白血病睾丸浸润生殖毒性机制及生育力保护进展2026

白血病睾丸浸润生殖毒性机制及生育力保护进展2026白血病位居我国儿童肿瘤发病率之首，发病率为35.6/100万，其中急性淋巴细胞白血病（acutelymphoblasticleukemia，ALL）占70%~75%［1-2］。当白血病出现睾丸浸润时，患儿的长期生存率和生活质量会显著下降，这一情况在ALL患儿中较为常见，约20%ALL患儿可能出现睾丸受累［3］。合并睾丸浸润的患儿，由于血-睾屏障的存在，化疗药物难以在局部达到有效浓度，对肿瘤细胞的杀灭效果差，同时，睾丸内的免疫豁免环境可能为肿瘤细胞的存活提供了有利条件［4］。针对白血病的治疗手段不断丰富，包括强化化疗、放疗、靶向治疗等［5-6］。但相关治疗可能会产生多系统毒性反应，尤其是生殖系统，对患儿未来生育功能和长期生活质量造成负面影响，如何在有效治疗的同时保护生育功能仍是临床医生关注的重点［7］。本文综述了白血病睾丸浸润发生的可能机制、主要的治疗方式和所导致的生殖系统毒性机制。睾丸浸润的可能生理机制白血病患者肿瘤细胞主要浸润睾丸血管和小管周围的间质组织，而生精小管的浸润通常仅在白血病晚期且睾丸浸润较为严重时才会发生［5，8］。研究表明，CXC趋化因子配体12/CXC趋化因子受体4（CXCchemokineligand12/CXCchemokinereceptortype4，CXCL12/CXCR4）轴在白血病细胞的增殖和睾丸迁移中可能发挥重要作用。CXCL12在白细胞运输、干细胞归巢等中发挥重要作用；CXCR4是一种7次跨膜G蛋白偶联受体，与CXCL12相互作用后，可诱发细胞趋化性、存活和增殖的发生。在睾丸中CXCL12主要由支持细胞表达，可促进精原干细胞（spermatogonialstemcells，SSCs）向生精小管迁移，但在病理条件下，睾丸间质细胞也可能表达CXCL12［9-10］。在小鼠白血病异种移植模型中，ALL细胞表面高度表达CXCR4，CXCL12在小管周围肌样细胞和其他间质细胞中表达，并且表达CXCR4的ALL细胞表现出向CXCL12的强烈迁移；而且通过CXCR4基因敲除和抗CXCR4抗体治疗发现，肿瘤细胞迁移明显下降以及未检测到睾丸浸润。即使当肿瘤细胞未浸润睾丸时，睾丸间质细胞也可以表达CXCL12［8］。因此，多种睾丸细胞均可以表达CXCL12，进而通过CXCL12/CXCR4轴将白血病细胞募集到睾丸。血-睾屏障由相邻的支持细胞及其特殊的连接蛋白构成，能够将生精小管与睾丸间质分隔开，限制分子进入并稳定生精小管内的微环境。发生白血病睾丸浸润时，由于血-睾屏障的机械阻隔作用，白血病细胞主要存在于小管周围的间质中；在晚期，血-睾屏障的破坏会导致白血病细胞进一步侵犯生精小管。此外，化疗中常用的甲氨蝶呤（methotrexate，MTX）在睾丸中药物浓度也明显降低。睾丸间质中的MTX浓度约为血药浓度的25%~50%，生精小管中的MTX浓度仅为血药浓度的2%~6%［4］。睾丸间质内MTX的浓度较低可能是与间质内毛细血管通透性以及睾丸淋巴和血流量相关［11］，进而影响了MTX对睾丸内肿瘤细胞的杀伤作用。研究表明，睾丸具有显著的免疫豁免特权，如睾丸内移植异体甚至异种的胰岛、甲状旁腺、垂体等，其均可在睾丸中长期存活，并且可以发挥其正常生理功能；而且体外研究证明支持细胞可分泌免疫抑制因子，抑制淋巴细胞增殖，以及促进T细胞调亡［12-14］。睾丸免疫豁免由各种睾丸细胞成分及其组成的睾丸环境共同维持。半乳糖凝集素-1存在于睾丸中多种细胞，可诱导淋巴细胞凋亡，抑制促炎细胞因子分泌并诱导CD4+CD25+调节性T细胞（regulatoryTcells，Tregs）的产生，Tregs具有抑制免疫反应和维持免疫稳态的功能，与睾丸免疫豁免环境建立密切相关［15］。前列腺素，可由间质细胞、支持细胞和生精细胞产生的前列腺素合成酶诱导合成，可通过抑制T细胞增殖和自然杀伤细胞功能来抑制炎症反应；前列腺素E2还可以诱导树突状细胞中吲哚胺-吡咯2，3-双加氧酶的表达，在实现机体耐受性和控制自身反应性T细胞方面的作用至关重要，并且增强Tregs的免疫抑制功能［16］。雄激素由睾丸间质细胞分泌，也是影响白血病睾丸浸润的重要因素。雄激素是维持血-睾屏障的重要成分，支持细胞的雄激素受体缺失可导致血-睾屏障的通透性和免疫细胞浸润增加以及睾丸IgG抗体水平升高［17］。雄激素能抑制Th1特异性促炎细胞因子和巨噬细胞的合成以及CD4+T细胞的浸润，还能诱导Tregs的生成，从而抑制免疫反应［18］，同时有研究表明雌二醇治疗可显著降低大鼠睾丸浸润的发生［5］。此外，在青春期，表达免疫抑制基因的巨噬细胞亚群在睾丸中占优势，而且睾丸浸润经常发生在ALL患儿中，而在成年患者中不常见，同样说明了睾丸内免疫条件有利于白血病细胞的存活［8］。白血病浸润的可能机制见图1。部分白血病患儿存在异质性基因，这些基因可能与髓外复发、肿瘤细胞耐药等密切相关。研究表明伴有ETS变异基因6-Runt相关转录因子1（ETSvariantgene6-Runt-relatedtranscriptionfactor1，ETV6-RUNX1）融合基因阳性的B淋巴细胞白血病（B-celllymphoblasticleukemia，B-ALL）患儿睾丸浸润发生率较高［19］，可能与活性Ras相关C3肉毒菌毒物底物1（Ras-relatedC3botulinumtoxinsubstrate1，RAC1）增多相关，而活性RAC1可激活CXCL12/CXCR4轴介导的B-ALL细胞的睾丸迁移和植入［20］。但研究报道ETV6-RUNX1阳性B-ALL患儿具有良好的预后，对诱导缓解期间使用的化疗药物（泼尼松、长春新碱、柔红霉素和L-天冬酰胺酶）的敏感性高［19］。此外，谷胱甘肽S-转移酶（glutathioneS-transferases，GSTs）基因表达可能与ALL复发相关，该基因可能诱导激素耐药，表达GSTT1基因使泼尼松龙反应不佳的风险增加了6.7倍，使复发风险增加了5.9倍［21］。而且，KMT2Ar基因失调可通过抑制正常的造血发育来启动白血病的发展，并且KMT2ArB-ALL患儿的治疗反应和预后较差，因此，认为该基因是B-ALL的不良因子，也可能是ALL患儿易发生睾丸浸润的突变基因之一［22］。二.白血病治疗对生殖系统的影响孤立性的白血病睾丸浸润应被视为一种全身性疾病，因为仅通过睾丸照射或睾丸切除术治疗后，通常会在几个月内出现骨髓复发［5］。Goulden等［23］和Hagedorn等［24］通过聚合酶链式反应分别发现高达91%和90%孤立性睾丸浸润患儿存在骨髓受累的证据。VandenBerg等［25］报道了白血病睾丸浸润患儿仅通过睾丸放疗，随后几个月内发生骨髓复发，以及在孤立性白血病睾丸浸润患儿中发现肿瘤细胞扩散到腹部淋巴结。因此，白血病睾丸浸润需要全身化疗和局部治疗，包括放疗、睾丸切除等，以防止其他部位或是全身复发。1.大剂量MTX强化全身治疗：较高的MTX血浆浓度可能会增加MTX对睾丸间质的渗透，进而消除睾丸间质残留白血病细胞并防止耐药克隆的出现，大于等于500mg/m2即可视为大剂量MTX［26］。在BFM1981—1990年间连续三项试验中（分别为81组、83组、86组），83组和86组中分别应用4个疗程的中剂量MTX（500mg/m2）和大剂量MTX（5000mg/m2）；结果显示83组和86组睾丸浸润率显著低于81组，并且86组的无事件生存率（event-freesurvival，EFS）显著高于83组［27］。意大利儿科血液学和肿瘤学协会逐渐加强MTX（2000~5000mg/m2）全身治疗，睾丸浸润发生率显著下降，10年EFS从53%增加到72%，而生存率从64%提高到82%［28］。然而，使用腹腔注射MTX（每周5、10、20、40mg/kg和每天20μg/kg）处理小鼠结果表明，所有处理组相对睾丸器官系数显著降低，组织学层面上表现为生精小管杂乱无章、空泡化，细胞层面上表现为精原细胞和精子细胞计数减少及正常精子比例显著降低，且损伤程度与浓度和处理时间呈正相关［29-30］。研究表明，经过MTX（20mg/kg和30mg/kg）处理，小鼠睾丸中丙二醛和肿瘤坏死因子-α、白细胞介素（interleukin，IL）-1β等炎症因子水平显著升高，谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD）及多种睾丸功能酶活性显著降低，并且抗氧化治疗可减少炎症因子水平［31］。有研究结果显示，生长阻滞与DNA损伤诱导因子153阳性细胞显著增加，可通过内质网应激诱导细胞凋亡［32］。此外，MTX会引起大鼠血清雄激素浓度显著降低，呈时间依赖性，3β和17β-羟基类固醇脱氢酶的活性均显著降低［33］。目前研究结果显示，维生素B12/B17在MTX处理中具有保护正常生精上皮、减少生殖细胞凋亡及维持正常激素水平等功能［32，34］。因此，MTX强化全身治疗可能通过氧化应激、内质网应激、紊乱内分泌等途径直接或间接影响生殖能力，而且临床上能否通过补充维生素B12/B17或抗氧化治疗以减轻大剂量MTX的生殖毒性，尚需进一步研究验证。2.嵌合抗原受体T淋巴细胞（chimericantigenreceptorTlymphocyte，CAR-T）治疗：CAR是经过修饰可增强特异性的受体，其DNA可被整合到自体T细胞的基因组，使特异性和反应性的受体在免疫细胞上表达［35］。CAR-T识别靶细胞表面抗原无需主要组织相容性复合物（majorhistocompatibilitycomplex，MHC）的参与，不受肿瘤细胞下调MHC逃逸机制的影响，且其激活扩增不依赖骨髓淋巴母细胞［36-37］。Wang等［6］使用CD19、CD22双靶向CAR-T治疗20例孤立性睾丸浸润患儿的1年的EFS为95.0%，只有1例出现骨髓复发。Chen等［38］报道7例孤立睾丸浸润患儿，包括1例复发时有0.01%骨髓微小残留病灶，经CD19靶向CAR-T治疗后均获得完全缓解，且睾丸大小都恢复正常。而且CD19CAR-T序贯治疗后进行自体造血干细胞移植可以介导部分复发或难治性B-ALL患儿的持久缓解［39］。但是，CAR-T治疗存在多种严重程度不同的不良反应，最主要为细胞因子释放综合征，即CAR-T过度激活导致大量炎性因子释放［6］。研究结果表明IL-1β、IL-6等炎性因子会引起睾丸炎症、生殖细胞凋亡、精子异常等损害生殖功能，以及经过非细胞毒性和免疫治疗的恶性肿瘤患者，精子浓度和血清抑制素B水平下降［40-41］。且由于CAR-T需长期存续以预防复发，其在治疗ALL睾丸浸润患儿时，睾丸局部释放的炎性因子是否破坏生精上皮及微环境，这一潜在风险有待进一步研究证实［42］。3.睾丸局部放疗：睾丸照射用于减少白血病睾丸浸润、预防后续可能的其他髓外及全身复发以及造血干细胞移植前处理［5］。英国ALL研究组报道，经过睾丸照射的患儿没有出现睾丸浸润，而未接受照射患儿的睾丸浸润发生率为13.8%［43］。Pui等［44］观察到经过睾丸照射的ALL患儿未出现后续的睾丸浸润，而未照射组21.4%出现睾丸浸润，并且照射组的5年EFS相较于未照射组有升高的趋势。但是Barredo等［45］观察到未进行睾丸放疗的B-ALL首次孤立性睾丸浸润患儿的5年生存率和二次复发的比例均与接受放疗的患儿相似。因此，睾丸局部放疗对白血病睾丸浸润的患儿疗效尚且不明确，在目前的儿童肿瘤学组方案中，只有诱导化疗难治的睾丸浸润患儿接受总剂量为24Gy的睾丸放疗［46］。生精上皮对辐射诱导的损伤非常敏感，睾丸损伤的程度与照射剂量直接相关［47］。随着照射剂量增加，精子数量下降速度越快以及精子恢复所需时间越长，在2~3Gy剂量后，恢复精子发生在10~24个月内，在4~6Gy剂量下，可能需要长达10年，在超过6Gy可能导致永久性无精子症［48］。据报道，接受12Gy全身照射放疗的男性中有99.5%出现永久性不育症［49］。但当睾丸照射强度低于15Gy，睾丸间质细胞的功能可被保留，允许自发的青春期发育［50］。研究结果显示，与对照组相比，大鼠经过10Gy射线照射处理4d，睾丸参数、精子参数和雄激素水平显著降低，氧化应激和细胞凋亡增加，表现为丙二醛显著升高而SOD活性显著降低及Bax蛋白表达增加，并且经过抗氧化处理，生精损害得到改善［51］。在对小鼠进行单次6Gy全身照射后，血-睾屏障紧密连接蛋白基因（Claudin-11、Occludin和ZO-1）表达显著下降，进而引起生精小管萎缩和抗生殖细胞抗体产生［52-53］。而且SSCs受到辐射影响的程度更显著［54］。此外，增强睾丸放疗（4Gy）患儿出现血清激素异常的概率明显升高，包括黄体生成素、卵泡刺激素和雄激素［55］。值得注意的是，肾素-血管紧张素系统的抑制剂、褪黑激素、二甲双胍、维生素等药物具有改善辐射诱导的生殖损害［56］。综上，放疗对生殖功能损害可能与氧化应激诱导生殖细胞凋亡和血-睾屏障破坏及迟发性激素水平紊乱相关。白血病治疗相关的生殖毒性见图2。4.睾丸切除术：据报道，早期发生孤立性睾丸浸润患儿（诊断后<18个月）的5年生存期显著低于中期（诊断后18~36个月）或晚期发生睾丸浸润（诊断后≥36个月）［57］。与晚期相比，诱导缓解治疗后早期发生睾丸浸润患儿的基因表达模式与先前诊断时更相似，及呈现多基因上调，赋予肿瘤细胞高度增殖克隆和生存优势［58］。完全缓解期长及晚期孤立性睾丸浸润的患儿被认为发生骨髓复发的可能性较小。因此，对于晚期单侧孤立性睾丸浸润且对侧睾丸明确没有受累，睾丸切除术是合理的［59-60］。Kodama等［60］对1例在移植后达到完全缓解91个月后发生右侧孤立性睾丸浸润的患儿只进行单侧睾丸切除，而不进行其他局部或全身治疗，患儿维持完全缓解状态2年，且避免全身治疗的毒性。但单侧睾丸切除也可能与不孕症相关，40%的患者在单侧睾丸切除术后3周出现无精子症或少精子症，在2~3年内恢复正常精子发生［61］。此外，相比于早期进行睾丸固定术的患儿，因睾丸扭转接受单侧睾丸切除术的患儿在成年后表现为受精率更低和伴侣受孕所需时间延长［62］。因此，需要根据复发时间、复发部位等考虑是否实行睾丸切除术。多种因素对睾丸浸润患者生育能力的影响及可能机制见表1。三.白血病患儿的生育力保护对于将接受性腺毒性治疗的青春期患儿，冷冻保存精液是当前生育力保存的主要选择。然而白血病患儿的精子参数在治疗之前已经受损，包括精子浓度、精子的形态以及活力和坏死率［63］。在青春期前诊断为ALL男性患儿的血清抑制素B的水平降低，血清抑制素B被认为是精子发生的标志物，其与精子总数和睾丸体积密切相关，间接说明了ALL可能引起生殖功能毒性［64］。在青春期诊断为ALL的血清抑制素B的水平下降程度更加显著［65］。蛋白组学表明白血病可导致与精子生育和活力相关的关键蛋白失调［66］。并且白血病患者冷冻保存并解冻后的精子参数往往低于健康供体，主要表现为活动精子数量减少和活力下降［7］。然而Stigliani等［67］针对睾丸肿瘤、白血病等患者开展辅助生殖治疗后发现，每对夫妇的累计活产率可达35%，并且精子的冷冻储存时间长短与解冻后的精液参数并无关联，也未对妊娠率产生负面影响。此外，该研究还进一步证实，即使精子参数受损，通过卵胞质内单精子注射（intracytoplasmicsperminjection，ICSI），患者仍能成功受孕。而且日本精子库发现即使在冷冻保存前接受化疗，血液恶性肿瘤患者的冷冻保存成功率超过80%［68］。因此，不应仅以精子参数的下限来评判育龄男性在癌症治疗前冷冻保存精液的合理性。即使治疗前精液质量存在一定程度的受损，也应将其纳入精子库进行保存。对于青春期前的患儿，精子发生尚未开始，睾丸组织冷冻保存是其生育力保存的唯一选择［69］。将青春期前患儿的睾丸活检组织进行培养和异种移植，在RNA和蛋白水平检测到SSCs标志物表达，以及在小鼠生精小管基底膜检测到人SSCs并顺利增殖，同时受体小鼠均未检测到睾丸内肿瘤；在冷冻前或解冻后对干细胞进行体外扩增可能会进一步提高成功率［70-72］。对经历性腺毒性治疗的青春期后恒河猴进行青春期前获取的SSCs同种异体移植，同样可在受体中获取供体的基因型精子，精子发生与睾丸恢复情况和支持细胞的功能状态密切相关，同时将获取的精子行ICSI的成功率为16%［73］。然而，Hou等［74］研究结果显示将大鼠的白血病浸润的睾丸组织异种移植到裸鼠上，包括新鲜和冷冻的睾丸组织，所有裸鼠均出现移植处局部肿瘤，甚至部分发展为全身性白血病；在任何异种移植白血病睾丸移植物中均未检测到精子发生，移植物的组织学形态显示睾丸结构完全解体和白血病细胞明显浸润。肿瘤细胞浸润睾丸后，进行睾丸组织的移植具有受体复发的风险。但不同于上述移植的结果，体外研究结果显示将ALL肿瘤细胞和睾丸细胞混合培养，即使是在极高的初始浓度（40%ALL肿瘤细胞）下，ALL肿瘤细胞在培养26d后无法检测到，而平行培养的睾丸细胞能很好地增殖［72］。近来，将人类男性胎儿的性腺组织进行体外睾丸组织器官培养，该模型形成功能性生精小管和完整的支持细胞间连接，其支持精原细胞自我更新和精子发生与成熟；体外发生精子细胞能够使卵母细胞受精并支持随后的囊胚形成，与人体内来源精子细胞相比，受精率差异无统计学意义［75］。欧洲人类生殖与胚胎学会建议接受性腺毒性治疗超过4g/m2环磷酰胺等效剂量、造血干细胞移植预处理与睾丸直接放疗的患儿，发生不育的风险显著增加，应考虑睾丸组织活检冷冻保存，但需全面评估患儿，具有高出血和/或感染的风险、已经接受某种生育干预、治疗计划仅以姑息治疗为目标或预期生存率低于20%以及有潜在睾丸异常的患儿应排除在外；此外，睾丸冷冻组织被污染率较高，在冷冻前和移植前均需检查睾丸组织的肿瘤标志物或微小残留灶以减少风险［69，76］。因此，应在白血病未浸润睾丸前活检冷冻睾丸组织，可能会避免移植后受体复发和恢复正常精子发生，或是可能通过体外培养以获取正常的精子来保留生育力。若在治疗前未进行或是没有条件进行冷冻精液或睾丸组织等预防措施，显微解剖睾丸穿刺取精（testicularspermextraction，TESE）可能是保留生育能力的额外选择，研究表明无精子症患者的睾丸内仍可能存在局灶生精现象［77］。Hsiao等［78］对在儿童期和年轻阶段因白血病、淋巴瘤等疾病进行化疗的成年无精子症患者进行TESE和ICSI，获得了37%的精子取回率和50%妊娠率。而且即使在手