人口问题是当今世界许多国家普遍关注的一个严重问题。
我国是世界人口最多的国家,占世界人口总数的22%,而耕地面积只占世界的7%。在人口基数大、耕地面积少、人均资源相对不足的基本国情下,实行计划生育、控制人口数量、提高人口素质,是关系到社会主义现代化进程的战略性问题,是我国必须长期坚持的一项基本国策。第四次人口普查资料显示,截止1990年7月1日,我国人口已达11.6亿人(含台湾省、港澳地区2600万人),目前我国人口又处于第三次生育高峰,“八五”期间,预计每年将增长1700万人左右,相当于一个中等国家的人口。因此,改进现有的生育调节方法,发展新的计划生育措施,为育龄夫妇提供安全、有效、可接受性高的节育手段,对控制人口具有特别重要的意义。我国,自80年代初开始组织攻关研究,经过10年努力,已取得了一批科研成果。
本文将简要综述80年代以来国内外计划生育科研的主要进展。
一、催经止孕药物的研究与发展
所有哺乳类种类中,受精卵在子宫内的着床及其后的生长发育都必须依赖于孕酮。在孕妇中,孕酮最初由排卵一侧卵巢的黄体分泌,以后由胎盘分泌。孕酮在妊娠过程中所起的重要作用,就是维持子宫安全,防止排斥生长中的胚胎。—类比较理想的生育调节药物,就是可以通过干扰孕酮的影响,破坏孕酮与其它生物活性物质之间的微妙平衡,达到催经止孕(即调节月经、终止早孕)的目的。
世界各国的科学家为此从四个环节上进行了大量的探索。第一个环节是直接干预孕酮的生物合成过程。人们通过寻找3β-羟基甾体脱氢酶的抑制剂,以达到干扰体内孕酮生成的目的。第二个环节是影响孕酮产生的环境,通过研制对抗人的绒毛膜促性腺激素的疫苗,以达到抑制该激素功能,阻止胚胎着床的目的,以便在下次月经自然发生时,胚胎随子宫内膜一起排出。第三个环节是通过受体的作用,来阻止孕酮对子宫细胞等一些靶细胞的作用。晕后一个环节是前列腺素,妊娠期间,孕酮与前列腺素之间存在着一定的平衡,孕酮抑制了前列腺素的作用。给予了刺激作用的前列腺素后,子宫肌层就开始收缩,胚胎会被排出。上述四个环节的研究,使催经止孕药物研究成为80年代计划生育研究中最活跃的领域。
抗孕激素
80年代初,法国Roussel UCLAF药厂的科学家推出了一种新型的抗孕激素药物米非司酮(RU486),被认为是抗生育药物研究领域的一个革命性进展。RU486的主要作用机制是作用于子宫内膜的孕酮受体,通过与孕酮竞争,而显示其抗孕激素活性。最初的剂量确定研究结果相当令人失望。RU486在大多数孕妇中导致出血及妊娠终止,但是完全流产率只有60%左右,不足以使其成为一种常规的药物流产方法。在随后的研究中,中国科学家率先提出了米非司酮合并前列腺素的设想,并付诸于实践,结果一方面降低了RU486的临床给药剂量,同时又使完全流产率提高到90%以上。
前列腺素
前列腺素是体内广泛分布的一种生物活性物质。在替代用外科方法调节月经和终止三个月以内的妊娠方面,前列腺素是一类非常有效的药物。常用的给药方法是注射或阴道给药。当前列腺素与抗孕激素Ru486合并使用时,剂量降低,呕吐、腹疼、出血时间较长等副反应减轻,可获得满意的效果。
3β-羟基甾体脱氢酶抑制剂
环氧司坦(Epos Une)是该类抑制剂中研究最多的一个化合物。美国Sterling Winthrop研究所在60年代即发现环氧司坦有明显的抗生育作用。它是一个合成的甾体激素,在体内通过竞争抑制3β-羟基甾体脱氢酶,使孕酮合成减少,无活性的孕酮前体孕烯醇酮增加。由于环氧司坦通过抑制血中孕酮水平而间接作用于子宫内膜,因此作用速度较慢。临床研究显示,给药剂量较高。国内自1986年起,由上海医药工业研究院和上海计划生育科研所合作开展环氧司坦及其类似物的研究,目前正在进行深入的药理毒理学评价。
抗hCG疫苗
该疫苗能产生足够的免疫性以中和hCG的生物活性,提示能在育龄妇女中防止妊娠。抗hCG原型疫苗是一复合物制剂,可能不适宜大规模生产和应用。因扩,世界卫生组织正对现有的疫苗制剂的组成配方进行改进,并对改进后的抗hCG疫苗进行最优化研究。国内广州暨南大学、北京医科大学和上海计划生育科研所合作开展了抗hCG疫苗的研制工作,正在进行深入的安全性研究工作。另外,还在探索用基因工程方法产生疫苗的可能性。
二、女性避孕药物的研究与发展
口服避孕药的发明是20世纪最重要的发现之一。进入80年代,在女性避孕药物研究中出现了两个方面引人注目的进展。首先在长效制剂研究方面。日常的口服避孕药需要每天服用,一旦漏服,就增加了避孕失败的可能性,因此比较麻烦。人们探索了皮下埋植剂、阴道药环和长效注射针剂。特别是皮下埋植剂,解决了激素低剂量缓慢恒定释放的问题,目前全世界已有60万人使用。第二方面是口服避孕药本身。人们开展了大量的流行病学调查,以评价口服避孕药长期使用的安全性。同时,根据妇女在月经周期中激素呈周期变化的特点,设计了双相片和三相片,以降低激素使用总量。再者,人们探索了新一代的孕激素。降低了给药剂量,减少了副作用。另外,在抗生育植物药研究方面,世界卫生组织开展了鉴定口服有效的、非甾体的、无雌激素活性的、从医用植物中提取分离的化合物的专题组工作,取得了一定的成效。
长效缓释剂型
长效避孕埋植剂是由人口理事会发明,由芬兰Leiras制药公司生产的一种皮下埋植剂,有两种规格。其Ⅰ型有6支,每支含左旋18甲基炔诺酮(LNG)36 mg;Ⅱ型有2根,每根含LNG 70 mg。目前已有17个国家批准上市,46个国家参加临床试用与研究。临床实践证明,其每年妊娠率约为0.3%,低于目前常用的其他避孕方法,且一次埋植,有效期长达5年。这一技术是将药物置于硅化橡胶囊中,用外科手术埋植在上肢内侧皮下。其主要作用机制是使宫颈粘液变稠。同时抑制排卵和使子宫内膜发生改变。其传递系统绕过肝脏、激素直接进入妇女血液,所以效率极高。在最初几周内,LNG每日释放量为80微克,但从第二月起,释放量即降至每天34微克,并恒定在这一水平。皮下埋植剂的主要副反应是在最初阶段的月经变化,点滴出血较多,但这种变化随着植入时间的进展而逐渐恢复。由于硅橡胶是非生物降解缓释聚合物,当药物释放完毕,需要取出载体,因此,人们又探索了以生物降解缓释系统为载体的长效剂型。随着药物的不断释放,这种载体在酶的作用下被缓慢分解吸收。当药物释放完毕时,载体也同步解体被吸收。可供制备生物降解性多聚物的单体材料较多,但每种聚合物要符合易于加工成形,并让包含在内的药物直接扩散,且随着多聚物的分解而被恒速释放;既要有结构稳定性,又有强度丧失性;多聚物本身及降解产物对机体无寄;多聚物的降解与药物的释放能保持同步匀速等特点,所以研制难度较大。国外目前正在探索微粒型避孕剂释放系统。“七五”期间,上海橡胶制品研究所、上海市计划生育科学研究所、上海医科大学妇产科医院等单位,联合完成了国产皮下埋植剂的研制任务,目前正在进行临床试验,浙江医学科学院计划生育研究所、国家计划生育委员会科学技术研究所等单位开展了生物降解载体、微球的体内外释放速率观察等研究工作。
长效注射针剂在许多国家的计划生育规划中有较高的接受率。3个月注射一次的长效甲孕酮(DMPA)和两个月注射一次的炔诺酮庚酸酯(NET-EN)是,较为常用的生育调节方法,全世界约有700万妇女使用这两种纯孕激素避孕针剂的其中一种,纯孕激素避孕针剂的副作用是经常出现的月经紊乱,通常是不规则出血、点滴性出血或完全闭经。因此,80年代,世界卫生组织着手发展了每月注射一次的甾体制剂,含有孕激素和雌激素,以保证每个月阴道出血有规则地发生。上海、杭州、成都的研究机构目前正在评价这类1月1次针剂的临床有效性。
口服避孕药(OC)
随着口服避孕药在人类应用逾30年,对其长期安全性的关注越来越加强。最新的研究结果证实,OC可减少子宫内膜癌一半的危险性,对于卵巢癌也有很强的保护作用。目前发现的最严重副作用是增加心血管疾病的危险性,尤其在老年吸烟妇女中更多见,但调查发现,只涉及大剂量口服避孕药,而这在目前是很少应用的。
大量调查发现,常用的孕激素具有较高的雄激素受体亲和力,故雄激素活性比较高,可以抵消雌激素诱导的高密度脂蛋白胆固醇增高,又可直接增加低密度脂蛋白胆固醇的水平,因此,高密度脂蛋白胆固醇与低密度脂蛋白胆固醇比例降低,心血管疾病发生率也因之增高。人们随即把眼光转向发展新一代的孕激素。目前比较成熟的有三个:德国Schering药厂发展的Gestodene,荷兰Organon药厂发展的Desogestrel,以及由美国Ortho公司和欧洲Cilag公司联合开发的左施18甲基炔诺酮肟。这三种新一代孕激素的有效避孕剂量均明显低于一般孕激素用量,但避孕效果十分可靠,副作用少,特别是对脂代谢影响小甚至有有利作用。国内目前上海市计划生育科学研究所、北京医科大学等单位正抓紧研制这几种新药。
抗生育植物药
大约80%的世界人口是依靠包括应用传统医学在内的保健系统的。医用植物,包括调节生育的植物,是这种传统医疗活动的一个重要组成部分,因此,从医用植物中发展新的调节生育药物,一直是一个吸引人的尝试。世界各地的学术研究机构和商业机构中有大量研究人员正在医用植物中寻找新药。
香港中文大学的研究人员从植物九里香中分离到了一个强抗着床化合物月桔碱,确定了它的结构,并合成了母体化合物及其类似物,拉美科学家从巴拉奎菊中分离到了两个单体,在实验动物模型上进行了评价。中国科学院上海药物研究所的科研人员从金线松的根皮中分离到了纯化合物土槿皮乙酸,药理实验显示是早期妊娠的堕胎剂,河南省计划生育科学研究所完成了芫花萜药膜的研制工作,已通过卫生部药政审批,推向市场,用于中期引产。
三、宫内节育器的研究和发展
宫的节育器(IUD)是放置于子宫腔内的避孕装置,是世界上最常用的可逆性避孕方法之一。全世界估计约有8500万妇女使用IUD,其中至少70%在中国。IUD通常以不锈钢、塑料或硅橡胶等材料制成,有的还带有铜、银或孕激素等活性物质,它是一种作用于局部、对全身功能没有影响的有效避孕方法,放置一次可使用多年,取器后不影响生育。
宫内节育器研究历史
1909年为了避孕目的专门研制出了第一个节育器,是由蚕肠线圈绕成的一个环。后,以蚕肠为轴心外镀一种铜、镍、锌合金的节育器和一种环中心为一小圆盘通过3根辐条与环相连的镀金银环、因具有较高避孕效果而相继问世。但由于习惯势力的反对,第一代IUD未能获得充分的发展。50年代末,各国开始重新评价IUD。至60年代初,第二代IUD逐步发展,并开始大规模临床应用。1926年蛇形环诞生。这种宫内节育器有一蛇形“双S”构型,是第一个下端系有尼龙线的节育器。尾丝使IUD的取出更加容易,而且也有可能通过简单的阴道检查以确定节育器是否仍在宫腔内。但该阶段的IUD仍为惰性的节育器。第三代活性IUD的出现,起源于1969年发表的一项基础研究成果。人们观察到兔子的一侧子宫角放置一小段铜线与对侧子宫角放置模拟物相比,能明显减少受精卵着床数目。含铜IUD随即投入临床试验。临床试验表明,在普通的T型节育器上环以200 mm2表面积的铜线后,妊娠率显著降低。含铜IUD在形状上发展较多,有V形、T形、宫形、菱形、蝶形以及多页荷形等,含铜表面积分别以200~380 mm2不等。释放激素的IUD的研制是又一项重要发展。每天释放天然甾体激素孕酮2如g的IUD?其有效期较短,而且异位妊娠发生率高,故未能大规模推广应用�刻焓头抛笮�8甲基炔诺酮20 μg的IUD,其妊娠率仅为0.12/100妇女年,避孕有效率高,月经出血量、出血天数和点滴出血均比含铜IUD少,但也有出现闭经、从而引起停用的报告。目前正在探索合适的每天释放剂量,研究稳定的缓释系统,并进行药理毒理学评价。
70年代中期,由于使用宫内节育器仍出现少数的避孕失败,美国生产IUD的制造厂被诉讼案件所困扰而处于被告地位,厂方面临巨额产品责任保险,医师也面临IUD操作不当的保险赔偿问题。故宫内节育器研究暂时处于低潮,随后,在80年代进行了大量的临床多中心研究和作用机制研究,结果证明IUD是最有效地可逆性避孕方式之一,副作用较低,失败率也低,易于接受使用,不存在安全性上的问题。
宫内节育器作用机制的探索
任何物质只要改变了子宫内膜形态或子宫液的组成就能影响生殖生理过程,一旦有异物进入宫腔,内膜组织就会发生一系列特殊变化。惰性IUD置入后,子宫内膜表面损伤,多核细胞和巨噬细胞增加,布满子宫内膜表面,可以把囊胚和子宫内膜隔开,干扰着床;带铜IUD影响了子宫内膜的酶,子宫内膜细胞中,DNA的量、子宫内膜的糖原代谢和雌激素摄取,从节育器中释放出的铜离子也可以抑制精子在宫颈粘液和子宫腔内的运动;释放甾体激素的节育器抑制了内膜增生和腺体萎缩,且酶的活力普遍降低。宫内节育器的抗生育作用并不仅仅干扰着床所致,更可能干扰了卵子到达子宫腔以前的生殖过程。可能改变了子宫和输卵管液,损害了配子存活,降低了它们结合的机会并阻碍受精。子宫内细胞变性产物引起胚胎中毒,从而抑制了着床,所释放的铜离子可能加强了这些作用。
宫内节育器出血防治及新的探索
宫内节育器取出的主要原因是出血。这一副作用目前普遍认为是IUD-宫腔不协调的结果。人们从两方面进行了探索。一是设计了一种新型的IUD-Cu-Fix. 这种Cu-Fix含有6个纯铜小管,有三个主要特点:直接固定子宫底、没有支架、可变形,这使之能适应宫腔变化,减少副作用,在比利时进行的382名妇女长达3年的临床试验,其中仅有2名妇女妊娠,而这2名妇女都是因为未意识到节育器的脱落而致,妊娠率仅为0.6%。其因疼痛和出血的停用率大约仅为其它最好的含铜IUD的60%。目前,国内一些临床单位正在参加由世界卫生组织进行的Cu-Fix多中心评价试验。第二项探索是基于对宫内节育器出血机制的研究进展,人们发现,在受节育器影响的子宫内膜和子宫液中,有许多细胞和血管变化,基本上都由花生四烯酸的代谢产物所引起。花生四烯酸是前列腺素的重要前体,因此人们集中精力寻找前列腺素合成酶抑制剂。上海瑞金医院将消炎痛这一前列腺素合成酶抑制剂置入宫内节育器中。缓慢释放,对减少出血量起到了明显的作用。
四、男性避孕药物的研究
长期以来,男性对其自身的生育调节只有有限的选择,即:性交中断、使用避孕套和输精管粘堵绝育。在发达国家,男性避孕方法的选择,占育龄夫妇避孕措施中的20-80%。为了让男性像女性一样有广泛的选择,显然需要更加多种多样的安全的抗生育方法,能可逆地抑制男子的生精作用或精子功能,而不干扰他们的性欲或健康状态的任何其它特征,既要长期抑制生精作用,足够使男子不育,同时要求没有不良的副作用,而且有一定的可逆性,这确是一个非常高的目标。正常男性产生的精子量——每天几亿个精子,给药物调节控制增加了难度。但尽管如此,人们仍进行了坚持不懈的努力。
用激素或化学方法控制男性生殖的最初努力是采用提高血液循环中的睾酮水平的方法,通过负反馈,使垂体促性腺激素受到抑制。先后曾选用丙酸睾酮、醋酸甲地孕酮(DMPA)与睾酮合用、丹那唑(Danazol)与睾酮合用等作为男性避孕药。以后也研究过许多作用于睾丸的非激素制剂,如双-(二氯Z.酰)-肼, 2,4-二硝基吡咯,硝基呋喃等。这些药物连续服用一段时间之后,一般80~90%的受试者可达到无精或少精。
随后,人们把注意力转向控制睾丸功能的主要因子,即垂体分泌的两种蛋白质促性腺激素一卵 泡刺激素( FSH)和黄体生成素(LH)。大脑下丘脑区域释放的促性腺激素释放激素(GnRH)经小血管输送至垂体,并激发垂体释放这两种蛋白质激素。睾丸分泌的雄性甾体激素睾酮对GnRH、FSH和LH的释放起“反馈”调控作用,血液中睾酮的浓度和垂体释放的促性腺激素水平之间的相互作用,在很大程度上控制了正常的精子发生。这种相互作用可以通过几种途径予以干扰,使之失去平衡,从而抑制精子发生。根据这一思路,人们从两个方面进行了探索。一方面是世界卫生组织在7个国家的10个机构组织了庚酸睾酮(TE)的为期4年的临床多中心研究。2 71名志愿者每周肌肉注射庚酸睾酮200毫克,6个月后有157例的精子数量降到零。在大约1300个使用人月中,仅有1例妊娠,其避孕有效率达到0.8次妊娠/100人年。另一方面的探索是蛋白质激素调控。现已知道,黄体生成素(LH)的作用是维持睾丸有高浓度的睾酮,而卵泡刺激素(FSH)则可调节精子发生。因此,一些科研人员合成了一系列与天然Gn RH结构非常相似的药物,即Gn RH拮抗剂和Gn RH激动剂。灵长类研究证明,Gn RH激动剂和拮抗剂均能抑制精子产生,而在连续一段时期抑制精子产生后,精子的发生及生育均可恢复。但这些药物的不足之处是,均不能口服,只有足够剂量的鼻内投药才能获得有效的避孕活性,印度科学家在头巾猕猴上进行了抗FSH主动免疫的研究,结果发现,猴常常出现无精,有时虽产生大量精子,但精液质量很差,并且这些猴在交配实验中是不育的。
中国科学家在此期间重点研究了抗生育植物药。棉酚是复杂的多苯酚化合物,在棉花的根及籽中含有较高的浓度。这是一个靠偶然机会发现的著名的避孕药。在中国偏僻山村,由于食用棉籽油,使男性无精症与少精症十分普遍,而棉酚被鉴定为活性物质。对数千名中国男性进行了大规模试验后,发现棉酚能高度地持续地产生无精症或严重的少精症,但存在两个不足,一是约10%的无精症不可逆,二是有较严重的副作用,以低血钾症最为常见。医学科学院药物研究所进行了混旋棉酚的拆分工作。1983年中国又发现治疗类风湿性关节炎的雷公藤有抗生育作用。以江苏省计划生育科学技术研究所为主的研究小组开展了大量的研究工作,已发现抗生育活性主要表现在二萜类化合物中。目前正在对所分离到的有效单体进行药理毒理学评价和构效关系研究。
五、绝育技术研究
世界上约有1亿2千万妇女采用女性绝育技术,有4千5百万男子采用男性绝育技术。绝育技术成功率高,一般来说,妊娠率低于1次/100人年。
女性绝育技术包括输卵管绝育术和输卵管粘堵法两类。输卵管绝育术包括三种:经腹输卵管绝育术是通过腹部切口阻断输卵管;腹腔镜绝育术是通过腹腔镜对输卵管进行电灼、切断、钳夹等绝育处理的技术;经阴道输卵管绝育术则往往与人工流产、宫内节育器取环手术等同时进行。多年来,我国对输卵管粘堵方法比较重视。该方法系经阴道和宫腔镜往输卵管注入药物使管腔堵塞以达到绝育的方法,所注药物主要包括腐蚀剂、医用粘合剂、液体塑料等,在连续多年的攻关研究中,我国科研人员希望发展一些可逆的粘堵方法,即在需要再次怀孕时,可以取出粘堵材料,恢复生育功能。这一目标提出了两方面的要求。一是要求材料无毒无害,在一定条件下为流体而在短时间内能迅速固化;二是要求材料与输卵管有较好的生物相容性,不影响输卵管的内在环境。目前,上海橡胶制品研究所、上海医药工业研究院等单位正在联合研制硅橡胶粘堵材料,山东省计划生育科学技术研究所、山东省化学研究所等单位正在开发聚氨酯铋粘堵材料。
男性绝育技术是利用手术切断、结扎或采用药物、异物、电凝阻塞输精管而达到绝育目的的技术,常用的有输精管结扎和输精管堵塞两类。输精管结扎比相应的女性绝育方法容易,因为可在局部麻醉下进行,时间仅需几分钟。但有两个因素限制了这一安全有效的绝育方法的接受性。一是需要做皮肤切开,这在某些文化背景中是不能接受的,另一个是某种程度上缺少可逆性,在克服这些限制因素的许多努力中,重庆市计划生育科学技术研究所作出了两项重要的技术改进。一项是无解剖刀技术。通过在皮肤上穿刺引出输精管进行结扎。在国际志愿性手术绝育协会组织的支持下,这一技术被广泛传授,并在许多国家中得以应用。第二项技术改进是将一皮下针穿进皮肤将针头插入输精管腔内,这样可将药物直接注入输精管而无须将皮肤切开或作输精管结扎,山西省人民医院将聚氨基甲酸乙酯弹性体(MPU)注入输精管,使其形成小栓,达到避孕目的,总有效率为98%。临床报告显示,由于家庭情况的变化而去除MPU栓的86名男性中,至今已有51人的妻子怀孕。