Studies on the anti-carcinogenic effects of tea |
韓 馳 中國疾病預防控制中心營(yíng)養與食品安全所,北京 100050 中國是茶葉的原產(chǎn)地,世界其它地區對茶葉的種植、加工和飲用都直接或間接來(lái)源于中國;我國飲茶至少有3000多年歷史,早就有飲茶健身的記載。最早的是“神農嘗百草,遇七十二毒,得茶而解之”的傳說(shuō);漢代《神農本草》把茶列入365種藥物之中;東漢著(zhù)名醫學(xué)家華佗在《食論》中說(shuō):“苦茶之食,益意思”;唐代陸羽著(zhù)有《茶經(jīng)》,認為“茶有解毒、治病、醒酒、興奮解渴之功效”;李時(shí)珍《本草綱目》中記載:“茶苦而寒,陰中之陽(yáng),沉也降也,最能降火,火為百病,火降則上清矣”。飲茶一來(lái)“滌昏”、“清神”、“得道”,二來(lái)健身、防病、治病,人人皆知,“開(kāi)門(mén)七件事,柴米油鹽醬醋茶”,把飲茶提到日常生活必需的地位。 近年來(lái)茶葉防癌作用在國內外的實(shí)驗研究(包括試驗動(dòng)物模型和體外試驗)中均已得到充分證明。對動(dòng)物的化學(xué)致癌或移植性腫瘤,無(wú)論哪種茶都有不同程度的抑制作用。無(wú)論是飲用茶水或茶的提取物,還是腹腔注射茶水提取物或涂抹皮膚,均能有效地抑制多種誘癌劑誘發(fā)的食管癌、胃癌、肝癌、肺癌、胰腺癌、十二指腸癌、腸癌、乳腺癌和皮膚癌,或者表現為腫瘤塊縮小,或腫瘤發(fā)生遲緩,或惡性程度減輕等。這方面的結果比較一致,證據充分。在茶葉防癌作用的機制方面也有一些學(xué)說(shuō),一般認為是由于茶葉的抗氧化作用,激活多種具有清除自由基、抗氧化損傷作用的抗氧化酶和Ⅱ相代謝酶的活性;抑制癌基因表達;抑制致癌劑與靶器官共價(jià)結合,因許多致癌劑均是強烷化劑,進(jìn)入體內后經(jīng)酶的代謝活化生成親電子化合物,進(jìn)而與細胞中大分子DNA進(jìn)行共價(jià)結合而生成加合物。 然而,要充分證實(shí)茶葉作為人類(lèi)癌癥的化學(xué)預防劑,尚有以下3方面的問(wèn)題需要闡明,即茶葉中的有效成分、茶葉的作用機制以及對人的防癌效果。特別是后者國內外流行病學(xué)調查的結果不甚一致,尚缺乏人體的直接證據。 1 有效成分的篩選 過(guò)去國內外主要著(zhù)重于茶多酚和兒茶素EGCG方面的研究,而茶葉中成分多達 400余種。我們用8種短測試驗對茶葉中各種主要成分進(jìn)行了篩檢。試驗樣品包括:綠茶水提取物、茶多酚(40%、70%、90%純度)、兒茶素單體(EGCG、ECG、EGC、EC)、茶色素、茶多糖、咖啡堿、維生素C、維生素E、鋅、硒、錳、鉬。試驗項目包括:對絲裂霉素C誘發(fā)的V79細胞基因正向突變及微核發(fā)生的影響;V79細胞代謝協(xié)作試驗及HeLa細胞存活和軟瓊脂生長(cháng)試驗。主要發(fā)現為: 1.1 各種成分在短測試驗中均顯示出不同程度的效果。根據作用強度和在茶葉中的含量,我們認為主要有效成分為茶多酚及兒茶素單體和茶色素。這些成分作用的重復性好,且呈明顯的劑量-反應關(guān)系。茶多糖和咖啡堿等也有一定的作用,但在茶葉中含量很少。結果還表明,如以同樣的含量進(jìn)行比較,則無(wú)論是茶多酚及其兒茶素單體,或是茶色素,其作用強度均不如茶的水提取物。 1.2 首次證明茶多酚的氧化產(chǎn)物茶色素與茶多酚同樣有效。茶色素是紅茶的主要成分,其主要成分是茶紅素和茶黃素;已有報道,茶色素也具有很強的抗氧化作用。 2 整體動(dòng)物試驗 2.1 茶葉阻斷N-甲基芐基亞硝胺(NMBzA)在大鼠體內合成與防止大鼠食道腫瘤發(fā)生的研究其目的是觀(guān)察茶葉能否防止NMBzA的兩種前體物(亞硝酸鈉和甲基芐胺)引起的大鼠食道腫瘤。將Wistar雄性大鼠分為7組,每周兩次灌胃給予兩種前體物,陰性對照組僅灌亞硝酸鈉,其余6組均灌亞硝酸鈉和甲基芐胺,其中除陽(yáng)性對照組外,其余5組分別與甲基芐胺同時(shí)灌以5種不同茶濃縮汁,即海南紅茶和綠茶,杭州綠茶以及福建鐵觀(guān)音和花茶。結果陽(yáng)性對照組癌前病變及腫瘤發(fā)生率達95%,而飲茶僅為5%~19%,陰性對照組未見(jiàn)有癌前病變及腫瘤。本試驗證實(shí)5種茶均可通過(guò)阻斷甲基芐基亞硝胺在大鼠體內的合成,從而抑制食道腫瘤的發(fā)生。 2.2 茶葉對N-甲基芐基亞硝胺(MNBzA)誘發(fā)大鼠食道腫瘤的影響本試驗給Wistar大鼠飲與前一試驗相同的5種茶水,并每周兩次灌胃強致癌物甲基芐基亞硝胺。12周后,肉眼所見(jiàn)乳頭狀瘤的發(fā)生率同樣是陽(yáng)性對照組(90%)高于各飲茶組(42%~62%),腫瘤大小及患瘤鼠的平均瘤數也有相同的趨勢。結果證實(shí)飲茶可明顯抑制亞硝基化合物的致癌作用。 2.3 用二乙基亞硝胺(DEN)和肝切除+CCl4誘發(fā)大鼠肝癌癌前期病變。結果表明, 綠茶組及混合茶組大鼠肝r-GT組化表型異常的肝細胞病灶數明顯少于陽(yáng)性對照組,其中,混合茶的作用較綠茶水更為明顯。 2.4 另以二甲基苯并蒽(DMBA)誘發(fā)雄性金黃色地鼠口腔腫瘤。結果表明,陽(yáng)性對照組動(dòng)物在涂DMBA后,均表現為口腔上皮細胞微核發(fā)生率、DNA含量、每核銀染核仁組織區(AgNOR)顆粒數目、每核總銀染核仁組織區顆粒面積(TVNOR)和表皮生長(cháng)因子受體(EGFR)表達增高;口腔粘膜組織EGFR基因擴增;100%的地鼠均發(fā)生口腔粘膜腫瘤。而在涂DMBA的同時(shí),分別飲綠茶、茶色素和混合茶的動(dòng)物的微核發(fā)生率、DNA含量、AgNOR數目和TVNOR面積均明顯低于陽(yáng)性對照組,并見(jiàn)到EGFR基因擴增和表達的抑制。3個(gè)飲茶組的平均瘤數及平均瘤負荷降低;以上結果表明,飲茶可保護DMBA引起的金黃色地鼠粘膜組織DNA損傷并抑制其增殖,對DMBA誘發(fā)的動(dòng)物口腔腫瘤有明顯的預防作用。 3 茶葉防癌機制的探討 過(guò)去國外在茶葉的抗氧化作用以及DNA加合物方面有過(guò)一些報告。我們所獲得的主要結果為: 3.1 抑制致癌劑與靶器官DNA共價(jià)結合; 3.2 抗氧化作用:能顯著(zhù)減少多種脂質(zhì)過(guò)氧化小分子產(chǎn)物的生成,茶可誘導多種具有清除自由基、抗氧化損傷作用的抗氧化酶和Ⅱ相代謝酶的活性。 3.3 抑制癌基因表達:飲茶或涂抹EGCG對促癌物(TPA)及香煙中特異性亞硝胺NNK誘發(fā)小鼠 c-myc、PKC、c-raf、c-H-ras以及ODC基因表達均有抑制作用; 3.4 抑制腫瘤細胞增殖:對細胞的DNA合成有抑制作用,主要抑制細胞由G1期向S期移行; 3.5 免疫調節:茶和茶成分對移植性腫瘤和化學(xué)致癌物引起的體液免疫和細胞免疫功能失調均有明顯調節作用; 3.6 對HIV和乙肝病毒在體外實(shí)驗中均無(wú)明顯抑制作用,提示茶葉及其成分可能主要對化學(xué)致癌過(guò)程有預防作用。 根據所獲結果,我們認為抗氧化、預防DNA損傷以及免疫調節是主要的機制,盡管在各種機制之間可能存在著(zhù)相互作用。這些結果為今后進(jìn)一步闡明茶的防癌機制指明了方向,同時(shí)也為驗證茶及其成分的防癌效果提供了有力的依據。 4 癌癥高危人群的干預試驗 癌癥高危人群的干預試驗是當前膳食與癌癥以及癌癥預防的關(guān)鍵領(lǐng)域。茶的防癌作用已有比較充分的實(shí)驗證據包括體外試驗和動(dòng)物試驗。然而,茶的防癌作用最終還需要人體證據的支持。 人群流行病學(xué)研究結果目前尚有不同結論。影響癌癥發(fā)生的因素又很多,在流行病學(xué)調查中很難控制除飲茶以外的眾多混雜因素。因此,只有進(jìn)行人群干預研究才能得到確切的結論。但人群干預研究需要的人力、財力很可觀(guān),還需要很長(cháng)時(shí)間。因此,迄今尚無(wú)具有說(shuō)服力的人群干預研究結果。為了解決這類(lèi)困難,我們試圖對癌癥高危人群進(jìn)行干預,以生物學(xué)標志為主要終點(diǎn),取得了一些很有意義的結果。 4.1 口腔粘膜白斑患者的干預研究 本次干預試驗用混合茶作為受試物,以口腔癌癌前病變口腔粘膜白斑患者為研究對象,以其癌變過(guò)程中的中間標志物,如微核形成、細胞增殖抗原、銀染核仁組織區等中間標志物作為觀(guān)察終點(diǎn),進(jìn)行飲茶對口腔癌前病變的隨機化雙盲干預試驗。研究對象干預組29人,對照組30人,口服混合茶作為受試物(綠茶水凍干物、茶多酚和茶色素的混合物),口服膠囊 3g/d,同時(shí)局部涂抹混合茶甘油于患處。經(jīng)半年觀(guān)察,發(fā)現在臨床表現、病理形態(tài)學(xué)和DNA損傷方面均有明顯效果。其中突出的結果為口腔粘膜白斑縮小37.9%以及脫落粘膜上皮微核細胞發(fā)生率和外周血淋巴細胞染色體畸變率分別減少48.7%和31.8%。表明飲茶對人體口腔粘膜上皮細胞的DNA損傷有保護作用。此外,試驗前后PCNA增殖指數和AgNOR數目均降低,且與對照組有顯著(zhù)性差異,提示飲茶在保護組織DNA損傷的同時(shí),也降低了組織增殖活性。PCNA為36kD蛋白,是一種DNA聚合酶輔助蛋白,與DNA復制密切相關(guān),AgNOR是細胞核內含主要rDNA的染色體片段,在RNA聚合酶作用下,rDNA轉錄生成 rRNA 。研究表明,其PCNA指數和AgNOR數目和形態(tài)及分布反映細胞增殖活性,以此可對組織進(jìn)行異常增生程度的分級并可鑒別良、惡性腫瘤。鑒于在試驗期間,患者沒(méi)有服用其它藥物,試驗組與對照組日平均蔬菜、水果攝入量無(wú)顯著(zhù)性差異;因此,口腔粘膜微核細胞率的降低、組織PCNA增殖指數和AgNOR數目的減少,以及病損區的縮小,均很可能與茶對口腔粘膜組織DNA損傷的保護作用和對口腔粘膜組織增殖的抑制作用有關(guān)。由此可推論,飲茶可阻斷口腔癌癌前病變的發(fā)展,降低其癌變的危險性,從而對口腔癌有預防作用。本次結果提供了飲茶可能預防人類(lèi)腫瘤的直接依據,填補了國內外這方面的空白。 4.2 吸煙引起氧化損傷和DNA損傷的干預研究 本次選158名習慣性吸煙者分別飲綠茶、紅茶、混合茶和茶多酚片,并設吸煙不飲茶和不吸煙不飲茶的對照組。研究結果表明,飲混合茶組血、尿樣中兒茶素單體 EGC、EC、EGCG 含量均最高,同時(shí)血漿總抗氧化性也最強、抗氧化延遲時(shí)間最長(cháng)。可見(jiàn),血漿抗氧化性與其兒茶素,特別是 EGC、EGCG 的水平密切相關(guān)。另外,飲用不同茶對血中多種維生素(如VE、胡蘿卜素等)含量沒(méi)有顯著(zhù)影響。在綠茶組、紅茶組及茶多酚片組,吸煙者尿中 8-OHdG 均有明顯降低,與尿中MDA水平下降結果相一致 。尿中總自由基(23-DHBA)綠茶組、混合茶組明顯降低。此外,吸煙可明顯升高口腔粘膜微核細胞率(6倍)和外周血淋巴細胞染色體畸變率(7.5倍),而飲用各種茶均可降低吸煙所致的這兩種遺傳損傷的增加。其中飲混合茶對口腔粘膜微核細胞率、外周淋巴細胞染色體畸變的保護作用均具有統計學(xué)顯著(zhù)性(P<0.01)。綜合以上結果,可以認為幾種茶和茶制劑均能保護吸煙所致的氧化損傷和DNA損傷,其中尤以混合茶和綠茶的作用更為突出。鑒于吸煙與人類(lèi)癌癥的關(guān)系已得到公認,而氧化損傷和DNA損傷又被認為是吸煙致癌的重要機制;因此,本次研究的結果為茶對人體化學(xué)性致癌的保護作用提供了有意義的依據。 5 茶色素是一種值得進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)的茶組分 長(cháng)期以來(lái),國內外學(xué)者都認為茶多酚是茶的保健作用的主要成分,而且認為茶多酚的抗氧化作用是茶發(fā)揮其保健作用的主要成分。茶色素是茶多酚的氧化產(chǎn)物。如果說(shuō)茶多酚是綠茶和花茶的主要成分,茶色素則是紅茶和烏龍茶的主要成分。原來(lái)認為茶色素既然是茶多酚的氧化產(chǎn)物,就不太可能保留茶多酚的抗氧化作用。然而,我們的研究結果表明: 5.1 在短篩試驗茶色素對絲裂霉素C誘發(fā)的V79細胞基因正向突變、V79細胞代謝協(xié)作試驗及HeLa細胞存活和軟瓊脂生長(cháng)試驗表現出與茶多酚相同的抑制作用; 5.2 在小鼠S180腫瘤模型中,茶色素顯示出明顯的抑癌作用。這些結果與過(guò)去國外和我們得到的紅茶也具有防癌效果(NMBzA大鼠食道癌模型)的結果相一致。最近,我們以醌還原酶為指標進(jìn)行體外試驗,也發(fā)現茶色素的抗氧化作用至少不弱于茶多酚。考慮到茶色素幾乎與茶多酚在茶中的含量(30%~40%)相當,而且其化學(xué)性質(zhì)遠比茶多酚穩定,我們認為茶色素是一種很值得進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)的茶組分。如同茶多酚一樣,茶色素是一個(gè)混合物,主要包括茶紅素、茶黃素和茶褐素。在進(jìn)一步研究茶色素的作用時(shí),有必要同時(shí)對茶色素各種單一組分的作用進(jìn)行比較。同時(shí),鑒于國內在茶色素預防心血管病的臨床觀(guān)察方面已取得初步結果,我們建議同時(shí)開(kāi)展茶色素預防癌癥和心血管病的應用基礎研究。 參考文獻: [1]Yang CS, Wang ZY. 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