草藥不是吃多就有效!研究員徐麗芬來解惑
[2018-01-12 ]

【精準藥草學】採訪編輯|莊崇暉   美術編輯|張語辰

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從研究水稻、酵素到完全不熟悉的草藥,中研院農業生物科技研究中心的徐麗芬研究員從零開始,她說:「一開始還被外界挑戰,認為這是江湖術士在弄的東西。」但經過 20 年的潛心研發,團隊運用植物天然成分預防與治療癌症,大有斬獲。

 

1997 年自美返台後 ,徐麗芬參與籌備創建中研院生物農業科學研究所(今農業生物科技研究中心),與草藥就此結緣。 攝影│張語辰

1997 年自美返台後 ,徐麗芬參與籌備創建中研院生物農業科學研究所(今農業生物科技研究中心),與草藥就此結緣。
攝影│張語辰

這係有效阿嘸效?草藥研究破迷思

「今天沒有要提供什麼神秘的藥方,來談談有科學證據的膏(草)藥……」這是徐麗芬先前科普演講的開場白,回憶起臺下坐的是普羅大眾,她笑著說,「科普演講比發表論文還困難!怕聽眾回去霧煞煞。」

因為一直處在學術思維,要簡單幾句白話就說明清楚並不容易。不過,徐麗芬認為大眾對醫藥常識很有興趣,傳播正確知識就是科學家的責任。此外,三不五時也會接到「草藥諮詢」電話,有人聽聞昭和草能抗癌,便急忙問她昭和草要如何煮食?

「有效的抗癌化合物,不是家中煮一煮就會跑出來、或吃了就有效用」徐麗芬強調,即使現有許多研究成果通過小鼠試驗,尚無法確定會全然反應療效於人體。

經實驗室驗證有藥效的植物化合物,是先經由粗萃取物、再經精製濃縮 (enrich) 而產出,劑量不夠也達不到治療效果。以地膽草為例,一點點具有活性的化合物換算回原植物,一次可能就要吃好幾斤。

更何況也不是全吃下肚就能抗癌!要小心生活中的草藥語言陷阱。

 

徐麗芬提醒,市售保健食品或有健字號的商品,大多用來保健或預防疾病而不是用來「治病」,攝取不要過量,維持中道即是。

抗發炎的昭和草、抗癌的地膽草

「現有超過 60% 的抗癌藥物,是從植物萃取有效的天然物 (Natural products),或其化學結構修飾物。」徐麗芬說明。例如,太平洋紫杉醇 (paclitaxel) 即是天然物,用於治療乳癌、卵巢癌等惡性腫瘤的化療藥物,不過對病患造成的副作用極強。

有鑑於此,徐麗芬團隊發展草藥的抗癌作用除了發掘單一或多重天然物成分之抗癌功效之外,降低傳統化療藥物的副作用、或研究是否對易產生抗藥性的化療藥物有「增敏」(sensitize) 效果,也就是讓草藥作為輔佐劑 (adjuvant) 來維持或提升傳統化療藥物之療效亦是研究的重點。

在民間,草藥時常被拿來塗抹,抑制發炎、消腫毒,但民眾以草藥消炎的經驗大多為口耳相傳。徐麗芬表示,草藥研究目的之一,是透過科學研究驗證草藥的有效性與民間傳說是否屬實。

因此,實驗室從昭和草、地膽草這些菊科植物萃取天然物,以科學系統驗證草藥在動物體中如何抑制發炎反應與癌症,包括牽動哪些蛋白質、基因與信息傳遞因子等加以實驗,進而發現「昭和草」含有抗皮膚發炎的成分,亦證實昭和草具有抑制皮膚黑色素瘤的功效。

昭和草,含有抗發炎、抑制皮膚黑色素瘤的天然物。 圖片來源│徐麗芬提供

昭和草,含有抗發炎、抑制皮膚黑色素瘤的天然物。
圖片來源│徐麗芬提供

相關科學研究已證實「發炎」和一些重要的疾病例如:癌症、心血管或代謝疾病(過度肥胖、糖尿病)等等有關。雖然不是發炎就一定會有特定疾病,有時只是身體的免疫反應,但長期發炎與癌症有直接關係,一些發炎因子也會影響癌症轉移。因此,知道草藥如何抑制發炎,也有機會找出抑制癌細胞的機制。

徐麗芬團隊發現,地膽草分離之倍半萜內酯類 (sesquiterpene lactone) 化合物 DET (deoxyelephantopin) 有效阻止乳癌細胞增生,但對正常乳腺細胞沒有不良影響。而傳統化療藥物紫杉醇雖然也可阻止癌細胞增生,但亦發現會造成正常細胞的蛋白質異常現象。

地膽草 DET 成分 vs. 化療藥紫杉醇。兩者皆能抑制乳癌細胞活性,但地膽草 DET 不會對正常乳腺細胞產生副作用,而紫杉醇化療藥卻會使正常乳腺細胞的骨架蛋白質產生異常聚集的現象。 資料來源│徐麗芬 圖說重製│張語辰

地膽草 DET 成分 vs. 化療藥紫杉醇。兩者皆能抑制乳癌細胞活性,但地膽草 DET 不會對正常乳腺細胞產生副作用,而紫杉醇化療藥卻會使正常乳腺細胞的骨架蛋白質產生異常聚集的現象。
資料來源│徐麗芬 圖說重製│張語辰

透過乳癌細胞轉移肺臟之動物實驗模型,徐麗芬團隊亦發現:地膽草 DET 比傳統化療藥物紫杉醇更有效地延長小鼠二倍平均壽命。亦即攜有腫瘤小鼠未加藥處理平均壽命是 27 天,以地膽草 DET 治療延長壽命至 56 天,而以紫杉醇化療藥物治療只存活 37 天。

此外,一般癌症常見的標靶藥物通常只能對付癌細胞其中一種標的,最終無法達成有效抗癌效果。腫瘤微環境 (tumor microenvironment) 的「結構共犯」,包含基質細胞、血管增生、訊息傳遞介質等等,也會支援腫瘤成長與轉移。因此,現在開發有效抗癌藥物,不只是對付癌細胞本身,也會將共犯一併納入治療範圍。

徐麗芬提出草藥「多重藥理學」(polypharmacology) 觀點,認為草藥不像一般標靶藥物只針對癌細胞為標的來治療,可同時調控多靶點,因此草藥化合物具有極大的開發潛力。

以胞外泌體 (exosome) 為例,它會把癌細胞的訊息物質傳遞給周遭「結構共犯」,助長癌細胞壯大增生。徐麗芬團隊收集乳癌細胞分泌的胞外泌體,發現使用地膽草 DET 處理癌細胞後,雖然胞外泌體變多,但這些胞外泌體的蛋白質成分被改變了,反而會阻斷癌細胞與腫瘤微環境的訊息傳遞,包括抑制癌細胞本身活性、讓乳癌細胞不會增生與轉移。

想像示意圖:乳癌細胞經由地膽草 DET 成分處理,改變胞外泌體的蛋白質成分,進而阻斷癌細胞增生。 資料來源│徐麗芬 圖說重製│張語辰

想像示意圖:乳癌細胞經由地膽草 DET 成分處理,改變胞外泌體的蛋白質成分,進而阻斷癌細胞增生。
資料來源│徐麗芬 圖說重製│張語辰

十年磨一藥 實驗室有家的味道

除了研發草藥的藥理活性,植物成分的生產與品管、品保流程 (CMC) 、未來藥品的研發與產製過程,一切都相當耗時費力,也各是相當重要的一環。徐麗芬以昭和草為例,從第一篇研究文章發表,到「昭和草植物新藥」獲准美國食品藥物管理局 (FDA) 為試驗用新藥 (Investigational New Drug ),就花了十年。徐麗芬說,實驗室至少還有三四十種草藥等著研發,「現在連 TOP 10 都還沒做完!」未來將續以抗發炎與抗癌為研究標的,也會從單方成分擴展到複方。

目前研究的幾種草藥中,徐麗芬對青草藥特別有感。她說,某日忽然聞到實驗室有家的味道,原來是常熬煮的大花咸豐草是青草茶的原材料之一,這才赫然湧現跟母親在市場叫賣青草茶「消炎甲退火喔——」的兒時回憶。她直說:「沒想到這輩子會研究青草茶。」

我和草藥像朋友、也像伴侶,會一直研究到退休。

 

草藥研究是一門不容易的科學,跨接農業與醫藥學門,研究過程需理解與探究疾病根源,也需從植物本身的化學與藥理研究起。徐麗芬期許,科研成果不是只用來發表論文,若以後可協助解決人類健康的問題,就是這門科學最大的價值。

 

延伸閱讀

  • 徐麗芬的個人網頁
  • 〈皮膚黑色素瘤之治療與天然草藥之研發現況〉,作者:楊仲智、徐麗芬
  • 〈常見菊科藥草的保健功能〉,作者:徐麗芬、黃啓彰
  • 昭和草研究 Apaya, M. K., Lin, C.-Y., Chiou, C.-Y., Yang, C.-C., Ting, C.-Y., and Shyur, L.-F.* (2015) Simvastatin and a plant galactolipid protect animals from septic shock by regulating oxylipin mediator dynamics through the MAPK-cPLA2 signaling pathway. Molecular Medicine 21, 988-1001.
  • 昭和草研究 Hou, C.-C., Chen, Y.-P., Wu, J.-H., Huang, C.-C., Wang, S.-Y., Yang, N.-S., and Shyur, L.-F.* (2007) A galactolipid possesses novel cancer chemopreventive effects by suppressing inflammatory mediators and mouse B16 melanoma. Cancer Research 67, 6907-6915.
  • 地膽草研究 Shiau, J.-Y., Nakagawa-Goto, K., Kuo-Hsiung Lee, K.-H., Shyur, L.-F.* (2017) Phytoagent deoxyelephantopin derivative inhibits triple negative breast cancer cell activity by inducing oxidative stress-mediated paraptosis-like cell death. Oncotarget 25, 56942-56958.
  • 地膽草研究 Shiau, J.-Y., Chang, Y.-Q., Nakagawa-Goto, K., Lee, K.-H., Shyur, L.-F.* (2017) Phytoagent deoxyelephantopin and its derivative inhibit triple negative breast cancer cell activity through ROS-mediated exosomal activity and protein functions. Frontiers in Pharmacology 8, Article 398 (doi.org/10.3389/fphar.2017.00398).
  • 紫杉醇研究 Lee, W.-L., Shiau, J.-Y., and Shyur, L.-F.* (2012) Taxol, camptothecin and beyond for cancer therapy. Advances in Botanical Research 62, 133-178.
  • 腫瘤微環境研究 Cheng, Y.-T., Yang, C.-C., and Shyur, L.-F.* (2016) Phytomedicine – Modulating oxidative stress and the tumor microenvironment for cancer therapy. Pharmacological Research 114, 128-143.
  • 腫瘤微環境研究 Apaya, M. K., Chang, M.-T., and Shyur, L.-F.* (2016) Phytomedicine polypharmacology: Cancer therapy through modulating the tumor microenvironment and oxylipin dynamics. Pharmacology & Therapeutics 162, 58-68.

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