泌尿系统和生殖系统的发生
胚胎发育的第4 周初，胚内中胚层由脊索向外依次分化为3 部分：轴旁中胚层、间介中胚层和侧中胚层。泌尿系统和生殖系统的主要器官均起源于间介中胚层。在颈部，间介中胚层呈节段性生长，称生肾节（nephrotome）；nephrotome）；在尾段，间介中胚层增生形成两条纵行的细胞索，称生肾索（nephrogenic cord）（ 图 1）。第 4 周末，生肾索继续增生，与体节分离，从胚体后壁凸向胚内体腔，成为分列于中轴两侧的一对纵行隆起，称尿生殖嵴（urogenital ridge），是泌尿和生殖系统发生的原基。随后，尿生殖嵴上出现一纵沟，将其分为外侧粗而长的中肾嵴（mesonephric ridge）和内侧细而短的生殖嵴（genital ridge）（ 图 2，图3）。
图1 第4 周末人胚示意图（内部侧面观）
图2 第4 周末人胚示意图（内部腹面观）
图3 中肾嵴与生殖嵴的发生示意图（第5 周）
一、 泌尿系统的发生
（一） 肾和输尿管的发生
人胚肾的发生分3 个阶段，即从胚体颈部至腰骶部相继出现前肾、中肾和后肾。
1. 前肾（pronephros）
第4 周初，在人胚颈部两侧的生肾节内，先后出现7～10 对横行的细胞索，之后成为小管，称前肾小管（pronephric tubule）。前肾小管的内侧端开口于胚内体腔，外侧端向尾部延伸，互相连接形成头尾走向的前肾管（pronephric duct）。前肾小管和前肾管构成前肾（图4）。人类前肾无泌尿功能。第4 周末，前肾小管退化，而前肾管大部分保留并向尾部延伸，开口于泄殖腔。
图4 前、中、后肾的发生示意图（第5 周）
2. 中肾（mesonephros）
第4 周末，前肾小管退化，中肾开始发生。在生肾索及其后形成的中肾嵴内，相继出现约80 对横行的小管，称中肾小管（mesonephric tubule）。这些小管迅速延长，演变为S 形小管。其内侧端膨大并凹陷为双层囊，包绕来自背主动脉的毛细血管球，构成肾小体；外侧端通入向尾侧延伸的前肾管，此时的前肾管改称为中肾管（mesonephric duct）。人的中肾在后肾出现之前可有短暂功能。至第2 个月末，除中肾管和尾端的少数中肾小管保留外，中肾大部分退化。
3. 后肾（metanephros）
为人体永久肾，由输尿管芽与生后肾组织互相诱导、共同分化而成。第5周初，中肾管近泄殖腔处向胚体的背外侧头端发出一盲管，称输尿管芽（ureteric bud）（ 图5）。
图5 后肾的发生示意图（第5～8 周）
输尿管芽长入中肾嵴尾端，诱导周围的中胚层细胞向其末端聚集、包绕，形成生后肾组织（metanephrogenic tissue），又称生后肾原基（metanephrogenic blastema）。输尿管芽伸长，主干分化成输尿管，末端反复分支，分别形成肾盂、肾盏和集合管。
集合管呈T 形分支，末端由帽状生后肾组织覆盖。集合管末端陆续诱导生后肾组织内部的细胞团先形成小泡，再演化为S 形肾小管。肾小管的一端膨大凹陷成双层囊，包绕毛细血管球形成肾小体，另一端与集合管接通，其余部分弯曲延长，逐渐分化成近端小管、细段和远端小管（图6）。
图6 集合管与肾单位发生
集合管末端不断向生后肾组织浅部呈T 形生长，诱导形成大量肾单位，构成肾皮质。生后肾组织的外周部分形成肾被膜。人胚第12 周左右，后肾开始产生尿液，构成羊水的主要来源。由于后肾发生于中肾嵴尾端，故原始位置较低，位于盆腔。后因胎儿的生长、输尿管伸展及胚体直立，肾移至腰部。在肾上升的同时，也沿纵轴旋转，肾门从腹侧转向内侧。
（二） 膀胱和尿道的发生
人胚第4～7 周，尿直肠隔将泄殖腔分隔为背侧的原始直肠和腹侧的尿生殖窦。泄殖腔膜同时被分割成背侧的肛膜和腹侧的尿生殖膜（图7）。
图7 后肾的发生示意图（第5～8 周）
膀胱和尿道由尿生殖窦演变形成。尿生殖窦分为3 段，上段较大，发育为膀胱，起初顶部与脐尿管相连，脐尿管于出生前闭锁，为脐中韧带。中段狭窄，保持管状，形成男性尿道前列腺部、膜部及女性尿道的大部分。下段形成男性尿道海绵体部，在女性扩大为阴道前庭。
输尿管最初开口于中肾管，后者开口于泄殖腔。随着膀胱的发育，输尿管开口以下的一段中肾管并入膀胱。于是，中肾管和输尿管便分别开口于膀胱。
（三） 主要畸形
1 多囊肾（polycystic kidney）
一种较常见的畸形。在后肾发生过程中，若远曲小管与集合管未接通，尿液便积聚在肾小管内，使肾内出现大小不等的囊泡（图8A，图9）。
图8 泌尿系统主要畸形
A. 多囊肾；B. 异位肾；C. 马蹄肾；D. 脐尿瘘
图9 近足月人胎多囊肾（剖面）
囊泡可压迫周围正常的肾单位使其萎缩，导致肾功能进一步下降。
2 肾缺如（agenesis of kidney）
因输尿管芽未形成或早期退化，不能诱导后肾发生，导致肾缺如。
以单侧多见，多无临床症状。
3 异位肾（ectopic kidney）
由于肾上升过程受阻所致的肾位置异常，常停留在盆腔，与肾上腺分离（图24-7B）。
图8 泌尿系统主要畸形
A. 多囊肾；B. 异位肾；C. 马蹄肾；D. 脐尿瘘
4 马蹄肾（horseshoe kidney）
肾在上升过程中受阻于肠系膜下动脉根部，两肾下端融合呈马蹄形（图24-7C）。
图8 泌尿系统主要畸形
A. 多囊肾；B. 异位肾；C. 马蹄肾；D. 脐尿瘘
5 双输尿管（double ureter）
输尿管芽过早分支或同侧发生两个输尿管芽，形成双输尿管。一侧肾有两个肾盂，各连一条输尿管。两条输尿管或分别开口于膀胱，或合并后开口于膀胱。
6. 脐尿瘘（urachal fistula）
由于脐尿管未闭锁，出生后尿液从脐部溢出，称脐尿瘘（图24-7D）。若仅脐尿管中段未闭锁且扩张，称脐尿管囊肿（urachal cyst）。
图24-7 泌尿系统主要畸形
A. 多囊肾；B. 异位肾；C. 马蹄肾；D. 脐尿瘘
7. 膀胱外翻（exstrophy of bladder）
由于尿生殖窦与表面外胚层之间未出现间充质，膀胱腹侧壁与脐下腹壁之间无肌肉发生，致使表皮和膀胱前壁破裂，膀胱黏膜外翻。
二、 生殖系统的发生
虽然人类的遗传性别在受精时已由精子的核型确定，但直到胚胎第7 周，生殖腺才能辨认性别，外生殖器的性别到第12 周时才可分辨。因此，生殖腺、生殖管道和外生殖器的发生过程均分为早期的性未分化阶段和后期的性分化阶段。
（一） 睾丸和卵巢的发生
生殖腺由生殖嵴表面的体腔上皮、上皮下的间充质和迁入的原始生殖细胞共同发育而成。
1. 未分化期
第5 周时，生殖嵴表面的上皮细胞增生，伸入下方的间充质，形成许多不规则的细胞索条，称初级性索（primary sex cord）。在人胚第4 周初，靠近尿囊根部的卵黄囊壁内胚层出现大而圆的细胞，称原始生殖细胞（primordial germ cell）；原始生殖细胞沿后肠背系膜向生殖嵴迁移，第6 周迁入初级性索（图10，图11）。此时的生殖腺无性别特征，称未分化性腺。
图10 原始生殖细胞迁移示意图
图11 未分化性腺的发生示意图
2. 睾丸的发生
如果胚胎的遗传性别为男性，其原始生殖细胞即携带XY 性染色体。Y 染色体短臂上有Y 染色体性别决定区（sex determining region of the Y，SRY），可编码睾丸决定因子（testis determination factor，TDF）。该因子能使未分化性腺向睾丸方向分化。人胚第7～8 周时，在TDF影响下，初级性索与表面上皮分离，继续向深部增生，形成许多界限清楚、互相吻合的细长弯曲的睾丸索（testicular cord）（ 青春期时演化为生精小管）。初级性索上皮细胞演变成支持细胞，原始生殖细胞则增殖分化为精原细胞。睾丸索的末端吻合成睾丸网。第8 周时，表面上皮下方的间充质形成白膜，睾丸索之间的间充质细胞分化为睾丸间质细胞，有分泌雄激素的功能（图12）。
图12 睾丸与卵巢的分化示意图
3. 卵巢的发生
女性胚胎细胞的性染色体为XX，无Y 染色体，故其未分化性腺自然发育为卵巢。人胚第10 周后，性腺在向卵巢发生过程中，初级性索退化，被基质和血管代替，成为卵巢髓质。
未分化性腺的表面上皮增生，再次向间充质伸入，形成次级性索（secondary sex cord），又称皮质索（cortical cord） （图13，图14）。
图13 睾丸与卵巢的分化示意图
图14 人胎卵巢LM
A. 第14 周；B. 第18 周。1 皮质（含次级性索）；2 髓质；↑原始卵泡。
皮质索与上皮分离后构成卵巢皮质。上皮下的间充质形成白膜。第3～4 个月时，皮质索断裂，形成许多细胞团。细胞团中央为原始生殖细胞分化成的卵原细胞，周围是一层由皮质索上皮细胞分化成的扁平的卵泡细胞，二者构成原始卵泡。卵原细胞继续增殖，原始卵泡也分裂增多。胎儿出生时，两侧卵巢中有70 万～200 万个原始卵泡，其中的卵原细胞已分化为初级卵母细胞，并停留在第一次减数分裂的前期。
4. 睾丸和卵巢的下降 生殖腺最初位于腹后壁，随着体积的增大逐渐突入腹膜腔，由厚而短的系膜悬吊于腹腔腰部。随后系膜变得细长，逐步形成纤维索状连于生殖腺尾端与阴唇、阴囊隆起之间，称引带（gubernaculum）。随着胚体生长、腰部直立、引带相对缩短，牵拉生殖腺下降。第3 个月时，卵巢停留在盆腔；睾丸继续下降，停留在腹股沟管内口。第7～8 个月时，睾丸与包绕它的双层腹膜经腹股沟管降入阴囊。双层腹膜构成鞘突，覆盖在睾丸的前面及侧面，成为鞘膜。出生前后，鞘膜腔与腹膜腔之间的通路逐渐闭合（图15）。
图15 睾丸下降过程示意图
（二） 生殖管道的发生与演化
1. 未分化期
第6 周时，胚体内已先后出现左、右两对生殖管道，即一对中肾管和一对中肾旁管（paramesonephric duct）或称米勒管（Müllerian duct）。中肾旁管由尿生殖嵴头端外侧的体腔上皮凹陷后闭合而成。其起始部呈漏斗形，开口于体腔，上段较长，纵行于中肾管外侧；中段经中肾管腹侧向内弯曲横行，在中线与对侧中肾旁管相遇；下段并列下行，其末端为盲端，突入尿生殖窦背侧壁，在窦腔内形成隆起，称窦结节（sinus tubercle）。中肾管开口于窦结节的两侧（图16）。
图16 生殖管道的演变示意图
2. 男性生殖管道的分化
睾丸形成后，其支持细胞产生抗中肾旁管激素，使中肾旁管退化。睾丸间质细胞分泌雄激素，促使中肾管延长弯曲形成附睾管、输精管、精囊和射精管。与睾丸相邻的十余条中肾小管分化为附睾的输出小管。
3. 女性生殖管道的分化
卵巢形成后，由于缺乏雄激素，中肾管退化；同时亦无抗中肾旁管激素的抑制作用，中肾旁管进一步发育。其上段和中段演化为输卵管，起始端以漏斗形开口于体腔，形成输卵管漏斗部；下段左、右合并后，演变为子宫及阴道穹。窦结节增生延长，形成阴道板。第5 个月时，阴道板演化成中空的阴道，上端与子宫相通，下端以处女膜与阴道前庭相隔（图17）。
图17 子宫与阴道的形成
（三） 外生殖器的发生
1. 未分化期
第3 周末，泄殖腔膜周围的间充质细胞增生，形成头尾走向的两条弧形皱褶，称泄殖腔褶。第6 周时，伴随泄殖腔和泄殖腔膜的分隔，泄殖腔褶被分隔为腹侧较大的尿生殖褶和背侧较小的肛褶。尿生殖褶之间的凹陷为尿生殖沟，沟底为尿生殖膜。尿生殖褶的头端靠拢，增殖隆起为生殖结节。与此同时，左、右尿生殖褶外侧的间充质增生，形成一对大的纵行隆起，称阴唇阴囊隆起（图18）。
图18 外生殖器的演变模式图
2. 男性外生殖器的分化
在雄激素作用下，生殖结节明显伸长、增粗，形成阴茎。左、右尿生殖褶随生殖结节生长，在腹侧中线闭合，形成尿道海绵体，参与阴茎的形成。左、右阴唇阴囊隆起向尾端牵拉，于中线融合，形成阴囊（图19）。
图19 外生殖器的演变
3. 女性外生殖器的分化
无雄激素作用，外生殖器自然分化为女性。生殖结节稍增大为阴蒂。左、右尿生殖褶发育为小阴唇。两侧阴唇阴囊隆起继续增大隆起，形成大阴唇，其头端合并为阴阜，尾端合并形成阴唇后连合。尿生殖沟扩展，参与形成阴道前庭（图20）。
图20 外生殖器的演变
（四） 主要畸形
1. 隐睾（cryptorchidism）
睾丸未完全下降，停留在腹膜腔或腹股沟处称隐睾（图21A）。隐睾可发生于单侧或双侧。由于温度高会影响精子的发生，所以双侧腹膜腔内隐睾可致男性不育。
图21 生殖系统的主要畸形A. 隐睾；B. 先天性腹股沟疝；C. 尿道下裂；D. 双子宫双阴道
2. 先天性腹股沟疝（congenital inguinal hernia）
若鞘膜腔与腹膜腔之间的通路不闭合或闭合不全，当腹内压增高时，部分肠管可突入鞘膜腔，导致先天性腹股沟疝（图21）。
图21 生殖系统的主要畸形A. 隐睾；B. 先天性腹股沟疝；C. 尿道下裂；D. 双子宫双阴道
3. 尿道下裂（hypospadias）
如果左、右尿生殖褶闭合不全，导致阴茎腹侧有尿道开口，称尿道下裂（图21C）。
图21 生殖系统的主要畸形A. 隐睾；B. 先天性腹股沟疝；C. 尿道下裂；D. 双子宫双阴道
4. 双子宫（double uterus）与双角子宫（bicornuate uterus）
左、右中肾旁管下段未融合可导致双子宫，常伴有双阴道（图21D）。若仅中肾旁管下段的上半部分未融合，则形成双角子宫。
图21 生殖系统的主要畸形A. 隐睾；B. 先天性腹股沟疝；C. 尿道下裂；D. 双子宫双阴道
5. 阴道闭锁（atresia of vagina）
窦结节未形成阴道板，或形成阴道板后未形成管道，则导致阴道闭锁。也有的阴道闭锁外观看不见阴道，仅由于处女膜在出生前后未穿通所致。
6. 两性畸形（hermaphroditism）
又称半阴阳，是因性分化异常导致的性别畸形，患者的外生殖器介于男女两性之间。根据生殖腺的性别，两性畸形可分为3 种。
①真两性畸形：患者既有睾丸又有卵巢，核型为46，XX/46，XY 嵌合型，极罕见，原因不明；
②男性假两性畸形：生殖腺为睾丸，核型为46，XY，因雄激素分泌不足导致外生殖器向女性方向不完全分化；
③女性假两性畸形：生殖腺为卵巢，核型为46，XX，因肾上腺分泌过多的雄激素，使外生殖器向男性方向不完全分化。
7. 雄激素不敏感综合征（androgen insensitivity syndrome）
又称睾丸女性化综合征。患者生殖腺为睾丸，核型为46，XY，可分泌雄激素，但由于体细胞与中肾管细胞缺乏雄激素受体，生殖管道和外生殖器均不能向男性方向发育。由于睾丸支持细胞产生抗中肾旁管激素，致使输卵管和子宫也不发育。外生殖器及青春期后的第二性征均呈女性表型。