非后會導致陰莖海綿體組織纖維化并影響受孕；人群體外研究結果顯示，高劑量的西地那非降低精子活力，并引起精子過早頂體反應，降低精子受精能力；西地那非亦降低糖尿病ED患者的精子密度和總數(shù)。由于西地那非的使用對象包括絕大多數(shù)中老年男性，該類人群通常伴有較高的前列腺增生發(fā)病率[28-30]，而西地那非的不良反應包括導致前列腺疾病。筆者吳建輝博士在國家食品藥品監(jiān)督管理總局新藥評審過程中發(fā)現(xiàn)，PDE5抑制劑能引起大鼠前列腺不同程度增生。前列腺增生患者長期使用西地那非是否加重前列腺增生癥狀，其發(fā)生機制如何值得深入研究。

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Research progress on reproductive toxicity of Sildenafil

HUANG Yan1WU Jianhui2
1.Shuguang Hospital Affiliated to Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,Shanghai 200021,China; 2.Laboratory of Pharmacology and Toxicology&National Evaluation Centre for the Toxicology of Fertility Regulation Drugs,Shanghai Institute of Planned Parenthood Research,Shanghai 200032,China

As the first PDE5inhibitor to treat erectile dysfunction,Sildenafil is widely used in humans all over the world,however,it is still argued whether Sildenafil can induce infertility.In this paper,all the recently published articles of experimental animal and human being research on the male reproductive toxicity induced by Sildenafil at home and abroad are summarized.It is suggested that Sildenafil will bring adverse effects to prostate,testis and penis after long-time using,and it will also result in infertility by affecting sperm function,moreover,the relationship between Sildenafil and prostate is worth to be further developed.

Sildenafil;Reproductive toxicity;Phosphodiesterase inhibitor

R969.4

A

1673-7210（2015）07（b）-0027-04

2015-03-09本文編輯：張瑜杰）

國家自然科學基金青年科學基金項目（21007041）；上海市人才發(fā)展基金資助項目（201372）；上海市科委研發(fā)公共服務平臺項目（13DZ2291300）。

吳建輝（1976-），男，博士，副研究員，碩士研究生導師；研究方向：前列腺疾病藥理毒理學研究。