能修復DNA損傷的防曬霜,到底有沒有科學根據?

2020-11-27 騰訊網

圖片來源:Hotlittlepotato

撰文 Robbie Gonzalez

翻譯 賈曉璇

審校 魏瀟

美國亞利桑那州(Arizona)的圖森市(Tucson)是世界上光照最充足的城市之一,而我恰恰是在那兒長大的。所以我覺得自己對紫外輻射的致癌性、樹蔭的重要性、難看的寬邊遮陽帽的實用性已經深有體會了。防曬當然少不了防曬霜。 「SPF 30 的防曬霜能阻擋 97% 的 UVB(紫外線B),SPF 15 的要少擋 4% ,SPF 50 的多 2%」,我 7 歲起就會被灌輸類似這種的「防曬霜小常識」,聽得我耳朵都要起繭子了。

防曬霜還能修復DNA?

但是最近一次去佛羅裡達(Florida)旅行,我又知道了一些關於防曬霜的新鮮事,這讓我很是驚訝:最近新上市的某些防曬霜,據說可以修復 UVB 造成的 DNA 損傷。這就有點唬人了吧……保護你的遺傳密碼不受損傷從而預防皮膚癌是一回事,修復已經造成的損傷可就是另一回事了。

不只是我,德克薩斯大學西南醫學中心(University of Texas Southwestern Medical Center)的名譽教授、研究 DNA 損傷和基因修復酶的專家、生物學家埃羅爾·弗裡德伯格(Errol Friedberg)也很不相信防曬霜能有這種功效。他在電話裡表示,自己從來沒有聽說過有哪種酶能添加到乳液或者防曬霜裡。「即使防曬霜裡真的有修復酶,它們也很脆弱。皮膚是多層的組織,光在皮膚上揉一揉,並不能把酶揉進細胞裡。不過我們還需要確切的數據來證明這點。」

掛斷電話的時候,我都已經做好了找不到數據的準備。但是我深入搜尋後,還真找到了符合的數據:DNA 修復酶不僅可以局部應用,而且還有證據表明它們能增強機體正常的基因修復機制。那麼,防曬霜中的酶為什麼就不行呢?

一個字的回答:錢。解釋起來可能有點複雜,但這是我聽過的關於防曬霜最好玩的知識了。

含有 DNA 修復酶的「貴婦」產品

還是從市面上存在的一些 DNA 修復防曬霜入手,開始解釋吧。妮歐瓦(Neova)的「DNA 損傷控制防曬霜」,3 盎司(87.8 ml)45 美元;西班牙皮膚醫學公司 ISDIN 的防曬霜Eryfotona Actinica,一瓶 50 美元,3.4 盎司(99.5 ml);DNARenewal 的 SPF 50+ 「DNA 防護」防曬霜,4 盎司(117 ml)75 美元。

這對大多數人來說是貴了點。相比之下,紐約時報產品推薦版塊Wirecutter的防曬明星產品——水寶寶防曬霜一瓶 8 盎司(234 ml)只要 10 美元。這裡需要插入一個防曬小常識:大量使用、經常補塗,防曬霜才能更好地發揮功效;最佳方法是兩小時補塗 1 盎司(29 ml,全身用量),遊泳或出汗後也要補塗。如果以這種速度使用的話,上述任何一種防曬霜都不能讓你在烈日炎炎的海灘撐上 8 小時。

所以你花錢買到的是紫外核酸內切酶(UV endonuclease)、光解酶(photolyase)這樣的分子,念出他們的名字可能像是在談論星際飛船及其燃料來源,但實際上它們是 DNA 修復酶,能夠尋找到紫外輻射造成的基因損失並迅速修復它們。而紫外線輻射一旦積累,容易導致皮膚癌。

數十年的研究表明,這些酶以及類似的分子可謂是神奇又美妙。比如說光解酶,它們是由光激活的,這個過程叫做光致復活(photoreactivation)。再次強調:光解酶由光激活。也就是說,當它們暴露在陽光下時,才能修復日照造成的 DNA 損傷……進化總是如此美妙。

但是進化有得也有失,人類自身不會產生光解酶。從動植物到細菌、真菌,地球上幾乎所有的生物體都能產生光解酶,然而像我們這樣的胎盤哺乳動物,在歷史上某個時刻停止了利用光來修復 DNA 的光解酶的產生。相反,我們採用的是一種叫做核苷酸切除修復的基因拼接(nucleotide excision repair)的方法,老實說,這種技術效率不高,名字也不如光致復活炫酷。

人類自身也不能產生紫外核酸內切酶;科學家是在一種叫做藤黃微球菌(Micrococcus luteus)的細菌中發現的這種酶。我們也不能產生 DNA 修復酶 T4 核酸內切酶 V(T4N5)——科學家首先從其寄生的大腸桿菌中將其分離出來(研究 DNA 修復的專家弗裡德伯格在 70 年代早期發明了一種方便的分離技術),性質與紫外內切酶相似。而光解酶來源於浮遊生物和藻類。

一旦這些酶被成功分離出來,科學家們就開始進一步思考它們能否在局部處理中保持活性,從而進入人體細胞當中。這個想法十分誘人,且「錢」景廣闊。露華濃(Revlon)的創始人曾有個著名的比喻:化妝品是盛在罐子裡的希望。但如果自己的 DNA 可以修復,還要這種「希望」幹什麼用呢?

修復酶護膚品的效果

第一批嗅到商機的人包括分子生物學家丹尼爾·B·亞奧什(Daniel B. Yarosh)。20 世紀 80 年代,他發明了一種提純 T4N5 的方法,比弗裡德伯格及其它 70 年代學者的方法更迅速,更廉價,也更簡單。然後他又成功將其和其它 DNA 修復酶一起包裹在稱為脂質體的磷脂小球內。接著他還創辦了「應用遺傳學」公司,批量生產修復酶。1988 年,他為自己的方法申請了專利。

此後的 30 年中,研究者多次證明脂質體能夠將 DNA 運輸進皮膚細胞中。雅羅什(Yarosh)首先在培養皿中成功用紫外照射過的人體細胞完成了這個實驗,然後又在活體小鼠中重複了實驗。結果給人以希望:經載酶脂質體處理過的細胞可以去除更多輻照損傷的 DNA,修復速度更快,存活時間更長。

很快,研究者利用脂質體將 DNA 修復酶運送到被試者的皮膚細胞中。在 2000 年的一項研究中,科學家用 UVB 射線輻照被試者臀部,然後用光解酶處理 DNA 損傷,修復效果顯著。與此同時,雅羅什主持了一項 III 期臨床試驗:易患皮膚癌的受試者使用 T4N5 脂質體潤膚乳一年,其患癌及癌前病變的機率明顯低於對照組,這一結果 2001 年發表在《柳葉刀》(The Lancet)上

查閱了這麼多研究結果,我發現自己逐漸能接受防曬霜能將 DNA 修復酶運送到細胞中這件事了。然後我把這些結果與相關研究一起,用電子郵件給研究 DNA 損傷的專家弗裡德伯格發了過去,請他查看。第二天他給了我回覆:「你還真的找到了!好吧,至少兩個實驗室的數據表明這是可行的。」

但我的疑慮還沒有完全打消。III 期臨床試驗中的潤體乳有應用了嗎?為什麼 DNA 修復的防曬霜這麼貴,還不好買?

是時候請雅羅什來解答這些疑問了。

被巨頭壟斷的市場

雅羅什接到我電話的時候,剛度過了一個愜意的假期,正等著坐飛機回國。他的聲音隨著機場廣播一起傳來:「這是我好久之前的研究了。許多專利都已經過期了。」

我繼續問他專利的事,想知道像妮歐瓦、ISDIN、 DNARenewal 這些公司的 DNA 修復酶都是哪來的。如果專利都過期了的話,那它們……豈不是自己在生產修復酶?

雅羅什回答:「哦你說這些牌子啊,我知道它們的防曬霜。修復酶都是那家以 E 開頭的著名化妝品集團生產的。

等等,什麼情況?

III 期臨床試驗之後,雅羅什又花了好幾年籌措資金來進行更多研究,希望獲得更多證明 DNA 修復酶的證據。這一定程度上也是為自己的先進基因公司(Advanced Genetics Inc,AGI)吸引一些潛在的化妝品公司客戶,但更重要的還是為了獲得食品藥品監督管理局(FDA)的許可。公司專門有個部門,致力於促成 DNA 修復酶作為藥物而不是化妝品成分來使用。「但是《柳葉刀》那篇論文中提到的T4N5 潤體乳並沒有獲得 FDA 的批准,他們要求進行更多的試驗。」

說起來容易做起來難。眾所周知,FDA 的審批程序與專利制度相關,傾向於支持那些尋找新治療方法的試驗,而不是某些疾病的預防措施。比如說,一種能是絕症病人延壽幾個月的藥片,比預防皮膚癌的藥膏更容易申請到臨床試驗的經費,而且更有可能獲得 FDA 的批准。數據也證實了這一點:2015年,麻省理工學院經濟學家海蒂·威廉士(Heidi Williams)對 1973 - 2011 年間的癌症臨床試驗數據進行了分析,發現有 2.9 萬項試驗集中在晚期及復發性癌症的治療上,但同期研究癌症預防的試驗僅有 500 項。

雅羅什最終還是沒能獲得研究經費。「但在這期間,先進基因公司做出了一個重大商業決定——同意被這家以 E 開頭的化妝品巨頭收購。所以彼時的先進基因公司現在是他們的子公司,還在繼續生產 DNA 修復酶和脂質體。」

這家化妝品巨頭壟斷了相關市場,而其也擁有足夠多的願意購買高價 DNA 修復酶的客戶。「最終還得歸結到錢的問題,」 DNARenewal 的創始人、美國皮膚病學會(American Academy of Dermatology)和美國皮膚外科學會(American Society for Dermatologic Surgery)的前任會長、皮膚科醫生羅納德·莫伊(Ronald Moy)很相信 DNA 修復酶的功效,所以自己建立了一條化妝品生產線。「但是把酶加到防曬霜裡還是太貴了。」

不過雅羅什並不認為把 DNA 修復酶加到防曬霜裡是最佳選擇。他認為:「防曬霜是停留在皮膚表面的,但 DNA 修復酶要滲進皮膚裡面去。要是一個化妝品做到把一種成分留在皮膚上,而讓另一種成分滲進去,真的太難了。我覺得最好的辦法是先用含 DNA 修復酶的精華,然後再塗上防曬霜。」

雅羅什說,沒準化妝品公司真能找到兩全其美的辦法,這可說不準。但相關研究的缺乏使得確定這種最佳配比難上加難——開發出性價比更高的產品就更加遙遠了

https://www.wired.com/story/dna-repairing-sunscreen-legit-or-nah/

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