精索靜脈曲張（varicocele, VC）是男性泌尿生殖系統的常見疾病之一，其發病率以青壯年較高，其中 80%～98%好發于左側精索靜脈。研究發現，VC能夠影響睪丸局部微環境的溫度、參與生精環境局部的氧化應激進程、影響精子線粒體功能、調節男性內分泌系統過程、誘導睪丸及附睪細胞凋亡等。因此，VC 會對男性睪丸生精功能造成重要影響，進而引發男性不育。但 VC 影響男性生精功能的具體分子機制尚未完全研究清楚。因此該文將對 VC 對睪丸生精功能影響的作用及機制研究作一綜述。
引用本文： 王普澤, 曹德宏, 陳澤昱, 李晉, 黃引, 王茹藝, 陳波, 朱育春, 魏強, 董強, 柳良仁. 精索靜脈曲張對睪丸生精功能影響的研究進展. 華西醫學, 2023, 38(2): 311-315. doi: 10.7507/1002-0179.202111010 復制
精索靜脈曲張（varicocele, VC）是一種血管病變，多指精索內靜脈任意部位病變導致的靜脈血流瘀滯或者反流，進而引起的精索蔓狀靜脈叢局部異常擴張、伸長和迂曲。VC 以青壯年發病率較高，為 15%～20%，左側多見[1]。大部分 VC 是因解剖學異常所引起，稱為原發性 VC，而其他因素（如腫瘤壓迫精索靜脈、胡桃夾綜合征等）導致的 VC 較為少見，稱為繼發性 VC；臨床工作中一般按嚴重程度將其分為 4 個等級：亞臨床階段以及 1～3 級[2]。
研究表明 VC 會導致睪丸的生長發育異常、睪丸疼痛不適等，引起精子濃度降低，降低前向運動精子百分率和改變正常精子形態。研究發現約有 14.8%的男性不育癥是由 VC 引起；在成年男性中，VC 發病率為 11.7%，精液異常的男性中約有 25.4%存在 VC[3]。由此可見，VC 在導致男性不育中發揮了重要作用。因此，本文旨在綜述 VC 對睪丸生精功能影響的作用及機制研究，從而為 VC 治療新策略的研發提供一定的理論基礎。
1 VC 參與睪丸局部炎癥及氧化應激過程
1.1 炎癥及氧化應激對睪丸生精功能的影響機制
目前，VC 引起睪丸炎癥的具體分子機制尚不清楚，可能機制包括靜脈血液淤滯、血管內皮細胞缺氧等。Cho 等[4]認為 VC 導致不育的主要原因是氧化應激對睪丸的損傷。VC 能夠引起睪丸局部炎癥，而相關炎癥細胞的刺激可致精子活動能力障礙，進而減弱后續頂體反應。此外，炎癥促使炎性細胞因子活化釋放，損傷生精細胞線粒體并產生過多自由基；而自由基會導致反應性氧化物質（reactive oxygen species, ROS）生成增加，破壞超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等抗氧化系統，造成睪丸應對氧化應激的能力減退[5]；符浩等[6]分析了 98 例 VC 患者精子 DNA 碎片指數、精子活動性、外形等參數后證實，VC 患者精漿 ROS 含量較正常對照組顯著升高，且和 VC 嚴重程度呈正相關（P<0.05），這進一步證明了 ROS 系統對睪丸生精功能的影響。此外，氧化應激還能導致細胞低氧，促進低氧誘導因子 1-α以及相關 P53 蛋白的表達，下調 VC 患者雄激素受體表達水平[7]，從而減弱睪酮的生精效應。這也是 VC 患者生精功能障礙的機制之一。還有研究表明，對于 VC 患者，聯合抗氧化劑（如維生素 E 和維生素 C）的精索靜脈高位結扎術，術后精子質量指標（如精液排出量、精子活動度和精子數目）的改善效果顯著優于單純高位結扎[8]，這從側面證實了氧化應激在對睪丸生精功能的影響中發揮了重要作用。
1.2 氧化應激對附睪的影響
精子必須經過附睪的協助之后才具備真正的受精能力。氧化應激也能損傷附睪功能。有研究通過對 VC 大鼠及對照組大鼠附睪組織進行檢測，證實 VC 大鼠附睪上皮緊密連接蛋白 ZO-1 表達水平顯著低于對照組（P<0.05），而 ROS 在其表達降低的過程中發揮重要作用[9]。此外，也有研究將具有抗氧化應激及抗凋亡作用的硫化氫供體 GYY4137 作用于 VC 大鼠模型并檢測其附睪組織蛋白表達，發現實驗組大鼠附睪組織蛋白表達較對照組增加，表明抗氧化應激后 VC 大鼠的附睪功能明顯改善[10-11]。以上均證明氧化應激能損傷附睪功能，影響精子的正常儲存和釋放。
2 VC 對睪丸局部溫度的影響
解剖學發現，睪丸動靜脈之間存有降溫系統，蔓狀叢動靜脈血管內反流血液和薄血管壁可以促進熱交換，從而保證生精環境溫度適宜。此前研究指出，VC 可導致男性睪丸局部溫度升高[12]，從而影響其生精功能進而導致不育。VC 患者精索靜脈內血液回流不良，使得蔓狀叢熱量交換效率降低，導致睪丸局部溫度升高[13]。此外，由于兩側睪丸之間有交通支，因此患側 VC 亦可以導致健側睪丸溫度升高。高溫會干擾睪丸內蛋白質合成，使精母細胞出現異常分化，減弱相關酶活性，導致精子發育停滯。研究認為，睪丸局部高溫會引發相關氧化應激分子激活，進而促進生殖細胞凋亡，王新會等[14]納入了 61 例 VC 患者和 67 例健康志愿者，以彩色多普勒超聲測量睪丸動脈、精索靜脈血流流速并研究了其和陰囊溫度關系，證實了 VC 可以引起睪丸局部高溫，造成生精環境異常從而導致睪丸生精功能的異常。
3 VC 對精子線粒體的影響
線粒體位于精子中段，與精子代謝和有氧呼吸等進程密切相關。VC 是一種涉及到睪丸組織攝氧不足、能量代謝障礙和溫度異常，進而影響到線粒體電子傳導功能的病理狀態。研究發現 VC 可以改變精子線粒體膜電位、線粒體 DNA（mitochondrial DNA, mtDNA）以及線粒體正常基因表達等[15]，從而影響正常線粒體功能，導致精子代謝障礙，影響睪丸整體生精作用。其中，含有功能性基因序列的 mtDNA 僅存在于線粒體中。精子線粒體代謝反應提供了用于精子細胞的生命活動的絕大部分三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP）需求，而 ATP 是精子細胞的主要供能物質。因此，精子 mtDNA 參數既可以用于評估精液質量和自然受孕能力，也可以有效地對線粒體功能進行評估[16-17]；過氧化損傷可導致精子 DNA 低甲基化，損傷 mtDNA[18-19]。還有研究表明，VC 亦有可能導致部分患者的精子 mtDNA 片段缺失，導致精子異常，從而造成不育[20]。此外，Agarwal 等[21]在研究 VC 患者精子相關蛋白后發現，差異蛋白在 VC 對精子線粒體的影響過程中有重要作用。差異蛋白功能復雜多樣，其影響涵蓋翻譯后修飾調控、蛋白的分解和自由基的消除等進程，這也是 VC 致線粒體功能異常的機制之一[22]。
VC 還可以誘導線粒體自噬。線粒體自噬是指通過細胞自噬降解線粒體。精子線粒體的自噬密切影響到睪丸支持細胞的功能[23]，而這一進程受到各種特異性因子的調節。在不利因素的刺激下，特別是 ROS 系統的激活，會導致精子線粒體的正常結構被破壞和功能受損。氧化應激反應還能夠激活 PINK1/Parkin 通路，該通路可使線粒體發生自噬[24]。還有研究發現 VC 大鼠睪丸生精細胞的缺氧誘導因子1α/BNIP3/Beclin 1 自噬信號通路較對照組發生上調，從而導致線粒體自噬增強[25]。
4 VC 對男性生殖內分泌的影響
正常機體依靠內分泌系統調控生精過程，具體為下丘腦合成并分泌促性腺激素釋放激素，其作用于垂體前葉，使得腺垂體分泌 2 種促性腺激素：黃體生成素和卵泡刺激素（follicle stimulating hormone, FSH），二者作用于睪丸，分別調控睪酮的合成和抑制素合成。抑制素 B 是一種二聚糖蛋白，由睪丸生精小管支持細胞分泌，可用于評價睪丸生精功能的強弱；而睪酮為雄性激素，參與睪丸細胞生精過程。
研究發現，青少年 VC 患者血清抑制素 B 水平降低[26-27]。陳勇偉等[28]應用酶聯免疫吸附法檢測了 126 例 VC 患者，證實了血清抑制素 B 與 VC 發病具有密切關系，且血清抑制素 B 水平與患者病情程度呈負相關（r=?0.594、?0.791，P<0.001）；康然等[29]也通過研究證實了這一結論。部分研究發現 VC 患者睪丸間質細胞破壞增多，這可能導致患者體內睪酮水平下降，從而減弱生精功能[30]；然而周海軍等[31]在 VC 大鼠模型中試驗后發現，實驗組大鼠血清睪酮較對照組而言并未出現顯著差異。此外也有研究指出，VC 患者總體外周血 FSH、雌激素平均水平上升[32]。這充分證實 VC 可以通過影響內分泌來影響睪丸生精功能。
5 VC 誘導睪丸及附睪細胞凋亡
凋亡是在相關基因表達調控下的細胞自發性、程序性死亡，其存在于組織器官正常生長發育過程中，對于維持機體健康和生理狀態有重要意義。凋亡也參與到病理過程的應激反應。研究發現細胞凋亡的途徑有 2 種：一種通過膜受體介導，稱為膜受體途徑（外始式）；而另一條途徑則和線粒體有關，稱作線粒體途徑（內始式）。
近年研究發現 VC 大鼠睪丸組織中環磷酸腺苷反應元件調控因子（cyclic adenosine monophosphate response element regulator, CREM）表達水平較對照組顯著降低，而 CREM 信號通路是生精細胞基因表達的重要途徑，其水平降低是介導生精細胞凋亡的機制之一，這可導致睪丸細胞異常凋亡[33]。有研究亦證實 VC 可引起大鼠睪丸的病理改變和生精細胞凋亡[34]，但也可以誘導睪丸細胞自噬作為自我保護機制減少凋亡損害[35-36]。此外，波形蛋白作為維持睪丸正常生精功能的重要蛋白，其水平降低亦為一種睪丸細胞凋亡機制。有文獻報道 VC 患者睪丸細胞中波形蛋白表達水平顯著降低[37]。茶多酚能夠提升波形蛋白表達水平，研究發現應用茶多酚后，VC 大鼠睪丸細胞凋亡減少，生精功能提升，這證實凋亡屬于 VC 影響生精環境的機制之一[38]。此外，阮衍泰等[39]發現 VC 還能夠令孕前男性附睪血流動力學改變，進而導致附睪細胞凋亡加速，α-葡萄糖苷酶產生減少而令精子供能減弱，導致生精功能障礙。
6 VC 影響睪丸生精過程的分子機制
研究發現 VC 還可以影響一些睪丸生殖相關重要分子而影響睪丸細胞生精過程。男性生殖相關基因表達以及信號通路的異常均能降低正常生精功能，導致精子形態異常、活動降低以及精液質量的下降。縫隙連接廣泛存在于機體細胞之間，其功能是通過相鄰細胞質膜，傳導信號分子并實行物質交換，在生精過程中扮演重要角色。在睪丸組織中，縫隙通道的構成主要是縫隙連接蛋白 43（gap junction protein43, Cx43）[40]。研究表明 VC 能使 Cx43 基因表達下降，影響到睪丸細胞抗凋亡能力而減弱生精[41]。亦有研究發現 P53 蛋白以及核類固醇激素受體基因 AR 改變也可影響 VC 的發生，造成生精障礙[29]。
近年來，賀情情等[42]通過檢測 VC 大鼠睪丸蛋白表達，發現 21 個蛋白和對照組存在差異，其功能涉及蛋白質的合成到凋亡整個過程。Agarwal 等[22]對 VC 患者精子進行蛋白組學的研究，篩選出了 21 個差異性表達蛋白，其中隨 VC 嚴重程度而變化的蛋白主要有 GSTM3、SPANXB1、Y135R2 等；此外，雙側 VC 患者睪丸差異蛋白 ENKVR、SEMG1、PAM1 的表達水平較正常男性明顯增高。對 VC 大鼠以及相關 VC 人群進行的全外顯子和轉錄 RNA 顯示，全外顯子組測序對象中存在 9 個變異基因（AAMP、KMT2D、IRS2、SPINT1、IFT122、MKI67、DCHS1、LAMA2 和 CBL），其中 6 個（AAMP、SPINT1、MKI67、IFT122、LAMA2 和 DCHS1 基因產物）為差異表達蛋白[43]。而人群基因調查發現 AAMP、SPINT1 和 mki67 屬于 VC 風險基因，這些基因的表達使 VC 風險增高。
精子特異型鈣通道（cation channel of sperm 1, CatSper1）主要位于精子尾部主段鞭毛上，決定了精子運動能力。王世平等[44]發現 VC 患者精子中 CatSper1 含量明顯降低，同時也發現，較對照組大鼠而言，VC 大鼠精子細胞內 CatSper1 基因及蛋白的表達均顯著下降，從而影響到睪丸生精的質量。此外，潘建剛等[45]建立 VC 大鼠模型來研究 VC 對雙側睪丸表達 Claudin11 的影響，發現 VC 模型組雙側睪丸 Claudin11 mRNA 的表達顯著低于對照組（P<0.05），這表示 Claudin11 的減少也是 VC 導致睪丸生精功能減退的機制之一。
研究發現 VC 動物微小 RNA miR-181d-5p 表達上調可能是睪丸支持細胞受到損害的機制之一[46]。張麗虹等[47]研究表明 miR-181d-5p 的產物增加會降低 PTEN（抑癌基因的一種），而損傷到支持細胞緊密連接，從而影響到睪丸生精功能。
除了 VC 患者中觀察到的多種蛋白差異表達之外，相關的遺傳成分、表觀遺傳改變和環境因素可能在 VC 發生發展中發揮重要作用[48-49]，DNA 甲基化對基因表達調控則至關重要。有研究對 26 例 VC 患者和相同數量的健康男性進行精液分析，發現 VC 患者 DNA 表現出整體低甲基化；此外，區域分析也表明，VC 患者存在 1 695 個差異甲基化 DNA 區域，影響到精母細胞配子產生、減數分裂乃至精液質量，從而導致睪丸生精功能的降低[19]。
7 小結與展望
VC 致睪丸生精功能異常的機制主要包括刺激炎癥產生及氧化應激、局部溫度變化、影響內分泌、損害精子線粒體、誘導睪丸細胞凋亡等。雖然近年來國內外學者對 VC 發病和致病機制的研究逐步深化，但是在其分子機制領域的認識仍然有限。未來的研究應著重于對 VC 影響生精功能的分子機制研究，尤其是差異基因的表達，這也許會從微觀層面尋找出根治 VC 的新療法。隨著新檢測技術的出現和新技術的應用，相信其發病機制會更加明確，針對 VC 所致生精障礙的治療亦會愈加有效。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。
精索靜脈曲張（varicocele, VC）是一種血管病變，多指精索內靜脈任意部位病變導致的靜脈血流瘀滯或者反流，進而引起的精索蔓狀靜脈叢局部異常擴張、伸長和迂曲。VC 以青壯年發病率較高，為 15%～20%，左側多見[1]。大部分 VC 是因解剖學異常所引起，稱為原發性 VC，而其他因素（如腫瘤壓迫精索靜脈、胡桃夾綜合征等）導致的 VC 較為少見，稱為繼發性 VC；臨床工作中一般按嚴重程度將其分為 4 個等級：亞臨床階段以及 1～3 級[2]。
研究表明 VC 會導致睪丸的生長發育異常、睪丸疼痛不適等，引起精子濃度降低，降低前向運動精子百分率和改變正常精子形態。研究發現約有 14.8%的男性不育癥是由 VC 引起；在成年男性中，VC 發病率為 11.7%，精液異常的男性中約有 25.4%存在 VC[3]。由此可見，VC 在導致男性不育中發揮了重要作用。因此，本文旨在綜述 VC 對睪丸生精功能影響的作用及機制研究，從而為 VC 治療新策略的研發提供一定的理論基礎。
1 VC 參與睪丸局部炎癥及氧化應激過程
1.1 炎癥及氧化應激對睪丸生精功能的影響機制
目前，VC 引起睪丸炎癥的具體分子機制尚不清楚，可能機制包括靜脈血液淤滯、血管內皮細胞缺氧等。Cho 等[4]認為 VC 導致不育的主要原因是氧化應激對睪丸的損傷。VC 能夠引起睪丸局部炎癥，而相關炎癥細胞的刺激可致精子活動能力障礙，進而減弱后續頂體反應。此外，炎癥促使炎性細胞因子活化釋放，損傷生精細胞線粒體并產生過多自由基；而自由基會導致反應性氧化物質（reactive oxygen species, ROS）生成增加，破壞超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等抗氧化系統，造成睪丸應對氧化應激的能力減退[5]；符浩等[6]分析了 98 例 VC 患者精子 DNA 碎片指數、精子活動性、外形等參數后證實，VC 患者精漿 ROS 含量較正常對照組顯著升高，且和 VC 嚴重程度呈正相關（P<0.05），這進一步證明了 ROS 系統對睪丸生精功能的影響。此外，氧化應激還能導致細胞低氧，促進低氧誘導因子 1-α以及相關 P53 蛋白的表達，下調 VC 患者雄激素受體表達水平[7]，從而減弱睪酮的生精效應。這也是 VC 患者生精功能障礙的機制之一。還有研究表明，對于 VC 患者，聯合抗氧化劑（如維生素 E 和維生素 C）的精索靜脈高位結扎術，術后精子質量指標（如精液排出量、精子活動度和精子數目）的改善效果顯著優于單純高位結扎[8]，這從側面證實了氧化應激在對睪丸生精功能的影響中發揮了重要作用。
1.2 氧化應激對附睪的影響
精子必須經過附睪的協助之后才具備真正的受精能力。氧化應激也能損傷附睪功能。有研究通過對 VC 大鼠及對照組大鼠附睪組織進行檢測，證實 VC 大鼠附睪上皮緊密連接蛋白 ZO-1 表達水平顯著低于對照組（P<0.05），而 ROS 在其表達降低的過程中發揮重要作用[9]。此外，也有研究將具有抗氧化應激及抗凋亡作用的硫化氫供體 GYY4137 作用于 VC 大鼠模型并檢測其附睪組織蛋白表達，發現實驗組大鼠附睪組織蛋白表達較對照組增加，表明抗氧化應激后 VC 大鼠的附睪功能明顯改善[10-11]。以上均證明氧化應激能損傷附睪功能，影響精子的正常儲存和釋放。
2 VC 對睪丸局部溫度的影響
解剖學發現，睪丸動靜脈之間存有降溫系統，蔓狀叢動靜脈血管內反流血液和薄血管壁可以促進熱交換，從而保證生精環境溫度適宜。此前研究指出，VC 可導致男性睪丸局部溫度升高[12]，從而影響其生精功能進而導致不育。VC 患者精索靜脈內血液回流不良，使得蔓狀叢熱量交換效率降低，導致睪丸局部溫度升高[13]。此外，由于兩側睪丸之間有交通支，因此患側 VC 亦可以導致健側睪丸溫度升高。高溫會干擾睪丸內蛋白質合成，使精母細胞出現異常分化，減弱相關酶活性，導致精子發育停滯。研究認為，睪丸局部高溫會引發相關氧化應激分子激活，進而促進生殖細胞凋亡，王新會等[14]納入了 61 例 VC 患者和 67 例健康志愿者，以彩色多普勒超聲測量睪丸動脈、精索靜脈血流流速并研究了其和陰囊溫度關系，證實了 VC 可以引起睪丸局部高溫，造成生精環境異常從而導致睪丸生精功能的異常。
3 VC 對精子線粒體的影響
線粒體位于精子中段，與精子代謝和有氧呼吸等進程密切相關。VC 是一種涉及到睪丸組織攝氧不足、能量代謝障礙和溫度異常，進而影響到線粒體電子傳導功能的病理狀態。研究發現 VC 可以改變精子線粒體膜電位、線粒體 DNA（mitochondrial DNA, mtDNA）以及線粒體正常基因表達等[15]，從而影響正常線粒體功能，導致精子代謝障礙，影響睪丸整體生精作用。其中，含有功能性基因序列的 mtDNA 僅存在于線粒體中。精子線粒體代謝反應提供了用于精子細胞的生命活動的絕大部分三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP）需求，而 ATP 是精子細胞的主要供能物質。因此，精子 mtDNA 參數既可以用于評估精液質量和自然受孕能力，也可以有效地對線粒體功能進行評估[16-17]；過氧化損傷可導致精子 DNA 低甲基化，損傷 mtDNA[18-19]。還有研究表明，VC 亦有可能導致部分患者的精子 mtDNA 片段缺失，導致精子異常，從而造成不育[20]。此外，Agarwal 等[21]在研究 VC 患者精子相關蛋白后發現，差異蛋白在 VC 對精子線粒體的影響過程中有重要作用。差異蛋白功能復雜多樣，其影響涵蓋翻譯后修飾調控、蛋白的分解和自由基的消除等進程，這也是 VC 致線粒體功能異常的機制之一[22]。
VC 還可以誘導線粒體自噬。線粒體自噬是指通過細胞自噬降解線粒體。精子線粒體的自噬密切影響到睪丸支持細胞的功能[23]，而這一進程受到各種特異性因子的調節。在不利因素的刺激下，特別是 ROS 系統的激活，會導致精子線粒體的正常結構被破壞和功能受損。氧化應激反應還能夠激活 PINK1/Parkin 通路，該通路可使線粒體發生自噬[24]。還有研究發現 VC 大鼠睪丸生精細胞的缺氧誘導因子1α/BNIP3/Beclin 1 自噬信號通路較對照組發生上調，從而導致線粒體自噬增強[25]。
4 VC 對男性生殖內分泌的影響
正常機體依靠內分泌系統調控生精過程，具體為下丘腦合成并分泌促性腺激素釋放激素，其作用于垂體前葉，使得腺垂體分泌 2 種促性腺激素：黃體生成素和卵泡刺激素（follicle stimulating hormone, FSH），二者作用于睪丸，分別調控睪酮的合成和抑制素合成。抑制素 B 是一種二聚糖蛋白，由睪丸生精小管支持細胞分泌，可用于評價睪丸生精功能的強弱；而睪酮為雄性激素，參與睪丸細胞生精過程。
研究發現，青少年 VC 患者血清抑制素 B 水平降低[26-27]。陳勇偉等[28]應用酶聯免疫吸附法檢測了 126 例 VC 患者，證實了血清抑制素 B 與 VC 發病具有密切關系，且血清抑制素 B 水平與患者病情程度呈負相關（r=?0.594、?0.791，P<0.001）；康然等[29]也通過研究證實了這一結論。部分研究發現 VC 患者睪丸間質細胞破壞增多，這可能導致患者體內睪酮水平下降，從而減弱生精功能[30]；然而周海軍等[31]在 VC 大鼠模型中試驗后發現，實驗組大鼠血清睪酮較對照組而言并未出現顯著差異。此外也有研究指出，VC 患者總體外周血 FSH、雌激素平均水平上升[32]。這充分證實 VC 可以通過影響內分泌來影響睪丸生精功能。
5 VC 誘導睪丸及附睪細胞凋亡
凋亡是在相關基因表達調控下的細胞自發性、程序性死亡，其存在于組織器官正常生長發育過程中，對于維持機體健康和生理狀態有重要意義。凋亡也參與到病理過程的應激反應。研究發現細胞凋亡的途徑有 2 種：一種通過膜受體介導，稱為膜受體途徑（外始式）；而另一條途徑則和線粒體有關，稱作線粒體途徑（內始式）。
近年研究發現 VC 大鼠睪丸組織中環磷酸腺苷反應元件調控因子（cyclic adenosine monophosphate response element regulator, CREM）表達水平較對照組顯著降低，而 CREM 信號通路是生精細胞基因表達的重要途徑，其水平降低是介導生精細胞凋亡的機制之一，這可導致睪丸細胞異常凋亡[33]。有研究亦證實 VC 可引起大鼠睪丸的病理改變和生精細胞凋亡[34]，但也可以誘導睪丸細胞自噬作為自我保護機制減少凋亡損害[35-36]。此外，波形蛋白作為維持睪丸正常生精功能的重要蛋白，其水平降低亦為一種睪丸細胞凋亡機制。有文獻報道 VC 患者睪丸細胞中波形蛋白表達水平顯著降低[37]。茶多酚能夠提升波形蛋白表達水平，研究發現應用茶多酚后，VC 大鼠睪丸細胞凋亡減少，生精功能提升，這證實凋亡屬于 VC 影響生精環境的機制之一[38]。此外，阮衍泰等[39]發現 VC 還能夠令孕前男性附睪血流動力學改變，進而導致附睪細胞凋亡加速，α-葡萄糖苷酶產生減少而令精子供能減弱，導致生精功能障礙。
6 VC 影響睪丸生精過程的分子機制
研究發現 VC 還可以影響一些睪丸生殖相關重要分子而影響睪丸細胞生精過程。男性生殖相關基因表達以及信號通路的異常均能降低正常生精功能，導致精子形態異常、活動降低以及精液質量的下降。縫隙連接廣泛存在于機體細胞之間，其功能是通過相鄰細胞質膜，傳導信號分子并實行物質交換，在生精過程中扮演重要角色。在睪丸組織中，縫隙通道的構成主要是縫隙連接蛋白 43（gap junction protein43, Cx43）[40]。研究表明 VC 能使 Cx43 基因表達下降，影響到睪丸細胞抗凋亡能力而減弱生精[41]。亦有研究發現 P53 蛋白以及核類固醇激素受體基因 AR 改變也可影響 VC 的發生，造成生精障礙[29]。
近年來，賀情情等[42]通過檢測 VC 大鼠睪丸蛋白表達，發現 21 個蛋白和對照組存在差異，其功能涉及蛋白質的合成到凋亡整個過程。Agarwal 等[22]對 VC 患者精子進行蛋白組學的研究，篩選出了 21 個差異性表達蛋白，其中隨 VC 嚴重程度而變化的蛋白主要有 GSTM3、SPANXB1、Y135R2 等；此外，雙側 VC 患者睪丸差異蛋白 ENKVR、SEMG1、PAM1 的表達水平較正常男性明顯增高。對 VC 大鼠以及相關 VC 人群進行的全外顯子和轉錄 RNA 顯示，全外顯子組測序對象中存在 9 個變異基因（AAMP、KMT2D、IRS2、SPINT1、IFT122、MKI67、DCHS1、LAMA2 和 CBL），其中 6 個（AAMP、SPINT1、MKI67、IFT122、LAMA2 和 DCHS1 基因產物）為差異表達蛋白[43]。而人群基因調查發現 AAMP、SPINT1 和 mki67 屬于 VC 風險基因，這些基因的表達使 VC 風險增高。
精子特異型鈣通道（cation channel of sperm 1, CatSper1）主要位于精子尾部主段鞭毛上，決定了精子運動能力。王世平等[44]發現 VC 患者精子中 CatSper1 含量明顯降低，同時也發現，較對照組大鼠而言，VC 大鼠精子細胞內 CatSper1 基因及蛋白的表達均顯著下降，從而影響到睪丸生精的質量。此外，潘建剛等[45]建立 VC 大鼠模型來研究 VC 對雙側睪丸表達 Claudin11 的影響，發現 VC 模型組雙側睪丸 Claudin11 mRNA 的表達顯著低于對照組（P<0.05），這表示 Claudin11 的減少也是 VC 導致睪丸生精功能減退的機制之一。
研究發現 VC 動物微小 RNA miR-181d-5p 表達上調可能是睪丸支持細胞受到損害的機制之一[46]。張麗虹等[47]研究表明 miR-181d-5p 的產物增加會降低 PTEN（抑癌基因的一種），而損傷到支持細胞緊密連接，從而影響到睪丸生精功能。
除了 VC 患者中觀察到的多種蛋白差異表達之外，相關的遺傳成分、表觀遺傳改變和環境因素可能在 VC 發生發展中發揮重要作用[48-49]，DNA 甲基化對基因表達調控則至關重要。有研究對 26 例 VC 患者和相同數量的健康男性進行精液分析，發現 VC 患者 DNA 表現出整體低甲基化；此外，區域分析也表明，VC 患者存在 1 695 個差異甲基化 DNA 區域，影響到精母細胞配子產生、減數分裂乃至精液質量，從而導致睪丸生精功能的降低[19]。
7 小結與展望
VC 致睪丸生精功能異常的機制主要包括刺激炎癥產生及氧化應激、局部溫度變化、影響內分泌、損害精子線粒體、誘導睪丸細胞凋亡等。雖然近年來國內外學者對 VC 發病和致病機制的研究逐步深化，但是在其分子機制領域的認識仍然有限。未來的研究應著重于對 VC 影響生精功能的分子機制研究，尤其是差異基因的表達，這也許會從微觀層面尋找出根治 VC 的新療法。隨著新檢測技術的出現和新技術的應用，相信其發病機制會更加明確，針對 VC 所致生精障礙的治療亦會愈加有效。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。