硒防癌研究已成為硒生物學功能研究中最令人關注的領域
人們在發現硒元素以後很長一段時間內的研究主要集中在硒的毒性上。而如今,在 硒具有的多種生物學功能變得越來越清晰明朗之後,世界各國的科學家把研究的重點主要 集中在缺硒的危害及補硒的療效上。特別是硒能防癌、抗癌的研究和探討,已成為硒生物 學功能研究中最令人關注的領域之一。硒抗癌研究已從動物實驗進入成千上萬民眾參與的 人體補硒防癌試驗,取得了重大進展,有的取得了突破性進展(Clement,1998;Clark, et al,2001;吳英德,等,2002;楊祥良,等,2002;徐輝碧,等,2002;張哲文,等, 2005;餘梅燕,等,2010)。
本章將各國科學家就硒防癌、抗癌研究和探討的部分科研成果,簡要介紹給讀者。
人類歷經百年才摸索到硒防癌、抗癌的功效
硒有防癌、抗癌的生物學功效這個結論,是人們經歷了漫長而曲折的過程,即肯定—否定—再肯定的過程才認識到的(諸亞君,李學湯,1997;秦俊法,2014):
1912 年,Walker 第一次提出硒可用於癌症治療。
1915 年,Walker 和 Klein 第一次報導硒治療人類癌症獲得成功,第一次預測穀胱甘肽 過氧化物的存在,第一次指出癌症的發展與細胞呼吸受到幹擾有關。但此文沒有引起公眾 注意。
Wasserman(1866—1925)用亞硒酸鹽治療荷瘤小鼠和大鼠,得出的結論是 : 硒對惡 性腫瘤有治療作用。
1935 年,Todd 報告硒與 X 射線聯合治療乳房轉移腫瘤具有有益作用。但此文也沒有 被引起注意。
到 1943 年,硒得了個壞名聲。Nelson 用高硒玉米餵養 53 只大鼠,發現有 11 只得了 肝腫瘤,而對照組大鼠沒有肝腫瘤發生(Nelson,et al,1943)。這個實驗結果表明硒可 誘發腫瘤發生。
1949 年,又有人用大鼠來重複 Nelson 的實驗。他們除了在飼料中添加硒以外,還添 加一種致癌物質二甲基氨基偶氮苯,結果和預期完全相反,吃了硒飼料的大鼠肝癌發生率 只是對照組的 50%。這又顯示,硒有抑制腫瘤發生的作用。
1963 年,有研究人員發現,餵了硒飼料的動物出現肝癌或癌前病變。 這樣,不同的試驗出現不同的結果。硒,究竟是致癌元素,還是抗癌元素?一時間成 了醫學界有爭議的問題。
直到 20 世紀 70 年代初,流行病學研究明確提出,土壤、穀物、膳食和人血中硒水平 與腫瘤發病率呈負相關或顯著負相關。這個爭論才有了比較明確的結果。
1969 年,美國學者 Shamberger 等首次對美國農作物的谷硒含量與各州癌症死亡率的 關係進行分析,發現硒水平與癌症死亡率呈負相關。之後,他進一步將美國各州分為低硒、 中硒、高硒三類地區,發現男性和女性的腫瘤死亡率,都是低硒地區明顯高於中硒和高硒 地區。這位學者又對 19 個城市血庫中的血硒水平與總癌症死亡率進行相關分析,結果也 發現兩者呈現明顯的負相關。
Shamberger 還在加拿大和紐西蘭等國家進行調查,也發現硒的分布與腫瘤死亡率之間 有同樣的關係。
國際生物無機化學家協會主席Schrauzer對27個國家和地區人群的硒攝入量進行統計, 也發現硒攝入量與多種癌症的死亡率呈負相關。其中與結腸癌、直腸癌、前列腺癌、乳腺 癌等 7 種腫瘤相關程度最大。
這兩位學者就硒與某些腫瘤的關係在流行病學領域的研究,起到了開拓性作用。他們 相繼發表了許多類似的報告。
中國科學家對硒在腫瘤研究上也做出了舉世矚目的貢獻。著名學者於樹玉、陳君石等通過多年大量的流行病學調查,發現血硒水平與總癌症死亡率呈負相關。低硒地區的胃癌、 食道癌、肝癌的發病率明顯高於高、中硒地區。這 3 種腫瘤正是中國發病率最高的腫瘤(陳 元明,2014)。
通過大量流行病學的研究,科學家們終於得出了硒有防治某些腫瘤作用的論斷,這結 論的得出,前後經歷了將近 100 年的時間。
癌症是當今威脅人類健康的最嚴重的疾病之一
癌症,是當今威脅人類健康的最嚴重的疾病之一。
在歐美一些國家,癌症死亡率居第二位。癌症不僅危害經濟發達國家人群的健康,而 且更嚴重危害著經濟欠發達國家民眾的健康,據統計,在所有死於癌症的患者中,70% 發 生在中低收入國家(中華放射腫瘤學雜誌編輯部,2007)。
癌症也成為嚴重危害中國居民健康和社會發展的主要疾病之一。有報告顯示,全球癌 症病例呈現逐年增長趨勢,而中國新增癌症病例高居第 1 位。《2010 年中國衛生統計年鑑》 顯示,惡性腫瘤在中國城市和農村地區均位居居民死亡原因首位。自 20 世紀 70 年代以來, 中國惡性腫瘤發病率和死亡率呈持續增長趨勢,對中國的可持續發展將構成嚴重的威脅(陳 萬青,等,2014)。
我們硒軟科學課題組在 10 年裡查閱和研究了國內外大量文獻後,已發現與低硒、 缺硒相關的惡性腫瘤有白血病、肺癌、胃癌、肝癌、乳腺癌、結腸癌、直腸癌、甲 狀腺癌、鼻咽癌、皮膚癌、骨癌、口腔癌、惡性淋巴癌、膀胱癌、前列腺癌、卵巢 癌和宮頸癌等。
腫瘤病人的血硒和發硒水平都低於正常人
許多臨床研究證實,幾乎所有腫瘤病人的血硒和發硒水平都低於健康人群。
洪素珍、孫昕(1996)兩位研究人員指出,腫瘤患者低硒水平是癌症的誘因還是癌症 的結果,一直是學術界爭論的課題。但不管怎樣,我們對 203 例腫瘤患者和 40 例健康對 照組血清研究表明,無論是什麼類型的腫瘤,也不管是早、中、晚期的患者,他們的血清 硒水平都極顯著低於健康組( p< 0.01 ~ 0.001)(表 9-1,9-2,9-3,9-4)。
這個實驗結果表明:低硒水平可能是所有腫瘤患者的固有特性;低硒水平與腫瘤密切 相關。
李才淑等(2012)通過臨床樣品的血清、全血、頭髮中硒含量數據分析也證實,癌 症病人的硒水平均低於相應健康人(表 9-5,9-6,9-7)。表中列舉的 28 種(次)癌症 83 組數據中,不論是血清、全血還是頭髮的硒含量,無一例外的都是癌症病人顯著低於相應 健康人。癌症病人的平均血清硒水平比相應健康人低 45.7%,平均全血硒水平低 37.7%, 平均發硒水平低 43.9%。
秦俊法研究員(2014)在「中國硒研究歷史回顧(上)」中指出,上述這種情況在中 外研究歷史中任何其他微量元素都未見到過,這為補硒預防癌症提供了充分的理論和實踐 依據。
頭髮中微量元素的含量可以反映體內微量元素營養代謝的狀況。所以,頭髮中的微量 元素與許多疾病的發生密切有關。
上海市環境保護研究所分析了人頭髮中的硒含量,發現腫瘤病人的發硒含量還不到正常 人的 1/2;還有學者調查了急性白血病患者的發硒含量,發現也低於正常人水平(陳元明, 2014)。
腫瘤患者的血硒和發硒水平低於健康人,他們體內的硒到哪裡去了呢?
研究發現,大部分硒主要集中到腫瘤組織中,腫瘤組織中的硒含量特別高。比如,有國 外學者研究發現,乳腺癌組織的含硒量是正常乳腺組織含硒量的 2 ~ 6 倍,骨癌組織的含硒 量是正常骨組織含硒量的 9 ~ 14 倍。中國學者也發現,肺癌組織含硒量最高,癌旁肺組織含 硒量次之,健康肺組織和良性腫瘤肺組織含硒量最低(參見「9. 5. 1 硒有抑制肺癌細胞生長 的防治效應」)。大腸癌組織含硒量明顯高於正常腸黏膜含硒量。胃腸癌組織含硒量高於同 源非癌胃腸組織含硒量。而惡性胸腹水含硒量是良性胸腹水的 12 倍多(陳元明,2014)。
還有學者曾用同位素示蹤法追蹤受試者攝入的放射性硒(75Se),發現硒最後都積聚 在顱部、肺部及腹部等惡性腫瘤組織中。所以,有人曾試用硒作為臨床上體內腫瘤定位的 示蹤劑(陳元明,2014)。
硒對多種腫瘤有抑制作用
由於癌症的發生是一個漫長的過程,且早發現、早治療可以治癒,而晚期病例經積極 治療是可以控制發展的,因此,WHO 在 2006 年將癌症列入可控慢性病範疇(中國放射腫 瘤學雜誌編輯部,2007)。
但是,與其他疾病相比,癌症又有可能在任何年齡段的人身上發生。所以,腫瘤更多 地引起人們的恐懼、焦慮和無奈(姜亞芳,等,2011)。惡性腫瘤已成為威脅人類生命安 全和社會經濟發展的重大公共健康問題(陳萬青,等,2015)。因此,腫瘤防治一直是醫 學、生命科學等領域的攻關重點。各國科學家、特別是中國醫學、生物學領域的廣大科學 家在探索防治各種腫瘤方面做了大量卓有成效的工作,並取得了許多豐碩的成果。其中用 硒元素防治腫瘤的發生、發展,就是重要的研究成果之一。
生理學家陳元明(2005)指出,大量的動物試驗、人類流行病學調查、前瞻性研究① 及幹預性試驗②都發現,硒有阻遏腫瘤發生和抑制腫瘤生長的生物學作用,並且具有非專 一性,也就是說,硒並非只對某一種腫瘤具有防治效果,而是對多種化學致癌物誘發的腫 瘤、促癌劑所促進的腫瘤、自發性腫瘤和病毒引起的腫瘤都有一定的或顯著的抑制作用。
(1)8 次硒的人體幹預試驗證實硒對腫瘤的抑制作用。
(2)大量體內外實驗證實硒對腫瘤的抑制作用。
硒有抑制肺癌細胞生長的防治效應
肺癌是目前全球癌症死亡的首要原因。在中國,其發病率和死亡率均居各類惡性腫瘤 的首位(楊曉霞,等,2016)。
肺癌多發於 45 歲以上成人,男性多於女性(姜亞芳,等,2011)。不同器官的癌症 發病率存在明顯差異,如,肺癌為6.9%,神經系統和腦部腫瘤為0.6%,腰骨腫瘤僅為0.0003% (師雪,等,2018)。
(1)肺癌發病與低硒有關。
(2)菸草中的硒含量對肺癌發病率有影響。
(3)補硒可遏止肺癌的發生和發展。
(4)硒抑制肺癌的機理。
(5)硒對鎘所致肺癌的阻抑作用。
從表 9-9 中還可以發現: 腹腔注射氯化鎘溶液組抑瘤率降為負值,肺腺癌細胞的細胞凋亡率降低,且隨鎘濃度 的增加,抑瘤率負值的絕對值增大,癌細胞的細胞凋亡率進一步降低。
(6)關於硒與肺癌的關係的其他結果。
補硒有助於防止肝癌的發生、發展
肝癌具有明顯的家族聚集性,惡性度高,預後差。病人早期一般沒什麼不舒服感覺, 一旦出現症狀去就診,往往已到中晚期。所以,肝癌被稱為「癌中之王」,受到世界各國 科學家的極大關注(劉合代,等,2007;張芬芬,2017)。
已有眾多文獻介紹肝癌發生的危險因素還與低硒、缺硒相關。
(1)硒有助於預防肝癌的發生。
(2)硒抑制肝癌細胞的機理研究。
硒對胃癌發生、發展有阻遏作用
胃癌是中國各類惡性腫瘤中最主要的腫瘤疾病之一,也是消化系統最常見的惡性腫瘤, 具有高發病率及高死亡率等特點。其病死率持續高居中國腫瘤病死率的第 3 位。中國胃癌 的發病率僅次於日本(鄧子清,2015)。
近年來,胃癌發病年輕化趨勢越發明顯。中國 35 歲以下年輕人的胃癌發病率高達 6% ~ 11%,比國外高出 3 倍還多;而且年輕人患胃癌以後,惡性程度更高,生存期更短。
胃癌的高發、高死亡率引起大批專家、學者的深入研究。近些年的研究發現,硒的缺 乏和不平衡可增加胃癌發生的危險性。 眾多流行病學研究顯示,硒與胃癌的發生、發展密切相關。
硒對食管癌有顯著抑制效果
硒有助於大腸癌患者發揮機體自身抗癌能力
硒對乳腺癌形成有阻抑作用
乳腺癌是危害女性健康的主要惡性腫瘤之一。最新統計結果顯示,中國乳腺癌的發病 率在女性惡性腫瘤中位居第一。近年來發病率呈逐年上升趨勢,發病年齡日益年輕化(那 存倉,2010;史建軍,2014)。
國內外有許多文獻報導,硒對乳腺癌發生和發展方面起到阻抑作用。
硒可改善卵巢癌病人多種症狀
卵巢癌是女性生殖器官常見的腫瘤之一。卵巢癌病因複雜,發病機制尚不完全清楚, 可能是生物、心理、環境、社會等因素共同作用的結果。多項研究表明,卵巢癌發生與外 源性雌激素、妊娠及哺乳、月經、病毒感染、飲食、遺傳、癌基因與抑癌基因、精神因素 等多方面因素相關(楊念念,等,2012)。
近些年來的研究認為,硒與卵巢癌發生顯著相關。
硒對白血病有很好的抑制作用
白血病是兒童最常見的惡性腫瘤之一,約佔兒童所有腫瘤的 1/3。從病因學上講,白 血病可能是遺傳與環境因素相互作用的結果。從遺傳學來看,腫瘤發生有家族傾向性。從 環境因素來看,孩子在胎兒期接觸過藥物和離子射線,兒童期接觸藥物、射線、病毒等, 都會使發病風險明顯增大(姜亞芳,餘麗君,2011)。流行病學調查顯示,白血病患兒的 血清、頭髮等硒含量均明顯低於健康兒童。說明低硒與白血病發生、發展有相關性(參見 「9.4 腫瘤病人的血硒和發硒水平都低於正常人」)。
許多文獻報導了硒對白血病有抑制作用。眾多的動物實驗和人體臨床試驗表明,硒在 抗白血病方面有明顯的功效。
硒對鼻咽癌細胞增殖、細胞周期、細胞凋亡全面產生幹預影響
補硒可顯著降低前列腺癌發病風險
硒可減輕腫瘤化療藥物毒副作用,提高化療療效
硒防癌、抗癌的生物學機理初探
硒的抗氧化性是抑制癌變發生的機理之一
硒誘導癌細胞凋亡活性氧自由基信號轉導機制發揮關鍵作用
硒對腫瘤細胞增殖有抑制作用
細胞增殖是細胞生命活動的重要特徵之一。細胞增殖最直觀的表現是細胞分裂,即由 原來的一個親代細胞變為兩個子代細胞,使細胞數量增加。細胞增殖過程也稱細胞周期(或 細胞分裂周期、細胞繁殖周期)。
硒在腫瘤免疫中發揮重要作用
硒在腫瘤形成過程中對表觀遺傳修飾異常產生幹預影響
硒對腫瘤血管生成產生抑制效應
硒對端粒—端粒酶產生幹預調控作用
對硒防癌、抗癌機理探討的其他見解
(1)硒介入一些化學致癌物質的代謝,降低致癌物質的誘癌性。
(2)硒可以拮抗某些致癌性的重金屬和化學物質的毒性。
(3)硒能限制癌細胞能量供給。
(4)硒通過降低癌細胞的膜流動性降低癌細胞的致癌力。
硒防癌、抗癌機理研究任重道遠,仍需深入探究
眾所周知,硒對多種腫瘤有預防和抑制作用。隨著研究的深入,人們發現某些硒蛋白 有新的特異效應,比如,展現抑癌和促癌的雙重效應等。這些觀點與傳統學術觀點產生了 牴觸和矛盾
各類「癌症高危人群」適量補硒有裨益
1 哪些人員屬於「癌症高危人群」
(1)長期從事與下列物質相關工作或與其長期密切接觸的人員(職業暴露)。
(2)有癌症家族史和已發現癌前病變人員。
(3)重度長期吸菸、被動吸菸、嗜酒者以及其他嗜好者。
2 「癌症高危人群」適量補硒有降低患癌風險等多方面益處
針對長期接觸鎳等重金屬的「癌症高危人群」如何做好癌症預防工作,中國著名生物 學家、北大生物系系主任陳閱增生前就提出了「在鎳冶金工業地區將硒酵母作為防癌營養 劑的建議」(陳閱增,等,1985)。他指出,環境汙染中的砷、鉛、鎘、汞、鉈、銀等有 毒元素,對人體極為有害。金屬鎳和多種鎳化合物能誘發鼻癌和肺癌。實驗證明,硒在生 物體內對這些有毒有害元素會產生抵消毒性的拮抗作用。
研究認為,硒在維持正常的腦部功能,包括酶的活動、細胞氧化過程、腦內信號傳遞 以及神經遞質的功能方面起著非常重要的作用,補硒以後,收到了調節抑鬱症患者的情緒、 緩解抑鬱症狀、減輕病痛折磨、提高生活質量的效果。
研究發現,硒維持腦部功能有獨特作用。
硒是情緒的重要調節劑。
研究還發現,硒還可降低抑鬱和焦慮等負性情緒。
一份《關懷愛滋病人治療協會雜誌》報導,美國邁阿密大學醫學院 Gail Shor-Posuer 博士(2000)一項新的研究表明,用富硒酵母補硒,可以顯著改善愛滋病病毒感染後藥物 濫用者神情消極低落的狀況,減少他們絕望沮喪的情緒。
所以,張榮華、方貽儒兩位專家建議,在抑鬱等症狀的預防和治療中,尤其要加強補 充一些人體的必需物質,例如微量元素硒。
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