吃糖?不好。给糖?不要。自从临床上与研究界得到一致共识,吃太多的糖,除了让腰围大,更是导致代谢型疾病的高危险因子之后,饮食上除了“少油、少盐”,立刻又多了“少糖”。 但如果一竿子打翻所有糖,真的好吗?最近,科学家发现,在老鼠身上甘露糖可以有效预防自体免疫性第一型糖尿病 。
自1980年开始,临床医学与基础研究界就一直睁大眼,紧盯着跟代谢失调有关的疾病。愈来愈多的证据也逐渐凝聚了各界共识:吃太多糖,让健康发愁。过量摄取的糖,除了让腰围一暝大一寸,增加罹患代谢型疾病的风险,还被指出跟罹患癌症、阿兹海默症、老化有关。
但大部分研究里所谓的“糖”,都是指葡萄糖、果糖,与连坐罚的精致淀粉。即便这些涵括了膳食里绝大多数的糖类来源,食用过量的危害也是罪证确凿。但若一举概括了所有的糖类,却也许过于武断。
你听过甘露糖(D-mannose)吗?
单糖是最简单的糖类。除了葡萄糖,常听到的半乳糖与果糖也是单糖;而甘露糖也算其一。甘露糖不像葡萄糖一样容易被人体吸收利用,在人体血液中的浓度大约是葡萄糖的1/50。虽然甘露糖不像葡萄糖一样是众所瞩目的焦点,但倒也有几件丰功伟业足以为人乐道。其一,对细菌所引起的尿道炎感染,甘露糖的治疗成效有目共睹。除了使用抗生素,甘露糖、或是富含甘露糖的蔓越莓,也都有预防与控制尿道炎的功效。其二,甘露糖还可以用来治疗一种罕见遗传疾病:先天性糖基化病。
最近在Nature Medicine期刊上,美国国家卫生研究院的实验室,发现在老鼠身上,甘露糖对防治自体免疫性第一型糖尿病,与由免疫细胞所引起的呼吸道发炎症状, 都有极佳的效果。这是怎么一回事呢?葡萄糖既然在细胞能量的基本来源,是细胞代谢途径的主角,对免疫细胞自然也不例外。尤其以 T 细胞来说,当初始 T 细胞(naive T cells)遇到外来抗原的时候,一旦被活化,就会分化成功能 T 细胞(effector T cells)。功能 T 细胞可以再根据各自专长分成许多类别,有的像 CD8杀手 T 细胞,密技是制造颗粒性溶解酶与穿孔素;另一大类是 CD4 辅助型 T 细胞,可以因时制宜的分泌不同的细胞激素,启动免疫反应,或是去活化擅长制造抗体的 B 细胞。但不论是哪种专长的 T 细胞,都得大量增殖。细胞增生需要大量能量来源,还需要生成子细胞的生物原料,因此,T 细胞得在细胞代谢途径上作出调整,变得极端仰赖糖解作用。有趣的是,一旦外来抗原被消灭,功能 T 细胞分化为记忆 T 细胞之后,为了让记忆 T 细胞能长命久安,细胞代谢上又会摇身一变,变成以粒线体主导的脂肪酸氧化分解作用为主。
不同的 T 细胞仰赖不同的代谢途径来解决其功能专长上的需求,而免疫细胞代谢在这几年更是研究前线上的当红炸子鸡。例如,借由供给 T 细胞特别的胺基酸,可以调控 T 细胞的活性与功能。那,不同种的糖类呢?
美国国家卫生研究院的Chen 博士实验室,首先做个简单的实验。他们把CD4初始 T 细胞分离出来,有些养在无糖的环境里,或是在培养环境里加入不同的糖类。实验人员试了甘露糖、葡萄糖、果糖、半乳糖,与常作为甜味剂的甘露醇。 养在加了果糖或是葡萄糖培养液里的 T 细胞,在接受到活化刺激之后,细胞“吃得好”也因为“对胃口”,增殖得比养在无糖环境里还疯狂。但这也一如科学家所预期;让人惊讶的是,养在甘露糖里的 T 细胞,增生速度慢、经历过的细胞分裂周期数少,而且,有大概 10% 的细胞,分化成了调节型 T 细胞(regulatory T cells)。相比下,无糖与加了其他糖的培养环境,平均只有不到 1% 的调节型 T 细胞。
这些被甘露糖养大的调节型 T 细胞,不论是功能上,还是基因转录、转译的特征,都跟一般认知里的调节型 T 细胞无异。调节型 T 细胞扮演着免疫系统里警察的角色,监控也抑制免疫细胞反应,防止免疫细胞起内哄攻击自身细胞,引起自体免疫性疾病。体外试验的好结果,让研究人员好奇甘露糖在生物体内是不是也有同样的功效呢?
于是,他们利用一株特别的 NOD 老鼠。NOD 老鼠在长到 12 到 13 周大的时候,会自发性出现糖尿病;长到 23 周大的时候,大概有80%~90%的老鼠会出现糖尿病症状。NOD 老鼠的问题,不是因为肥胖,而是因为调节型 T 细胞出现问题。这于是提供了研究人员一个绝佳的机会来试验假说。
有趣的是,如果在从小老鼠七周半大的时候,在饮水里掺了甘露糖,这些被糖水养大的小老鼠,到 23 周大的时候,还是一直都健健康康,丝毫没有糖尿病症状。这些小老鼠血糖正常,体内调节型 T 细胞的比例,跟无糖组小鼠一比,更是显著增加。而被认为造成糖尿病病理的第一型与第二型辅助型 T 细胞,细胞比例与所分泌会刺激免疫反应的细胞激素,在甜了嘴的小老鼠也都显著降低。
研究人员还试验了另一组因为 T 细胞活化而引起呼吸道发炎的动物实验模型,也观察到了类似的结果。在饮水里掺了甘露糖的实验老鼠组里,较高比率的调节型 T 细胞也能够抑制呼吸道发炎,而保护实验组老鼠。Chen 博士实验室接着发现,甘露糖能够启动分化成调节型 T 细胞所绝对需要的转化生长因子β(TGF-β)讯息传递路径,所以让辅助型 T 细胞的比例比控制组高出许多。
甘露糖在小老鼠模型里,能够借由让调节型 T 细胞增生,而抑制自体免疫反应。在临床上是不是也有类似效用,是不是会出现复杂的副作用,还有赖后续研究了。