西地那非的生殖毒性研究进展

黄嬿 吴建辉

1.上海中医药大学附属曙光医院，上海200021；2.上海市计划生育科学研究所药理毒理学研究室&中国生育调节药物毒理检测中心，上海200032

西地那非的生殖毒性研究进展

黄嬿1吴建辉2

1.上海中医药大学附属曙光医院，上海200021；2.上海市计划生育科学研究所药理毒理学研究室&中国生育调节药物毒理检测中心，上海200032

西地那非作为第一个用于治疗阴茎勃起功能障碍的Ⅴ型磷酸二酯酶抑制剂，其人群使用范围非常广泛，但其是否影响生育存在争议。本文就国内外有关西地那非雄性生殖毒性的实验动物及人群研究结果进行了综述，结果表明，长期使用西地那非可能对前列腺、睾丸和阴茎组织产生不良影响，并影响精子功能导致不育，其对前列腺的作用值得深入研究。

西地那非；生殖毒性；磷酸二酯酶抑制剂

阴茎勃起功能障碍（erectile dysfunction，ED）是男科和泌尿外科中常见的疾病之一，其发病原因分为器质性和心理性两大类，前者又包括血管、神经、内分泌及阴茎本身等因素。ED发病率随世界人口老龄化而激增。据流行病学调查研究，上海40岁以上城市男性的ED患病率为73.1%[1]。

磷酸二酯酶（PDE）抑制剂是国际上一类新型治疗ED的药物，代表药物为西地那非，该类药物的作用机制为：在性刺激时，阴茎海绵体非肾上腺能非胆碱能神经元及血管内皮细胞一氧化氮合成酶（NOS）催化L-精氨酸合成NO，或者激活鸟苷酸环化酶使环鸟苷酸（cGMP）合成增加，继而引起阴茎海绵体平滑肌和阴茎小动脉平滑肌的松弛，血液注入阴茎海绵窦，使阴茎勃起，同时，cGMP又受PDE水解，因此，抑制PDE可以提高cGMP水平，从而达到治疗ED的目的。阴茎中主要存在Ⅴ型磷酸二酯酶（PDE5），PDE5特异性抑制剂可以提高cGMP的活性和作用时间，从而改善勃起功能，又因为该作用机制需要NO的存在，故PDE抑制剂只有在性刺激的情况下才能发挥作用[2-4]。

目前，国外已上市的PDE5抑制剂主要有西地那非（Sildenafil）、伐地那非（Vardenafil）和他达那非（Tadalafil）。2000年，原国家食品药品监督管理局批准上市了辉瑞制药有限公司生产的枸橼酸西地那非片，2012年2月18日，随着该药专利保护期到期，国内掀起了一波以西地那非为母本的PDE5抑制剂抢仿开发热潮，目前已有二十余个类似结构药品处于临床前及临床开发阶段。1998年以来，西地那非获准在120多个国家上市，成为全球医师开出处方最多的药物之一，2008～2013年期间，其全球年销售额均维持在18亿美元以上[5-7]。

由于西地那非的人群使用范围非常广泛，且使用对象集中于男性，其可能存在的生殖毒性作用非常值得关注。本文就国内外西地那非生殖毒性研究结果作一综述。

1 西地那非的研发背景

cGMP具有扩张血管和防止血液凝固的作用，人体内存在的PDE能够水解cGMP。PDE共有11种亚型，其中PDE5主要分布于血管、内脏、气道平滑肌、血小板和阴茎海绵窦中。20世纪80年代，美国辉瑞制药公司的研究者拟针对PDE5研发出一种治疗心绞痛、冠心病等心血管疾病的新药。经5年筛选1500余种化合物，最终获得一个强效的PDE5选择性抑制剂，即西地那非，其对PDE5的抑制作用较PDE1强80倍，是PDE6抑制作用的10倍，较PDE2、PED3和PED4抑制作用大1000多倍，较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]。

但在接下来的临床研究中，西地那非对心血管疾病的疗效没有达到研究者的预期效果，作为一个心血管疾病的候选药物，西地那非的临床表现非常令人失望，但却发现了一个意料之外的副作用，即能促进ED患者阴茎勃起，改善患者性生活[9]。研究者针对西地那非新的药理作用进行系统研究，1998年3月FDA批准西地那非上市，第一个风靡全球的治疗ED的口服药诞生。西地那非已广泛用于各种原因所引起的ED治疗，国内研究资料表明，该药对心理性、器质性和混合性ED的有效率分别为80.8%、84.2%和79.4%[10-11]。

2 动物实验研究

目前用于临床的PDE5抑制剂西地那非、他达那非和伐地那非作用机制相似，但分子结构和药代动力学有所差别。老年albino大鼠分别口服给予1.8 mg/（kg·d）他达拉非3个月和1.8 mg/（kg·d）他达拉非6个月，解剖结果显示，随着动物给药时间延长，动物睾丸重量明显下降，精子数量和精子活力也明显降低，他达拉非老年大鼠的睾丸和精液质量影响具有时间-效应关系[12]。

Gümüs等[13]采用光学和电子显微镜技术对枸橼酸西地那非处理的大鼠阴茎海绵体组织进行组织病理学的研究，结果显示，经西地那非处理后的大鼠阴茎海绵体组织中的胶原纤维和平滑肌纤维增多，表明长时间使用西地那非可能会增加阴茎纤维化的风险。

Simsek等[14]研究也提示，4月龄的雄性大鼠口服给予枸橼酸西地那非4周后，阴茎海绵体组织中成纤维细胞和新合成的胶原纤维均明显增加，提示使用西地那非治疗ED的年轻人则可能会产生海绵体组织不可逆的损伤。

英国学者Glenn等[15]一次性灌胃给予CBAB（6）雄性小鼠0.06 mg/0.05 mL枸橼酸西地那非（相当于人口服100 mg临床使用剂量）后，观察西地那非对精子功能、受精能力和早期受精卵分裂的影响，结果发现，西地那非能明显影响小鼠的受孕率以及胚胎的发育和早期受精卵的分裂，表明试图生育的夫妇在这期间使用西地那非可能会对生育造成损伤，导致不育。

此外ED与高血压、心脏病、糖尿病等血管性疾病高度相关[16]。有资料显示糖尿病严重影响阴茎勃起功能，海绵体组织超微结构的病理改变可能是糖尿病性ED发病机制之一[17]。陈凌等[18]连续灌胃给予诱发糖尿病的雄性SD大鼠2 mg/（kg·d）西地那非12周，结果显示大鼠阴茎海绵体病理损伤较严重，功能细胞大量丧失，海绵体组织结构破坏严重，海绵窦结构崩解，残存大量调亡细胞，出现广泛的间质替代现象，阴茎勃起的基本组织结构基本丧失，长期连续给予西地那非加重糖尿病大鼠阴茎海绵体病理损害程度。

3 体外研究

人类的精卵结合是由一系列连续事件构成的复杂过程，包括精子与卵子透明带结合、顶体反应的发生、精子穿越透明带、精子与卵膜结合并与卵子受精等。精子活力、精子的获能和顶体反应是精卵结合、正常受精的前提，具有极其重要的生殖意义，其中顶体反应是受精的先决条件，包括顶体外膜与精子质膜在许多位点的融合，并形成许多小囊泡状结构，最后顶体外膜破裂，顶体内各种酶的释放和顶体内膜的暴露，暴露出顶体内膜与其结合的酶类。这有助于精子分解并穿过卵膜，与卵质膜相融合而受精。如果顶体反应在精子到达卵子之前完成，就可能造成卵子无法受精，因为顶体反应的精子将无法穿透卵母细胞的透明带继而不能完成受精[19]。

有学者体外观察了西地那非对70例弱精子症患者精子活力的影响。精液样本分别于0.5、1.0、4.0 mg/mL西地那非体外孵育后，与对照组比较，0.5、1.0 mg/mL精子活力增加，4.0 mg/mL的西地那非则明显降低精子活力[20]。Andrade等[21]向未洗涤和洗涤过的10份精液标本中直接加入系列剂量西地那非，孵育10、30 min后发现，200μg/mL西地那非对未洗涤和洗涤过的精子活力没有明显影响，而高剂量的西地那非（2000μg/mL）使精子的活力降低大约50%，高剂量的西地那非导致的精液pH值降低可能是精子活力下降的一个因素。

英国学者Glenn等[22]对57名年龄在26～42岁的男性精子体外暴露于枸橼酸西地那非3 h内的精子活力和顶体反应进行分析，结果显示西地那非在一定程度上可提高精子的活力，但在体外可引起精子过早顶体反应，使受精率下降，最终可能对男性生育力产生影响。

4 人群研究

根据陈亮[23]对WHO数据库中11 962份西地那非不良反应报告的分析结果，与男性生殖系统相关的不良反应共有442例，比率为3.7%，具体不良反应表现为异常勃起159例、快感缺失82例、性功能低下64例、射精异常51例、前列腺病变30例、不射精12例、睾丸疼痛13例、阴茎纤维化12例。其中西地那非使用后导致阴茎勃起异常最为多见，该异常处理不当可能造成永久的勃起功能丧失。

健康成年男性单次口服50、100 mg西地那非对精子活力及形态均无明显影响[24-25]，但Pomara等[26]发现年轻不育男性一次性口服50 mg西地那非或20 mg他达那非1、2 h后，西地那非提高精子前向运动速度，但他达那非明显降低精子活力。

Ali等[27]通过精液分析糖尿病ED患者口服100 mg西地那非后精液参数的变化，发现长期西地那非治疗后，患者精子活力有一定程度的升高，但精子总数和精液密度显著降低。

5 小结

尽管西地那非的使用说明书显示对大鼠没有生殖毒性，健康志愿者单剂口服100 mg西地那非后精子活力和形态学未受影响。但一些独立的研究结果显示，临床上有近1/3使用西地那非的男性患者没有生育过；实验动物给予西地那非后会导致阴茎海绵体组织纤维化并影响受孕；人群体外研究结果显示，高剂量的西地那非降低精子活力，并引起精子过早顶体反应，降低精子受精能力；西地那非亦降低糖尿病ED患者的精子密度和总数。由于西地那非的使用对象包括绝大多数中老年男性，该类人群通常伴有较高的前列腺增生发病率[28-30]，而西地那非的不良反应包括导致前列腺疾病。笔者吴建辉博士在国家食品药品监督管理总局新药评审过程中发现，PDE5抑制剂能引起大鼠前列腺不同程度增生。前列腺增生患者长期使用西地那非是否加重前列腺增生症状，其发生机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本文编辑：张瑜杰）

国家自然科学基金青年科学基金项目（21007041）；上海市人才发展基金资助项目（201372）；上海市科委研发公共服务平台项目（13DZ2291300）。

吴建辉（1976-），男，博士，副研究员，硕士研究生导师；研究方向：前列腺疾病药理毒理学研究。