色氨酸羥化酶2 在原發(fā)性早泄中的研究進(jìn)展*

朱天樂 張賢生

安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院泌尿外科（安徽合肥 230022）

早泄（Premature ejaculation，PE）是最常見的男性性功能障礙之一，其特征是男性射精總是或幾乎總是發(fā)生在插入陰道之前或插入后一分鐘之內(nèi)，插入陰道后總是或幾乎總是不能延遲射精，隨后產(chǎn)生困擾、沮喪和/或避免親密接觸[1]。它不僅給性生活滿意度、男女性伴侶之間的感情和關(guān)系帶來嚴(yán)重影響， 甚至還會(huì)對(duì)男性造成心理上的負(fù)擔(dān)和情緒上的困擾以及人際關(guān)系問題的增加[2]。 據(jù)研究顯示，早泄在歐洲男性中的發(fā)生率為20%～30%[3,4]。根據(jù)國(guó)內(nèi)一項(xiàng)流行病學(xué)調(diào)查顯示，漢族人群中早泄的發(fā)生率為25.8%[5]。 早泄分為原發(fā)性早泄（lifelong Premature ejaculation，LPE） 和繼發(fā)性早泄，而原發(fā)性早泄是最常見的早泄類型。 原發(fā)性早泄的原因和發(fā)生機(jī)制尚不明確， 目前認(rèn)為原發(fā)性早泄是一種由心理、行為、神經(jīng)內(nèi)分泌、神經(jīng)生物學(xué)等多因素共同導(dǎo)致的性功能障礙[6-8]，其中神經(jīng)生物學(xué)在LPE 中發(fā)揮重要作用。 研究發(fā)現(xiàn)5- 羥色胺 (5-hydroxy tryptamine，5-HT)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，在射精調(diào)節(jié)的過程中起到重要作用[9]。 神經(jīng)突觸間隙中的5-HT 刺激射精中樞，持續(xù)抑制射精[10]。當(dāng)阻斷突觸前神經(jīng)元中的5- 羥色胺轉(zhuǎn)運(yùn)體時(shí)，5-HT 再攝取的能力降低，突觸間隙中的5-HT 水平增加，從而延緩射精[11]。 有研究證實(shí)5-HT 選擇性再攝取抑制劑(selective serotonin reuptake inhibitors，SSRIs) 治療早泄能夠改善大部分患者射精控制力[12]，但是Mondaini 等人發(fā)現(xiàn)，大約13.9%的LPE 患者用SSRIs 治療無效，24.4%的LPE 患者因?yàn)榀熜У陀陬A(yù)期而停止治療[13]，以上研究均表明，雖然5-HT 能夠解釋SSRIs 治療早泄取得一定療效的原因，但并不能完全解釋早泄發(fā)病機(jī)制。近來研究發(fā)現(xiàn)，5-HT的合成代謝也影響其在突觸中的濃度，因此5-HT 的合成減少會(huì)使5-HT 抑制射精的作用減弱，使男性的射精潛伏期 （intravaginal ejaculatory latency time， IELT）縮短，而色氨酸羥化酶2（tryptophan hydroxylase 2，TPH2）是合成5-HT 的關(guān)鍵酶，可以提高5-HT 的水平，改善男性性功能。Shishkina 等[14]研究發(fā)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間服用SSRIs會(huì)顯著提高中腦TPH2 mRNA 的水平，這表明SSRIs 治療PE 的機(jī)制可能也與5-HT 生物合成的限速酶TPH2在中腦中表達(dá)增加有關(guān)。 本文就TPH2 在LPE 中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，希望對(duì)LPE 的研究提供新的途徑。

一、TPH2 的發(fā)現(xiàn)及分布

長(zhǎng)期以來，TPH 在哺乳動(dòng)物體內(nèi)被認(rèn)為是由單個(gè)TPH 基因（現(xiàn)稱為TPH1）編碼的產(chǎn)物，它含有11 個(gè)外顯子， 位于人類的11 號(hào)染色體和小鼠的7 號(hào)染色體上[15]。 2003 年Walther 等[15]研究發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)系統(tǒng)中存在另一種特異性表達(dá)的TPH2。 在TPH 基因敲除的小鼠中檢測(cè)到外周血中的5-HT 水平低于正常小鼠水平，并且在十二指腸中接近于零，而腦內(nèi)的5-HT 水平與正常小鼠水平基本一致， 基因敲除小鼠的這一表現(xiàn)證實(shí)TPH2 的存在， 且編碼該酶的基因分別位于人類的12號(hào)染色體和小鼠的10 號(hào)染色體上[15]。TPH1 在松果體和腸道的嗜鉻細(xì)胞中高度表達(dá)，對(duì)外周組織中5-HT 的合成起著至關(guān)重要的作用，TPH2 選擇性地在血清素神經(jīng)元以及肌間神經(jīng)叢中表達(dá)[16,17]。 后期Sakowski 等[18]研究也證明在哺乳動(dòng)物大腦中不存在TPH1 表達(dá)，TPH2 無疑是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中特異性表達(dá)的酶。 因此，TPH2的發(fā)現(xiàn)為臨床上射精控制中樞或外周5-HT 合成提供理論依據(jù)。

二、TPH2 與5-HT 對(duì)LPE 發(fā)生的影響

TPH2 是5-HT 合成的關(guān)鍵酶。5-HT 作為調(diào)控射精過程重要的神經(jīng)遞質(zhì)，首先在體內(nèi)由色氨酸經(jīng)TPH2 催化形成5- 羥基-L- 色氨酸（5-hydroxy-L-tryptophan,5-HTP）[19]，而5-HTP 的濃度可用來確定TPH2 的活性。5-HTP 再經(jīng)5-羥色氨酸脫羧酶催化最終生成5-HT。值得注意的是， 由于5-HT 不能自由通過血腦屏障，Peter等[20]在人腦不同區(qū)域的研究中證實(shí)了TPH1 和TPH2這兩種生物合成酶非重疊表達(dá)模式的存在， 意味著大腦和外周組織中5-HT 合成控制是互不相關(guān)的。Mosienko 等[21]發(fā)現(xiàn)在多種TPH2 敲除小鼠模型的中縫核中缺乏5-HT， 表明哺乳動(dòng)物大腦中不存在TPH1 亞型， 揭示了TPH2 催化合成5-HT 是中樞5-HT 能神經(jīng)元合成5-HT 的唯一途徑。 因此，當(dāng)TPH2 合成代謝障礙時(shí)，會(huì)導(dǎo)致腦內(nèi)5-HT 水平下降，從而使中樞調(diào)控射精能力也隨之下降，導(dǎo)致LPE 的發(fā)生。目前，TPH2 基因靶向敲除小鼠和其他基因敲除模型已被廣泛用于研究生理功能和行為過程的調(diào)節(jié)[22]。 Angoa-Perez 等[23]在一項(xiàng)行為學(xué)研究發(fā)現(xiàn)TPH2 基因缺陷的雄性小鼠表現(xiàn)出攻擊性表型，這些基因缺陷小鼠的大腦中缺乏5-HT 的表達(dá)。 當(dāng)給小鼠急性注射100mg/kg 的5-HT 前體時(shí)，小鼠的攻擊行為變得正常。 Liu 等[19]的研究發(fā)現(xiàn)野生型小鼠比TPH2 敲除（TPH2-/-）的雄性小鼠更容易受到雌性小鼠的性吸引，主要原因是TPH2-/-雄性小鼠中樞缺少5-HT 使小鼠失去性偏好。 在補(bǔ)充了5-HT 前體后，成年雄性TPH2-/- 小鼠和野生型雄性小鼠一樣受到雌性小鼠的性吸引，TPH2-/- 小鼠也更喜歡雌性而不是雄性。TPH2 介導(dǎo)大腦中5-HT 的合成， 而中樞TPH2 水平下降不僅可能導(dǎo)致男性LPE 的發(fā)生， 還可能影響著男性的性偏好。 但由于目前相關(guān)研究數(shù)量較少，TPH2 對(duì)于LPE 的影響仍需大量的研究來進(jìn)行論證。

三、TPH2 基因模型對(duì)LPE 研究的作用

目前，缺乏TPH2 選擇性抑制劑，所有已知的降低TPH2 活性的藥物也會(huì)降低TPH1 的活性。 而且，由于TPH2 目前還未發(fā)現(xiàn)其激活劑，這使得對(duì)于該酶的研究變得復(fù)雜[24]。 通過基因靶向敲除小鼠TPH2 基因，制造基因敲除小鼠模型是研究TPH2 對(duì)5-HT 合成影響最直接的方法， 同時(shí)也是研究TPH2 與LPE 關(guān)系的最直接方法。既往研究中對(duì)小鼠TPH2 基因的敲除使內(nèi)源性TPH2 完全缺乏，因此在小鼠胚胎發(fā)育開始的整個(gè)生命過程中大腦不能合成5-HT， 其存活率也因此較低。 目前這種缺點(diǎn)已被基因條件敲除方法克服， 條件敲除能夠使靶基因以組織特異性或時(shí)間特異性滅活。 Kriegebaum 和Wu[25,26]成功使用Cre-Lox 系統(tǒng)的條件性敲除，使TPH2 以組織或時(shí)間特異性方式滅活。 到目前為止，通過TPH2flox/flox 小鼠與表達(dá)Cre 重組酶的小鼠品系進(jìn)行育種得到三種模型：TPH2Nes-cre （在泛神經(jīng)元巢蛋白啟動(dòng)子控制下表達(dá)Cre）、TPH2Pet1-cre （在5-HT能神經(jīng)元特異性Pet1 啟動(dòng)子控制下表達(dá)Cre） 和TPH2Pet1-icre （在Pet1 啟動(dòng)子的控制下表達(dá)他莫昔芬誘導(dǎo)型Cre）。 所有三種模型均顯示TPH2 陽性細(xì)胞顯著減少。另一方面Pratelli[27]等研究發(fā)現(xiàn)同時(shí)在TPH2 敲除小鼠的飲用水中補(bǔ)充5-HTP 和每天兩次腹腔內(nèi)注射5-HTP，在不產(chǎn)生顯著的副作用的情況下，這種聯(lián)合方法給藥能夠挽救TPH2 敲除小鼠腦中的5-HT 合成。TPH2 基因敲除模型和TPH2 恢復(fù)代謝模型的建立，為TPH2 與LPE 關(guān)系的研究提供了關(guān)鍵的方法， 對(duì)LPE發(fā)生的研究具有重要作用。

四、TPH2 基因多態(tài)性對(duì)于LPE 發(fā)生的影響

TPH2 的編碼基因位于12 號(hào)染色體，TPH2 基因多態(tài)性影響其濃度及活性高低，進(jìn)而影響中樞5-HT 的水平，導(dǎo)致LPE 的發(fā)生。 2003 年，Wdther 和Bader[28]鑒定了TPH2 基因。目前對(duì)TPH2 基因的多態(tài)性研究大部分集中在精神領(lǐng)域，Ottenhof[29]最近報(bào)道了與精神疾病關(guān)系較為密切的TPH2 單核苷酸多態(tài)性， 其中包括rs4570625，rs11178997，rs11178998，rs10748185，rs1843809，rs4290270，rs17110747 等。 Yang[30]等在中國(guó)漢族人群的研究中發(fā)現(xiàn)TPH2 rs11178997 啟動(dòng)子A 等位基因，該等位基因影響TPH2 的轉(zhuǎn)錄， 從而影響5- 羥色胺的合成。 Scheuch[31]等在研究中證實(shí)了TPH2 rs11178997 啟動(dòng)子A 等位基因抑制調(diào)節(jié)因子與基因核心序列結(jié)合導(dǎo)致啟動(dòng)子活性降低， 從而使中樞TPH2 水平降低。Anttila[32]等發(fā)現(xiàn)rs1386494 A/G 多態(tài)性中，AA 基因型可能會(huì)導(dǎo)致TPH2 基因表達(dá)降低和TPH2 酶功能減弱，但確切機(jī)制還有待于大量研究。 Bazhenova[33]等的研究還發(fā)現(xiàn)c1473G 多態(tài)性會(huì)導(dǎo)致TPH2 分子中447 位脯氨酸被精氨酸取代而改變TPH2 活性，使中樞5-HT 水平下降。 類似的改變還出現(xiàn)在一種功能性單核苷酸多態(tài)性G1463A，Bicalho[34]等發(fā)現(xiàn)這種改變會(huì)使一個(gè)高度保守的精氨酸殘基被組氨酸所取代，從而導(dǎo)致TPH2 的功能嚴(yán)重喪失，影響5-HT 的合成。 目前大多數(shù)TPH2 基因功能尚不清楚，TPH2 遺傳變異可能是LPE 重要病因，為L(zhǎng)PE 未來研究提供一種新的選擇方向。最近Fu[35]在研究中發(fā)現(xiàn)SNV019 和rs4290270 基因的單核苷酸多態(tài)性與LPE 顯著相關(guān)。SNV019 位于內(nèi)含子-外顯子交界處，是在TPH2 中發(fā)現(xiàn)的一個(gè)新的多態(tài)性。 在121例LPE 患者中SNV019 的G 等位基因頻率和G/A 基因型頻率顯著高于正常對(duì)照組，且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 而且在顯性遺傳模型中，LPE 患者的SNV019 多態(tài)性與對(duì)照組也顯著不同。 與T 等位基因相比，在121 例LPE患者中，rs4290270 的A 等位基因和A/A 基因型比正常對(duì)照組更常見[35]，但是rs4290270 對(duì)LPE 的確切作用還需要進(jìn)一步研究。 這一研究表明攜帶SNV019 的A等位基因或rs4290270 的T 等位基因的男性患LPE 的可能性較小。 以上研究的多組TPH2 基因的多態(tài)性，主要影響TPH2 在腦內(nèi)的水平以及TPH2 酶的功能，最終使中樞5-HT 水平降低。 這些多態(tài)性可能與LPE 相關(guān)，由于納入研究較少，未來仍需更多證據(jù)進(jìn)一步證實(shí)。

總之，TPH2 基因多態(tài)性的相關(guān)研究， 為L(zhǎng)PE 發(fā)生的機(jī)制開辟了新的研究方向。

五、維生素D（Vitamin D）-TPH2 對(duì)于LPE 發(fā)生的影響

Vitamin D 是一種脂溶性維生素，主要在皮膚中產(chǎn)生，當(dāng)皮膚暴露在陽光下會(huì)轉(zhuǎn)化為Vitamin D3，最后在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂猩锘钚缘?,25- 二羥基維生素D。1,25-二羥基維生素D 可被視為甾體激素，可調(diào)節(jié)包括大腦在內(nèi)的不同組織中多種不同基因的表達(dá)[36]。最近研究發(fā)現(xiàn)血清維生素D 低水平可能是LPE 發(fā)生的潛在危險(xiǎn)因素。 臨床也發(fā)現(xiàn)LPE 的患者Vitamin D 的水平普遍偏低。 Abd El Aal[37]等的一項(xiàng)研究中LPE 組的平均血清Vitamin D 水平顯著低于正常對(duì)照組， 而且LPE組的IELT 同樣也顯著低于正常對(duì)照組。 但該研究沒有為L(zhǎng)PE 患者提供Vitamin D 治療， 以證明其對(duì)LPE 的潛在影響以及恢復(fù)正常血清Vitamin D 的水平能否改善性功能,雖然具有一定局限性，但在一定程度上揭示了Vitamin D 與LPE 具有相關(guān)性。 值得注意的是，Abd El Aal 在研究中提出Vitamin D 可通過與Vitamin D 受體 （vitamin D receptor,VDR） 相互作用來誘導(dǎo)大腦TPH2 的表達(dá), 選擇性增強(qiáng)了中樞5-HT 的水平。 Haussler 等[38]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)Vitamin D 與VDR 結(jié)合時(shí)，VDR與類維生素受體（retinoid X receptor,RXR）異二聚化，此時(shí)激活Vitamin D 調(diào)節(jié)基因DNA 序列中的Vitamin D 反應(yīng)元件（vitamin D responsive elements，VDREs）。最常見的VDRE 由2 個(gè)六核苷酸直接重復(fù)序列組成，其中（A/G）G（G/T）TCA 被一個(gè)帶有三個(gè)核苷酸的間隔區(qū)分裂，稱為DR3 亞型[38]。 而Patrick[39]在研究中發(fā)現(xiàn)TPH2 基因啟動(dòng)子區(qū)域上游恰恰存在DR3 亞型的VDRE。Patrick 等通過檢測(cè)TPH2 所有的VDRE 的特異序列，證實(shí)TPH2 有兩個(gè)遠(yuǎn)端與轉(zhuǎn)錄激活相關(guān)的VDRE序列[39]。 因此，TPH2 可被Vitamin D 轉(zhuǎn)錄激活。 Patrick也檢測(cè)到TPH1 含有一個(gè)遠(yuǎn)端抑制的VDRE，它只與基因抑制有關(guān)。 Vitamin D 可能通過轉(zhuǎn)錄激活TPH2 和抑制TPH1， 從而使這兩種酶亞型產(chǎn)生的5- 羥色胺被控制在相反的水平。 Vitamin D 在VDRE 處激活大腦中5-HT 合成酶TPH2 基因的轉(zhuǎn)錄， 這一發(fā)現(xiàn)也解釋了低Vitamin D 水平如何導(dǎo)致5-HT 合成異常， 進(jìn)而導(dǎo)致LPE 的發(fā)生，其具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

六、總結(jié)與展望

早泄是由多種原因共同作用所導(dǎo)致的性功能障礙， 目前對(duì)于早泄的研究都集中在5-HT 受體和5-HT轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白及其它們相關(guān)基因的多態(tài)性方面， 然而這些研究也并不能完全闡明LPE 的發(fā)生機(jī)制。 參與射精過程的神經(jīng)遞質(zhì)5-HT 的表達(dá)通常是由多個(gè)基因共同調(diào)控，單個(gè)基因及其多態(tài)性并不能直接決定其表達(dá)。 以往研究也表明多個(gè)基因的多態(tài)性和（或）多個(gè)能加快射精活動(dòng)的遺傳因素的綜合作用導(dǎo)致了LPE 的發(fā)生，單方面因素和（或）單個(gè)基因的多態(tài)性并不能解釋LPE 的發(fā)生機(jī)制[40]。

TPH2 是中樞5-HT 合成的限速酶，研究TPH2 也就是從另一個(gè)角度去研究早泄的發(fā)病機(jī)制，調(diào)控中樞TPH2的表達(dá)也許能選擇性地調(diào)控大腦內(nèi)的5-HT 合成，為靶向調(diào)控中樞5-HT 合成提供理論依據(jù)。 因此，進(jìn)一步研究TPH2 合成代謝不僅對(duì)闡明LPE 的發(fā)生機(jī)制具有重大意義，也能為探索新的治療途徑提供重要依據(jù)。

關(guān)鍵詞早泄； 色氨酸羥化酶2

doi:10.3969/j.issn.1008-0848.2021.02.018

中圖分類號(hào)R698.9； R345.9