抑制精子活动并提高生育能力

19．1 对精子的直接作用

19．2 蛋白酶抑制剂抗精液液化

19．3 干扰精子的获能与受精

20世纪40年代，人们为寻找外用杀精子避孕药进行了大量药理与临床研究，先后发现鳌合剂（如Cu－EDTA、8－氢喹啉、硫酸氧化喹啉等）、重金属（如Cu、Fe、Hg等盐类）、酶抑制剂（如氰化物、2，4－硝基苯酚、丙二酸等）、有机金属化合物（如醋酸苯汞、亚碘酰苯、氯化苯汞等）、弱酸（如醋酸、硼酸、酒石酸等）均有一定的杀精子作用，但其中某些药物储存期短，易失效或毒副反应大，使临床应用受限。20世纪50年代，口服避孕药炔诺酮、宫内节育器（IUD）等相继问世，为更多育龄妇女所使用。1960年前后，口服避孕药的应用已占优势。但是，口服避孕药多仿照人体激素制成，经常服用会影响激素代谢；IUD则因异物长期存于体内，也使人心存疑虑。随之科技人员又从外用避孕药着手，研制成一类杀精子效力强的新型表面活性剂。20世纪70年代我国开始研制有关非离子型表面活性剂外用杀精避孕药。

目前，外用杀精避孕药已有100多种不同产品。国外应用比较多的是非离子型表面活性剂，如壬苯醇醚、辛苯醇醚等，剂型主要为药膜、栓剂、乳化剂、泡沫剂、凝胶剂与气雾泡沫剂等。国内目前已过渡到壬苯醇醚制成的药膜、栓剂与环形片为主。外用杀精避孕药已成为一种安全、经济、效果良好的外用避孕方法，但尚有一些缺点，如容易弄污及不方便使用，有些女性对杀精剂较敏感，使用时需要10～15分钟预备，有效时间只有1小时；另外预防性传播疾病（STD）的能力又比较低。鉴于杀精子剂的缺点，未来寻找新的高效药物，要求能迅速有效地杀灭精子或使精子失去受精能力；同时对生殖道黏膜无刺激性、对胚胎发育无不良影响，还能起到防止STDs的作用，仍旧是研究的方向。

19．1 对精子的直接作用

杀精子剂的主要作用机制是破坏精子膜，改变精子的渗透压，使精子丧失活动能力。研究最多的是非离子表面活性剂，如壬苯醇醚－9（N－9）。杀精子剂多与屏障工具合用，单独使用时有效率不高，可能系化合物在阴道内不能充分与精子接触并迅速发挥作用有关。体外研究发现，N－9分子在穿入精液5mm后便不再前进，与宫颈黏液混合后，效力下降50％。如果增大药物用量，又有可能导致阴道问题。

外用杀精子剂通常由活性成分和惰性基质两部分组成。目前市售杀精子剂中，活性成分大多是壬苯醇醚，并因惰性基质的不同而分为栓剂、膜剂、胶冻剂、海绵剂和凝胶剂等。不同制剂使用方法有所不同，但均应事先置入女性阴道。

外用杀精子剂的应用范围很广，对于慢性肝和肾疾病患者、哺乳期妇女、不适合放置IUD和不能使用甾体激素避孕制剂者，均能使用。但是，有下列情况则不宜使用：对壬苯醇醚过敏；可疑生殖道恶性肿瘤；不明原因的阴道流血。近绝经期或哺乳期妇女阴道分泌物减少，不宜将片剂和膜剂作为首选，因为片剂与膜剂不易溶解；子宫脱垂、阴道膨出、直肠膨出、子宫Ⅲ度后屈、阴道纵隔或有中毒性休克综合征病史者不宜使用海绵制剂。单独使用外用杀精子剂避孕，报道的非意愿性妊娠率差异颇大。避孕失败的原因主要是未严格按要求使用或未能坚持使用所致。因此，当妇女不能暴露或不宜暴露存在较高非意愿性妊娠危险时，外用杀精子剂应与屏障法联合应用或采用其他避孕方法。这些情况包括高血压、血管疾病、严重糖尿病、缺血性心脏病及脑卒中、有合并症的心脏瓣膜病、乳腺癌患者、HIV/AIDS、严重肝硬化、血吸虫性肝硬化、恶性肝脏肿瘤、恶性滋养叶细胞疾病、镰状细胞疾病和结核病等。

多种具有杀精子活性的杀菌剂也被用于阴道避孕，包括类似N－9的非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非表面活性剂等。大多数杀精子剂都具有抗病毒或抗微生物性质，可以预防STD的传播。但是目前看来，抗微生物制剂的长期、频繁使用可扰乱正常阴道菌群，增加阴道感染的机会，并可损伤阴道黏膜或宫颈上皮细胞，反而可能增加HIV感染的风险。为了开发既有杀精子作用，同时有抗STD作用的杀精剂，通常有两种策略：一是设计安全有效的杀精子剂，这个杀精子剂同时具有干扰微生物的作用；二是用已知的具有抗HIV/STD药物，来测试它们对精子的杀伤效果。

N－9是一种非离子型的表面活性剂，用作阴道杀精子剂已有30多年的历史，中国及美国市场均有供应，包括多种剂型并用作安全套的表面润滑剂。体外研究表明，N－9有杀灭多种导致STD细菌和病毒的活性。N－9的研究一度成为热点，然而近年临床研究表明，经常使用N－9会损伤宫颈及阴道黏膜细胞，增加生殖器官溃疡的产生，提示N－9可能使女性更易感染病毒。喀麦隆的Ⅲ期临床试验也证实N－9不能有效地阻止HIV、淋病奈瑟球菌及衣原体的感染。

19．2 蛋白酶抑制剂抗精液液化

科研人员发现蛋白酶抑制剂对精液中蛋白酶有抑制作用，利用蛋白酶抑制剂抗精液液化是一项崭新的设想。精液在凝固与液化因子的作用下，先后发生凝固与液化的变化过程。精液液化可能是由于精液中纤维蛋白的降解，其中蛋白酶系起关键作用。目前已发现与精液液化有关的酶有：透明质酸酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶样酶、氨基肽酶、胶原酶样酶、溶菌酶、唾液酸转移酶、淀粉酶及尿激酶9种。精液不液化或精液液化迟缓是导致男性不育的重要原因之一。在未液化精液中，精子活动受限，从而阻碍受精。若能找到一种既能抑制精液液化，又能抑精和杀精，而且使用方便、痛苦小的方法，将为避孕开辟出一条新路。若蛋白酶抑制剂具备有效的抗液化功效，制成栓剂或药膜对男性节育是一项重大创新。其优点是不影响正常性生活，不破坏正常生殖解剖及内分泌正常运行机制。利用酶抑制剂发展新的避孕药目前仍处于实验阶段，但已成为一条引人注目的途径。

19．3 干扰精子的获能与受精(www.xing528.com)

为了增加避孕效力，减少对阴道的刺激，利用其他机制干扰精子功能，而不杀死精子的化合物已受到关注。最感兴趣的是顶体蛋白酶的抑制剂。这个酶在精子穿透卵子的包被中起重要作用，能抑制其活性而阻断受精。

对精子的生化研究揭示，精子中至少存在两类酶：一类存在于精子的中段和尾部，参与化合物在细胞膜上的转运、糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化等代谢过程，提供精子运动所需的能量，如果这类酶受到干扰，便直接影响到精子的活动。另一类存在于精子头的顶体部位，如透明质酸酶和顶体蛋白酶，其功能为消化卵子外周的卵丘、透明带和卵黄膜，便于精子穿入卵子。如果这类酶受到抑制，便能直接影响精－卵细胞融合。由于天然的及合成的丝氨酸蛋白水解酶抑制剂能与人精子顶体蛋白酶相结合，使顶体蛋白酶失活，从而影响受精。顶体酶系抑制剂，如一些植物（大豆、南美扁豆）、人工合成的甲苯磺酰－左旋赖氨酸－氯甲基酮盐酸盐（TLCK）皆证明能使精子失去受精能力。对顶体蛋白酶抑制剂的研究比较多，如A－gen 53已在欧洲上市，初步研究表明其毒性和失败率都很低。

凝集素（PHA）是一种非免疫原性蛋白或糖蛋白，在动物、植物及微生物（如细菌、病毒）中广泛存在。豆科植物的凝集素由2个或4个单体组成，每个单体的相对分子质量为25 000～30 000，有一个糖基结合位点。1989年Mori等首次报道人卵透明带表面含有大量甘露糖残基，用刀豆凝集素封闭透明带表面的甘露糖基，或用D－甘露糖预处理精子，均可特异阻断人类精－卵的识别和结合。Macedo等也发现，凝集素可抑制海兔的受精。凝集素不仅具有凝集诸如血细胞、淋巴细胞、精子细胞等作用，还参与生物体内的一些重要生理过程。近来还报道某些凝集素对AIDS病毒等也有抑制作用。在自然条件下精子的运动能力是完成受精的一个最重要的前提。在PHA作用下，精子由于相互凝集而失去单独的运动能力，有效精子浓度大大降低，成为PHA的一种独特作用方式。低浓度PHA对羊精子发挥凝集作用非常慢，即使在PHA125μg/ml浓度下作用1小时后，仍然还有单个精子活动；但在高浓度（PHA≥250μg/ml）作用下，实验所用的人、小鼠、牛、羊和兔的精子均发生不可逆的制动（致死）作用，这也是外用杀精子剂要达到的效果。有研究发现，高浓度PHA对精子致死作用方式与其他杀精子剂的作用方式可能不同。推测可能高浓度PHA占据了精子细胞膜表面的相关糖蛋白和其他受体，以及一些膜通道，导致精子不能正常代谢而死亡。因为在低浓度条件下，精子虽然被凝集在一起，但仍然可以存活数小时。其具体机制还有待进一步研究。

20世纪70年代末，国外学者合成的一些小分子化合物，如对硝基苯－对胍基苯甲酸盐（NPGB）和TLCK等，动物实验已显示其抗生育能力，但这两种化合物因毒性等因素而影响了其应用。Kaminski和Zaneveld用酚基取代对硝基苯，合成了一系列芳香族4－胍基苯甲酸盐，经体外及动物体内抗生育研究表明，其具有低毒和高效的抗生育作用（1～10mg/ml）。研究认为它能与精子顶体蛋白酶不可逆地结合，形成酶－抑制剂复合物使顶体蛋白酶失活。KF－950为4－胍基苯甲酸的衍生物，它具有高效抑制顶体蛋白酶的活性，稳定性、水溶性较好。由于其基本结构为4－胍基苯甲酸，它对顶体蛋白酶的抑制作用可能仍是以与精子顶体蛋白酶不可逆地结合为主。

（夏 伟）

参考文献

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