提煉抗癌藥 凈化空氣紅豆杉為何越來越“紅”

◎本刊記者 季天也

提煉抗癌藥 凈化空氣紅豆杉為何越來越“紅”

◎本刊記者 季天也

紅豆杉的葉片窄小而密集，“果實(shí)”其實(shí)就是種子外面套上一層厚厚的假種皮，看起來十分誘人。

6月4日，云南大理兩名村民劉某、段某因非法收購、運(yùn)輸國家重點(diǎn)保護(hù)植物紅豆杉，而被追究刑責(zé)。紅豆杉是我國珍稀樹種，由于其良好的木材和可提煉抗癌藥的事實(shí)，近年來人氣越來越旺。央視也曾以《與杉同壽》為題，形象地報(bào)道了紅豆杉產(chǎn)地村民的長壽現(xiàn)象。紅豆杉究竟是一種什么樣的樹？對人類有哪些特殊的貢獻(xiàn)？《環(huán)境與生活》記者就此采訪了中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所植物園主任張本剛教授。

紅豆杉是一類古老的常綠裸子植物，起源于地質(zhì)年代中的新生代第三紀(jì)，已有250萬年歷史，和銀杏一樣有著植物“活化石”之稱。

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所植物園主任張本剛教授，從事藥用植物資源及栽培研究有30年了，他告訴《環(huán)境與生活》，紅豆杉被定位為綠化樹種，不屬于中藥材。它不僅木材品質(zhì)好，還含有重要抗癌物質(zhì)——紫杉醇，但生長緩慢、數(shù)量稀少，所以十分珍貴。

平時(shí)人們所說的紅豆杉，指的是植物分類系統(tǒng)中紅豆杉屬11種植物的總稱。這11個(gè)種類中我國有5種，分別是中國紅豆杉、云南紅豆杉、東北紅豆杉、西藏紅豆杉和南方紅豆杉，其中南方紅豆杉的分布最廣。

美國提煉出抗癌藥紫杉醇價(jià)比金子高

50年前，美國科學(xué)家從短葉紅豆杉（又叫太平洋紅豆杉）的樹皮中，分離出一種具有出色抗癌功效的物質(zhì)，后來將其命名為“紫杉醇”。它能抑制細(xì)胞有絲分裂中的一個(gè)重要階段，使得細(xì)胞的復(fù)制“卡殼”，直到死亡。這招對大量迅速分裂的癌細(xì)胞來說，是毀滅性的打擊，在抗癌藥物中獨(dú)樹一幟。美國國家癌癥研究所率先發(fā)現(xiàn)紫杉醇的功效之后，世界多國很快對紫杉醇開展了一攬子深入研究，并于1992年12月被美國FDA批準(zhǔn)上市，主要用于乳腺癌、卵巢癌的治療，這一發(fā)現(xiàn)成為20世紀(jì)90年代抗癌藥三大成就之一，紅豆杉也因此成了明星樹種。此外，紅豆杉木質(zhì)紋理均勻、結(jié)構(gòu)細(xì)致、硬度大、韌性強(qiáng)，防腐力也很好，是建筑、家具等的優(yōu)質(zhì)用材。

可惜的是，紫杉醇在紅豆杉中的含量很小，只有萬分之幾甚至十萬分之幾的水平。只有根部和樹皮中含量略高，達(dá)到0.08%左右。因此，早期的紫杉醇抗癌研究和開發(fā)，主要是靠剝樹皮來獲取該物質(zhì)，效率很低。1993年美國國家癌癥研究所《紫杉醇供應(yīng)危機(jī)》論文中指出，平均每獲得1公斤紫杉醇大約需要10噸樹皮，治療一個(gè)卵巢癌患者需要6棵樹齡60～100年的紅豆杉！這使得紫杉醇的價(jià)格十分昂貴。四川省中藥研究所一篇題為《論紅豆杉資源保護(hù)和再生》的文獻(xiàn)中介紹，剛上市時(shí)每瓶（30毫克）的批發(fā)價(jià)高達(dá)146～184美元。和不少值錢的資源一樣，紅豆杉也因此遭遇過被不法者剝皮、盜伐之災(zāi)。

另一方面，紅豆杉雖有千歲之壽，但生長極為緩慢——野生紅豆杉至少50年才能成材。中國林業(yè)科學(xué)研究院以云南紅豆杉為對象的一篇研究數(shù)據(jù)顯示，50年樹齡時(shí)，云南紅豆杉的胸徑（主干離地表1.3米處的直徑）也只有15厘米，比成年人的大腿還要細(xì)。野生的紅豆杉在樹林中的分布比較零散又是雌雄異株、異花授粉，傳粉受精基本上靠撞大運(yùn)，所以種子產(chǎn)量十分有限。好不容易形成的種子又處于深度休眠狀態(tài)，自然狀態(tài)下要經(jīng)過兩冬一夏才能萌發(fā)。而萌發(fā)之后，幼芽的“吃苦”能力又很差，即使人工種植，成活率也很低。本來紅豆杉的自然成活率和繁殖率就差，再被人類盤剝索取，紅豆杉家族的規(guī)模每況愈下。國家林業(yè)局頒布的《國家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》，將國內(nèi)的5種紅豆杉都列為國家一類重點(diǎn)保護(hù)植物，嚴(yán)禁非法采伐紅豆杉。

這棵紅豆杉生長于陜西省商洛市山陽縣葛條鄉(xiāng)三合村，樹齡約1000年，樹高18米，胸徑4.32米。

科技實(shí)現(xiàn)紫杉醇量產(chǎn)不必再粗暴砍樹剝皮

紅豆杉資源珍貴，但治病救人又離不開它，怎么兼顧保護(hù)與開發(fā)呢？張本剛教授告訴記者，現(xiàn)在生產(chǎn)紫杉醇的主流方法是化學(xué)半合成法，是指從樹葉和小枝等可再生且不影響樹木存活的部分提取具有紫杉醇基本骨架或結(jié)構(gòu)雛形的前體物質(zhì)——“漿果赤霉素Ⅲ”，然后通過有機(jī)合成將這種半成品轉(zhuǎn)化為紫杉醇。半合成法是目前最具有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)。

“溫和”地獲取紫杉醇的方法不止這一種。

細(xì)胞培養(yǎng)法——利用植物細(xì)胞全能性的特點(diǎn)，將紅豆杉的幼莖、針葉、假種皮等組織或器官進(jìn)行“離體”培養(yǎng)，培育和篩選出紫杉醇含量最高的細(xì)胞株。這樣培養(yǎng)出來的紅豆杉組織的紫杉醇含量比例，通常高于自然種植的“完整版”。

真菌培養(yǎng)法——美國化學(xué)家斯蒂爾勒和植物生理學(xué)家施特羅貝爾，1993年從短葉紅豆杉的樹皮中，發(fā)現(xiàn)了一種自身就能穩(wěn)定制造紫杉醇的內(nèi)生真菌，取名安德烈紫杉菌。用真菌作“生產(chǎn)車間”制取紫杉醇是個(gè)很有潛能的路子，它的生產(chǎn)周期短，具有重復(fù)性，良種的選育速度也比植物細(xì)胞快。

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)好幾十種能合成紫杉醇的真菌。不過，現(xiàn)有技術(shù)和原料依然有局限，這種方法沒能應(yīng)用到大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

上圖：紅豆杉的傳粉受精多靠撞大運(yùn)，因而種子產(chǎn)量少得可憐，這也是它珍稀的原因之一。下圖：因?yàn)樽仙即加行У目拱┳饔煤臀镆韵橘F的因素，紅豆杉沒少遭到剝皮之災(zāi)。在管理不到位的地方，生存能力本就不強(qiáng)的紅豆杉很難混得下去。

化學(xué)全合成法——比起半合成法，全合成法不從動(dòng)植物體內(nèi)提取“半成品”，而是自行選取原料物質(zhì)一步步合成想要的產(chǎn)物。994年，美國佛羅里達(dá)州立大學(xué)霍爾頓教授的研究組通過30多步化學(xué)反應(yīng)，終于把樟腦改造成了紫杉醇。

全合成能夠擺脫原料和工藝對樹木的依賴，在業(yè)內(nèi)算得上是里程碑式的成功。但由于紫杉醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這種方法的技術(shù)難度大、步驟繁瑣、高投入低產(chǎn)出，工業(yè)化生產(chǎn)是吃不消的。

總之，技術(shù)的發(fā)展讓人們不必再用砍樹剝皮這樣的粗暴手段獲取紫杉醇，大大減少了紅豆杉資源的消耗。

紅豆杉抗癌要科學(xué)盲目食用會(huì)有風(fēng)險(xiǎn)

2013年12月14日，央視走遍中國”欄目播出了題為《與杉同壽》的專題片，講述了江西宜春的銅鼓縣，沒有大城市先進(jìn)的醫(yī)療衛(wèi)生條件，但80歲以上的高齡老人在總?cè)丝谥械谋壤齾s很高，2012年被中國老年學(xué)學(xué)會(huì)評為“中國長壽之鄉(xiāng)”。該縣的茶山林場，是1.5萬余株南方紅豆杉的生長地。這里的村民用紅豆杉果泡酒或直接吃、用紅豆杉葉沏茶、把紅豆杉木材制成各種器皿和家具，躺在紅豆杉樹下休息吸收新鮮空氣，村民認(rèn)為是這些生活方式促進(jìn)了老人的長壽。

張本剛教授解釋說，紅豆杉不等同于紫杉醇。首先，紫杉醇不溶于水，用紅豆杉泡水基本上喝不到。再者，紅豆杉的化學(xué)成分很復(fù)雜，有的成分是有毒的，特別是歐洲紅豆杉，還有過吃死人畜的記錄。”他指出，紅豆杉除了紅色的肉質(zhì)假種皮（就是人們常說的紅豆杉果）外，有毒物質(zhì)遍布全身。紫杉堿是其中比較重要的一類。美國有害物質(zhì)數(shù)據(jù)庫（簡稱HSDB）顯示，人吃下紫杉堿，會(huì)造成頭暈、嘔吐、惡心、瞳孔放大、肌無力、抽搐等中毒反應(yīng)。而且，干枯和死亡的紅豆杉依然能保持幾個(gè)月毒性。這個(gè)數(shù)據(jù)庫中還收錄了6起人吃紅豆杉針葉中毒致死的案例，其中3起源自歐洲紅豆杉。早在2002年，國家衛(wèi)生部就已將紅豆杉列入《保健食品禁用物品名單》，禁止生產(chǎn)企業(yè)將紅豆杉作為保健食品和食品原料來使用。

張本剛還強(qiáng)調(diào)，紫杉醇和很多藥物一樣，有著不容忽視的毒性作用和不良反應(yīng)。比如嘔吐、脫發(fā)、食欲不振、指甲變色。作為一種“高端”藥物，紫杉醇的攝入離不開科學(xué)、系統(tǒng)的臨床治療。人們對待用藥安全的態(tài)度，應(yīng)該比對食品安全更謹(jǐn)慎才對。即便是紫杉醇，也要在醫(yī)生指導(dǎo)下服用，不是隨隨便便吃了就能抗癌那么簡單。

凈化空氣效率高天然氧吧益長壽

植物學(xué)資料顯示，植物一般通過兩種原理起到空氣凈化效果。一是白天的光合作用，通過吸收二氧化碳、放出氧氣維持或提升附近空氣中氧氣的濃度，起到更新空氣成分的作用；二是隨著葉片上氣孔的張開，周圍的硫化氫、二氧化硫和氮氧化物等氣體污染物能進(jìn)入植物組織中被固定和利用。

從實(shí)際情況來看，家庭、辦公室等室內(nèi)場所的植物密度遠(yuǎn)比不上花房，幾個(gè)盆景的換氣量對于整個(gè)房屋的空氣體積而言杯水車薪，但是植物周圍的空氣質(zhì)量的確會(huì)有所改善。同樣道理，也不用擔(dān)心晚上放在臥室的植物消耗的氧氣會(huì)威脅人的舒適和健康。

紅豆杉對于凈化空氣有什么樣的作用呢？

有報(bào)道甚至是專業(yè)研究文章稱，紅豆杉屬于景天酸代謝（CAM）植物，這類植物可24小時(shí)吸收二氧化碳，釋放氧氣。但記者請教專家和查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，這個(gè)說法是不對的。

自然界的植物按光合作用途徑的不同，分為碳三（C3）植物（如小麥、水稻、大豆、棉花等）、碳四（C4）植物（如玉米、高粱、莧菜等）和景天酸代謝（CAM）植物?！侗蛔又参锓诸悓?dǎo)論》一書指出，CAM植物以仙人掌、龍舌蘭、蘆薈為代表的多肉植物為主，紅豆杉的生存環(huán)境和生理結(jié)構(gòu)與這些多肉植物大不相同，屬于碳三植物。

CAM植物的光合作用途徑，是為了適應(yīng)沙漠等炎熱干旱的生存環(huán)境而演化出的活命策略。這類植物只是把釋放氧氣和吸收二氧化碳的時(shí)間從白天挪到晚上，并非24小時(shí)進(jìn)行。它們凈化空氣的能力并不佳，我們倒是應(yīng)該慶幸紅豆杉不是CAM植物。

張本剛教授強(qiáng)調(diào)，光——是植物光合作用生成氧氣的前提，要想24小時(shí)產(chǎn)生氧氣必須有足夠的光照持續(xù)照明（比如提供人工光）。植物的光合特性中，有一項(xiàng)名為“凈光合速率”的參數(shù)，如果這個(gè)值是正數(shù)，就表示植物氧氣的產(chǎn)生量大于消耗量，二氧化碳的吸收量大于釋放量，反之亦然。紅豆杉到了夜晚，其凈光合速率跟其他植物一樣是負(fù)數(shù)，自然光條件下根本做不到24小時(shí)釋放氧氣。張本剛還補(bǔ)充道，如果真有這樣的植物，那可是震驚全球?qū)W術(shù)界的重大發(fā)現(xiàn)，傳言的紅豆杉24小時(shí)產(chǎn)氧顯然是不科學(xué)的。

但是，紅豆杉凈化空氣的效率高于許多植物，張本剛是持肯定態(tài)度的。這是因?yàn)椤凹t豆杉葉片比較多，這樣的植物對周圍空氣質(zhì)量的改良會(huì)比較明顯，而多肉植物這方面就差一些”。在《與杉同壽》電視節(jié)目中，銅鼓縣氣象局工作人員在紅豆杉聚集的茶山林場測試發(fā)現(xiàn)，這里的平均負(fù)氧離子濃度高達(dá)1330個(gè)/立方厘米，數(shù)倍于江西省會(huì)城市南昌。張本剛認(rèn)為，銅鼓縣人的健康長壽，應(yīng)該給這里紅豆杉造就的高森林覆蓋率形成的天然氧吧記一大功。

紅豆杉是一類古老的常綠裸子植物，和銀杏一樣有著植物“活化石”之稱。

以仙人掌為代表的景天酸代謝（CAM）植物只在晚上釋放氧氣和吸收二氧化碳，白天為了防止水分流失會(huì)關(guān)閉氣體出入的通道。它們并非24小時(shí)釋放氧氣，紅豆杉跟它們也不是“一家人”。

本欄目責(zé)編/葉曉婷 yexiaoting@vip.163.com