包皮环切术:益处背后的生物学

包皮环切术如何降低感染艾滋病毒和其他疾病的风险
2016年10月03日

包皮环切术——从阴茎上切除包皮的手术——是一个敏感的话题。有人说,这是把不必要的手术强加给婴儿和青少年。然而,支持者认为,男性包皮环切术提供了无数的健康益处,包括防止艾滋病毒和其他性传播感染,以及降低女性伴侣患宫颈癌的风险。

如果由科学来决定这场争论,那么将会有一个明显的赢家:流行病学研究有力地指出了剪短的阴茎的好处。在男性中,包皮环切术已被证明可减少多达80%的艾滋病毒感染,减少28- 34%的2型单纯疱疹病毒感染,减少32- 35%的人乳头瘤病毒感染(Tobian和Gray等,2010年)。研究还将男性包皮环切术与女性伴侣细菌性阴道病减少40%联系起来(Tobian和Gray等人,2010年)。

但对于转化基因组学研究所(TGen)微生物组学与人类健康中心主任Lance B. Price博士来说,流行病学研究呈现的是一幅不完整的图景:“我们有充分的证据表明,包皮环切术正在降低(疾病)风险,”他说。但现在的问题是,“潜在的生物学解释是什么?”

近年来,Price和他的TGen团队在寻找答案方面取得了前所未有的进展。普莱斯与约翰·霍普金斯大学生殖流行病学家、包皮环切术和艾滋病预防领域的先驱研究员罗纳德·格雷博士合作,完成了世界上第一次对阴茎微生物种群的分子分析。

对于最初的试验,其结果于2010年发表在该杂志上《公共科学图书馆•综合》格雷博士提交了两套阴茎拭子,样本来自12名艾滋病毒阴性的乌干达男性,年龄从15岁到49岁不等;第一组是在割礼之前取的,第二组是在他们受割礼之后一年取的。通过对样本进行测序,研究人员发现包皮环切术后阴茎微生物群发生了根本变化:“我们发现,一旦切除包皮并将组织暴露在氧气中,厌氧菌实际上就消失了,”格雷博士解释说。

尽管这一初步发现具有开创性,但普莱斯承认,回想起来,这并不令人惊讶。包皮和龟头之间的区域温暖潮湿,氧气含量低,正是厌氧细菌滋生的地方。他解释说:“打开环境,让更多的氧气进入,当然厌氧细菌会很难生存。”

但通过分析样本中的40多个细菌家族,普莱斯发现了包皮环切术前后的有趣趋势:“厌氧菌与引起炎症和加剧免疫反应有关,”普莱斯说。例如,梭菌属的Prevotellaceae这两种与细菌性阴道病有关的厌氧生物在包皮环切术前采集的拭子样本中大量存在,但在包皮环切术后采集的拭子样本中几乎没有。Price和Gray认为这可以解释为什么伴侣做过包皮环切手术的女性比未做过包皮环切手术的女性患细菌性阴道病的几率要低。

通过刺激身体的炎症反应,在未割包皮的阴茎上繁殖的厌氧菌也可能在艾滋病毒传播中发挥关键作用。树突状细胞被称为朗格汉斯细胞,位于阴茎头部表面皮肤的下面,即粘膜层。在它们的非活性状态下,朗格汉斯细胞会吞噬并摧毁HIV,如果它们接触到它的话。但当朗格汉斯细胞有太多的病毒和细菌需要对抗时,它们就会进入活跃状态,表现得非常不同。相反,它们会吞噬病毒并将其完整地传递给淋巴结t细胞——这一过程可以让身体产生适应性免疫,即在病原体再次入侵时更快地识别和应对病原体。

但是当涉及到HIV时,这就会带来麻烦:“问题是t细胞实际上是HIV的靶细胞,”Price解释说。“朗格汉斯细胞无意中扮演了特洛伊木马的角色,把坏人带到它想去的地方。”普赖斯说,因为包皮环切术为这些引起炎症的细菌创造了一个不那么友好的环境,这可能会减少艾滋病病毒接近目标细胞的机会。

普莱斯和格雷并不是唯一研究包皮环切术如何影响我们健康的研究人员。例如,其他人正在研究阴茎的解剖学方面如何在疾病传播中发挥作用。阴茎内包皮的皮肤很脆弱,只有一层薄薄的角蛋白作为保护屏障。在性交过程中,包皮向后拉过阴茎的龟头,使其容易受到微撕裂的影响,微撕裂为病原体提供了进入的门户。然而,包皮环切术后,组织加强,使该区域不易受到磨损和有害微生物访客的伤害。

普莱斯和格雷目前正在进行一项规模更大的阴茎微生物组对照研究,这次研究对象是70名参与者。Price对他们随后的发现保持沉默,尽管他证实这些数据支持了他们2010年的发现。他们发现,包皮环切术后,阴茎上的细菌总量有所减少。至于这意味着什么,我们都必须继续关注……

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