3月24日,大学中南医院生殖医学中心张铭教授团队在预印本MedRxiv发表了题为《EffectofSARS-CoV-2infectionuponmalegonadalfunction:Asinglecenter-basedstudy》的研究论文,为新型冠状病毒影响男性性腺提供了临床数据支撑。
睾丸主要作用是产生精子和分泌雄性激素,性相关的类固醇激素可用于评估男性性腺的状态。为探究新冠肺炎感染对男性生殖功能的影响,张铭研究团队比较了COVID-19患者和年龄匹配且生育能力正常的健康男性之间的性激素差异。
血清黄体生成素(luteinizinghormone,LH)是由腺垂体细胞分泌的一种糖蛋白类促性腺激素,可促进胆固醇在性腺细胞内转化为性激素。睾酮(testosterone,T)是一种类固醇荷尔蒙,具有维持肌肉强度及质量、维持骨质密度及强度等功能。催乳素是一种由垂体前叶腺嗜酸细胞分泌的蛋白质激素。
由于上述激素的基础水平差异很大,因此研究人员选择了两种激素比值T/LH来评估男性性腺功能。
研究人员比较了81名育龄男性新冠患者和100名年龄匹配的健康男性血清睾酮(T)、雌二醇(E2)、孕酮(P)、催乳素(PRL)、黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)和抗苗勒氏管激素(AMH)水平,结果发现新冠患者血清促黄体生成素LH和催乳素PRL水平显著升高,睾酮T与血清黄体生成素LH的比值(T/LH),以及男性促卵泡生成素FSH与血清黄体生成素(LH)的比值(FSH/H)均显著降低,提示了新冠患者存在潜在性腺功能减退。
尽管精液才是生殖腺功能的直接反映,但研究团队认为上述实验室指标的改变从某程度上为新型冠状病毒可能攻击男性睾丸提供了间接的临床数据。
在入组的新冠患者精液中发现新型冠状病毒的存在,则可为新冠病毒引起睾丸损伤的提供更为直接有力的证据。其次,进行多中心和大样本量的临床研究,可能使研究结论更为准确。
近期其他的相关研究
带着求真的精神,我们扒了近期关于新型冠状病毒与男性生殖能力和生殖细胞的相关研究。
新型冠状病毒通过刺突糖蛋白(S蛋白)与宿主细胞血管紧张素转化酶2(ACE2)结合从而入侵宿主细胞,引起生物组织损伤。(感兴趣可戳:西湖大学成功解析新冠病毒入侵人体的关键-人ACE2的全长结构!一作系颜宁学生!)
除肺以外,人体很多其他器官也表达ACE2,如睾丸、小肠、肾脏、胰腺等。其中,睾丸表达大量的ACE2,主要集中在睾丸精原细胞、支持细胞和间质细胞,这几种细胞均与男性生殖功能密切相关。这可能是科研人员推测新型冠状病毒感染可能损伤男性生殖能力的出发点之一。
2月13日,南京医科大学附属苏州医院王建清研究团队在MedRxiv上发表了题为《ACE2ExpressioninKidneyandTestisMayCauseKidneyandTestisDamageAfter2019-nCoVInfection》论文,证明新型冠状病毒入侵细胞的受体ACE2在睾丸中存在高水平表达。因此,推测新冠病毒存在通过表达ACE2的生殖细胞入侵并损伤患者的睾丸组织。
2月21日,来自NIH环境健康科学研究所的XiaojiangXu团队在Preprints在线发表了题为《scRNA-seqProfilingofHumanTestesRevealsthePresenceofACE2Receptor,aTargetforSARS-CoV-2Infection,inSpermatogonia,LeydigandSertoliCells》的研究论文。
研究人员利用单细胞测序技术scRNA-seq成功鉴定出ACE2在睾丸中细胞的特异表达,再次证明睾丸可能是新型冠状病毒感染的潜在靶器官。
基于scRNA-seq的分析表明,ACE2在睾丸中的精原细胞、Leydig细胞和Sertoli细胞中广泛表达。而TMPRSS2主要存在于精原细胞和精子细胞中,这两种受体可能成为新型冠状病毒进入宿主生殖细胞的路径。
2月24日,西北农林科技大学生命科学学院廖明帜团队在OSFPreprints在线发表的题为《TheACE2ExpressioninSertolicellsandGermcellsmaycausemalereproductivedisorderafterSARS-CoV-2Infection》的研究工作中,同样证实了ACE2主要表达在人睾丸中生殖细胞、Sertoli细胞和Leydig细胞中。
结语
目前,新型病毒感染给人类带来的后遗症仍然未知,现有研究证据支撑新冠病毒感染损伤睾丸及影响男性生育能力尚显单薄。对于上述问题,我们期待更详实的研究提供更多可靠的证据。
现有研究数据仅用于提示临床医生警惕新冠病毒对适龄男性生殖系统的影响,对患者进行后期动态随访时,有条件的可关注男性患者睾丸损伤的风险,根据实际情况进行包括精液检查在内的性腺功能和生育力评估。