【生殖】绝育很残忍？雄性动物绝育的前世今生

作者：宠物医师网编委会

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文章来源：https://www.frontiersin.org/journals/veterinary-science/articles/10.3389/fvets.2024.1409386/full

引言

绝育（sterilization）与去势（castration）意指使动物丧失繁殖能力。去势，即通过手术切除睾丸，被认为是最简单且可靠的控制雄性动物繁殖和性行为的方法。每年有超过6亿头猪被去势，而犬猫的睾丸切除术也是兽医临床中的常规操作。然而，现代生物学研究扩展了绝育的定义，涵盖了一系列无需切除睾丸的方法，包括化学去势、免疫去势以及多种输精管结扎术等。

关键词：去势、绝育、攻击行为、性行为

一、历史回顾

1.1 人类去势的历史

尽管现代社会对人类去势持排斥态度，但其历史可追溯至数千年前。早期，奴隶被阉割以改善行为，拜占庭帝国和古代中国也有阉人服务于皇室。如今，去势主要用于暴力性犯罪者的管理或医疗治疗（如前列腺癌的雄激素剥夺疗法）。

1.2 动物去势的现状
去势已成为食品生产动物、伴侣动物和动物园动物的常规操作。在犬猫中，去势用于控制繁殖、抑制性激素驱动的行为以及预防雄激素相关癌症（如前列腺癌）。研究表明，去势可延长犬的寿命，降低创伤、感染和退行性疾病的风险。然而，某些品种（如罗威纳犬）在幼龄去势可能增加特定疾病的风险。

1.3 动物去势的年龄

动物的年龄是需要考虑的主要因素。例如，猪的理想去势时间为新生期，以避免成年后的攻击性和“公猪异味”。对于犬猫，在6至9个月大时进行去世和绝育是兽医学的标准做法。在某些情况下，如隐睾症，建议推迟去势，直到腹股沟管关闭，大约6个月以后。然而，一些研究表明，早期去势可能会增加特定疾病的风险在某些品种。在猫中，青春期前去势（5个月前）可导致包皮在性成熟时与阴茎粘连；然而，这可以通过肌肉注射睾酮治疗来避免。因此，确定去势的适当年龄取决于每个动物物种或品种的各种因素，并与最佳方法的选择有关。

1.4雄性绝育技术的发展

从历史上看，动物雄性绝育的发展经历了几个阶段，从手术去势、结扎和挤压精索，然后发展到化学（非激素）绝育。

在20世纪60年代早期，毒理学作为一门学科建立的早期，引入了用于哺乳动物绝育的化学品，主要作为灭鼠剂。到20世纪70年代和80年代，在许多哺乳动物物种中测试了化学绝育剂，包括将化学物质直接注射到睾丸、附睾和输精管。尽管目前仍在继续研究化学品在雄性绝育中的应用，但由于病理反应和毒性问题，其在伴侣动物中的应用受限。

激素及其激动剂/拮抗剂被用于绝育研究，但多数仅实现避孕效果。免疫去势疫苗已在农场动物中商业化应用，并在犬猫中测试。下一个主要阶段似乎是遗传学，更具体地说是基因编辑（如CRISPR）的使用，这为绝育提供了新的可能性，通过靶向调控生殖相关基因实现精准绝育。

二、雄性去势的潜在目标

雄性生殖是复杂的，取决于几个器官的发育和生理，包括大脑，垂体，睾丸，附睾，输精管，射精管和附属性器官，所有这些都可以在物种之间变化。对于雄性绝育来说，任一器官及其特定的细胞类型和任一环节独特的功能都被认为是潜在的目标。如今，绝育主要通过三种方法实现：

（1）手术切除生殖器官，即，阉割和输精管切除术;

（2）药理学抑制生殖器官的功能;

（3）抑制生殖器官的发育或成熟。

图1雄性生殖中的HPG轴该图说明了男性下丘脑/垂体/性腺轴的三个组成部分。

三、绝育方法

3.1 手术去势

去势手术主要有四种方法：物理切除性腺（阉割或性腺切除术）；通过切割输精管（输精管切除术）；插入阻碍物保留性腺；以及结扎睾丸动脉（图3）。

3.1.1睾丸切除手术阉割

睾丸切除术（又称去势术）是数千年来用于多种动物物种的绝育方法。在犬猫中，它已成为控制雄性繁殖、缓解动物过剩问题的首选方法，尤其适用于“流浪”动物。

犬猫的阉割手术需在严格规定下进行，由持证兽医使用全身麻醉或镇静联合局部麻醉完成。公牛的“物理阉割”可在无麻醉下进行，常用方法包括橡皮筋阻断血供（导致坏死）或Burdizzo法（压碎精索）。猪的去势手术已被广泛认可，不仅可控制“公猪异味”，还能减少大型农场中的雄性攻击行为。马的阉割通常在站立位进行，需诱导镇静和局部镇痛。

阉割的益处：

1、去除睾酮的主要来源，有助于控制性行为、攻击性行为以及雄激素相关疾病（如前列腺肥大和睾丸肿瘤）。

2、一些研究表明，去势犬的寿命可延长13.8%，可能与行为改变和死亡风险降低有关。

潜在风险：某些犬种在幼龄去势可能缩短寿命。去势犬中，特定癌症（如骨肉瘤）的发生率可能高于未去势犬。

3.1.2输精管切除术

输精管切除术通过手术隔离输精管并结扎两段区域，随后切除结扎部分。该方法保留睾丸及其激素分泌功能，属于性腺保留手术。

手术阉割是动物绝育的主要方法，而输精管结扎术更常用于人类。传统上，兽医和宠主倾向于选择阉割，因其不仅能诱导不育，还能抑制性行为。近年来，性腺保留手术（如输精管切除术）在年轻动物中越来越受欢迎，因其能维持生殖类固醇的产生，对健康有益。

图2 替代去势诱导雄性动物不育的潜在方法概述。雄性哺乳动物的绝育方法（即，狗），可以大致分为三种导致雄性精子产生和生育力阻断的方法：（A）靶向下丘脑/垂体区域是一种常见的方法。(B)已经尝试使用几种方法，包括器官内注射，直接化学靶向睾丸和生殖道。(C)免疫去势使用抗体或刺激抗体产生以靶向HPG轴内的组分，包括下丘脑和垂体中的KISS 1、GnRH、LH和FSH。

3.2 化学绝育

化学绝育的概念起源于化学化合物的毒理学研究，尽管许多化学物质对雄性生殖系统具有毒性，但由于其全身毒性（如神经毒性），限制了其在大型哺乳动物中的应用。以下是几种具有潜力的化学绝育剂及其作用机制：

3.2.1 酮康唑（Nizoral）

作用机制：最初作为抗真菌药物开发，用于人类和动物（如犬、猫）。抑制麦角固醇生物合成和细胞色素P450酶，阻碍类固醇合成，从而抑制睾酮生成。

效果：在犬、灵长类和人类中，酮康唑可抑制精子活力和睾酮合成，导致少精症和无精症。

局限性：高剂量可能导致中枢神经系统毒性和肾上腺功能不全，限制了其作为绝育剂的应用。

3.2.2 4-乙烯基环己烯二环氧化物（VCD）

作用机制：工业化学品，用于生产环氧化物、塑料和农药。导致生殖细胞变性，曾被提议作为犬猫的非手术避孕药。

局限性：全身毒性（特别是对大脑的潜在影响）限制了其进一步发展。

3.2.3 20,25-二氮胆固醇二盐酸盐（DiazaCon™）

作用机制：最初用于降低人类血清胆固醇水平，后被发现具有生殖毒性。抑制胆固醇侧链裂解，减少生殖类固醇激素合成。

效果：在鸟类和啮齿类动物中，降低睾酮水平，导致生殖细胞损失和睾丸萎缩。

局限性：高剂量可能导致非生殖健康影响，甚至死亡。

3.2.4 苯并咪唑-氨基甲酸酯化合物（如苯菌灵和多菌灵）

作用机制：内吸性杀真菌剂，用于植物保护。与β-微管蛋白结合，破坏有丝分裂纺锤体形成，抑制细胞分裂。

效果：导致附睾尾部精子数量减少和睾丸萎缩，具有可逆性避孕作用。

局限性：高剂量可能导致生殖道阻塞和睾丸萎缩，同时伴随神经和肾脏损伤。

3.2.5 α-氯乙醇

作用机制：抑制甘油醛-3-磷酸脱氢酶活性，降低精子运动性。

效果：低剂量产生避孕作用，高剂量可能导致永久性不育。

局限性：高剂量可能导致神经和肾脏损伤。

3.3 注射绝育

化学绝育主要通过睾丸注射实现，但某些治疗方法同时影响睾丸和附睾，而另一些则仅针对附睾或输精管。治疗方法包括多种化学类别和给药途径，如器官注射（睾丸、附睾、输精管）、口服给药以及皮下或肌内注射。部分化学物质单次给药即可见效，有的则需要多次治疗。每种化学物质的作用机制取决于其靶向的细胞类型、涉及的生化途径以及给药方式。

3.3.1 睾丸注射

化学绝育通过局部注射（如睾丸注射）减少全身毒性，但效果和安全性因化学物质而异。锌化合物虽曾获FDA批准，但因效果不一致和动物福利问题退出市场。高渗盐溶液（如CaCl₂）表现出更高的安全性和一致性，但仍需进一步研究和监管批准。

3.3.2附睾和输精管注射

除了睾丸注射外，还试验了将化学物质直接注射到生殖道（表3）以替代输精管切除术。通过两种类型的注射实现了生殖道的阻塞。第一种方法是注射硬化性化学物质，通过非特异性炎症性纤维化在肾小管壁中诱导组织瘢痕形成或硬化，从而导致管腔狭窄和闭塞。第二种类型的注射是使用封堵剂堵塞输精管腔。然而，这些方法通过在组织中诱导炎性反应、产生硬化并可能抑制血流而起作用，这导致组织坏死。伴随的疼痛阻碍了它们在伴侣动物中的使用。

3.4激素绝育

激素绝育，包括类固醇和合成肽的使用，已被广泛研究用于控制雄性生殖功能，但其主要关注点在于可逆避孕而非永久不育。

合成代谢类固醇（如睾酮十一酸酯）常与孕激素联合使用，以暂时抑制促性腺激素，导致无精子症或精子缺乏。然而，其效果不稳定，且可能引发低钾血症、抑郁和性欲减退等副作用。DMAU（二甲雄龙十一酸酯）作为一种合成孕酮，正在男性避孕试验中展现出潜力。

GnRH激动剂已成功用于暂时抑制雄性和家畜的生殖功能，但并非对所有物种都有效，且尚未证明可诱导永久不育。

雄激素滥用（如合成代谢类固醇）可通过负反馈抑制HPG轴，导致低促性腺激素性腺功能减退和不育。尽管停药后功能通常可恢复，但在某些情况下可能需要激素替代治疗。

在新生儿期短暂给予类固醇激素（如雌激素或雄激素）可能诱导永久性不育，但其效果因物种、剂量和治疗时间而异。实验表明，新生儿雌激素治疗可永久抑制下丘脑Kisspeptin途径，导致睾丸萎缩和不育。此外，雌激素对生殖道的直接影响也可能导致精子运输阻塞。

胎儿或新生儿期过度暴露于类固醇激素可能引发睾丸发育不良综合征（TDS），症状包括隐睾症、尿道下裂、精液质量差和睾丸癌等。这些副作用限制了激素治疗在诱导不育中的应用。

图3 雄性绝育手术方法1.通过阉割手术切除睾丸是最古老的方法，即使在今天仍然是最可靠的方法。2.输精管切除术涉及输精管的一部分的结扎和移除，是人类中常用的方法，并且当期望维持睾丸的雄激素输出时，已被提议作为家养动物中的性腺保留方法。3.由聚氨酯或其他类型的聚合物制成的塞子的插入已经在人体中进行了测试。4.手术结扎睾丸动脉已被提议作为一种诱导睾丸萎缩的方法，而不完全切除器官。改编自Biorender。

3.5免疫绝育

疫苗诱导绝育，也称为免疫去势，是雄性阉割的最佳替代方案之一。该方法基于刺激免疫系统产生针对宿主生殖激素轴（HPG轴）特定组分的特异性中和抗体

在美国，抗体介导的免疫避孕技术于2014年获得专利。免疫去势在家畜中取得了巨大成功，针对GnRH或KISS 1的免疫不仅抑制精子发生，使动物不育，而且还减少雄激素相关的雄性行为和气味。这种方法对食物链是安全的，并且相对容易与其他常规疫苗结合。此外，它可以潜在地最小化雄激素减少对动物生长的负面影响，等待到青春期年龄接种疫苗。

使用免疫去势作为雄性猫和狗的绝育手术的替代方案也引起了极大的兴趣。在猫中，免疫去势被认为是控制“流浪”动物种群的潜在成本效益工具。

3.6基因组编辑技术

该方法已被提议作为手术阉割的替代方法，选择理想的基因来阻断睾丸功能是很重要的，因为通路可能有意想不到的方式来补偿特定基因的丢失。预计CRISPR/Cas9技术将在未来几年用于靶向许多其他对生殖器官发育或功能至关重要的基因。总之，基因编辑的新技术在替代动物阉割方面有很大的希望，但选择最佳靶细胞/基因并解决所有迫在眉睫的问题将是一个挑战，特别是对生殖系统基因操作的伦理问题。此外，这项技术的成本可能很高，这可能减少在牲畜中的应用，而它可能是可以接受的用于独特的狗和猫品种。

四、小结

这篇综述讨论了过去和现在的雄性绝育历程，以针对雄性生殖系统的各个方面，使用各种方法，从手术绝育到涉及化学毒物的治疗，激素操纵，最后是基因破坏。一个重要的变量是诱导绝育的年龄。

从文献中可以发现，在年轻或青春期年龄进行阉割的优点和缺点。如果目标不是诱导不育，而且是抑制男性性行为，则无论使用何种方法或治疗时的年龄，都需要降低血清睾酮水平。然而，在某些情况下，在使雄性不育的同时允许正常的雄激素产生是理想的。最后，随着破坏遗传密码的更简单的方法变得可用，基因靶向将成为开发雄性不育新方法的有前途的方法。

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来源|Frontiers in Veterinary Science

翻译|张秋雁

编辑|张秋雁

审核|郭羽丽