精索静脉曲张（varicocele, VC）是男性泌尿生殖系统的常见疾病之一，其发病率以青壮年较高，其中 80%～98%好发于左侧精索静脉。研究发现，VC能够影响睾丸局部微环境的温度、参与生精环境局部的氧化应激进程、影响精子线粒体功能、调节男性内分泌系统过程、诱导睾丸及附睾细胞凋亡等。因此，VC 会对男性睾丸生精功能造成重要影响，进而引发男性不育。但 VC 影响男性生精功能的具体分子机制尚未完全研究清楚。因此该文将对 VC 对睾丸生精功能影响的作用及机制研究作一综述。
引用本文： 王普泽, 曹德宏, 陈泽昱, 李晋, 黄引, 王茹艺, 陈波, 朱育春, 魏强, 董强, 柳良仁. 精索静脉曲张对睾丸生精功能影响的研究进展. 华西医学, 2023, 38(2): 311-315. doi: 10.7507/1002-0179.202111010 复制
精索静脉曲张（varicocele, VC）是一种血管病变，多指精索内静脉任意部位病变导致的静脉血流瘀滞或者反流，进而引起的精索蔓状静脉丛局部异常扩张、伸长和迂曲。VC 以青壮年发病率较高，为 15%～20%，左侧多见[1]。大部分 VC 是因解剖学异常所引起，称为原发性 VC，而其他因素（如肿瘤压迫精索静脉、胡桃夹综合征等）导致的 VC 较为少见，称为继发性 VC；临床工作中一般按严重程度将其分为 4 个等级：亚临床阶段以及 1～3 级[2]。
研究表明 VC 会导致睾丸的生长发育异常、睾丸疼痛不适等，引起精子浓度降低，降低前向运动精子百分率和改变正常精子形态。研究发现约有 14.8%的男性不育症是由 VC 引起；在成年男性中，VC 发病率为 11.7%，精液异常的男性中约有 25.4%存在 VC[3]。由此可见，VC 在导致男性不育中发挥了重要作用。因此，本文旨在综述 VC 对睾丸生精功能影响的作用及机制研究，从而为 VC 治疗新策略的研发提供一定的理论基础。
1 VC 参与睾丸局部炎症及氧化应激过程
1.1 炎症及氧化应激对睾丸生精功能的影响机制
目前，VC 引起睾丸炎症的具体分子机制尚不清楚，可能机制包括静脉血液淤滞、血管内皮细胞缺氧等。Cho 等[4]认为 VC 导致不育的主要原因是氧化应激对睾丸的损伤。VC 能够引起睾丸局部炎症，而相关炎症细胞的刺激可致精子活动能力障碍，进而减弱后续顶体反应。此外，炎症促使炎性细胞因子活化释放，损伤生精细胞线粒体并产生过多自由基；而自由基会导致反应性氧化物质（reactive oxygen species, ROS）生成增加，破坏超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等抗氧化系统，造成睾丸应对氧化应激的能力减退[5]；符浩等[6]分析了 98 例 VC 患者精子 DNA 碎片指数、精子活动性、外形等参数后证实，VC 患者精浆 ROS 含量较正常对照组显著升高，且和 VC 严重程度呈正相关（P<0.05），这进一步证明了 ROS 系统对睾丸生精功能的影响。此外，氧化应激还能导致细胞低氧，促进低氧诱导因子 1-α以及相关 P53 蛋白的表达，下调 VC 患者雄激素受体表达水平[7]，从而减弱睾酮的生精效应。这也是 VC 患者生精功能障碍的机制之一。还有研究表明，对于 VC 患者，联合抗氧化剂（如维生素 E 和维生素 C）的精索静脉高位结扎术，术后精子质量指标（如精液排出量、精子活动度和精子数目）的改善效果显著优于单纯高位结扎[8]，这从侧面证实了氧化应激在对睾丸生精功能的影响中发挥了重要作用。
1.2 氧化应激对附睾的影响
精子必须经过附睾的协助之后才具备真正的受精能力。氧化应激也能损伤附睾功能。有研究通过对 VC 大鼠及对照组大鼠附睾组织进行检测，证实 VC 大鼠附睾上皮紧密连接蛋白 ZO-1 表达水平显著低于对照组（P<0.05），而 ROS 在其表达降低的过程中发挥重要作用[9]。此外，也有研究将具有抗氧化应激及抗凋亡作用的硫化氢供体 GYY4137 作用于 VC 大鼠模型并检测其附睾组织蛋白表达，发现实验组大鼠附睾组织蛋白表达较对照组增加，表明抗氧化应激后 VC 大鼠的附睾功能明显改善[10-11]。以上均证明氧化应激能损伤附睾功能，影响精子的正常储存和释放。
2 VC 对睾丸局部温度的影响
解剖学发现，睾丸动静脉之间存有降温系统，蔓状丛动静脉血管内反流血液和薄血管壁可以促进热交换，从而保证生精环境温度适宜。此前研究指出，VC 可导致男性睾丸局部温度升高[12]，从而影响其生精功能进而导致不育。VC 患者精索静脉内血液回流不良，使得蔓状丛热量交换效率降低，导致睾丸局部温度升高[13]。此外，由于两侧睾丸之间有交通支，因此患侧 VC 亦可以导致健侧睾丸温度升高。高温会干扰睾丸内蛋白质合成，使精母细胞出现异常分化，减弱相关酶活性，导致精子发育停滞。研究认为，睾丸局部高温会引发相关氧化应激分子激活，进而促进生殖细胞凋亡，王新会等[14]纳入了 61 例 VC 患者和 67 例健康志愿者，以彩色多普勒超声测量睾丸动脉、精索静脉血流流速并研究了其和阴囊温度关系，证实了 VC 可以引起睾丸局部高温，造成生精环境异常从而导致睾丸生精功能的异常。
3 VC 对精子线粒体的影响
线粒体位于精子中段，与精子代谢和有氧呼吸等进程密切相关。VC 是一种涉及到睾丸组织摄氧不足、能量代谢障碍和温度异常，进而影响到线粒体电子传导功能的病理状态。研究发现 VC 可以改变精子线粒体膜电位、线粒体 DNA（mitochondrial DNA, mtDNA）以及线粒体正常基因表达等[15]，从而影响正常线粒体功能，导致精子代谢障碍，影响睾丸整体生精作用。其中，含有功能性基因序列的 mtDNA 仅存在于线粒体中。精子线粒体代谢反应提供了用于精子细胞的生命活动的绝大部分三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP）需求，而 ATP 是精子细胞的主要供能物质。因此，精子 mtDNA 参数既可以用于评估精液质量和自然受孕能力，也可以有效地对线粒体功能进行评估[16-17]；过氧化损伤可导致精子 DNA 低甲基化，损伤 mtDNA[18-19]。还有研究表明，VC 亦有可能导致部分患者的精子 mtDNA 片段缺失，导致精子异常，从而造成不育[20]。此外，Agarwal 等[21]在研究 VC 患者精子相关蛋白后发现，差异蛋白在 VC 对精子线粒体的影响过程中有重要作用。差异蛋白功能复杂多样，其影响涵盖翻译后修饰调控、蛋白的分解和自由基的消除等进程，这也是 VC 致线粒体功能异常的机制之一[22]。
VC 还可以诱导线粒体自噬。线粒体自噬是指通过细胞自噬降解线粒体。精子线粒体的自噬密切影响到睾丸支持细胞的功能[23]，而这一进程受到各种特异性因子的调节。在不利因素的刺激下，特别是 ROS 系统的激活，会导致精子线粒体的正常结构被破坏和功能受损。氧化应激反应还能够激活 PINK1/Parkin 通路，该通路可使线粒体发生自噬[24]。还有研究发现 VC 大鼠睾丸生精细胞的缺氧诱导因子1α/BNIP3/Beclin 1 自噬信号通路较对照组发生上调，从而导致线粒体自噬增强[25]。
4 VC 对男性生殖内分泌的影响
正常机体依靠内分泌系统调控生精过程，具体为下丘脑合成并分泌促性腺激素释放激素，其作用于垂体前叶，使得腺垂体分泌 2 种促性腺激素：黄体生成素和卵泡刺激素（follicle stimulating hormone, FSH），二者作用于睾丸，分别调控睾酮的合成和抑制素合成。抑制素 B 是一种二聚糖蛋白，由睾丸生精小管支持细胞分泌，可用于评价睾丸生精功能的强弱；而睾酮为雄性激素，参与睾丸细胞生精过程。
研究发现，青少年 VC 患者血清抑制素 B 水平降低[26-27]。陈勇伟等[28]应用酶联免疫吸附法检测了 126 例 VC 患者，证实了血清抑制素 B 与 VC 发病具有密切关系，且血清抑制素 B 水平与患者病情程度呈负相关（r=−0.594、−0.791，P<0.001）；康然等[29]也通过研究证实了这一结论。部分研究发现 VC 患者睾丸间质细胞破坏增多，这可能导致患者体内睾酮水平下降，从而减弱生精功能[30]；然而周海军等[31]在 VC 大鼠模型中试验后发现，实验组大鼠血清睾酮较对照组而言并未出现显著差异。此外也有研究指出，VC 患者总体外周血 FSH、雌激素平均水平上升[32]。这充分证实 VC 可以通过影响内分泌来影响睾丸生精功能。
5 VC 诱导睾丸及附睾细胞凋亡
凋亡是在相关基因表达调控下的细胞自发性、程序性死亡，其存在于组织器官正常生长发育过程中，对于维持机体健康和生理状态有重要意义。凋亡也参与到病理过程的应激反应。研究发现细胞凋亡的途径有 2 种：一种通过膜受体介导，称为膜受体途径（外始式）；而另一条途径则和线粒体有关，称作线粒体途径（内始式）。
近年研究发现 VC 大鼠睾丸组织中环磷酸腺苷反应元件调控因子（cyclic adenosine monophosphate response element regulator, CREM）表达水平较对照组显著降低，而 CREM 信号通路是生精细胞基因表达的重要途径，其水平降低是介导生精细胞凋亡的机制之一，这可导致睾丸细胞异常凋亡[33]。有研究亦证实 VC 可引起大鼠睾丸的病理改变和生精细胞凋亡[34]，但也可以诱导睾丸细胞自噬作为自我保护机制减少凋亡损害[35-36]。此外，波形蛋白作为维持睾丸正常生精功能的重要蛋白，其水平降低亦为一种睾丸细胞凋亡机制。有文献报道 VC 患者睾丸细胞中波形蛋白表达水平显著降低[37]。茶多酚能够提升波形蛋白表达水平，研究发现应用茶多酚后，VC 大鼠睾丸细胞凋亡减少，生精功能提升，这证实凋亡属于 VC 影响生精环境的机制之一[38]。此外，阮衍泰等[39]发现 VC 还能够令孕前男性附睾血流动力学改变，进而导致附睾细胞凋亡加速，α-葡萄糖苷酶产生减少而令精子供能减弱，导致生精功能障碍。
6 VC 影响睾丸生精过程的分子机制
研究发现 VC 还可以影响一些睾丸生殖相关重要分子而影响睾丸细胞生精过程。男性生殖相关基因表达以及信号通路的异常均能降低正常生精功能，导致精子形态异常、活动降低以及精液质量的下降。缝隙连接广泛存在于机体细胞之间，其功能是通过相邻细胞质膜，传导信号分子并实行物质交换，在生精过程中扮演重要角色。在睾丸组织中，缝隙通道的构成主要是缝隙连接蛋白 43（gap junction protein43, Cx43）[40]。研究表明 VC 能使 Cx43 基因表达下降，影响到睾丸细胞抗凋亡能力而减弱生精[41]。亦有研究发现 P53 蛋白以及核类固醇激素受体基因 AR 改变也可影响 VC 的发生，造成生精障碍[29]。
近年来，贺情情等[42]通过检测 VC 大鼠睾丸蛋白表达，发现 21 个蛋白和对照组存在差异，其功能涉及蛋白质的合成到凋亡整个过程。Agarwal 等[22]对 VC 患者精子进行蛋白组学的研究，筛选出了 21 个差异性表达蛋白，其中随 VC 严重程度而变化的蛋白主要有 GSTM3、SPANXB1、Y135R2 等；此外，双侧 VC 患者睾丸差异蛋白 ENKVR、SEMG1、PAM1 的表达水平较正常男性明显增高。对 VC 大鼠以及相关 VC 人群进行的全外显子和转录 RNA 显示，全外显子组测序对象中存在 9 个变异基因（AAMP、KMT2D、IRS2、SPINT1、IFT122、MKI67、DCHS1、LAMA2 和 CBL），其中 6 个（AAMP、SPINT1、MKI67、IFT122、LAMA2 和 DCHS1 基因产物）为差异表达蛋白[43]。而人群基因调查发现 AAMP、SPINT1 和 mki67 属于 VC 风险基因，这些基因的表达使 VC 风险增高。
精子特异型钙通道（cation channel of sperm 1, CatSper1）主要位于精子尾部主段鞭毛上，决定了精子运动能力。王世平等[44]发现 VC 患者精子中 CatSper1 含量明显降低，同时也发现，较对照组大鼠而言，VC 大鼠精子细胞内 CatSper1 基因及蛋白的表达均显著下降，从而影响到睾丸生精的质量。此外，潘建刚等[45]建立 VC 大鼠模型来研究 VC 对双侧睾丸表达 Claudin11 的影响，发现 VC 模型组双侧睾丸 Claudin11 mRNA 的表达显著低于对照组（P<0.05），这表示 Claudin11 的减少也是 VC 导致睾丸生精功能减退的机制之一。
研究发现 VC 动物微小 RNA miR-181d-5p 表达上调可能是睾丸支持细胞受到损害的机制之一[46]。张丽虹等[47]研究表明 miR-181d-5p 的产物增加会降低 PTEN（抑癌基因的一种），而损伤到支持细胞紧密连接，从而影响到睾丸生精功能。
除了 VC 患者中观察到的多种蛋白差异表达之外，相关的遗传成分、表观遗传改变和环境因素可能在 VC 发生发展中发挥重要作用[48-49]，DNA 甲基化对基因表达调控则至关重要。有研究对 26 例 VC 患者和相同数量的健康男性进行精液分析，发现 VC 患者 DNA 表现出整体低甲基化；此外，区域分析也表明，VC 患者存在 1 695 个差异甲基化 DNA 区域，影响到精母细胞配子产生、减数分裂乃至精液质量，从而导致睾丸生精功能的降低[19]。
7 小结与展望
VC 致睾丸生精功能异常的机制主要包括刺激炎症产生及氧化应激、局部温度变化、影响内分泌、损害精子线粒体、诱导睾丸细胞凋亡等。虽然近年来国内外学者对 VC 发病和致病机制的研究逐步深化，但是在其分子机制领域的认识仍然有限。未来的研究应着重于对 VC 影响生精功能的分子机制研究，尤其是差异基因的表达，这也许会从微观层面寻找出根治 VC 的新疗法。随着新检测技术的出现和新技术的应用，相信其发病机制会更加明确，针对 VC 所致生精障碍的治疗亦会愈加有效。
利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。
精索静脉曲张（varicocele, VC）是一种血管病变，多指精索内静脉任意部位病变导致的静脉血流瘀滞或者反流，进而引起的精索蔓状静脉丛局部异常扩张、伸长和迂曲。VC 以青壮年发病率较高，为 15%～20%，左侧多见[1]。大部分 VC 是因解剖学异常所引起，称为原发性 VC，而其他因素（如肿瘤压迫精索静脉、胡桃夹综合征等）导致的 VC 较为少见，称为继发性 VC；临床工作中一般按严重程度将其分为 4 个等级：亚临床阶段以及 1～3 级[2]。
研究表明 VC 会导致睾丸的生长发育异常、睾丸疼痛不适等，引起精子浓度降低，降低前向运动精子百分率和改变正常精子形态。研究发现约有 14.8%的男性不育症是由 VC 引起；在成年男性中，VC 发病率为 11.7%，精液异常的男性中约有 25.4%存在 VC[3]。由此可见，VC 在导致男性不育中发挥了重要作用。因此，本文旨在综述 VC 对睾丸生精功能影响的作用及机制研究，从而为 VC 治疗新策略的研发提供一定的理论基础。
1 VC 参与睾丸局部炎症及氧化应激过程
1.1 炎症及氧化应激对睾丸生精功能的影响机制
目前，VC 引起睾丸炎症的具体分子机制尚不清楚，可能机制包括静脉血液淤滞、血管内皮细胞缺氧等。Cho 等[4]认为 VC 导致不育的主要原因是氧化应激对睾丸的损伤。VC 能够引起睾丸局部炎症，而相关炎症细胞的刺激可致精子活动能力障碍，进而减弱后续顶体反应。此外，炎症促使炎性细胞因子活化释放，损伤生精细胞线粒体并产生过多自由基；而自由基会导致反应性氧化物质（reactive oxygen species, ROS）生成增加，破坏超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等抗氧化系统，造成睾丸应对氧化应激的能力减退[5]；符浩等[6]分析了 98 例 VC 患者精子 DNA 碎片指数、精子活动性、外形等参数后证实，VC 患者精浆 ROS 含量较正常对照组显著升高，且和 VC 严重程度呈正相关（P<0.05），这进一步证明了 ROS 系统对睾丸生精功能的影响。此外，氧化应激还能导致细胞低氧，促进低氧诱导因子 1-α以及相关 P53 蛋白的表达，下调 VC 患者雄激素受体表达水平[7]，从而减弱睾酮的生精效应。这也是 VC 患者生精功能障碍的机制之一。还有研究表明，对于 VC 患者，联合抗氧化剂（如维生素 E 和维生素 C）的精索静脉高位结扎术，术后精子质量指标（如精液排出量、精子活动度和精子数目）的改善效果显著优于单纯高位结扎[8]，这从侧面证实了氧化应激在对睾丸生精功能的影响中发挥了重要作用。
1.2 氧化应激对附睾的影响
精子必须经过附睾的协助之后才具备真正的受精能力。氧化应激也能损伤附睾功能。有研究通过对 VC 大鼠及对照组大鼠附睾组织进行检测，证实 VC 大鼠附睾上皮紧密连接蛋白 ZO-1 表达水平显著低于对照组（P<0.05），而 ROS 在其表达降低的过程中发挥重要作用[9]。此外，也有研究将具有抗氧化应激及抗凋亡作用的硫化氢供体 GYY4137 作用于 VC 大鼠模型并检测其附睾组织蛋白表达，发现实验组大鼠附睾组织蛋白表达较对照组增加，表明抗氧化应激后 VC 大鼠的附睾功能明显改善[10-11]。以上均证明氧化应激能损伤附睾功能，影响精子的正常储存和释放。
2 VC 对睾丸局部温度的影响
解剖学发现，睾丸动静脉之间存有降温系统，蔓状丛动静脉血管内反流血液和薄血管壁可以促进热交换，从而保证生精环境温度适宜。此前研究指出，VC 可导致男性睾丸局部温度升高[12]，从而影响其生精功能进而导致不育。VC 患者精索静脉内血液回流不良，使得蔓状丛热量交换效率降低，导致睾丸局部温度升高[13]。此外，由于两侧睾丸之间有交通支，因此患侧 VC 亦可以导致健侧睾丸温度升高。高温会干扰睾丸内蛋白质合成，使精母细胞出现异常分化，减弱相关酶活性，导致精子发育停滞。研究认为，睾丸局部高温会引发相关氧化应激分子激活，进而促进生殖细胞凋亡，王新会等[14]纳入了 61 例 VC 患者和 67 例健康志愿者，以彩色多普勒超声测量睾丸动脉、精索静脉血流流速并研究了其和阴囊温度关系，证实了 VC 可以引起睾丸局部高温，造成生精环境异常从而导致睾丸生精功能的异常。
3 VC 对精子线粒体的影响
线粒体位于精子中段，与精子代谢和有氧呼吸等进程密切相关。VC 是一种涉及到睾丸组织摄氧不足、能量代谢障碍和温度异常，进而影响到线粒体电子传导功能的病理状态。研究发现 VC 可以改变精子线粒体膜电位、线粒体 DNA（mitochondrial DNA, mtDNA）以及线粒体正常基因表达等[15]，从而影响正常线粒体功能，导致精子代谢障碍，影响睾丸整体生精作用。其中，含有功能性基因序列的 mtDNA 仅存在于线粒体中。精子线粒体代谢反应提供了用于精子细胞的生命活动的绝大部分三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP）需求，而 ATP 是精子细胞的主要供能物质。因此，精子 mtDNA 参数既可以用于评估精液质量和自然受孕能力，也可以有效地对线粒体功能进行评估[16-17]；过氧化损伤可导致精子 DNA 低甲基化，损伤 mtDNA[18-19]。还有研究表明，VC 亦有可能导致部分患者的精子 mtDNA 片段缺失，导致精子异常，从而造成不育[20]。此外，Agarwal 等[21]在研究 VC 患者精子相关蛋白后发现，差异蛋白在 VC 对精子线粒体的影响过程中有重要作用。差异蛋白功能复杂多样，其影响涵盖翻译后修饰调控、蛋白的分解和自由基的消除等进程，这也是 VC 致线粒体功能异常的机制之一[22]。
VC 还可以诱导线粒体自噬。线粒体自噬是指通过细胞自噬降解线粒体。精子线粒体的自噬密切影响到睾丸支持细胞的功能[23]，而这一进程受到各种特异性因子的调节。在不利因素的刺激下，特别是 ROS 系统的激活，会导致精子线粒体的正常结构被破坏和功能受损。氧化应激反应还能够激活 PINK1/Parkin 通路，该通路可使线粒体发生自噬[24]。还有研究发现 VC 大鼠睾丸生精细胞的缺氧诱导因子1α/BNIP3/Beclin 1 自噬信号通路较对照组发生上调，从而导致线粒体自噬增强[25]。
4 VC 对男性生殖内分泌的影响
正常机体依靠内分泌系统调控生精过程，具体为下丘脑合成并分泌促性腺激素释放激素，其作用于垂体前叶，使得腺垂体分泌 2 种促性腺激素：黄体生成素和卵泡刺激素（follicle stimulating hormone, FSH），二者作用于睾丸，分别调控睾酮的合成和抑制素合成。抑制素 B 是一种二聚糖蛋白，由睾丸生精小管支持细胞分泌，可用于评价睾丸生精功能的强弱；而睾酮为雄性激素，参与睾丸细胞生精过程。
研究发现，青少年 VC 患者血清抑制素 B 水平降低[26-27]。陈勇伟等[28]应用酶联免疫吸附法检测了 126 例 VC 患者，证实了血清抑制素 B 与 VC 发病具有密切关系，且血清抑制素 B 水平与患者病情程度呈负相关（r=−0.594、−0.791，P<0.001）；康然等[29]也通过研究证实了这一结论。部分研究发现 VC 患者睾丸间质细胞破坏增多，这可能导致患者体内睾酮水平下降，从而减弱生精功能[30]；然而周海军等[31]在 VC 大鼠模型中试验后发现，实验组大鼠血清睾酮较对照组而言并未出现显著差异。此外也有研究指出，VC 患者总体外周血 FSH、雌激素平均水平上升[32]。这充分证实 VC 可以通过影响内分泌来影响睾丸生精功能。
5 VC 诱导睾丸及附睾细胞凋亡
凋亡是在相关基因表达调控下的细胞自发性、程序性死亡，其存在于组织器官正常生长发育过程中，对于维持机体健康和生理状态有重要意义。凋亡也参与到病理过程的应激反应。研究发现细胞凋亡的途径有 2 种：一种通过膜受体介导，称为膜受体途径（外始式）；而另一条途径则和线粒体有关，称作线粒体途径（内始式）。
近年研究发现 VC 大鼠睾丸组织中环磷酸腺苷反应元件调控因子（cyclic adenosine monophosphate response element regulator, CREM）表达水平较对照组显著降低，而 CREM 信号通路是生精细胞基因表达的重要途径，其水平降低是介导生精细胞凋亡的机制之一，这可导致睾丸细胞异常凋亡[33]。有研究亦证实 VC 可引起大鼠睾丸的病理改变和生精细胞凋亡[34]，但也可以诱导睾丸细胞自噬作为自我保护机制减少凋亡损害[35-36]。此外，波形蛋白作为维持睾丸正常生精功能的重要蛋白，其水平降低亦为一种睾丸细胞凋亡机制。有文献报道 VC 患者睾丸细胞中波形蛋白表达水平显著降低[37]。茶多酚能够提升波形蛋白表达水平，研究发现应用茶多酚后，VC 大鼠睾丸细胞凋亡减少，生精功能提升，这证实凋亡属于 VC 影响生精环境的机制之一[38]。此外，阮衍泰等[39]发现 VC 还能够令孕前男性附睾血流动力学改变，进而导致附睾细胞凋亡加速，α-葡萄糖苷酶产生减少而令精子供能减弱，导致生精功能障碍。
6 VC 影响睾丸生精过程的分子机制
研究发现 VC 还可以影响一些睾丸生殖相关重要分子而影响睾丸细胞生精过程。男性生殖相关基因表达以及信号通路的异常均能降低正常生精功能，导致精子形态异常、活动降低以及精液质量的下降。缝隙连接广泛存在于机体细胞之间，其功能是通过相邻细胞质膜，传导信号分子并实行物质交换，在生精过程中扮演重要角色。在睾丸组织中，缝隙通道的构成主要是缝隙连接蛋白 43（gap junction protein43, Cx43）[40]。研究表明 VC 能使 Cx43 基因表达下降，影响到睾丸细胞抗凋亡能力而减弱生精[41]。亦有研究发现 P53 蛋白以及核类固醇激素受体基因 AR 改变也可影响 VC 的发生，造成生精障碍[29]。
近年来，贺情情等[42]通过检测 VC 大鼠睾丸蛋白表达，发现 21 个蛋白和对照组存在差异，其功能涉及蛋白质的合成到凋亡整个过程。Agarwal 等[22]对 VC 患者精子进行蛋白组学的研究，筛选出了 21 个差异性表达蛋白，其中随 VC 严重程度而变化的蛋白主要有 GSTM3、SPANXB1、Y135R2 等；此外，双侧 VC 患者睾丸差异蛋白 ENKVR、SEMG1、PAM1 的表达水平较正常男性明显增高。对 VC 大鼠以及相关 VC 人群进行的全外显子和转录 RNA 显示，全外显子组测序对象中存在 9 个变异基因（AAMP、KMT2D、IRS2、SPINT1、IFT122、MKI67、DCHS1、LAMA2 和 CBL），其中 6 个（AAMP、SPINT1、MKI67、IFT122、LAMA2 和 DCHS1 基因产物）为差异表达蛋白[43]。而人群基因调查发现 AAMP、SPINT1 和 mki67 属于 VC 风险基因，这些基因的表达使 VC 风险增高。
精子特异型钙通道（cation channel of sperm 1, CatSper1）主要位于精子尾部主段鞭毛上，决定了精子运动能力。王世平等[44]发现 VC 患者精子中 CatSper1 含量明显降低，同时也发现，较对照组大鼠而言，VC 大鼠精子细胞内 CatSper1 基因及蛋白的表达均显著下降，从而影响到睾丸生精的质量。此外，潘建刚等[45]建立 VC 大鼠模型来研究 VC 对双侧睾丸表达 Claudin11 的影响，发现 VC 模型组双侧睾丸 Claudin11 mRNA 的表达显著低于对照组（P<0.05），这表示 Claudin11 的减少也是 VC 导致睾丸生精功能减退的机制之一。
研究发现 VC 动物微小 RNA miR-181d-5p 表达上调可能是睾丸支持细胞受到损害的机制之一[46]。张丽虹等[47]研究表明 miR-181d-5p 的产物增加会降低 PTEN（抑癌基因的一种），而损伤到支持细胞紧密连接，从而影响到睾丸生精功能。
除了 VC 患者中观察到的多种蛋白差异表达之外，相关的遗传成分、表观遗传改变和环境因素可能在 VC 发生发展中发挥重要作用[48-49]，DNA 甲基化对基因表达调控则至关重要。有研究对 26 例 VC 患者和相同数量的健康男性进行精液分析，发现 VC 患者 DNA 表现出整体低甲基化；此外，区域分析也表明，VC 患者存在 1 695 个差异甲基化 DNA 区域，影响到精母细胞配子产生、减数分裂乃至精液质量，从而导致睾丸生精功能的降低[19]。
7 小结与展望
VC 致睾丸生精功能异常的机制主要包括刺激炎症产生及氧化应激、局部温度变化、影响内分泌、损害精子线粒体、诱导睾丸细胞凋亡等。虽然近年来国内外学者对 VC 发病和致病机制的研究逐步深化，但是在其分子机制领域的认识仍然有限。未来的研究应着重于对 VC 影响生精功能的分子机制研究，尤其是差异基因的表达，这也许会从微观层面寻找出根治 VC 的新疗法。随着新检测技术的出现和新技术的应用，相信其发病机制会更加明确，针对 VC 所致生精障碍的治疗亦会愈加有效。
利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。