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靈芝抗PM2.5首部曲

 

「Everyone, Yes, we are on the paper !!!!」去年(2015)11月24日晚間11點35分,中原大學生物科技學系助理教授招名威一收到《American Journal of Chinese Medicine》主編Hui He博士的電子郵件,恭喜他們投稿的論文已通過審查,並將在來年春季刊登(2016年4月號),馬上把這個好消息轉寄給所有研究夥伴們。

兩年多前播下的種子如今終於開花結果、塵埃落定,不知道那個晚上他們是睡得比較好,還是反而睡不著覺?

或許全世界的人都該跟著歡呼,因為這篇論文證明了,對很多疾病都效的靈芝,也可以幫我們對抗無所不在的PM2.5。

招名威與同校生物醫學工程學系助理教授曾嘉儀率領的科研團隊,以臺灣大學教授許瑞祥育種栽培的松杉靈芝為材料,證明特定組成成分的靈芝萃取物,不僅能減輕PM2.5對細胞的毒害,還能阻止PM2.5從肺部進入血液循環。

這可是自1989年美國哈佛公共衛生學院發表首篇報告指出PM2.5有害健康以來,頭一回有科學家告訴我們,有一個「東西」可以把吸入的PM2.5擋在血液循環之外,不讓它在體內到處搞破壞。

 

PM2.5會進入血液循環,傷害全身

不知道你是否曾經想過,為什麼和PM2.5有關的疾病那麼多?

不只是肺癌、氣喘、皮膚過敏而已,還有乳癌、肝癌、膀胱癌等各式各樣的癌症,動脈硬化、心肌梗塞、中風等各種慢性和急性的心血管疾病,以及糖尿病、肥胖、失智症等等,全都牽扯其中,甚至連發育中的胎兒也會因為媽媽長期吸入PM2.5,比較容易得到腦、心、腎相關的先天性疾病,或是因此早產或體重過輕。

之所以影響層面廣泛,乃是因為這些以固體或水滴形式飄浮在空氣中的污染微粒,直徑不超過2.5μm(微米),微小如看不見的細菌,比起那些體積大的懸浮微粒更容易吸附有毒物質,也更容易透過呼吸深入肺部,還會從肺部進到血液循環裡。當血流經過哪裡,遇上些組織細胞,PM2.5的毒害就發揮到哪裡,難怪全身都要拉警報。

 

擋不了、濾不了,躲不了,就多吃靈芝吧!

由於PM2.5不是口罩所能阻擋,亦非空氣清淨機所能夠過濾(所有廣告宣稱都只是「廣告」而已),所以如果不想呼吸也會病、也會胖,搬家成了避開趨吉避凶唯一選擇。

只是沒被PM2.5污染的地方何其少,全台僅剩台東符合國家標準,全球也只有兩成不到的城市,PM2.5和PM10符合世界衛生組織WHO建議的安全標準,如果再加上工作、家庭、人際關係等各種因素,還真不知道可以搬到哪裡。

長期與PM2.5為伍,成了多數人必須面對的挑戰。以前你只能默默忍受它的傷害,而今隨著科學證據的呈現,很可能只要長期吃靈芝,讓體內的組織細胞長時間「泡」在靈芝裡,就能獲得保護。

 

回想當初,一切都是緣份

換成別人,大概早早預約好場地,擬好新聞稿,等著召開盛大的記者會,好宣告全世界。但該團隊並沒有做此選擇,僅有自己人舉杯以香醇紅酒,佐真的好海鮮,低調慶祝這些日子以來的努力,並在輕鬆談笑間接受筆者專訪,分享過程中的起承轉合。或許透過深度報導,更能呈現研究過程中的原汁原味而不走味。

回想當初之所以會想用靈芝抗PM2.5,彷彿是早已註定的緣份。

目前同在中原大學任教的招名威和曾嘉儀,是大學時的班對,2002年從臺大農化系畢業,待曾嘉儀取得臺大碩士學位後,便連袂前往美國羅格斯大學(Rutgers University)留學,分別攻讀毒理學博士和神經科學博士,爾後相知相隨的兩人又一起回台,繼續在事業上、人生上相互扶持。

許瑞祥則是這對伴侶大學時期微生物學的任課教授,也是招銘威大四實驗室專攻時的「老闆」。正是因為這份深刻的師生情誼,讓招名威2013年暑假學成歸國時,特別返校和老師報告「我回來了」。

時光荏苒,當年的臺大農化系的微生物組已經獨立出來,成為生命科學院底下的生化科技學系,但不變的是曾由許瑞祥從他的老師王西華手中接棒主持,同時也是招名威待了一年的「應用微生物實驗室」依然毅立在農藝館106室,持續為靈芝等真菌的應用開發而努力不懈。

當許瑞祥得知招名威在美國研究的主題,和柴油廢氣顆粒如何傷害心血管有關,並瞭解到柴油廢氣顆粒就是PM2.5的主要來源之一時,當下有如靈光乍現般的給出建議:要不要評估看看,如果加入靈芝萃取物,是否會有保護作用?

從菌種分類、鑑定和栽培起家的許瑞祥,研究靈芝超過三十年,看著靈芝「以不變應萬變」地陪伴人類經歷多少健康威脅,而今再遇上殺傷力強大的PM2.5,自是有一份期待。

然而PM2.5在2013年的台灣並不紅,那時接連爆發毒澱粉(順丁烯二酸酐)、毒醬油(化工醬酒)、胖達人(假天然發酵麵包)事件,舉國上下為各種以假亂真的食安問題忙得不可開交。

直到2015年二月底,中國前央視主播柴靜自費拍攝的紀錄片《穹頂之下》在網路發酵,再加上媒體對於台灣哪個地方「又紫爆了」的新聞播得愈益勤快,PM2.5才逐漸成為台灣社會關注的焦點。

所以如果不是招名威把國外學的「那一套」帶回來,再加上許瑞祥的神來一筆,靈芝與PM2.5的連結,可能還要等上好一陣子。

 

PM2.5如何從肺部進到血液循環? 

這位被許瑞祥形容「比韓劇《太陽的後裔》裡的男主角還要帥」的青年才俊表示,美國因為土地廣大,又不是以製造工業為主,受到的PM2.5污染的情況並不嚴重,一般民眾也不怎麼關心這個議題,但後來因為2008年奧運在北京舉行,才使得許多美國人開始擔心,他們的選手會不會因為在霧霾中比賽而影響成績。

PM2.5於是在那段期間成了美國社會輿論和學術研究的焦點,也給了招名威發想博士論文主題的靈感──他專攻的是毒理學,指導教授Marion K. Gordon博士那幾年的研究重心又放心血管損傷的機制,以PM2.5串連兩者再恰當也不過。

早在2002年即有學者證明,隨空氣吸入的PM2.5進入血液循環,進而對血管、心臟造成慢性(例如加速血管粥樣硬化)與急性(例如引發心肌梗塞或中風)的危害。但PM2.5是如何從肺部進入血液循環的?這個在當時尚待釐清的機制,即是招名威的探討重點。

肺泡上包覆了許多微血管,我們吸入的氧和呼出的二氧化碳,便是在這裡進行氣體交換,此處也是PM2.5的侵入點。

「組成微血管的內皮細胞原本應該像這樣排列緊密,」招名威張開雙手手掌,指間與指間相對地,十指交錯嵌合。「但PM2.5會把連接細胞與細胞的蛋白瓦解,細胞就會鬆動」,他把手掌稍微往往左右兩邊拉開,「這時PM2.5便可以從中間的縫隙鑽進血管裡,跟著血流循環全身。」

PM2.5之所以有這個本領,是因為在它刺激下,內皮細胞內部會生成大量的自由基,細胞為求自保便啟動一連串防禦機制,問題是過程中間接促使細胞分泌一種叫作VEGF-A(血管內皮生長因子A)的物質,就是它鬆開了細胞間的連結蛋白,血管通透性於是增加,PM2.5便可輕易地穿過微血管壁而進到血液裡。

受到PM2.5威脅的內皮細胞雖然奮力抵抗,最後還是難逃一死。因為道高一尺、魔高一丈PM2.5會讓細胞內的抗氧化酵素變少,沒有足夠的抗氧化酵素清理自由基,自由基就會殺傷細胞。當內皮細胞因為死亡而萎縮時,細胞與細胞間也會出現空隙,為PM2.5製造可趁之機。

 

長期以靈芝調理,才有保護作用 

有的趣的是,回到台灣後,許瑞祥拿給招名威的那瓶松杉靈芝子實體熱水萃取物,竟可逆轉上面的那些「必然」。

他們先把人類臍靜脈內皮細胞浸泡在松杉靈芝萃取物裡兩個星期,再把細胞曝露在高濃度的PM2.5(柴油廢氣顆粒)底下24小時,結果不只細胞內的自由基降減到只剩一點,各種抗氧化酵素顯著增加,可以瓦解細胞連接的VEGF-A也少了很多……。

最後得到的具體結果就是:內皮細胞存活率提高了將近三成,血管通透性則減少近九成,「基本上PM2.5只會堆積在肺泡上,無法進到血液裡。」招名威表示。

其實一般體外實驗要檢測某個成分有什麼作用,通常會把它和細胞放在一起培養一、兩天,了不起最多三天,但在招名威的實驗裡,細胞卻事先泡在松杉靈萃取物裡長達兩星期,而這麼長的時間正是影響實驗成敗的關鍵。

「一開始我們把內皮細胞和靈芝培養24小時,但一遇到PM2.5細胞馬上就死光了。即使把時間延長至48小時、72小時,還是一樣很快就被毒死,不過細胞存活的時間好像有延長一些。」招名威回想最初實驗的情景,這也是整個研究做下來唯一遇到的「困難」。

於此之際,他最契合、也是最漂亮的夥伴曾嘉儀給了建議:「不然,讓細胞和靈芝培養兩個禮拜如何?」為什麼是「兩個禮拜」,曾嘉儀也說不上來,純粹就是一種直覺。沒想到拉長靈芝的「調理時間」果然奏效,而且經靈芝調理兩週的內皮細胞,比起只調理一週者,更能抵擋PM2.5的傷害。

「我們確實看到,細胞浸在靈芝裡的時間愈長,長得愈好。」曾嘉儀補充說明。許瑞祥則進一步指出關鍵所在:「其實這就是事先預防和長期保養的概念,不是說你馬上吃靈芝,馬上有保護作用,而是必須天天吃、常常吃,才有效果。」

同樣的,PM2.5也不是馬上吸,馬上就會生病,而是需要好幾年的累積。以肺癌為例,根據中國科學院所做的追蹤調查,至少要有七年的相關期。因此,靈芝在任何時候介入,只要長期吃下來,都有力量可以和PM2.5的傷殺力拉距。

「換言之,在PM2.5的污染下,必須一輩子吃靈芝,才能一輩子保平安,這對整個靈芝產業來說,商機無限呀!」許瑞祥畫出美麗的願景,「但重點還是得再回到『吃什麼靈芝』才有效?招名威的實驗結果,用的可是特定菌種、特定栽培方式、特定組成成分的松杉靈芝啊!」

 

靈芝抗PM2.5未完待續

招名威很感謝當初參與的實驗室所有學生,在他和曾嘉儀剛到中原大學任教之初,實驗設備還沒那麼齊全的情況下,一起通力合作把實驗完成。再加上跨刀提供實驗點子與實驗材料的許瑞祥,這篇靈芝抗PM2.5的論文發表,可說是三代師生聯手的作品。

接下來的研究規劃,招名威表示,他們之前曾試著給懷孕的母鼠吃同樣的松杉靈芝萃取物,並讓母鼠吸入PM2.5,等到小老鼠出生後,再對牠們的腦部組織做分析。初歩看起來,鼠媽媽有沒有吃靈芝,鼠寶寶的腦部確實很不一樣,但到底差別在哪裡,會是他們後續想要研究的主題之一。

此外,按目前的實驗結困看來,PM2.5只會堆積在肺泡上,無法進到血液裡。那麼,對於深受PM2.5威脅的肺組織,靈芝是否也能減輕或防止損傷?招名威和曾嘉儀也都認為值得探究。

話題進行至此,許瑞祥突然想起1970年代中國學者曾做過的動物實驗:研究者先讓老鼠吸入燃燒稻草的濃煙,再給老鼠餵食或注射靈芝,結果發現靈芝有鎮咳和袪痰之效。

其實燃燒稻草的濃煙裡就含有PM2.5。所以有沒有可能,靈芝可以透過保護氣管和支氣管纖毛和黏膜組織,使其功能健全,進而把PM2.5帶出體外,減少它在肺部的累積?

靈芝抗PM2.5的故事未完待續。隨著師生三人的熱烈討論,靈芝抗PM2.5的二歩曲、三歩曲似乎也有了譜。期待這群橫跨三個世代的師生再次聯手出擊,為「可以不吃黑心食品、卻無法不吸髒空氣」的你我,帶來更多的好消息。

 

 

 

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