西地那非的生殖毒性研究進(jìn)展

黃嬿 吳建輝

1.上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院，上海200021；2.上海市計(jì)劃生育科學(xué)研究所藥理毒理學(xué)研究室&中國生育調(diào)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(jìn)展

黃嬿1吳建輝2

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

西地那非作為第一個(gè)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(nèi)外有關(guān)西地那非雄性生殖毒性的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及人群研究結(jié)果進(jìn)行了綜述，結(jié)果表明，長期使用西地那非可能對(duì)前列腺、睪丸和陰莖組織產(chǎn)生不良影響，并影響精子功能導(dǎo)致不育，其對(duì)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(zhì)性和心理性兩大類，前者又包括血管、神經(jīng)、內(nèi)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(xué)調(diào)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(jī)制為：在性刺激時(shí)，陰莖海綿體非腎上腺能非膽堿能神經(jīng)元及血管內(nèi)皮細(xì)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(dòng)脈平滑肌的松弛，血液注入陰莖海綿竇，使陰莖勃起，同時(shí)，cGMP又受PDE水解，因此，抑制PDE可以提高cGMP水平，從而達(dá)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(shí)間，從而改善勃起功能，又因?yàn)樵撟饔脵C(jī)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(dá)那非（Tadalafil）。2000年，原國家食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)上市了輝瑞制藥有限公司生產(chǎn)的枸櫞酸西地那非片，2012年2月18日，隨著該藥專利保護(hù)期到期，國內(nèi)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(gè)類似結(jié)構(gòu)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(zhǔn)在120多個(gè)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(duì)象集中于男性，其可能存在的生殖毒性作用非常值得關(guān)注。本文就國內(nèi)外西地那非生殖毒性研究結(jié)果作一綜述。

1 西地那非的研發(fā)背景

cGMP具有擴(kuò)張血管和防止血液凝固的作用，人體內(nèi)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(nèi)臟、氣道平滑肌、血小板和陰莖海綿竇中。20世紀(jì)80年代，美國輝瑞制藥公司的研究者擬針對(duì)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(jīng)5年篩選1500余種化合物，最終獲得一個(gè)強(qiáng)效的PDE5選擇性抑制劑，即西地那非，其對(duì)PDE5的抑制作用較PDE1強(qiáng)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(duì)心血管疾病的療效沒有達(dá)到研究者的預(yù)期效果，作為一個(gè)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(gè)意料之外的副作用，即能促進(jìn)ED患者陰莖勃起，改善患者性生活[9]。研究者針對(duì)西地那非新的藥理作用進(jìn)行系統(tǒng)研究，1998年3月FDA批準(zhǔn)西地那非上市，第一個(gè)風(fēng)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(nèi)研究資料表明，該藥對(duì)心理性、器質(zhì)性和混合性ED的有效率分別為80.8%、84.2%和79.4%[10-11]。

2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究

目前用于臨床的PDE5抑制劑西地那非、他達(dá)那非和伐地那非作用機(jī)制相似，但分子結(jié)構(gòu)和藥代動(dòng)力學(xué)有所差別。老年albino大鼠分別口服給予1.8 mg/（kg·d）他達(dá)拉非3個(gè)月和1.8 mg/（kg·d）他達(dá)拉非6個(gè)月，解剖結(jié)果顯示，隨著動(dòng)物給藥時(shí)間延長，動(dòng)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(dá)拉非老年大鼠的睪丸和精液質(zhì)量影響具有時(shí)間-效應(yīng)關(guān)系[12]。

Gümüs等[13]采用光學(xué)和電子顯微鏡技術(shù)對(duì)枸櫞酸西地那非處理的大鼠陰莖海綿體組織進(jìn)行組織病理學(xué)的研究，結(jié)果顯示，經(jīng)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(shí)間使用西地那非可能會(huì)增加陰莖纖維化的風(fēng)險(xiǎn)。

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(xì)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(huì)產(chǎn)生海綿體組織不可逆的損傷。

英國學(xué)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(dāng)于人口服100 mg臨床使用劑量）后，觀察西地那非對(duì)精子功能、受精能力和早期受精卵分裂的影響，結(jié)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(huì)對(duì)生育造成損傷，導(dǎo)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(guān)[16]。有資料顯示糖尿病嚴(yán)重影響陰莖勃起功能，海綿體組織超微結(jié)構(gòu)的病理改變可能是糖尿病性ED發(fā)病機(jī)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(jié)果顯示大鼠陰莖海綿體病理損傷較嚴(yán)重，功能細(xì)胞大量喪失，海綿體組織結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，海綿竇結(jié)構(gòu)崩解，殘存大量調(diào)亡細(xì)胞，出現(xiàn)廣泛的間質(zhì)替代現(xiàn)象，陰莖勃起的基本組織結(jié)構(gòu)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(jié)合是由一系列連續(xù)事件構(gòu)成的復(fù)雜過程，包括精子與卵子透明帶結(jié)合、頂體反應(yīng)的發(fā)生、精子穿越透明帶、精子與卵膜結(jié)合并與卵子受精等。精子活力、精子的獲能和頂體反應(yīng)是精卵結(jié)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(yīng)是受精的先決條件，包括頂體外膜與精子質(zhì)膜在許多位點(diǎn)的融合，并形成許多小囊泡狀結(jié)構(gòu)，最后頂體外膜破裂，頂體內(nèi)各種酶的釋放和頂體內(nèi)膜的暴露，暴露出頂體內(nèi)膜與其結(jié)合的酶類。這有助于精子分解并穿過卵膜，與卵質(zhì)膜相融合而受精。如果頂體反應(yīng)在精子到達(dá)卵子之前完成，就可能造成卵子無法受精，因?yàn)轫旙w反應(yīng)的精子將無法穿透卵母細(xì)胞的透明帶繼而不能完成受精[19]。

有學(xué)者體外觀察了西地那非對(duì)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(duì)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(biāo)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(duì)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(dǎo)致的精液pH值降低可能是精子活力下降的一個(gè)因素。

英國學(xué)者Glenn等[22]對(duì)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(nèi)的精子活力和頂體反應(yīng)進(jìn)行分析，結(jié)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(yīng)，使受精率下降，最終可能對(duì)男性生育力產(chǎn)生影響。

4 人群研究

根據(jù)陳亮[23]對(duì)WHO數(shù)據(jù)庫中11 962份西地那非不良反應(yīng)報(bào)告的分析結(jié)果，與男性生殖系統(tǒng)相關(guān)的不良反應(yīng)共有442例，比率為3.7%，具體不良反應(yīng)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(dǎo)致陰莖勃起異常最為多見，該異常處理不當(dāng)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(duì)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(dá)那非1、2 h后，西地那非提高精子前向運(yùn)動(dòng)速度，但他達(dá)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(jié)

盡管西地那非的使用說明書顯示對(duì)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(xué)未受影響。但一些獨(dú)立的研究結(jié)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(shí)驗(yàn)動(dòng)物給予西地那非后會(huì)導(dǎo)致陰莖海綿體組織纖維化并影響受孕；人群體外研究結(jié)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(yīng)，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(duì)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(yīng)包括導(dǎo)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(píng)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(jī)制如何值得深入研究。

[1]冷靜，王益鑫，黃旭元，等.上海市1582例中老年男子勃起功能障礙流行病學(xué)調(diào)查[J].中國男科學(xué)雜志，2000，14（1）：29-31.

[2]Briganti A，Salonia A，Gallina A，et al.Drug Insight：oral phosphodiesterase type 5 inhibitors for erectile dysfunction[J].Nat Clin Pract Urol，2005，2（5）：239-247.

[3]Andersson KE，Uckert S，Stief C，et al.Phosphodiesterases（PDEs）and PDE inhibitors for treatment of LUTS[J]. Neurourol Urodyn，2007，26（S6）：928-933.

[4]De Lamirande E，Lamothe G，Villemure M.Control of superoxide and nitric oxide formation during human sperm capacitation[J].Free Radic Biol Med，2009，46（10）：1420-1427.

[5]Oshier A，Wilton LV，Shakir SA.Evaluation of the safety of sildenafil for male erectile dysfunction：experience gained ingeneral practice use in England in 1999[J].BJU Int，2004，93（6）：796.

[6]Milman HA，Arnold SB.Neurologic，psychological，and aggressive disturbances with sildenafil[J].Ann Pharmacother，2002，36（7-8）：1129.

[7]Ackson G，Gllies H，Osterloh I.Past，present，and future：a 7-year update of Viagra（sildenafil citrate）[J].Int J Clin Pract，2005，59（6）：680.

[8]王健，任駿，王振綱.西地那非的作用機(jī)制[J].中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院報(bào)，1999，21（6）：493-496.

[9]張曉艷，李明陽，劉波，等.從西地那非的研發(fā)過程探討醫(yī)學(xué)研究的規(guī)律[J].醫(yī)學(xué)與哲學(xué)：臨床決策論壇版，2008，29（1）：30-31.

[10]商學(xué)軍，黃宇烽.西地那非在中國男科臨床應(yīng)用十年回顧[J].中華男科學(xué)雜志，2012，18（8）：742-746.

[11]郭應(yīng)祿，朱積川，潘天明，等.口服西地那非治療勃起功能障礙療效和安全性的臨床研究[J].中華泌尿外科雜志，2001，22（7）：389-394.

[12]Khalaf MA，Abbas MF，El-Fakahany HM.Effects of chronic tadalafil use on the testes and sperm parameters of old albino rats[J].Andrologia，2012，44（1）：370-375.

[13]Gümüs B，Vatansever HS，Müezzinoglu T，etal.Histopathological effects of sildenafil citrate on rat corpus cavernosum[J].Acta Histochemica，2004，106（1）：37-45.

[14]Simsek A，Tugcu V，Erturkuner P，etal.Effects ofthe recreational use of PDE5 inhibitors on the corpus cavernosum of young，healthy rats[J].Int Urol Nephrol，2014，46（10）：1889-1893.

[15]Glenn DR，McClure N，Cosby SL，et al.Sildenafil citrate（Viagra）impairs fertilization and early embryo development in mice[J].Fertil Steril，2009，91（3）：893-899.

[16]Feldman HA，Goldstein I，Hatzichristou DG，et al.Impotence and its medical and psychosocial correlates：results of the Massachusetts Male Aging Study[J].J Urol，1994，151（1）：54-61.

[17]王為服，張?jiān)迹?qiáng)，等.糖尿病性陰莖勃起功能障礙大鼠模型海綿體超微結(jié)構(gòu)的研究[J].中華泌尿外科雜志，1999，20（10）：628-631.

[18]陳凌，李國徽.連續(xù)與間斷西地那非干預(yù)對(duì)糖尿病大鼠陰莖海綿體影響的實(shí)驗(yàn)研究[J].寧夏醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，36（5）：500-503.

[19]李建平，鐘影，吳東，等.人卵泡液的頂體反應(yīng)，精子形態(tài)與體外受精率的關(guān)系[J].中華男科學(xué)雜志，2006，12（7）：605-607.

[20]柳建明，姜輝.西地那非對(duì)精液質(zhì)量影響的研究進(jìn)展[J].中國男科學(xué)雜志，2009，23（12）：70-72.

[21]Andrade JR，Traboulsi A，Hussain A，et al.In vitro effects of sildenafil and phentolamine，drugs used for erectile dysfunction，on human sperm motility[J].Am J Obstet Gynecol，2000，182（5）：1093-1095.

[22]Glenn DR，McVicar CM，McClure N，et al.Sildenafil citrate improves sperm motility but causes a premature acrosome reaction in vitro[J].Fertil Steril，2007，87（5）：1064-1070.

[23]陳亮.基于總處方量的不良反應(yīng)報(bào)告分析西地那非用藥安全性研究[J].中國醫(yī)院用藥評(píng)價(jià)與分析，2010，10（6）：559-561.

[24]Purvis K，Muirhead GJ，Harness JA.The effects of sildenafil citrate on human sperm function in healthy volunteers[J].Br J Clin Pharmacol，2002，53（1）：53-60.

[25]Plessis SS，Jongh PS，F(xiàn)ranken DR.Effect of acute in vivo sildenafil citrate and in vitro 8-bromo-cGMP treatments on semen parameters and sperm function[J].Fertil Steril，2004，81（4）：1026-1033.

[26]Pomara G，Morelli G，Canale D，et al.Alterations in sperm motility after acute oral administration of sildenafil or tadalafil in young，infertile men[J].Fertil Steril，2007，88（4）：860-865.

[27]Ali ST，Rakkah NI.Neurophysiological role of sildenafil citrate（Viagra）on seminalparametersin diabetic males with and withoutneuropathy[J].Pak J Pharm Sci，2007，20（1）：36-42.

[28]陳鑫朝.枸櫞酸西地那非對(duì)糖尿病患者精液參數(shù)的生理作用[J].中華男科學(xué)雜志，2007，9（35）：858-859.

[29]盧克敏，盧慧，李錚.PDE5抑制劑對(duì)精子活力及受精功能的研究進(jìn)展[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)：醫(yī)學(xué)版，2012，8（32）：1010-1012.

[30]黃冬妍，吳建輝，孫祖越.前列腺增生藥物評(píng)價(jià)模型分類及特點(diǎn)比較[J].中華男科學(xué)雜志，2014，20（2）：181-185.

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(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（21007041）；上海市人才發(fā)展基金資助項(xiàng)目（201372）；上海市科委研發(fā)公共服務(wù)平臺(tái)項(xiàng)目（13DZ2291300）。

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