新 型 冠 状 病 毒 （Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2,SARS-CoV-2）通过人-人途径传播近期在我国的爆发后，现已导致近个国家数万人感染并患有新型冠状病毒肺炎（Novel coronavirus pneumonia，NCP），成为全球突发公共卫生事件，受到国际社会的高度关注。

    最新公布的 72314 例 NCP 患者流行病学特征分析结果显示：在去世的病例中，大多数为 60 岁及以上中老年患者，且多患有其它基础性疾病；而大多数 NCP 患者症状较轻、总体粗病死率也较低。尽管如此，有报道男性死亡率明显高于女性，临床数据也显示作为 SARS-CoV-2 受体的血管紧张素转化酶 2（ACE2）在睾丸中表达，推测男性生殖系统也是 SARS-CoV-2 潜在的攻击目标。因此，需要密切关注并保护 NCP 轻症患者、治愈康复者以及广大一线人员的生殖健康，尤其中青年生育人群都是极重要的议题。

    虾青素具有很强的抗氧化活性，可捕获自由基的能力，而且具有营养和食用安全性，在我国植物源虾青素也已列为新资源食品。在概述虾青素在降低炎症、提高免疫和保护肾功能方面国内外系列研究论文基础上，本文从雌雄动物和人体层面，对虾青素与生殖系统的研究予以简要概述。

1. 虾青素的正常动物生殖的安全性评价

富含虾青素的雨生红球藻粉饲喂健康大鼠35天，其肝、脾、肾和睾丸的脏器系数没有产生明显影响，说明其无明显毒性反应，具有食用安全性（刘建国等，2007）。

最近报道：急性毒性试验、Ames试验、骨髓细胞微核试验、精子畸形试验，均未发现虾青素有致突变作用，大鼠30d喂养试验各项指标也均未见明显毒性反应（石丽丽等，2019）。

2. 虾青素与化学物质诱导的生殖损伤

虾青素可恢复受奥硝唑损伤的睾丸组织结构，增加附睾管内精子数量，可使小鼠附睾尾精子活力和附睾组织超氧化物歧化酶（SOD）活性显著增加，而丙二醛（MDA）含量显著下降，睾丸乳酸脱氢酶（LDH）、琥珀酸脱氢酶（SDH）活性显著增加。虾青素可提高奥硝唑所致的生殖损伤大鼠的精子质量，尤其是精子活力，其机制可能与提高大鼠附睾组织的抗氧化能力、睾丸标志酶的活性、和抑制细胞 NDA 损伤有关（刘玮，2017）。

通过环磷酰胺诱发小鼠睾丸氧化损伤，建立睾丸损伤小鼠模型，饲喂全反式虾青素后，与模型组小鼠相比，小鼠的精子密度、活力、活动力、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性均有所升高，精子畸形率、丙二醛（MDA） 含量有所下降，说明全反式虾青素可以有效抑制环磷酰胺对小鼠睾丸造成的氧化损伤，并可恢复生精功能（张晓娜等，2016）。

在甲醛诱导建立的雄性小鼠精子损伤模型实验中，虾青素可使小鼠睾丸脏器系数明显升高，睾丸组织病理学显示虾青素可减轻生精细胞损伤，改善生精细胞水肿、坏死、脱落等现象，可提高精子数量、精子活动度，降低精子畸形率（李静等，2015）。

在甲醛诱导精子损伤的雄性小鼠实验中，饲喂虾青素的精子数量和活动度、睾丸组织超氧化物歧化酶（SOD）活性升高，精子畸形率、丙二醛（MDA）含量明显降低，说明虾青素对甲醛诱导的雄性小鼠精子损伤具有一定的保护作用，其作用机制可能与提高睾丸组织 SOD 水平、降低 MDA 含量有关（李静等，2015）。

在过氧化氢诱导小鼠损伤实验中，虾青素可改善初级间质细胞、降低 MA-10 细胞的氧化应激，恢复睾酮和黄体酮的产生及成熟 StAR 蛋白的表达，还可减少细胞中活性氧（ROS）水平。这表明，虾青素可保护睾丸间质细胞不受氧化应激影响，保护类固醇的生成（Wang, et al., 2015）。

在环磷酰胺(CP)诱导的雄性小鼠中，饲喂虾青素可显著改善睾丸重量、精子数和精子头形态，并且对 CP 诱导的精子 DNA 损伤具有明显恢复，逆转由 CP 诱导的 TUNEL 阳性细胞数变化。在组织学方面，虾青素可以防止 CP 引起的精原细胞、精母细胞和精子细胞数量的减少，避免精小管尺寸与数量的以及输精管数量的下降。这表明虾青素对 CP 诱导的小鼠生殖细胞毒性具有化学保护作用（Tripathi et al., 2008 ）。

3  虾青素与疾病诱导的精子损伤

在链霉素诱导的糖尿病不育大鼠模型中，附睾精子的数量、活力和能动性下降。在用虾青素治疗 56 天后，可改善精子的活力、正常形态和 DNA 完整性，部分缓解因糖尿病带来的一些不利影响（Bahmanzadeh et al., 2016）。

在雄性大鼠中，饲喂虾青素、维生素 E 和维生素 C，同时限制能量摄入，可提高总抗氧化能力，减少不动精子的比例，增加精子数，可一定程度地改善雄性大鼠不育（Vahidinia et al., 2016）。

在雄性大鼠中，高脂肪饮食和肥胖会影响精子参数和精子产生。而饮食中补充虾青素、维生素 E 和维生素 C 等抗氧化剂可提高精子活力、精原细胞数量，从而提高精子质量（Roushandehet al., 2015）。

高脂饲喂白化病 Wistar 大鼠，混合喂养虾青素与维生素 A、维生素 E，都显著提高精子活力、活动度以及正常形态细胞的比例，显著增加精原细胞和支持细胞的数量。表明：虾青素在治疗肥胖症患者的生育能力下降或者不孕症方面，具有一定的发展潜能（ Mortazavi  et al., 2014）。

4  虾青素与动物精子储存

体外储存猪精子的研究中，在 17℃储存条件下，虾青素能够维持精子的总体活力和质膜功能完整性；37℃精子热阻实验中，虾青素可使精子表现出更好的能动性和存活率；精子体外培养 1 小时后，虾青素处理可保持精子存活率和总体能动性不随时间发生变化。这意味着虾青素对公猪的精液质量具有较好的保护作用（Basioura et al., 2017）。

体外实验表明，在葡萄糖-卵黄缓冲液中添加虾青素，可提高小尾寒羊精子在 4℃储存时的活力和细胞膜完整性，在 72 小时贮藏期内，可显著降低丙二醛和活性氧的含量，储存 72 小时后，精子活力显著高于未添加虾青素组。这提示，虾青素可能通过抗氧化性和保护细胞膜的完整性改善了公羊精子体外保存的效果（Fang et al., 2015）。

在体外成熟过程中，牛卵丘-卵母细胞复合物暴露于热休克下，可增加活性氧水平，降低卵母细胞分裂和发育到囊胚期的能力。适量的虾青素可提高热休克卵丘细胞的超氧化物歧化酶活性，达到降低活性氧水平，从而恢复热休克卵母细胞的发育能力（Ispada et al., 2018）。在体外实验中，虾青素可以通过抑制体外生长过程中活性氧的生成和抑制颗粒细胞的黄体化来改善体外培养早期囊状卵泡产生的牛卵母细胞的发育能力，降低了组织蛋白酶 B 的活性，增加了囊胚细胞总数，提高了囊胚率，促进细胞质成熟 （Abdel-Ghani et al., 2018）。

在体外实验中，向卵母细胞成熟培养基添加虾青素，可显著改善热应激条件下猪卵母细胞的成熟、受精和囊胚发育，显著提高卵母细胞到达第二次减数分裂中期的比率，降低卵母细胞暴露于 H 2 O 2 (1.0 mm)中的凋亡比例，提高了猪卵母细胞受精和发育能力（Do et al., 2015）。在体外实验中，虾青素可以增强牛输卵管上皮细胞的活力，并对一氧化氮诱导的脂质氧化具有保护作用；同时，虾青素通过抗氧化基因的诱导和凋亡基因 caspase-3 和 Bax 抑制，对牛体外卵母细胞成熟和体外受精胚胎的发育发挥抗氧化保护作用，从而促进体外生殖细胞成熟和胚胎发育（Jang et al., 2010）。

30 名已经确定不育大于等于 12 个月的男性与没有明确不孕原因的女性配偶，参与 “虾青素治疗男性不育”的双盲随机试验。在服用虾青素三个月后，虾青素组活性氧（ROS）和抑制素 B水平显著下降，精子线速度上升，总妊娠率和每周期妊娠率较安慰剂组提高，表明虾青素对于精子参数和生育能力具有一定的积极作用（Comhaire et al., 2005）。

人类精子必须经过获能过程才可以使卵母细胞受精，而内源性精子活性氧（ROS）的产生，在细胞发生大规模顶体反应中起关键作用。在体外实验中，虾青素改善了精子头部酪氨酸磷酸化，增加了精子顶体反应细胞的数量，但不影响活性氧的生成曲线，这提示虾青素可以插入到细胞膜中，从而引起类似电容性的细胞膜改变，使头部酪氨酸磷酸化，进而诱导大量细胞发生顶体反应（Donà et al., 2013）。

Lyn 是人精子细胞膜脂筏的组成成分之一，静息状态下主要限制在中段，精子获能后可与脂筏一起转移至头部，使头部蛋白质酪氨酸磷酸化。活性氧产生、脂筏和 Lyn 的易位相互依赖共同作用，从而导致细胞经历连续的顶体反应。活性氧（ROS）产生异常的精子中，其触发 Lyn和筏转运的相关机制受损，虾青素可通过触发 Lyn 的易位和激活从而改善活性氧产生异常的精子的功能，提高精子获能，可用于减少男性特发性不育（Alesandra, et al., 2015）。

抑制 5α-还原酶活性可以减轻良性前列腺增生（BPH）的症状，并可能抑制或帮助治疗前列腺癌。体外试验表明，低浓度的虾青素可抑制 5α-还原酶的活性，减少前列腺癌细胞的生长，从而减轻 BPH 的症状。当虾青素与已被应用于缓解 BPH 症状的锯叶棕浆果提取物（SPLE）一起使用时，对 5α-还原酶的抑制效果要好于单独使用 SPLE（Anderson, 2005）。

一种由虾青素和锯叶棕浆果提取物（SPLE）组成的复合产品 Alphastat®(Mytosterone(™))，在服用 3 天后，男子体内睾酮水平显著增加、二氢睾酮水平显著下降，均未呈现剂量效应，但血液中雌二醇水平呈现剂量依赖性下降（Angwafor and Anderson, 2008）。

栾维迎1 ， 2 ， 3 、于文杰 1 ， 2 ， 3 、张孟洁 1 ， 2 ， 3 、李虎 1 ， 2 、刘建国 1 ， 2 ， 4 ， *

1中国科学院海洋研究所、海洋大科学中心、实验海洋生物学重点实验室，青岛 266071

2青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生物与生物技术功能实验室，青岛 266273

3中国科学院大学，北京 100049

4红球藻种质培育与虾青素制品国家地方联合工程研究中心，楚雄 675012