胰升糖素样肽1(GLP-1)的主要作用是抑制进食并促进葡萄糖刺激的胰岛素分泌。基础研究表明，生殖系统也是GLP-1的一个靶器官。由于GLP-1受体激动剂目前广泛用于管理肥胖症和2型糖尿病，因此有必要明确GLP-1对人体生殖系统的影响。J Clin Endocrinol Metab杂志发表了1篇《胰升糖素样肽1对健康男性生殖系统的影响》文章[Izzi-Engbeaya C, Jones S, Crustna Y, et al. Effects of Glucagon-like Peptide-1 on the Reproductive Axis in Healthy Men[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2020，105(4). DOI: 10.1210/clinem/dgaa072]，在获得原文刊发杂志授权同意后，本文为该文的中文编译。该文以随机、单盲、安慰剂对照设计，研究了急性GLP-1输注对健康男性性激素的影响。结果显示，与安慰剂相比，血清促黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)和睾酮的平均水平以及LH和睾酮的脉冲在GLP-1输注期间均无明显改变。该研究结果表明，急性GLP-1给药不会影响健康男性的性激素分泌。
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生殖与代谢过程是相互联系的，然而尚不明确介导其相互作用的因子。多达40%患肥胖和(或)2型糖尿病的男性伴有性腺功能减退症，这与其恶化的代谢表型相关。补充睾酮可改善性腺功能减退症，但所伴随的安全性问题限制了其应用。随着肥胖和糖尿病的患病率日益增加，如何治疗随之并发的性腺功能减退症成为一个临床问题。
肠道L细胞产生的胰升糖素样肽1(GLP-1)可以有效抑制进食，减轻体重并促进胰岛素分泌。GLP-1受体激动剂目前用于治疗肥胖和2型糖尿病，有证据表明GLP-1受体激动剂可能对生殖系统也有调节作用。给小鼠下丘脑外植体施用GLP-1可增加下丘脑kisspeptin[一个调节下丘脑促性腺激素释放激素(GnRH)分泌的关键因子]的表达，并刺激GnRH的分泌。此外，利拉鲁肽(一种GLP-1受体激动剂)可增加kisspeptin神经元的电活动。在雌性大鼠中，GLP-1可以增加排卵前促黄体生成素(LH)的升高，而exendin-4(另一种GLP-1受体激动剂)则会降低LH水平。
健康男性正常血糖钳夹期间(使血糖水平维持在5 mmol/L左右)急性输注GLP-1不会改变性激素的平均水平，但睾酮分泌的脉冲频率降低，并且有脉冲持续时间延长的趋势。然而，对伴有肥胖和性腺功能减退症的男性2型糖尿病患者而言，在睾酮和二甲双胍治疗的基础上长期加用利拉鲁肽，可使血清睾酮水平比单用睾酮和二甲双胍进一步增加。给予肥胖的性腺功能减退的男性利拉鲁肽治疗16周，可增加其性激素水平。这些已报道的研究显示，接受利拉鲁肽治疗人群的体重均有明显减轻，而在排除体重降低的影响后，GLP-1受体激动剂是否仍对生殖系统有益尚不清楚。一项研究使用不足以抑制食欲的GLP-1剂量急性输注，结果发现对性激素水平没有影响，这也可能是由于该剂量太低而无法影响性激素水平。
本研究是一项针对健康男性使用生物活性剂量GLP-1的单盲随机安慰剂对照研究，以验证GLP-1是否直接影响生殖系统。
这项研究是根据赫尔辛基宣言进行的，并得到了西伦敦研究伦理委员会的批准(16/LO/0391)。2017年11月至2018年8月之间通过广告招募，18名健康男性[年龄(24.7±1.0)岁，体重指数(22.1±0.4)kg/m2，基线睾酮(21.9±1.5)nmol/L，推算的游离睾酮(0.52±0.03)nmol/L]在确认了入组资格(即没有正在发病的生理或精神疾病；在过去3个月内未使用处方药、精神类药物和含尼古丁制品)并提供知情同意书后，参加了该研究。
对所有受试者都分别进行了GLP-1输注和安慰剂输注的2次研究访视，输注顺序随机，输注的内容对受试者单盲。GLP-17-36的输入速率为0.8 pmol·kg-1·min-1，这一剂量已在人体中确认可减少食物的摄入量。速率匹配的安慰剂为Gelofusine(Braun,英国)。
每次研究访视的过程：受试者禁食过夜，6：00进食200 kcal标准化的早餐后，于8：15到达临床研究中心。给每个受试者插入2个静脉套管(每只手臂1个，1个套管用于输注，另1个套管用于采集血液样本)。基线状态采样后，在0 min开始持续500 min的GLP-1或安慰剂输注。受试者在-15 min、240 min和470 min时通过0～10 cm视觉模拟量表(VAS)反馈主观恶心感觉的程度。受试者在480 min时可以自由进餐。每10 min采集1次血样(图1A)。
注：(A)研究流程，禁食过夜和进食标准早餐后，18名健康男性均参加了2次研究访视，按照随机顺序分别输注了0.8 pmol·kg-1·min-1的GLP-1或速率匹配的安慰剂，输注持续500 min；在每次研究访视中(除了自由进餐期间)，每隔10 min采集1次血液样本。受试者在输液前(-15 min)、输液中(240 min)和进食前(470 min)时通过0～10 cm VAS反馈主观恶心感觉的程度；在480 min时受试者可以自由进食；(B)平均血浆GLP-1浓度；GLP-1：胰升糖素样肽1；VAS：视觉模拟量表；与安慰剂输注相比，GLP-1输注期间血浆GLP-1水平更高；双向重复测量方差分析(RM-ANOVA)比较不同给药(即安慰剂与GLP-1)与不同时间点的交互作用具有显著性差异，aP<0.000 1
血浆葡萄糖、血清胰岛素、LH、卵泡刺激素(FSH)和睾酮在North West London Pathology中心通过自动化的Abbott Architect®平台进行测定(以等分试样的形式)。化学发光免疫法用于测定血清胰岛素[测定的批内和批间变异系数(CV)≤7%]，血清LH(测定的批内和批间CV≤5%)，血清FSH(测定的批内和批间CV≤10%)和血清睾酮(测定的批内和批间CV≤8%)。血浆葡萄糖使用比色己糖激酶法测定(测定的批内和批间CV≤2%)。
血浆总GLP-1使用自建的放射免疫法重复检测2次(测定的批内和批间CV≤10%)，其检测的片段为GLP-17-36酰胺和GLP-19-36酰胺而不是C端为甘氨酸变异体形式的GLP-1。
根据现有文献，18名男性的样本量可提供90%的检验效能，来检测LH在安慰剂与GLP-1输注组之间2 IU/L(SD2.3 IU/L)的显著性水平为0.05的差异。在分析中包含了所有18名受试者的数据。LH脉冲使用经过验证的盲反褶积法确定。通过双向重复测量方差分析(RM-ANOVA)和Bonferroni事后多重校正，检验比较安慰剂输注和GLP-1输注期间各个时间点的激素水平和恶心感受。
使用梯形法则计算LH、FSH和睾酮的曲线下面积(AUC)。各激素的AUC和进食量的比较，使用配对t检验方法。统计分析使用STATA 14.1(美国STATACorp)和Prism 8.0.2(美国GraphPad)软件。P<0.05为差异有统计学意义。数据表示为Mean±SEM。
GLP-1输注导致血浆GLP-1水平升高(图1B)。但是，给药期间血清LH水平和AUCLH在安慰剂组和GLP-1组之间差异无统计学意义(图2A，图2B)。此外，GLP-1输注既不改变LH脉冲数[LH脉冲数/500 min：安慰剂组为(4.2±0.4)，GLP-1组为(4.5±0.3),P＝0.46]，也不改变平均LH脉冲峰值[安慰剂组为(5.7±0.7)IU/L，GLP-1组为(4.6±0.6)IU/L,P＝0.26]。
注：(A)平均血清LH水平，输注期间GLP-1和安慰剂之间相比差异无统计学意义，不同给药(即安慰剂与GLP-1)和时间之间的交互作用差异无统计学意义(P＝0.16，双向重复测量方差分析)；(B)AUCLH，输注期间GLP-1和安慰剂相比差异无统计学意义(P＝0.95，配对t检验)；(C)平均血清FSH水平，输注期间GLP-1和安慰剂之间相比差异无统计学意义，不同给药(即安慰剂与GLP-1)和时间之间的交互作用差异无统计学意义(P＝0.29，双向重复测量方差分析)；(D)AUCFSH，输注期间GLP-1和安慰剂相比差异无统计学意义(P＝0.86，配对t检验)；(E)平均睾酮水平，输注期间GLP-1和安慰剂之间相比差异无统计学意义，不同给药(即安慰剂与GLP-1)和时间之间的交互作用差异无统计学意义(P＝0.71，双向重复测量方差分析)；AUC睾酮，输注期间GLP-1和安慰剂相比差异无统计学意义(P＝0.77，配对t检验)；(G)在480 min时校正体重后的食物摄入量(aP＝0.01，配对t检验)；(H)VAS分值，与安慰剂输注相比，受试者在GLP-1输注期间通过0～10 cm VAS反馈的主观恶心程度(与基线相比的变化)差异无统计学意义，不同给药(即安慰剂与GLP-1)和时间之间的交互作用差异无统计学意义(P＝0.26，双向重复测量方差分析)；GLP-1：胰升糖素样肽1；LH：促黄体生成素；AUC：曲线下面积；FSH：卵泡刺激素；VAS：视觉模拟量表
给药期间，血清FSH水平和AUCFSH在安慰剂组和GLP-1组之间差异无统计学意义(图2C，图2D)。GLP-1输注也不会改变血清睾酮水平及其昼夜节律，也不会影响血清AUC睾酮(图2E，图2F)。另外，GLP-1给药不影响睾酮的脉冲数[睾酮脉冲数/500 min：安慰剂组为(4.3±0.6)，GLP-1组为(4.6±0.4),P＝0.76]。
与安慰剂相比，GLP-1组给药期间的血糖水平较低[安慰剂组为(4.99±0.05)mmol/L，GLP-1组为(4.66±0.06)mmol/L,P<0.000 1]。受试者在480 min时自由进餐，静脉输注GLP-1导致进食减少了15%(图2G)。因此，本研究给予的GLP-1剂量具有生物学效应。GLP-1受体激动剂可引起剂量依赖性的恶心。恶心(与其他类型的压力类似)可能对性激素的释放具有抑制作用。因此，本研究使用0～10 cm VAS在输注前、输注中和自由进餐前评估了受试者的恶心感受(图1A)。与安慰剂相比，GLP-1输注的恶心感受对VAS评分并无明显差异(图2H)。
本研究探讨大剂量GLP-1输注对人体性激素分泌的影响。本研究数据表明，以0.8 pmol·kg-1·min-1的速率持续静脉输注GLP-1至500 min，可减少进食量，但不会改变年轻健康男性的血清性激素水平。生育能力取决于性激素水平的绝对值以及LH的脉冲。因此，本研究还评估了GLP-1对LH和睾酮脉冲的影响，并证明了GLP-1不会影响LH和睾酮的脉冲。这一结果与一些已发表的人群研究数据一致，但与动物实验的结果不相符合。
在啮齿动物中，GLP-1受体激动剂对性激素的刺激和抑制作用均有报道。这可能是由于与LH依赖性有关的机制。例如，在啮齿动物中，中枢给予去甲肾上腺素可抑制睾酮的产生；静脉给予GLP-1受体激动剂可以诱导儿茶酚胺神经元中的cFos免疫反应，并增加酪氨酸羟化酶(儿茶酚胺合成途径中的限速酶)的表达。但是，长期中枢给予啮齿动物GLP-1受体激动剂会使尿中去甲肾上腺素的分泌(去甲肾上腺素产生的标志)降低。因此，急性与长期给予GLP-1受体激动剂可能会对儿茶酚胺和睾酮水平产生不同的影响。本研究数据表明，健康男性急性输注GLP-1不会影响睾酮的分泌和脉冲。有研究团队报道，长期使用GLP-1受体激动剂可增加性腺功能减退肥胖男性的睾酮水平。因此，与啮齿动物不同，急性和长期使用GLP-1受体激动剂均不会对人体睾酮的分泌产生不利影响。造成这种物种间差异的机制需要进一步研究。
在人体中，在正常血糖钳夹期间向9名健康男性连续6 h静脉输注0.4 pmol·kg-1·min-1GLP-1，不会影响LH脉冲或平均血清LH、FSH和睾酮水平，但GLP-1的输注降低了睾酮脉冲的数量且有增加睾酮脉冲持续时间的趋势。在钳夹试验中，受试者血糖维持在正常水平(平均血糖GLP-1给药时为5 mmol/L，盐水给药时为5.2 mmol/L)；本研究中平均血糖在GLP-1给药时为4.66 mmol/L、安慰剂给药时为4.99 mmol/L。有文献报道，血糖在4～5.5 mmol/L时不会对睾酮的脉冲产生影响，因此正常血糖钳夹也不会影响到睾酮脉冲。钳夹试验研究和本研究报道的GLP-1对睾酮脉冲影响的不一致(即减少的脉冲数与对脉冲数无影响)，无法用不同试验中血糖的差异来解释。由于0.4 pmol·kg-1·min-1的GLP-1不会减少进食量，因此在该试验中未发现性激素水平的显著变化可能是由于使用了低剂量的GLP-1。然而，本研究使用较高剂量的GLP-1(0.8 pmol·kg-1·min-1)虽然可减少进食量(不引起恶心)，但不影响LH脉冲、睾酮脉冲和血清性激素水平。
据报道，不论伴或不伴有2型糖尿病，肥胖的性腺功能减退的男性患者在长期使用GLP-1受体激动剂后，LH和睾酮水平增加。在这些研究中，接受GLP-1受体激动剂男性的体重比对照组减轻更多。体重减轻与肥胖的性腺功能减退症男性的性激素水平改善有相关性。因此，这些研究中报道的性激素改善可能是由于GLP-1受体激动剂引起的体重减轻，而不是GLP-1受体激动剂的直接作用。
本研究中，血清睾酮使用化学发光免疫法进行测定。尽管这是公认的血清睾酮测定方法，但质谱仪测定会具有更高的准确性。此外，本研究受试者仅包含了健康男性，且仅接受了急性的GLP-1输注。因此，本研究的主要局限性是缺乏肥胖对照组和(或)缺乏健康男性长期使用GLP-1的数据(与肥胖男性长期使用利拉鲁肽试验得到的阳性数据相对比)。因此，本研究不能确定长期使用GLP-1受体激动剂对性腺功能减退肥胖男性生殖系统的改善作用是否是由于体重的减轻。由于肥胖和2型糖尿病的患病率在男性和女性中均上升，并且男性和女性均接受GLP-1受体激动剂治疗，因此需要进一步研究以确定GLP-1和GLP-1受体激动剂对女性和肥胖/糖尿病的性腺功能减退症患者的性激素分泌是否有影响。
本研究表明，在性腺功能正常的男性中，生物活性剂量的GLP-1对LH脉冲没有影响，并且不会改变血清LH、FSH和睾酮的水平。这有助于理解人类代谢与生殖系统之间的相互作用。
(本文参考文献略)
