茶與健康研究的前景與挑戰

陳宗懋

中國農業科學院茶葉研究所，310008

飲茶有益于健康已在世界范圍獲得普遍公認，有關茶與健康的研究國際上也只是始于上世紀60年代，發表的論文數以萬計。廣義而言，飲茶有益于健康的認識已獲國內外的普遍公認，但從科學上來講，有些問題尚未能最后定論。《中國茶葉》雜志自2018年連續組織了飲茶與健康的起源和發展、茶葉活性成分的防病機理及飲茶對人體代謝綜合征、糖尿病、口腔疾病、心血管疾病、過敏、神經退行性疾病、殺菌抗病毒、抗癌功效等講座，從各個方面介紹了飲茶對人體健康的功效。本文是這個系列講座的收篇之作，將重點討論茶葉與健康研究的前景和挑戰。

從上世紀80年代開始，在“回歸大自然”的呼聲召喚下，許多國家都相繼開展了飲茶與健康的研究，在半個世紀的歲月中證明了茶葉中的茶多酚類化合物對人體的多種常見病，如齲齒、減肥、代謝綜合征、糖尿病、心血管疾病和癌癥等都具有一定的預防和治療效果[1-3]，但在減肥、代謝綜合征和糖尿病等常見病方面具有更高的肯定度[4]。從發表的文獻數量上也有與年俱增的趨勢（圖1）。特別是在對癌癥和心血管疾病上集中了更多的研究。2017年5月在PubMed網站收錄的“茶與健康”的文獻有5 168篇，“茶與癌癥”相關文獻有4 355篇[1,4]。

總體而言，飲茶有益于健康是一個不容爭辯的事實，也已經為世界所公認。問題是“有益于健康”的量化程度不甚具體，飲茶對哪些人體疾病有效，是預防效果還是有治療效果，效果的程度如何？對于這些問題，科學界有責任通過科學研究加以明確，也就是迎接這個挑戰，使得更好地發揮茶葉的保健功效。

筆者認為以下幾個問題有待于進一步加強研究和普及。

一、茶葉對人體保健和治病的關鍵機理

圖1 1985—2018年世界上茶與健康文獻發表數（PubMed網站）

國內外醫學界公認人體內脂質過氧化是多種疾病的根源，無論是癌癥、心血管疾病或是老年退行性疾病，其發生都與脂質過氧化有密切關系。茶葉具有特強的抗氧化功能，日本的資料[5]上有這么幾個數字：1個人1天需要1 kg氧氣的供應才能生存，這樣1個80歲的老人一生需要約30 t的氧氣。氧氣是每個人都不可或缺的生存條件，但氧氣在各種條件影響下會形成1%～10%的活性氧，這些活性氧對人體健康具有負面影響。如果以2.5%的形成率計算，那么1個80歲的人一生會遇到752 kg活性氧的攻擊。這些活性氧會使人體細胞組織遭受氧化脅迫，造成人體氧化損傷。如果長期經常性飲茶，茶葉的強抗氧化活性會對飲茶人的健康提供全方位、周身性和近距離的防衛，因此應加強進行茶葉抗氧化活性對人體健康的定量化研究。

二、茶葉活性化合物在人體和動物實驗效果間的差異

對于為什么同樣的茶葉活性化合物在人體上進行的實驗效果會不如在小鼠和大鼠上的實驗效果這一問題，從本世紀初開始就對其進行了許多研究。大量的研究發現，主要是這些茶葉活性成分進入人體后的生物可利用性（Bioavailability）偏低[1,4,6]。化合物的生物可利用性是決定該化合物在人體中能否發揮正常活性的重要因素。根據大量的活體外和動物實驗的結果，對多種人體常見病EGCG應該是活性最高的化合物，但在人體中由于化合物的結構特征，使得人體對EGCG的生物可利用性很低，不能充分發揮生物活性。有研究進行了飲茶后人體對EGC、EC和EGCG 3種兒茶素的生物可利用性的測定，結果3種兒茶素的可利用性分別為14%、31%和0.1%[7]。為什么在動物實驗中效果最好的EGCG在人體中的效果不如EGC和EC以及動物實驗中的效果呢？主要是這些化合物的結構影響了化合物在人體臟器中的溶解度、降解率、吸收率和進入血液中的比例，從而影響這些化合物在人體中的生物可利用性。Lipinski等[8]提出生物可利用性低的化合物其化學結構有如下特征：（1）化合物分子量＞500，LogP＞5；（2）化合物中的-OH或-NH數量≥5；（3）化合物中可形成氫鍵的N基或O基數≥10。茶葉中的幾種兒茶素的化學結構根據這個標準顯示了EGCG在上述3條標準都比EGC和EC高（表1），結果在生物可利用性上就低于EGC和EC，因而在人體中的效果就不能達到在動物體中的效果水平。這就是為什么在人體癌癥的流行病學研究中，茶葉中的活性成分屢屢不能達到顯著效果的原因。因此如何提高茶葉活性成分的生物可利用性，從而使得茶葉活性成分在人體中的生物效應（Bioefficiency）也隨之提高，這是提高茶葉對人體重要疾病（如癌癥）流行性病學調查效果的關鍵所

表1 用Lipinski對生物可利用性的判定標準比較茶葉中的幾種活性化合物

在[7,9]。近幾年來，中國、美國、日本和新加坡等國科學家采用對EGCG結構修飾的方法，以及工藝技術上的改進[9-10]使得-OH基團的數量減少，采用在EGCG中添加一些添加物以提高EGCG在臟器內皮細胞上的滲透力和進入胃中在酸性環境中的溶解度，以及改變進入人體的EGCG的劑型以提高EGCG在進入人體后的生物可利用性和生物效應，這將是未來提高茶葉中活性成分生物可利用性的可能途徑[8-11]。

三、EGCG的安全劑量

在解決生物可利用性的研究中，有文獻提出可以通過提高EGCG的劑量來提高其生物可利用性，在這里應注意劑量的安全性。一個化合物對動物或人體的安全濃度和有害濃度往往只是一步之遙，或是應用方法上的一個細小差異。茶葉是一種安全的健康飲品，但2008年在法國曾發生因服用加有綠茶提取物的減肥保健品，而出現服用人肝臟中氨基轉移酶活性大幅度增加（高達138倍）和中毒癥狀，并發展到產品下架的事件[1]。當時曾將這個事件的原因歸咎于EGCG，還曾擴大到對茶葉的懷疑。由此，EGCG的毒性問題引起國際上的重視。美國藥典（US Pharmacopeia）在2008年曾對216份關于綠茶的報告（其中有34份涉及肝臟損傷）進行分析，最后認為，綠茶是一種非常普遍的飲料，已有很長的飲用歷史，但很少出現飲用綠茶和肝臟毒性間有相關性。在此基礎上提出將綠茶列為2級安全[12]。歐洲食品安全雜志（EFSA）也發表了對綠茶安全的綜合報告，提出在將綠茶提取物添加到減肥產品中時應考慮一個安全臨界值（Margin of safety）[13]。至于EGCG的毒性問題，法國的資料提出EGCG對人的急性毒性上限為300 mg/d，無作用劑量值（NOAEL）為600 mg/d[14]，Hu等[15]報道EGCG對人的安全劑量為338 mg/d（丸劑）和704 mg/d（飲料）。特別應指出的一個很重要的問題是，一個化合物的一次性高劑量服用和同樣劑量的分次服用對實驗動物和人體的毒性結果是不一樣的。有一個EGCG不同服用方式對人毒性的實驗結果有力地說明了這個問題。一個高劑量的EGCG一次性喂飼實驗動物在血液中出現高濃度EGCG，并引致死亡；但如果同樣這個高劑量的EGCG分成幾個小劑量喂飼實驗動物，在血液中的EGCG濃度沒有上述高劑量一次性喂飼那么高，也沒有出現死亡的結果（圖2）[16]。本世紀初在歐洲出現的人體服用加有EGCG的減肥保健品后出現的“中毒”風波就是由于加入高劑量的EGCG一次服用產生的后果。這個事故值得茶葉界重視并吸取教訓。

圖2 EGCG一次喂飼和同樣劑量分次喂飼血液中EGCG濃度和人體毒性的關系

在研究如何提高EGCG在人體中的生物可利用性時，應精確掌握EGCG在人體器官中的動態、轉移、活性濃度，以及它們對人體的安全劑量等信息，這樣才能更好地發揮EGCG和其他活性化合物的藥用功效。