囊性纤维化（Cystic Fibrosis, CF）是由囊性纤维化跨膜传导调节因子（Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator, CFTR）基因突变导致的遗传性疾病，经典表型为因先天性双侧输精管缺如（Congenital Bilateral Absence of the Vas Deferens, CBAVD）继发的梗阻性无精子症所致男性不育。越来越多的证据表明，CFTR功能障碍也可能参与非梗阻性男性不育的发生。CFTR广泛表达于雄性生殖道各部位，包括支持细胞、生殖细胞及成熟精子。本综述总结了当前将CFTR突变和变异与性腺功能减退、精子发生受损、精子功能改变及生殖结局降低相关联的研究证据。临床研究显示，CF或CBAVD男性中睾酮缺乏的患病率较高，且常发生于促性腺激素水平正常的背景下。遗传学与荟萃分析数据支持CFTR变异（尤其是IVS8-5 T多态性）与非梗阻性无精子症的关联。实验研究进一步表明，CFTR通过调节支持细胞内的cAMP-CREB信号通路，以及调控影响生殖细胞增殖的microRNA表达，在精子发生中发挥关键作用。精子中的CFTR表达还通过与溶质载体家族26（Solute Carrier Family 26, SLC26）成员的相互作用，协调氯离子与碳酸氢根转运，参与获能、运动及受精能力的调控。新兴证据还提示CFTR在早期胚胎发育中具有作用，可能对辅助生殖技术（Assisted Reproductive Technology, ART）结局产生影响。这些发现共同挑战了“CF相关男性不育仅为梗阻性因素导致”的传统观点，凸显CFTR突变可能是非梗阻性不育的潜在致病因素。仍需进一步研究以阐明致病机制并探索靶向治疗策略。
引言
囊性纤维化是全球最常见的遗传性疾病之一，全球发病率估计为1/3000至1/6000，携带者频率为1/28至1/40。该病由CFTR基因突变引起，该基因编码一种兼具氯离子（Cl–）与碳酸氢根（HCO3−）转运功能的跨膜蛋白，直接参与并间接调控细胞膜的离子与水转运，在黏液等分泌物的生成中发挥关键作用。在CF的多种临床表现中，男性不育是突出特征，典型表现为继发于CBAVD的梗阻性无精子症，患者附睾头至精囊的不同节段缺如，伴精囊发育不良、射精量低及精液呈酸性（pH < 7），但睾丸体积与血清卵泡刺激素（Follicle-Stimulating Hormone, FSH）水平通常正常，提示下丘脑-垂体-性腺轴完整。约98%的症状性CF患者在体格检查中可检出CBAVD，仅不足2%的CF患者具备生育能力，此类患者多携带特定的CFTR基因型（如3849 + 10 kb C-T变异）。遗传学分析显示，80%–97%的CBAVD病例存在CFTR突变，其中78%携带至少1个突变，53%携带2个及以上突变，提示CFTR功能的部分受损即可显著促进CBAVD发病。IVS8-5 T多态性、TG重复序列及IV类、V类突变在该人群中尤为常见。其机制可能包括：CFTR活性下降破坏男性生殖管道离子转运，导致管腔黏度升高、黏液积聚，最终引发附睾与输精管阻塞；或CFTR功能障碍直接损害胚胎期中肾管分化，阻碍男性输出道正常发育。高效CFTR调节剂（Highly Effective CFTR Modulators, HEMT）的应用已显著改善CF患者的肺功能、急性加重频率、症状负担及体重，患者平均预期寿命已超过50岁，这也使得CF男性生育力问题重新受到关注——近期证据表明，CF相关不育无法完全由梗阻性无精子症解释。从分子层面看，CFTR的调节（R）域具有固有无序特性，可参与多种蛋白质-蛋白质相互作用与调控通路；其胞质氨基（N）端与羧基（C）端介导与多种蛋白质的相互作用，C端末端的4个残基形成突触后密度95/ discs large /带状闭合蛋白（Postsynaptic Density 95/Discs Large/Zonula Occludens, PDZ）结合基序，使其功能超越了Cl−与HCO3−转运本身。CFTR在雄性生殖道中广泛表达：在生精小管中，其表达于支持细胞及所有生殖细胞群，尤其在初级精母细胞与延长型精子细胞中富集；在支持细胞内，CFTR参与CREB磷酸化与精子发生基因的转录调控、介导碳酸氢根转运以维持pH稳态，并支持紧密连接形成，这对血-睾屏障完整性与生殖细胞发育至关重要；此外，CFTR在粗线期精母细胞与延长型精子细胞中呈阶段特异性表达，提示其参与精子形成过程，同时定位于成熟精子的赤道段，与精子运动能力相关。因此，CFTR功能障碍可能通过多种途径损害生育力，包括管腔液成分改变、上皮分化异常、精子运动或获能缺陷，这些过程还可能由CFTR与男性生育力关键蛋白（如水通道蛋白、上皮钠通道、溶质载体家族16转运体、β-连环蛋白、可溶性NSF附着蛋白受体蛋白、溶血磷脂酸受体2、带状闭合蛋白1）的相互作用紊乱所介导。本综述旨在系统梳理CFTR在非梗阻性男性不育发病机制中的作用，强调针对次要CFTR突变开展深入研究的重要性及其潜在的诊断与治疗价值。
CFTR突变与性腺功能减退
多项研究证实CF或CBAVD男性中性腺功能减退的患病率较高。一项基于TriNetX数据库的分析纳入14,033名18岁以上CF男性与3439名CBAVD男性，结果显示仅10.1%的CF患者与8.9%的CBAVD患者接受了血清睾酮检测，而在接受检测的人群中，32.7%的CF患者与43%的CBAVD患者存在低睾酮血症，这既反映了该问题的临床重要性，也暴露出其筛查率严重不足的现状。另一项近期研究中，41.7%的12例CF患者FSH水平升高（> 7.6 IU/L），16.7%被诊断为原因不明的性腺功能减退，提示该人群可能存在睾丸功能障碍。类似地，针对71名携带双等位基因CFTR突变个体的研究发现，22%的患者睾酮水平降低，但促性腺激素水平正常。另有研究纳入69名平均年龄33.34 ± 10.98岁的CF男性，27.54%的参与者睾酮水平低于300 ng/dL。CF睾酮缺乏的病理生理机制尚未完全明确，反复感染、慢性系统性炎症、营养不良及长期糖皮质激素治疗均可能干扰促性腺激素释放激素（Gonadotropin-Releasing Hormone, GnRH）分泌神经元活性或间质细胞类固醇合成。此外，新兴证据表明突变CFTR可直接损害GnRH分泌神经元内的神经肽囊泡运输，这可能是多数研究中睾酮降低但促性腺激素谱正常的原因。
CFTR突变与非梗阻性无精子症（Nonobstructive Azoospermia, NOA）
早在1996年即有研究提出CFTR基因突变可能影响精子发生。该研究在127名精液质量异常的无关男性中筛查13种CFTR突变，发现17.5%的精液质量下降患者与14.3%的无精子症患者至少携带1个CFTR突变，显著高于当地人群预期携带者频率（P = 0.00139），且精液参数正常的对照组未检出突变，提示CFTR可能独立于其对附睾与输精管的已知作用，影响精子发生或精子成熟。后续研究进一步证实CFTR突变参与精子发生缺陷的发病。其中研究最深入的变异是CFTR基因非编码区IVS8的5 T多态性，该多态性源于IVS8-(n)T重复序列的变异，n代表胸腺嘧啶残基数量，常见等位基因为5 T、7 T与9 T；7 T与9 T通常被视为功能中性，而5 T变异会导致外显子9异常剪接，产生缺失该外显子的CFTR转录本，进而生成功能缺陷蛋白。IVS8-5 T上游的TG重复数可进一步调节外显子9跳读概率：典型TG重复数为11，若5 T等位基因与12或13个TG重复同时存在，则会加剧CFTR蛋白合成的受损程度，从而促进男性不育。一项近期荟萃分析纳入20项研究（共6423例患者与5834名对照），结果显示IVS8-5 T等位基因使精子发生受损的风险升高约3倍（比值比Odds Ratio, OR = 2.84）；分层分析显示，非欧洲人群的效应更强（OR = 4.50），欧洲人群为OR = 1.28；同时纳入CBAVD与NOA患者的研究中风险更高（OR = 3.18），仅纳入NOA患者的研究中为OR = 1.82。另一项纳入14项研究的荟萃分析同样显示IVS8-5 T突变与非梗阻性男性不育风险正相关（OR = 1.69，95%置信区间Confidence Interval, CI 1.12–2.55），且在仅纳入NOA患者的分析中关联更强（OR = 2.62，95% CI 1.49–4.61）。中国学者在一名合并CBAVD与NOA的患者中发现CFTR p.G970D错义功能缺失突变，回顾性分析122名中国CBAVD患者，该突变检出率为4.1%；功能评估显示，该突变在精原干细胞与精原细胞中具有致死性，并可抑制精母细胞与支持细胞增殖，其机制可能与剪接异常及CFTR表达降低有关，提示CFTR p.G970D是中国人群中与CBAVD及精子发生受损相关的致病突变。机制研究进一步揭示CFTR通过支持细胞的cAMP-CREB信号级联调控精子发生：CFTR敲除小鼠（S489X）的睾丸大小、重量、每日精子生成量及附睾精子计数均显著低于野生型对照，精子细胞标志物鱼精蛋白-2表达下降；免疫荧光显示纯合突变小鼠支持细胞中cAMP响应元件结合蛋白（cAMP-Response Element Binding Protein, CREB）表达降低。CFTR介导的碳酸氢根内流可通过可溶性腺苷酸环化酶（Soluble Adenylyl Cyclase, sAC）调控FSH诱导的cAMP-CREB通路激活，使用CFTR抑制剂CFTRinh172与sAC抑制剂KH7可阻断碳酸氢根对FSH刺激的cAMP生成的增强效应；人类NOA患者睾丸样本中同样观察到CFTR、CREB与鱼精蛋白-2表达降低，提示CFTR-CREB轴紊乱可能是无精子症的潜在机制。另有研究表明，CFTR功能缺陷可通过上调microRNA-15b（miR-15b）抑制细胞周期调节因子CDC25A，从而抑制生殖细胞增殖；miR-15b过表达源于突变CFTR导致的Argonaute 2与Dicer 1相互作用紊乱，进而增强Dicer 1活性。尽管多数研究支持CFTR与精子发生的关联，仍有部分研究未能验证该关联，提示需进一步明确哪些CFTR突变或变异与精子发生损伤最强相关，并阐明其致病机制。
CFTR蛋白在精子功能与受精中的作用
除参与分泌性无精子症与精子发生损伤的发病外，CFTR基因突变也被认为可导致精子质量改变。人类与动物模型精子赤道区均检测到CFTR蛋白表达，且不育患者（无论精液参数是否正常）精子赤道区的CFTR表达均低于健康对照，提示CFTR参与精子质量调控。282名精液参数正常的健康生育男性中，CFTR表达与精子前向运动能力（r = 0.221）及正常形态率（r = 0.202）呈轻度但显著的正相关，与精液量、精子浓度及总数无关联。201名健康生育男性按年龄分层的研究显示，随着年龄增长，精子赤道段与颈部的CFTR表达呈依赖性下降，且与精子前向运动能力降低及碳酸氢根敏感性下降相关，而后者是精子获能的关键。尿毒症患者的精子CFTR蛋白水平显著低于生育与不育对照，肾移植后CFTR表达部分恢复，伴随精液参数改善，提示CFTR表达下降与尿毒症患者生育力减退相关，可作为评估该人群生殖潜能的潜在生物标志物。CFTR在赤道段的定位还提示其参与获能与受精能力调控：体外实验显示，使用CFTR抑制剂处理精子可损害孕酮诱导的获能，抑制超激活运动与顶体反应，最终降低精子穿透卵母细胞的能力。氯离子与碳酸氢根离子在上述过程中均发挥关键作用：获能的早期事件之一是HCO3−依赖性的sAC激活，进而合成cAMP并激活蛋白激酶A（Protein Kinase A, PKA）；而碳酸氢根内流本身受氯离子水平调控——即使存在充足的碳酸氢根，逐步降低氯离子浓度仍会损害精子获能，表现为细胞内碱化减弱、sAC活性抑制及获能相关的蛋白质酪氨酸磷酸化减少，提示氯离子是介导碳酸氢根进入精子的必要条件。尽管CFTR是精子主要的氯离子转运体，但并非唯一途径，其功能缺陷可由氯离子选择性离子通道、GABAA受体/氯离子通道、钙激活氯离子通道及钠/钾/氯共转运体代偿。然而，使用不同氯离子转运抑制剂的实验显示，CFTR高亲和力阻断剂CFTRinh-172对精子获能的抑制作用最强，提示CFTR在氯离子转运与获能相关过程中处于核心地位。CFTR可与SLC26家族成员形成多分子复合物发挥作用：SLC26A3（氯离子/碳酸氢根交换体）与CFTR共同参与精子获能过程中的氯离子/碳酸氢根交换，抑制CFTR、SLC26A3或其特异性抗体均可损害获能；SLC26A8（由TAT1编码）同样与CFTR存在功能互作，Tat1敲除小鼠精子无法完成获能，人类弱精子症患者中检出的SLC26A8错义突变可能通过破坏CFTR-SLC26A8复合物形成而损害相关调控机制；SLC26A3杂合突变（c.2062 G > C；p.Asp688His）在不育男性中的检出率为3.2%，可能通过干扰CFTR-SLC26A3互作，破坏精子氯离子/碳酸氢根稳态。
CFTR在胚胎发育中的作用：对辅助生殖技术结局的潜在影响
CFTR还参与胚胎发育调控：猪输卵管细胞体外实验显示，CFTR参与提升输卵管微环境中的碳酸氢根离子浓度，而碳酸氢根通过激活sAC信号通路促进2-细胞胚胎向桑葚胚或囊胚阶段发育，该过程中SLC26A3与SLC26A6同样发挥重要作用，使用特异性抑制剂可阻断胚胎生长。小鼠胚胎干细胞（mESC）研究进一步证实CFTR在中内胚层发育中的关键作用：CFTR敲除小鼠来源的mESC中，中胚层与内胚层分化标志物表达显著降低；机制上，CFTR与β-连环蛋白存在物理相互作用，CFTR突变可通过Wnt/β-连环蛋白信号级联紊乱损害胚胎发育。鉴于CFTR在精子功能与胚胎发育中的双重作用，研究人员推测其可能影响自然受精与辅助生殖技术（ART）结局。一项纳入135对健康夫妇的研究显示，精液参数正常的男性中，来自不育夫妇者的精子CFTR表达显著低于来自可育对照者；受试者工作特征曲线分析确定的CFTR表达阈值为43.75%，低于该阈值的患者累计妊娠率显著更低（49.3% vs. 80.6%）。针对1014个卵胞浆内单精子注射（Intracytoplasmic Sperm Injection, ICSI）周期的分析显示，CBAVD患者的每移植胚胎流产率与死胎率高于非CBAVD梗阻性不育患者，活产率更低；由于CBAVD患者中CFTR突变频率显著更高，进一步按突变状态分层分析显示，携带CFTR突变者的流产率与死胎率高于非携带者，且流产或死胎患者中CFTR突变的患病率高于活产患者，提示CFTR功能障碍可能通过精子质量下降与父源CFTR传递的双重途径损害生殖结局。比较10名CF患者与29名CBAVD患者（均携带CFTR突变）的ICSI结局发现，CF患者的手术取精率与受精率更低，提示CFTR损伤的严重程度直接影响生育结局。但仍需更多研究区分精子质量受损与父源CFTR传递对胚胎发育的相对贡献。
未来方向与结论
现有证据已部分修正了“CFTR突变仅导致梗阻性无精子症”的经典范式。对于表现为分泌性无精子症和/或存在不明原因精液参数异常的不育患者，应考虑进行CFTR基因遗传学分析。然而，CFTR突变影响精子发生与胚胎发育的具体机制、其对ART结局的影响程度仍未完全阐明。当前多数研究为回顾性设计，且未充分校正激素水平、睾丸体积及可能影响精子质量与治疗成功的合并症等混杂变量。尽管如此，现有证据仍为开发CFTR靶向治疗策略以改善突变携带者的精液参数或ART成功率提供了新视角，但目前尚无直接针对该方向的研究。综上，尽管仍需进一步研究以明确CFTR突变在非梗阻性不育中的作用与机制，但其可能成为一类可治疗的男性不育病因，亟需开展针对性的靶向治疗研究。
