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淺談紅麴產品:開環型的紅麴較好嗎?

蕭明熙 教授專欄
2022-06-07

動脈粥狀硬化心血管疾病的主因

動脈粥狀硬化是心血管疾病的主因,可以發生在心臟、腦部、下肢末梢或是在腹主動脈。人類動脈粥狀硬化進展須時數十年,動脈血管在十來歲的時候就只有一些脂肪條塊。到了20歲左右已經有一些輕微的纖維化斑塊。到達40歲上下,早期動脈粥狀硬化斑已漸形成。臨床上,血管壁增厚且逐漸阻斷血流的動脈硬化斑塊大致要到50歲才逐漸明顯。男性動脈粥狀硬化心血管疾病發生的年齡較女性為早約10年。
動脈粥狀硬化病理學上的進展是可逆的,換句話說,就是可以在疾病進展的較後期,用治療疾病較為前期的手段,就可以造成病理上的逆轉。例如,膽固醇升高是疾病進展很早的階段,但在動脈粥狀硬化已經形成的階段,使用降膽固醇藥物仍然可以達到抗動脈粥狀硬化的效果,而減少心血管疾病。這是降膽固醇藥物長期持續用藥來治療心血管疾病的理論基礎。有些分子病因學不夠清楚的退化性疾病很難開發新藥,例如阿茲海默型失智症的新藥開發至今仍未成功,就是一個例子。2021年Amgen公司有一新的阿茲海默型失智症新藥上市,但是效果不彰。

Statins型降膽固醇藥物

1987年第一個statins型降膽固醇藥物新藥Lovastatin上市,其後至今35年,降膽固醇口服藥物市場仍然是statins型藥物的天下。最近PCSK9藥物上市,但上市時間尚短、必須注射不能口服、價格昂貴,未來能否取代statins藥物成為新一代的降膽固醇藥物,仍然有待觀察。膽固醇主要在肝臟合成,其生合成途徑很長,主要流量用來製造膽固醇,也用了來合成或是修飾一些重要的中間產物。一般而言,新陳代謝途徑的調控大多出現在途徑前段一個需要能量(例如需要化學能ATP或是還原能NADPH)的步驟。膽固醇生合成途徑的速率決定步驟出現在途徑前端的3-羥-3-甲基戊二酸單醯輔酶A還原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase(簡稱HMG-CoA reductase)。這一個速率決定步驟酵素的抑制劑就可能抑制膽固醇的形成。所有statins的藥物都是膽固醇生合成途徑上這一個速率決定步驟酵素的競爭型抑制劑,進而發展發展成為降膽固醇藥物。

紅麴產品所含的Monacolin K與降膽固醇藥物Lovastatin完全相同

最早上市的statin型藥物是Lovastatin,這一個天然物是真菌Aspergillus terreus的次級代謝物,更早被發現但是發展得比較慢的Compactin則是來自Penicillin菌。中醫藥學認為紅麴有活血化瘀的效果,有一些紅麴米(red yeast rice)產品含有Monacolin K這一種真菌代謝物。Monacolin K的化學結構與Lovastatin完全相同,因此含有Monacolin K的紅麴產品也可能有降膽固醇的效果。市面上宣稱有降膽固醇效果的紅麴米產品也非常多,但並不代表所有的紅麴產品都會有降膽固醇的效果。
以一天服用一顆含5毫克Monacolin K的紅麴膠囊而言,預期有降膽固醇的效果,但不會很高。早期Lovastatin作為降膽固醇藥物的起始劑量是20毫克/天,用於中高型高膽固醇症患者其降膽固醇的能力約為20%,Lovastatin最高劑量是80毫克/天。之後開發的Statins型藥物其效果比Lovastatin更強。健康食品依法不得宣稱療效,在國內必須通過康食品認證之後,才可以宣稱可以減少心血管疾病的危險因子。

開環型的Monacolin K是活性藥物較不安定

從麴霉菌Aspergillus或是紅麴菌Monascus發酵過程中,菌絲體釋放進入培養基的次級代謝物(分別含有Lovastatin或是Monacolin K)都是開環型(open ring form),它們的結構都含有兩個羥基(2 hydroxyl groups)和一個酸基(1 carboxyl group),在發酵含水系統中,是不會自己形成六圓環內酯(six-membered ring lactone) 的環狀結構。Lovastatin藥品是用環狀結構的方式推出上市,主要的原因是在純化的過程中加酸脫水,形成較為安定的六圓環內酯,環狀內酯型Lovastatin趨向肝臟的效率較好,而肝臟是膽固醇活成最主要的器官。環狀藥物進入肝臟後內酯環會被酵素打開,成為開環狀的活性藥物(Active drug),而發揮抑制膽固醇生合成功的效果,進而降低血漿中的膽固醇,因此環狀的Lovastatin是前趨型藥物(Prodrug),開環狀的Lovastatin才是活性藥物。Monacolin K也是如此,直接將紅麴米乾燥獲得紅麴米產品,其中的Monacolin K應該都是開環型產物。開環型的Lovastatin含有一個三級醇官能基在酸中會脫水,保存上較不安定。後來其他一些人工合成型的Statins錠劑藥物都採開環型產品上市。環狀內酯型Lovastatin趨向肝臟的效率較好而且較安定,所以推出上市,其產品中甚至含有抗氧化劑來增加產品安定性。新藥從開發到上市有很多方面需要納入考量。