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十字花科蔬菜和癌病

12-09-2013

 

( 網絡圖片 )
 
十字花科植物包含了很多我們日常食用的蔬菜,它提供了我們了不少膳食纖維、維他命A、維他命C、維他命K、 葉酸、鈣和各種其他礦物質。十字花科蔬菜也含有豐富的植物生化素 (phytochemicals)。常見的有山柰酚 (kaempferol)、蘿蔔硫素 (sulforaphane)、吲哚-3-甲醇 (indole-3-carbinol,即有人稱為芥藍素的東西,簡稱I3C)、異硫氰酸酯 (isothiocyanates)、胡蘿蔔素(Carotene)和類胡蘿蔔素 (beta-carotene)、槲皮素 (又稱洋蔥素,quercetin)、異鼠李素 (isorhamnetin)、阿魏酸 (ferulic acid)、3, 3'-diindolylmethane (簡稱DIM) 和其他的硫甙水解物 (glucosinolate hydrolysis products),以上所提到的物質,很多都有抗癌特性。
多年以來都有不同的研究指十字花科蔬菜具有防癌和抗癌功能。進食十字花科蔬菜已被多個動物實驗中顯示能抑制胰臟癌細胞的生長,也可減少肺、膽囊、膀胱、乳腺、前列腺、卵巢和大腸等各類癌症的風險。那麼進食十字花科蔬菜能防癌和抗癌呢﹖它的原理機制是甚麼﹖有否科學證據去支持這些說法呢﹖
 
有說法指蘿蔔硫素 (sulforaphane)、山柰酚 (kaempferol)、吲哚-3-甲醇 (indole-3-carbinol) 和異硫氰酸酯 (isothiocyanates) 是最重要的抗癌物質。我很簡略介紹它們和選取一些較近期的抗癌機理研究報告來分享﹕
 
異硫氰酸酯 (Isothiocyanates)﹕
異硫氰酸酯是由植物內的葡萄糖異硫氰酸鹽 (glucosinolate) 轉化而成的。異硫氰酸酯是一個統稱,它包括了多個分子結構相近和化學性質相約的有機化合物。它也是令一些蔬菜,如山葵 (wasabi) 和芥蘭有辛辣感的物質。稍後會提到的蘿蔔硫素 (sulforaphane) 也屬於異硫氰酸酯成員之一。
一項由匹茲堡大學的研究報告 (於2010年五月於 American Association for Cancer Research) 指出十字花科蔬菜所含的苯甲基異硫氰酸酯 (benzyl isothiocyanate) 能誘導乳癌細胞啟動死亡機制 (apoptosis) 。在實驗中苯甲基異硫氰酸酯能令抑制MCF 7乳癌細胞和MDA-MB-231乳癌細胞,並通過生物化學反應壓抑癌細胞生產出來的一種反淍亡蛋白質 (XIAP),令癌細胞的淍亡過程重新啟動 (苯甲基異硫氰酸酯有時只簡單叫它做異硫氰酸酯,isothiocynate) (Reference 1)。
異硫氰酸酯也能夠中斷癌細胞的分裂週期和刺激細胞凋亡 (Reference 2)。
 
蘿蔔硫素 (sulforaphane)﹕
蘿蔔硫素也是異硫氰酸酯的成員之一。蘿蔔硫素由蘿蔔硫苷 (Glucoraphanin) 轉化而成。西蘭花、椰菜花、西洋菜和芥蘭都含很豐富的蘿蔔硫苷。當我們慢慢咀嚼這些蔬菜時,蘿蔔硫苷便會轉化成蘿蔔硫素。
蘿蔔硫素 (sulforaphane) 能減慢乳癌幹細胞的生長,削弱乳癌幹細胞的生存力(Reference 3)、減低荷爾蒙受體的活性 (Reference 4)、更可誘導多種乳癌細胞的淍亡 (Reference 5)。
另外蘿蔔硫素的角色也可作為 histone deacetylase inhibitor (組蛋白脫乙醯酶抑制劑)。Histone deacetylase inhibitor 能加強 tamoxifen 的藥效,使細胞凋亡的機制更有效地運作 (Reference 6)。
蘿蔔硫素可以防止或減緩某些癌症的增長。經美國的National Institutes of Health 批准,OHSU Knight Cancer Institute現正著手進行第二階段的臨床研究,探討用蘿蔔硫素來治療前列腺癌的可行性 (Reference 7)。
 
芥藍素 (I3C)﹕
芥藍素是硫甙水解物的一種。大部份的十字花科蔬菜都含芸薹葡糖硫苷 (Glucobrassicin),它會轉化成芥藍素。
芥藍素可透過減低上皮生長因子受體的活性而引致癌細胞死亡 (Reference 8)、I3C 又可減低癌細胞的擴散能力 (Reference 9)。在子宮頸癌、肝癌和乳癌的研究也顯示芥藍素亦可抑制自由基的產生、誘導細胞凋亡,抑制致癌物對 DNA的影響和抑制血管向癌組織的增生 (Reference 10)。
 
山柰酚 (kaempferol)﹕
山柰酚是一種可以在水果和蔬菜找到天然的黃酮類化合物。山奈酚可以增強人體的抗氧化防禦,幫助清除能促進癌變的自由基。在分子生物學的角度上,山奈酚能調節以下的活動﹕癌細胞凋亡機制、血管向腫瘤的增生、炎症和癌細胞轉移等 (Reference 11)。近期的一個研究用了人類卵巢癌細胞的作實驗中,結果顯示山奈酚可以抑制血管生長因子和抑制血管生向卵巢癌組織 (Reference 12)。
 



以上的研究大多基於一些實驗室中的細胞試驗或是一些動物實驗的結果。但人類進食十字花科蔬菜的結果又如何呢﹖
 
進食十字花科蔬菜對人的影響並不如進行動物實驗那麼簡單了。
不同的人有不同的生活模式和習慣,生活上其他因素也會干擾了某樣食物對我們的影響。我們總不能把一些人關起來幾個月甚至幾年,只提供單一食物和同一生活模式去做一個研究。
研究某些因素對人類健康的影響,通常會用病例對照研究法 (Case-control Study)。病例對照研究法是分別針對一群特殊病患及正常人,收集其過去的面對一些致病因素或抗病因素之經驗,比較兩組人之間一些致病因素或抗病因素和該病的影響,用統計學分析找出結論。就以進食十字花科蔬菜為例,研究人員先設定問卷,以隨機方式找一些人和病人來回答一些飲食問題,同一個受訪者可能在不同時間 (如每半年一次),需要回應多次的訪問。
但這個研究方式存在不少缺點,我只舉一些例子:
1.      所選擇的致病或抗病因素受很多其他因素相互影響。舉個例說,吃十字花科蔬菜的人有否飲酒,吸煙,吸毒,運動量,受訪者日常所受的精神壓力,有否其他的疾病,休息是否足夠,食物烹調方法,有否進食其藥物 / 補充劑 ………。一份問卷很難做到十分詳盡 。即使能做到很詳細,回答者未必有耐心確實地回應。
2.      訪問時亦會出現訪談誤差 (recalling bias)。有些問題回答者未必清楚記到,有些未必如實作答 (特別是吸毒和一些被認為是較私隠的問題)。
3.      即使找到一些干擾因素,也很難量化這些因素的干擾程度而去準確地扣減干擾因素的影響比重。
4.      研究很多時的過程會十分長,由於經費所限,隨機抽取訪問對象未必足夠;而接受抽樣調查者也可能因種種問題而未必能代表整體人群。
5.      問卷調查的內容設計未能真正反影要研究數據,分析時也可能被預設的想法混淆結果的解釋。
 
回顧過去不少這些病例對照研究個案,十字花科蔬菜對癌病的影響未有一致結論。我選取了一篇較近期和較大型的研究以供各位參考。
被連結的文章名為﹕Cruciferous vegetables and cancer risk in a network of case-control studies,發表於2011年,由瑞士和意大利的學者共同研究 (Reference 13)。
研究觀察了包括 1,468個口腔 / 咽喉癌症患者、 505食道癌患者、 230個胃癌患病人、2,390個腸癌患者、 185肝癌患者、 326胰臟癌患者、 852喉癌患者、3,034個乳癌患者、 367子宮癌患者, 1,031 卵巢癌患者、1,294個前列腺癌患者、 767個腎癌患者。結果證實了進食十字花科蔬菜對以上所提到的癌症病人有很大的益處。
英文結論的原文是: The multivariate odds ratio (OR) for consumption of cruciferous vegetables at least once a week as compared with no/occasional consumption was significantly reduced for cancer of the oral cavity/pharynx (OR = 0.83), esophagus (OR = 0.72), colorectum (OR = 0.83), breast (OR = 0.83), and kidney (OR = 0.68). The OR was below unity, but not significant, for stomach (OR = 0.90), liver (OR = 0.72), pancreatic (OR = 0.90), laryngeal (OR = 0.84), endometrial (OR = 0.93), ovarian (OR = 0.91), and prostate (OR = 0.87) cancer.
我也提供另外有兩份有關進食十字花科蔬菜和肺癌相互關係的case-control study報告﹕
**      膳食中含豐富的十字花科蔬菜可能會降低吸煙者患肺癌的風險 (Reference 14)。
**     十字花科蔬菜的攝取量和肺癌的風險成反比 ((Reference 15)
 
也有一份很新近發表的研究指改變膳食習慣,加入多些蔬菜,包括多些十字花科蔬菜,可以預防膀胱癌的復發和進展 (Reference 16)。
 
最後我要介紹另一份較舊但值得一看的文獻是由美國俄勒岡州立大學的學者於2007年發表,它綜合了2007年之前的研究,分析了人類進食十字花科蔬菜對幾種常見癌症的相互關係。文章的結論是從流行病學的研究顯示,多吃十字花科蔬菜對肺癌和腸癌的風險降低較明顯。但對其癌病的影響未有一致結論。但我主要想引述文章的兩部份內容。第一是文章提到不同的人因體內的新陳代謝功能有所差異,進食十字花科蔬菜對體內癌腫的影響程度也有所不同。再加上不同的烹調過程也會影響到十字花科蔬菜內有用物質的攝入量,因而影響到進食十字花科蔬菜的抗癌能力。第二是文章提到美國有不少官方機構,包括國家癌症研究所 (National Cancer Institute) 都有建議國民每天的蔬果進食量是每天5 至 9 份 (2½–4 ½ 杯) 的水果和蔬菜。但十字花科蔬菜的進食量卻沒有獨立建議提供。這份文章根據一些其他研究結果而建議成年人應星期至少進食 5 份十字花科蔬菜 (Reference 17)。
 
總括而言,十字花科蔬菜是一類健康食物,多進食可能對癌症病人帶來抗病的益處。但進食十字花科蔬菜的抽取物的補充劑,如芥藍素膠囊等,未必會有同樣效果,甚至有一些實驗數據顯示從十字花科蔬菜中抽取出來的高濃度單一生化物的補充劑產品,有可能會促進某些癌細胞的生長 (Reference 18)。所以病人應採用多元化的天然食材,更不應以食療去取代其他治療方案。
 
在結束這份分享之前,我試列出一些香港常見的十字花科蔬菜給大家參考 (資料來源部份取自“香港食用植物” 一書得出 (作者﹕許霖慶,徐是雄;市政局 1981)。﹕
芥蘭Chinese kale;
白菜 Chinese white cabbage;
塌菜 Chinese flat cabbage;
雪菜 Potherb mustard (要吃新鮮的,不是醃漬的);
芥菜 leaf mustard cabbage;
椰菜花 cauliflower;
椰菜 cabbage;
芥蘭頭  Kohl-rabi;
西蘭花 broccoli;
菜心 flowering white cabbage;
紹菜 / 黃芽白 / 大白菜 cabbage/celery cabbage;
西洋菜 watercress;
椰菜仔 Brussels sprouts
蘿蔔 Chinese radish。
另外,野葛菜 (Rorippa indica) 和山葵 (wasabi) 也是十字花科蔬菜。
而中藥板藍根也是十字花科植物。(板藍根有南北之分,北板藍根來源為十字花科植物菘藍 (Isatis tinctoria);南板藍根則來自爵床科植物馬藍 (Baphicacanthus cusia)。
你可能也會看過一些資料建議癌病者要多吃芸薹屬蔬菜。所謂芸薹屬即十字花科之下的一個屬 (Genus Brassica 芸薹屬)。芥蘭、白菜、塌菜、椰菜花、椰菜、西蘭花和菜心也是正是十字花科蔬菜內芸薹屬的蔬菜。在分類學上,有些學者將芸薹屬的成員升格為一個科 (family),名為芸薹科 (family Brassicaceae)。
 


Reference:
1.      p53-Independent Apoptosis by Benzyl Isothiocyanate in Human Breast Cancer Cells Is Mediated by Suppression of XIAP Expression (Published in May 2010; Cancer Prevention Research, American Association of Cancer Research, University of Pittsburgh Cancer Institute)
      Link: http://cancerpreventionresearch.aacrjournals.org/content/early/2010/05/13/1940-6207.CAPR-10-0048.full.pdf+html
 
2.      The cancer chemopreventive actions of phytochemicals derived from glucosinolates (Published in May 2008, European Journal of Nutrition; University of Dundee, Scotland, UK)
      Link: http://www.springerlink.com/content/h7m5061v10235634/
 
3.      Sulforaphane, a Dietary Component of Broccoli/Broccoli Sprouts, Inhibits Breast Cancer Stem Cells (Published in April 2010, Clinical Cancer Research; University of Michigan and the Ohio State University)
      Link: http://clincancerres.aacrjournals.org/content/16/9/2580.long
 
4.      Regulation of estrogen receptor and expression in human breast cancer cells by sulforaphane (Published in March 2009, The Journal of Nutritional Biochemistry; University of Illinois)
      Link: http://www.jnutbio.com/article/S0955-2863(08)00050-8/abstract
 
5.      Sulforaphane induces cell type specific apoptosis in human breast cancer cell lines (Published in March 2007, Molecular Cancer Therapeutics; Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland, USA)
      Link: http://mct.aacrjournals.org/content/6/3/1013.abstract
 
6.      Dietary sulforaphane, a histone deacetylase inhibitor for cancer prevention (Published in December 2009, The Journal of Nutrition; Oregon State University, USA)
      Link: http://jn.nutrition.org/content/139/12/2393.full.pdf
 
7.      Sulforaphane in Treating Patients with Recurrent Prostate Cancer (ClinicalTrails.gov)
      Link: http://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01228084
 
8.      Indole-3-carbinol-induced death in cancer cells involves EGFR downregulation and is exacerbated in a 3D environment (Published in May 2006, Apoptosis; Cancer Biomarkers and Prevention Group, University of Leicester, UK)
      Link: http://www.springerlink.com/content/w6pq4t6847135542/?p=be1dab69d7804105b670095b3ca4ff36&pi=25
 
9.      Indole-3-carbinol inhibits MDA-MB-231 breast cancer cell motility and induces stress fibers and focal adhesion formation by activation of Rho kinase activity (Published in May 2009, International Journal of Cancer; The University of California at Berkeley, CA, USA)
      Link: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3400502/
 
10.  Molecular targets and anticancer potential of indole-3-carbinol and its derivatives (Published in Sept 2005, Cell Cycle; The University of Texas M.D. Anderson Cancer Center, Houston, Texas 77030, USA.)
      Link: https://www.landesbioscience.com/journals/cc/article/1993/
 
11.  A review of the dietary flavonoid, kaempferol on human health and cancer chemoprevention (Food Chemistry, June 2013; by Department of Pharmaceutical Sciences, West Virginia University, Morgantown, WV, USA)
      Link: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23497863
 
12.  Kaempferol inhibits angiogenesis and VEGF expression through both HIF dependent and independent pathways in human ovarian cancer cells. (Published in 2009, Nutrition and Cancer; Alderson-Broaddus College, West Virginia, USA)
      Link: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2770884/
 
13.  Cruciferous vegetables and cancer risk in a network of case-control studies (Published in Aug 2012, Annals of Oncology; Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri, Milan, Italy)
      Link: http://annonc.oxfordjournals.org/content/early/2012/02/10/annonc.mdr604.full.pdf+html
 
14.  Cruciferous vegetable intake is inversely associated with lung cancer risk among smokers: a case-control study (Published in April, 2010, BMC Cancer; Department of Cancer Prevention and Control, Roswell Park Cancer Institute, Elm and Carlton Streets, Buffalo, NY)
      Link: http://www.biomedcentral.com/1471-2407/10/162#
 
15.  Cruciferous Vegetable Intake and Lung Cancer Risk: A Nested Case-Control Study Matched on Cigarette Smoking (Published in October 2010; Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention ; Johns Hopkins University Bloomberg School of Public Health, Baltimore, Maryland, USA)
      Link: http://cebp.aacrjournals.org/content/19/10/2534.long
 
16.  A randomized pilot trial of dietary modification for the chemoprevention of noninvasive bladder cancer: the dietary intervention in bladder cancer study (Published in Sept 2013, Cancer Prevention Research; University of California, San Diego)
      Link: http://cancerpreventionresearch.aacrjournals.org/content/6/9/971.abstract
 
17.  Cruciferous Vegetables and Human Cancer Risk: Epidemiologic Evidence and Mechanistic Basis (Published in March 2007, Pharmacological Research;
      Link: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2737735/pdf/nihms22145.pdf
 
18.  Benefits and Risks of Supplementation with Indole Phytochemicals
      Research Newsletter (The Linus Pauling Institute, Spring/Summer 2006; Oregeon State Unversity)
      Link: http://lpi.oregonstate.edu/ss06/indole.html

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