尽管尿道下裂是小儿泌尿生殖系统的常见病和多发病，但是仍然有很多基础和临床的问题有待解决 。 近二十年来，国内、外的报道均发现尿道下裂发病率大幅上升，其原因何在？ 尿道下裂的病因和发病机制的研究有何进展？ 不同尿道成形术的解剖学和病理组织学基础有何区别？ 不同尿道成形术的近远期疗效有何区别？ 组织工程尿道的应用和前景如何？ 由于社会伦理学的限制和前瞻性随机临床试验的难以开展，尿道下裂的病因学和手术学研究通常应用动物模型来模拟。 建立尿道下裂动物模型，并应用于相关问题研究，能够提供尽可能接近人体实验的理论数据 。 本文拟就近年来尿道下裂动物模型的建立和应用研究进展加以综述。

一、尿道下裂动物模型的建立尿道下裂动物模型的建立最早见于２０ 世纪中叶，如今已成功建立的动物模型有药物诱发性和手术实验性两种。 尿道下裂动物模型的建立以药物诱发性多见，诱发药物有抗雄激素类、雌激素类以及其他内分泌干扰因子，实验动物有 ＳＤ 大鼠、ＣＤ唱１小鼠、ＩＣＲ 小鼠和新西兰兔等。 尽管目前药物诱发性尿道下裂动物模型的建立不乏成功的经验，但是仍然缺乏标准化的药物剂量、剂型、给药途径以及实验动物的胎龄等。 通过切除部分尿道建立手术实验性的尿道下裂动物模型相对较少，实验动物有犬和新西兰兔等。 手术实验性的尿道下裂动物模型建立相对简单，但是更接近于尿道外伤，而不同于真正意义上尿道下裂的尿道缺损。

１．抗雄激素类药物诱发的尿道下裂动物模型：男性泌尿生

殖系统的分化和发育依赖足量的睾酮和完整的雄激素受体（ ａｎ唱ｄｒｏｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒ，ＡＲ），５α唱还原酶将睾酮转化成活性更高的双氢睾酮（ａｎｄｒｏｓｔｅｎａｌｏｎｅ ，ＤＨＴ），ＤＨＴ 或睾酮与ＡＲ 结合，调节雄激素

依赖的基因表达，从而影响中肾管和生殖结节的分化和发育。抗雄激素类物质通过影响睾酮生成或睾酮转化 ＤＨＴ 以及阻断ＡＲ等机制导致尿道下裂发生 。 氟他胺为非甾体类抗雄激素

药物，代谢产物小羟基氟他胺是主要活性形式，与 ＤＨＴ 竞争性结合 ＡＲ，抑制靶组织摄取ＤＨＴ，从而导致尿道下裂发生。 Ｆｏｓｔｅｒ

等证实对ＳＤ 大鼠给予氟他胺单剂量５０ ｍｇ ／ｋｇ 可导致仔鼠出现尿道下裂，其中以孕１７ ｄ 母鼠诱发成功率最高。 Ｋｉｍ 等 进一步发现诱发成功率与氟他胺剂量和时间呈正相关，对孕１２ ～１７ ｄ ＳＤ 大鼠管饲 ２５ ｍｇ· ｋｇ －１ · ｄ －１ ，维持 ３０ ｄ，此阶段的仔鼠尿道下裂诱发成功率最高。 非那雄胺是另一种常用的抗雄激素类药物，为４唱氮杂甾体化合物，是５α唱还原酶特异性抑制剂，它可

以通过阻断睾酮转化为 ＤＨＴ，从而导致尿道下裂发生。 杨晓峰等 证实对孕 １９ ｄ 新西兰兔，只需要给予非那雄胺 １０ ｍｇ · ｋｇ－１ · ｄ－１ ，连续给药 ４ ～７ ｄ，幼崽尿道下裂发生率为 ２２畅２％

～１００％。

２．雌激素类药物诱发的尿道下裂动物模型：流行病学研究发现，雌激素作为一种环境内分泌干扰物质，可能是近年来尿道下裂发病率大幅增加的原因之一。 高浓度雌激素通过下丘脑唱垂体唱性腺轴的影响间接抑制睾酮的分泌，导致体内雄激素水平下降，从而发挥抗雄激素作用。 雌二醇是最常用的雌激素类药物，通过与ＤＨＴ 竞争性结合ＡＲ 的配体结合区，阻止睾酮或ＤＨＴ

与 ＡＲ 结合，从而抑制 ＡＲ 调节的雄性激素依赖基因的表达 。Ｌｊｕ 等 证实对孕 １２ ～１７ ｄ 的 ＣＤ唱１仔鼠，给予 １７唱ａ唱乙炔雌二醇５０ ｍｇ· ｋｇ －１ · ｄ －１ ，仔鼠尿道下裂发生率为 ４８畅６％。 贺厚光

等亦证实对孕１２ ～１６ ｄ ＩＣＲ 小鼠连续５ ｄ 皮下注射苯甲酸雌二醇可以成功诱发仔鼠尿道下裂，并且发现５ ｍｇ· ｋｇ －１ · ｄ －１ 可能是最适合的剂量。

 

３．其他内分泌干扰因子诱发的尿道下裂动物模型：拟雌激素作用的化合物被称为环境雌激素（ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｅｓｔｒｏｇｅｎｓ ，ＥＥＳ）或环境内分泌干扰物 （ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｅｎｄｏｃｒｉｎｅ ｄｉｓｒｕｐｔｏｒｓ，ＥＥＤＳ）。 ＥＥＳ 干扰人类雄性胚胎的泌尿生殖结节分化，从而导

致尿道下裂。 植物雌激素是拟雌激素类物质之一。 其分子结构

与哺乳动物雌激素相似，能够与哺乳动物甾体雌激素受体（ ｅｓ唱ｔｒｏｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒ，ＥＲ） 结合，表现出弱的雌激素活性，如大豆异黄

酮、金雀异黄素、木酚素类和黄豆素类等。 某些工业化学物质，如邻苯二甲酸二丁酯（ ＤＢＰ）、利谷隆、敌敌畏（ ＤＤＶＰ）、滴滴涕

（ＤＤＴ）等，该类物质能够抑制睾酮形成和阻碍靶组织利用睾酮，从而影响雄性泌尿生殖系统发育。 证实对孕 １４ ～１８ ｄ的 ＳＤ 大鼠给予 ＤＢＰ ７００ ～１０００ ｍｇ· ｋｇ －１ · ｄ －１ ，仔鼠尿道

下裂发生率为 ６畅８％ ～４１畅３％。 黄鲁刚等 对孕 １２ ～１７ ｄ 的ＳＤ 大鼠管饲 ＤＤＶＰ １０ ｍｇ · ｋｇ－１ · ｄ－１ ，仔鼠尿道下裂发生率

为２５％。

 

４．手术实验性尿道下裂动物模型的建立：药物诱发建立的尿道下裂动物模型大多为小鼠或大鼠，通常应用于病因学研究，但由于小鼠尿道下裂阴茎的短小，通常长度小于１ ｃｍ，故难以实行尿道成形术和开展手术学研究。 因此学者们选择较大型动物，通过直接切除部分尿道来建立尿道下裂动物模型，再施行尿道成形术并进行手术学研究。 比如Ｌｅｓｌｉｅ 等 利用新西兰兔建立手术实验性尿道下裂模型，设计三种尿道切除方式和尿道成形手术，分别是尿道前壁部分切除尿道成形术、尿道前壁部分切除加尿道后壁纵向切开尿道成形术、尿道前壁部分切除加尿道后壁切开嵌插包皮皮瓣尿道成形术，并比较不同手术的优劣。相似的研究在犬类动物也容易施行。

二、尿道下裂动物模型的应用研究进展

 

１．尿道下裂病因学研究：人类性别分化和生殖器官发育涉及基因表达与调控，性激素合成，性激素与靶器官结合，细胞信号通道等一系列环节。 通过药物诱导建立尿道下裂动物模型，模拟内分泌因素、遗传因素以及环境因素在尿道下裂形成中的作用，从而研究尿道下裂的病因和发病机制。

决定人类性别分化的基因有 ＳＲＹ、ＷＴ１、ＨＯＸ、ＦＧＦ、Ｓｈｈ、５ａ唱

 

还原酶Ⅱ基因、ＡＲ 基因以及 ＬＨ 受体基因等，其中 ＳＲＹ 和 ＷＴ１

与睾丸发育相关，ＨＯＸ、ＦＧＦ、Ｓｈｈ 与阴茎发育相关［１３］ 。 上述基因发生突变或表达异常均可导致尿道下裂发生。 Ｋｉｍ 等［５］ 发现孕期暴露于ＤＢＰ 和氟他胺的 ＳＤ 大鼠，子代尿道下裂发生率与

药物剂量呈正相关，其近端尿道上皮中的５α唱还原酶Ⅱ基因、ＡＲ基因表达明显下降，而雌激素受体表达增加。 Ｂｈｏｊ 等［１４］ 发现

 

ＢＮＣ２／Ｂｎｃ２ 基因在人和鼠的尿道周围组织中大量表达，如果该

基因在９ 号染色体与１３ 号染色体出现平衡易位，则可能导致远端尿道发育障碍。 Ｋｕｒｏｋａｗａ 等［１５］ 发现氟他胺诱导的 ＳＤ 大鼠尿

道下裂模型，其生殖结节和包皮中催乳素诱导蛋白（ Ｐｉｐ ／ＰＩＰ） 较

 

正常水平低，提示Ｐｉｐ ／ＰＩＰ 与尿道下裂发生有关。

ＤＨＴ 或睾酮必须与 ＡＲ 结合才能发挥雄性化作用。 Ｒｉｄｅｒ等［１６］ 发现ＡＲ 拮抗物如ＤＢＰ、ＢＢＰ、ＤＥＨＰ 等，能抑制由雄激素调

 

节的基因表达，抑制睾酮介导的性别分化，导致尿道下裂发生。Ｚｈａｎｇ 等［１７］ 利用 ＤＢＰ 诱导建立鼠尿道下裂模型，发现 ＤＢＰ 通过Ｗｎｔ／β唱ｃａｔｅｎｉｎ 信号通路影响生殖结节发育， 其关键蛋白是 β唱ｃａｔｅｎｉｎ，β唱ｃａｔｅｎｉｎ 在尿道下裂鼠的尿道板中表达下降。 Ｍｉｙａｇａｗａ

等［１８］ 利用基因敲除建立鼠尿道下裂模型，发现 ｈｅｄｇｅｈｏｇ 信号通路对男性外生殖器成形至关重要， 在胚胎时期其关键蛋白为Ｇｌｉ２，Ｇｌｉ２ 基因表达水平下降会影响雄性激素对靶组织的作用，从而影响男性外生殖器发育。

 

ＥＥＳ 或 ＥＥＤＳ 等环境因素在尿道下裂中的发病机制是近年来的研究热点。 Ｒｏｓｓ 等［１９］ 认为妊娠期暴露于金雀异黄素可以

 

导致组织形态、细胞增殖和细胞凋亡的路径发生变异，特别是ＭＡＰＫ 基因和 ＴＧＦ唱βＭＡＰＫ 信号通路等发生改变，从而导致尿

道下裂发生。 黄鲁刚等［１１］ 利用 ＤＤＶＰ 诱导建立大鼠尿道下裂模型，发现其睾丸组织中 Ｌｅｙｄｉｇ 细胞数量和 Ｃａｌｒｅｔｉｎｉｎ 蛋白明显少于对照组，从而推测ＤＤＶＰ 导致胎鼠睾丸中 Ｌｅｙｄｉｇ 细胞受损，

 

进而胎鼠雄激素水平降低，可能是尿道下裂的发病机制之一。

 

２．尿道下裂尿道成形术后尿道瘢痕组织学研究：尿道狭窄是尿道下裂尿道成形术后的严重并发症，往往需要多次手术才能矫正，甚至最终造成阴茎橡皮样肿、阴茎残废也不在少见。 尿道狭窄的原因是新尿道组织瘢痕的形成与增生。 而尿道瘢痕的增生又与成纤维细胞、胶原生长因子及胶原酶等密切相关。 组

 

织微环境的改变和局部内分泌因子的影响都会造成瘢痕的增生。 Ｈａｆｅｚ 等［２０］ 利用兔建立手术实验性尿道下裂模型，并实行

 

尿道板卷管尿道成形手术修复尿道。 结论是尿道修复取决于尿道上皮再生和周围纤维组织形成，尿道支架的安放与留置时间与尿道愈合的结果没有直接关系。 ＴＧＦ唱β１ 是目前已知与创伤修复、组织瘢痕形成关系最密切、最有代表性的生长因子，ＴＧＦ唱β１ 的生理作用是刺激微血管生成和创伤组织的上皮化愈合，刺激成纤维细胞增殖、分化，促进肉芽组织形成。 曹国锋［２１］ 利用兔建立手术实验性尿道下裂模型，分别实行尿道板纵切卷管尿道成形手术、尿道口基底皮瓣翻转尿道成形手术、加盖包皮带蒂岛状皮瓣尿道成形手术修复尿道。 发现尿道板卷管尿道成形手

 

术组与尿道口基底皮瓣翻转尿道成形手术组和加盖包皮带蒂岛状皮瓣尿道成形手术组比较，尿道瘢痕 ＴＧＦ唱β１ 与 α唱ＳＭａｃｔｉｎ 表

达最弱，并认为成纤维细胞和肌成纤维细胞可能是尿道下裂术后尿道狭窄形成及加重的病理基础。

３．手术方式的研究：虽然尿道下裂手术有 ３００ 余种，但是没有一种手术可以完全避免尿道瘘、尿道憩室、尿道狭窄等并发症的发生，因此不同手术的解剖学和病理组织学原理值得探索。兔阴茎和尿道的胚胎发育过程与人类相近，包括相似的尿道板卷曲形成尿道腔的发育过程，拥有相似的阴茎海绵体、包皮及

背、外侧血管神经分布等， 是理想的研究尿道下裂的动物模型［２２］ 。 杨晓峰等［２３］ 利用非那雄胺建立兔尿道下裂模型，采用计算机三维成像技术研究包皮血管分布规律，结论是正常包皮血管呈单支主干型，前端型尿道下裂包皮血管呈双支主干型，近端型尿道下裂包皮血管呈网状型。 Ｌｅｓｌｉｅ 等［２４］ 利用兔尿道下裂模型施行改良加盖包皮带蒂岛状皮瓣尿道成形手术，尿道板切断后新尿道后壁嵌插睾丸鞘膜，前壁加盖包皮带蒂岛状皮瓣。 术后４ 个月组织病理学检查，发现嵌插的鞘膜逐渐被复层上皮取

 

代，形成类似于尿道移行细胞的结构。 Ｌｅｓｌｉｅ 认为运用睾丸鞘膜的改良ｉｎｌａｙ唱ｏｎｌａｙ 手术（耦合式后壁镶嵌游离组织唱前壁加盖带

 

蒂岛状皮瓣手术） 适合修复需要切断尿道板的重度尿道下裂。Ｅａｓｓａ 等［２５］ 利用兔尿道下裂模型施行尿道板纵切卷管尿道成形手术手术，观察尿道后壁纵切后组织愈合规律。 发现尿道纵切后组织延展宽度有限，难以超过２ ｍｍ。 当纵切处上皮化愈合完成后，局部组织延展也随之停止。 合适的尿道支架安放可能有利于组织延展。

 

４．组织工程尿道研究：通过组织工程尿道按照组织来源的不同分为两种，即单纯人工支架材料形成组织工程尿道，以及人工支架材料与机体自体细胞组合形成组织工程尿道。 前者是将单纯支架材料植入人体，支架逐渐被周围宿主细胞降解、吸收，并最终被宿主细胞替代，从而使尿道缺损得以修复。 由于单纯支架材料被证实远期易出现尿道挛缩，因此逐渐被后者即人工唱细胞支架复合物替代。 人工唱细胞支架复合物是指将种子细胞与支架材料共同构建组织工程尿道后再移植人体，通过种子细胞与宿主细胞共同参与修复尿道缺损［２６］ 。 所谓种子细胞即能够形成类似于尿道上皮细胞的人体自身的细胞，目前已经证实自体尿路上皮细胞和口腔黏膜细胞是比较理想的种子细胞。 目前已经被证实的人工支架材料常用的是聚羟基乙酸（ ＰＧＡ） 和透

 

明质酸复合物。 当然去细胞基质移植物（ ＡＣＭＧ） 如小肠黏膜下层（ＳＩＳ）、膀胱黏膜下层（ＢＡＭＧ）、尿道细胞外基质（ ＵＥＣＭ） 可能

 

是理想的生物类支架材料［２７］ 。 在临床应用方面，对于重度尿道下裂，将组织工程尿道作为新尿道后壁，再结合加盖包皮带蒂岛

 

状皮瓣尿道成形手术完成尿道重建已经被证实是行之有效的方法，Ｆｏｓｓｕｍ 等［２８］ 利用自体膀胱上皮细胞体外培养形成种子细

 

胞，铺设并镶嵌于新尿道后壁纵切处，同时结合加盖包皮带蒂岛状皮瓣尿道成形手术完成全部尿道重建。 所有 ６ 例患者随访６ ～８ 年，结论是近远期疗效满意。 完全的组织工程尿道代替新尿道完成尿道下裂修复在现阶段尚没有成功报道，由于组织工程尿道的预血管化问题难以解决，在可预见的将来，组织工程尿道仍然只能是实验室的热点，临床实践可能仅仅局限在部分尿道缺损的组织工程化。

 

三、结语

 

药物诱导或手术切除均可以有效建立尿道下裂动物模型，并成为尿道下裂病因、发病机制、手术原理、组织工程尿道等研究的有效平台。 下一步有待解决的问题有以下几点，比如药物诱导尿道下裂动物模型建立的标准化和固态化；基因工程动物模型的建立和病因学应用；药物诱导更大型动物模型的建立和手术学应用；组织工程尿道预血管化的解决和临床应用等。