甘露糖:尿路感染、自免疫系統疾病和癌癥的治療有幫助嗎?

最近有知友問到甘露糖對治療尿道感染、癌癥和自免疫系統疾病等的作用。 由於之前寫過一篇關於包括甘露糖醇(又叫甘露醇)的甜味劑的介紹,先入為主看成甘露糖醇瞭。但話說回來,把甘露糖搞錯為甘露糖醇的還挺多,連官媒也會搞錯,例如下面這一篇,一開頭就搞錯瞭:

上面這一篇的正文我省略瞭,全都是討論甘露糖的,但開頭第一句描述的功效卻是甘露糖醇(Mannitol)…. 那這裡先解析一下甘露糖醇是什麼。甘露糖醇是糖醇的一種,甜度是蔗糖的一半,自然存在於某些植物、菇類和水果中,雖然甘露糖醇不容易被人體吸收,但甜度太低,很少作為甜味劑。由於不吸收水分,所以也有添加到巧克力等食品中用來增加風味的。甘露糖醇有減顱內壓、眼壓、利尿等作用,在治療腦創傷、青光眼和腎病上有一定作用。但今天不是討論甘露糖醇,所以對甘露糖醇的介紹到此為止。

我們今天談的是甘露糖(Mannose or D-Mannose)。甘露糖是單糖,但跟葡萄糖不一樣,食用後甘露糖不容易被人體吸收,90%的甘露糖在服用後約30到60分鐘後直接通過尿液排出,所以跟葡萄糖不一樣,甘露糖不會影響血糖。[1] 食物中蔓越莓、各種漿果、桃子、蘋果等水果都含有豐富的甘露糖,蔬菜中番茄、白菜、白蘿卜、豆類都含有甘露糖。[2] 人體和動物血液中也含有小量甘露糖。

近年關於甘露糖的研究不少,今天我們探討一下甘露糖對治療尿路感染、癌癥和自免疫系統疾病等,究竟有沒有作用。

尿路感染

尿路感染是在尿路上任何一個器官組織發生細菌感染所引起的疾病,包括腎臟、輸尿管、膀胱、尿道等都有機會收到感染,但尿路感染一般以膀胱和尿道為主。由於男女身體生理構造差異,女性出現尿路感染的幾率會比男性要高。研究顯示女性有50%的機會在一生中會患上尿路感染,而且當中三分之一到一半的患者在一年之內會再受感染。[3]

女性的尿道會比男性的尿道要短,再加上女性特殊的生理結構,尿道口和肛門之間的距離接近,腸道細菌容易從肛門經過尿道口進入,並且會經過尿路侵入到膀胱內,如果感染到腎臟後果就非常嚴重。[4]

尿路感染的病征取決於感染的部位,但一般包括頻繁上廁所,小便疼痛,尿液混濁,尿液呈現不同程度的紅色顯示尿液中有血液,尿液有刺鼻味道,女性患者的陰道會出現疼痛等現象。如果感染到腎臟,患者更可能出現發燒、嘔吐和惡心等病癥。[4]

引起尿道感染的,約80%為大腸桿菌引起的,10%-15%為腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticus),其他機會較小但有可能致病的細菌包括腸球菌(Enterococcus)、克雷伯氏菌(Klebsiella)、 腸桿菌(Enterobacter)和變形桿菌(Proteus )等。[5] 除瞭細菌,真菌也可能是感染源。大腸桿菌是經常在腸道出現的細菌,但在尿路上不應該出現,但泌尿系統的大腸桿菌過度生長,便觸發尿路感染,從尿道到膀胱,甚至腎臟都有機會受到感染。

治療尿路感染,臨床上以抗生素為主。部分患者有繼發性風險,需要長期服用抗生素預防尿路感染,容易造成抗生素抗藥性。 2012年的一項研究分析瞭200名大學生患者的尿液[6],20%的患者發現對一線抗生素存在抗生素抗藥性的大腸桿菌。 除瞭抗藥性,長期服用抗生素對患者的腸道菌群有影響,菌群不平衡容易造成腸漏,增加自免疫系統疾病和其他代謝性疾病的風險。

藥物治療之外,蔓越莓是其中一種預防繼發性尿路感染的食物。蔓越莓含有的原花青素(proanthocyanidins),可以阻擋細菌粘附尿路組織上的細胞,減少感染。蔓越莓作為治療尿路感染已經有超過100年的歷史,當時還沒有抗生素。[7]

2008年的一項 Cochrane分析[8],分析瞭10個隨機臨床試驗,包括1049位受試者,結論是蔓越莓汁可以適度減少女性尿路感染的繼發性風險,但2012年更新版的Cochrane分析[9],在之前的基礎上再增加瞭12個研究,得出的新結論是蔓越莓對治療尿路感染的證據不足,而且很少人可以連續每天飲蔓越莓汁的,所以不建議蔓越莓作為預防或者治療尿路感染的手段。 2018年的一項研究顯示[3],蔓越莓雖然在治療尿路感染的研究證據比較不一致,但蔓越莓對減少尿路感染有顯著作用。總體來說,蔓越莓對治療或預防尿路感染的研究證據比較不一致。蔓越莓本身是季節性水果,蔓越莓汁攜帶不方便,而蔓越莓提取物價格不便宜,種種因素使得蔓越莓不是一個治療和預防尿路感染的最佳手段。

甘露糖治療尿路感染

自上世紀80年代,已經有功能醫學醫生使用甘露糖治療尿道感染。[10] 近年隨著眾多的研究證據證明甘露糖的治療和預防效果,甘露糖作為治療尿路感染的作用逐漸受到主流醫學的重視。

當通過腎臟、膀胱和尿道排出時,甘露糖會包裹經過的組織細胞和企圖粘附在細胞上的細菌,使到細菌無法粘附在膀胱和尿管細胞,阻擋瞭細菌感染的途徑,無法粘附尿路組織的細菌會跟隨尿液排出體外。

上文提過,超過半數女性會患過尿路感染,部分人群還會患上繼發性尿路感染,必須通過長期服用抗生素預防感染,容易造成抗生素耐藥性,抗生素還會搞亂腸道菌群的平衡,引致腸漏和增加各種自免疫系統疾病和、慢性病、代謝病的風險。[1]

2013年的一項臨床研究[11],308名繼發性尿路感染患者,在接受過抗生素治療康復後,分成3組,一組繼續6個月每天服用2克的甘露糖,另一組連續6個月每天服用抗生素 – 呋喃妥因 (Nitrofurantoin),第3組是對照組,什麼都沒有。6個月後,一共有98人尿路感染復發,占受試者人數31.8%。復發患者當中,服用甘露糖組的隻占15人(14.6%),抗生素組發病人數21人(20.4%),對照組的發病比率,占62人(60.8%)。研究顯示,在預防繼發性尿路感染上,甘露糖和抗生素的效果相當。而且研究人員指出,服用甘露糖的副作用比抗生素低得多。

2016年意大利羅馬大學的一項先導性臨床試驗[12],病人連續服用甘露糖13天,病人的病征顯著減少,問卷評估也顯示病人的生活質素顯著提高。在預防尿路感染復發上,研究人員把病人分成2組,幹預組繼續服用甘露糖,對照組什麼都沒有,結果服用甘露糖組,6個月內復發的隻有4.5%,而對照組則是33.3%。 研究人員的結論是甘露糖可以輔助治療急性膀胱尿路感染,而且能成功預防尿路感染的復發。

不用抗生素的話,合並幾種方法可能對治療尿路感染的效果最好。2014年的一項臨床試驗[13],33位急性尿路感染的女性每天服用甘露糖+蔓越莓提取物+益生菌(乳桿菌),60天後尿液中再檢查不到感染跡象。2017年的另一項隨機對照組臨床試驗[14],80位患者連續7天服用甘露糖+N-乙酰半胱氨酸(NAC)+海巴戟(Morinda Citrifolia)果汁的組合,證明治療尿路感染的效果跟服用5天的抗生素一樣。

但需要註意的是,甘露糖對大腸桿菌特別有針對性,甘露糖在使用後一天內能大幅減少尿路中的細菌數量。但沒有證據顯示甘露糖對其他細菌和真菌感染有治療和預防效果。[1]

甘露糖可以治療癌癥?

英國癌癥研究中心學者2018年在《自然》發表的一篇動物實驗[15],服用甘露糖可以減慢小鼠的腫瘤生長。腫瘤細胞的生長需要大量的葡萄糖,但人體的健康細胞同樣需要葡萄糖作為能量,所以雖然知道切斷癌細胞的葡萄糖來源可以“餓死”癌細胞,但一直都沒有很好的方法。

甘露糖雖然跟葡萄糖同樣是單糖,但卻不容易被細胞代謝,該實驗證明,當甘露糖進入細胞後,會幹擾葡萄糖在細胞內的正常代謝,從而減慢瞭癌細胞的生長。 上述的理論在癌癥的小鼠上得到證實,而且研究人員沒有發覺服用甘露糖後,小鼠的體重和其他可見的地方有什麼分別或副作用。 研究同時在癌癥的小鼠身上測試瞭常用的化療藥物(順鉑阿黴素)和甘露糖一起使用的效果,結果顯示甘露糖加強瞭化療的效果,進一步減慢腫瘤的生長,而且患癌的小鼠使用甘露糖後生命延長瞭。但研究也發現,不同的癌細胞對甘露糖的敏感度不一樣,所以研究雖然證實甘露糖在小鼠身上的多種癌癥有治療效果,但並不是對所有癌細胞“通殺”的物質。

盡管“甘露糖可以減慢腫瘤生長”這個題目很吸引,但我從該研究中,沒有看出甘露糖有特別針對癌細胞作為靶點的地方,我理解該研究的重點是甘露糖針對的是癌細胞比普通細胞需要更多葡萄糖(甘露糖使到葡萄糖對於癌細胞不夠用,但對普通細胞還好),所以幹擾瞭葡萄糖的代謝,跟減少葡萄糖和碳水化合物的攝入究竟有沒有分別?下一步可能需要進一步的臨床試驗,比對服用甘露糖和減少碳水化合物的攝入分別對癌細胞的作用做比對。但無論如何,該研究對下一步癌癥治療展示瞭新的研究方向。

甘露糖可以治療自免疫系統疾病?

2017年國內學者在著名《自然》子刊物Nature Medicine發表的一項細胞和動物實驗[16],研究人員證明甘露糖可以誘導人類和小鼠的初始T細胞向調節性T細胞(Treg)分化,在T細胞中甘露糖通過脂肪酸氧化和提高自由基水平,誘導Treg細胞生成。Treg具有調節免疫系統的耐受和和減低炎癥的作用。所有自免疫系統疾病,無論起因是什麼,必然是通過炎癥引致不同自免疫系統的病征,而Treg細胞的增加一般意味著炎癥可以減少。該研究讓小鼠口服甘露糖,證明能增加Treg細胞的比例,結果是抑制瞭小鼠的1型糖尿病(自免疫疾病)和呼吸道的炎癥。

改善腸道菌群平衡是修復腸漏和治療自免疫系統疾病的關鍵。人體不容易吸收的甘露糖,可以作為腸道細菌的食物,如果對益生菌有幫助的話,就稱為益生元(prebiotics).2012年的一項動物實驗顯示[17],當甘露糖跟雙歧桿菌和乳桿菌等益生菌一起讓小鼠服用,可以重建小鼠的腸道菌群平衡。

2018年另一項動物實驗[18],喂食甘露糖的小鼠,可以避免瞭高脂肪高能量食物引致的肥胖和代謝性疾病。研究人員檢查服用甘露糖的小鼠糞便,發現腸道吸收的熱量減少,小鼠的腸道內菌群也改變瞭,對減低體重有關聯性的益生菌增加瞭。試驗證明甘露糖是對腸道有益的益生元。

2019年的一項研究顯示,甘露糖是很好的益生元,可以防止有害細菌在腸道內形成生物被膜(biofilm)。生物被膜是細菌和真菌的“保護罩”,很多細菌都能形成生物被膜,一旦生物被膜形成,就連抗生素很多時候都變得無效,因為抗生素被擋在生物被膜外,根本接觸不到下面的細菌。除瞭抗生素,很多調整腸道菌群的草本保健品和益生菌,可能都會受到生物被膜的阻擋無法改善腸道健康。[19]

雖然不少研究證明甘露糖對腸道有益,在動物實驗中可以改善腸道菌群,減少炎癥,但人體的臨床試驗還沒有,所以甘露糖對人體腸道和炎癥的作用有待進一步的確認。

總結

正常劑量的甘露糖是安全的,但也有研究認為甘露糖也有不少潛在的害處,包括通過增加蛋白質糖化等造成糖尿病的風險、動物實驗上,懷孕小鼠服用甘露糖可能對胎兒造成影響,血液中甘露糖跟糖尿病有一定關聯性等。[20] 但至今為止,沒有證據顯示服用甘露糖引起過任何安全事故、

甘露糖在癌癥的研究尚在起步;甘露糖通過影響腸道菌群和人體免疫Treg細胞,對自免疫系統疾病有一定的研究支持,但同樣需要更多的研究,包括臨床試驗證明其作用。 但甘露糖對治療急性尿路感染和預防繼發性尿路感染有不錯的效果,已經有不少的研究證據包括臨床試驗證明其作用。由於長期使用抗生素造成的潛在風險實在太大,使用非抗生素手段,例如甘露糖可能是個不錯的選擇。但甘露糖隻能算是輔助療法,不能代替藥物和醫生的診斷治療。

在治療和預防尿道感染上如何服用甘露糖? 可以將半茶匙的甘露糖溶在一大杯的水中,每隔2小時服用一次。當服用甘露糖的時候,每天保持8到10杯水,甘露糖阻擋大腸桿菌粘附,多喝水可以沖走尿路上的細菌。但不是所有尿路感染都是大腸桿菌引起的,當你使用甘露糖48小時後,病情都沒有幫助後,也許大腸桿菌並不是原因,你大可以放棄甘露糖,此時抗生素可能是唯一的選擇瞭。[1]

本文內容僅作為科普知識提供,不能代替醫生的治療診斷和建議。文章內容中涉及醫學的部分均來源於參考文獻。

參考:

[1] Hillary Martin, What Are the Benefits of D-Mannose?, https://www.livestrong.com/article/125096-benefits-d-mannose/ Last viewed: April 17, 2020

[2] Nutrient Review, Mannose, http://www.nutrientsreview.com/carbs/monosaccharides-mannose.html, Last viewed: April 18, 2020

[3] Liska, Deann & Derrig, Linda & Mah, Eunice. (2018). Urinary Tract Infection: Should Cranberry and Probiotics Be Considered?. Nutrition Today. 53. 207-212. 10.1097/NT.0000000000000297.

[4] Mayo Clinic. Urinary tract infection (UTI) https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/urinary-tract-infection/symptoms-causes/syc-20353447, Last viewed: April 17, 2020

[5] Kodner, Charles & Gupton, Emily. (2010). Recurrent Urinary Tract Infections in Women: Diagnosis and Management. American family physician. 82. 638-43.

[6] Sanchez, Guillermo & Master, Ronald & Karlowsky, James & Bordón, José. (2012). In Vitro Antimicrobial Resistance of Urinary Escherichia coli Isolates among U.S. Outpatients from 2000 to 2010. Antimicrobial agents and chemotherapy. 56. 2181-3. 10.1128/AAC.06060-11.

[7] Sihra, Neha & Goodman, Anna & Zakri, Rhana & Sahai, Arun & Malde, Sachin. (2018). Nonantibiotic prevention and management of recurrent urinary tract infection. Nature Reviews Urology. 15. 1. 10.1038/s41585-018-0106-x.

[8] Jepson RG, et al. Cranberries for preventing urinary tract infections. Cochrane Database Syst Rev. 2008;(1):CD001321

[9] Jepson RG, Williams G, Craig JC.(2012) Cranberries for preventing urinary tract infections. Cochrane Database of Systematic Reviews 2012, Issue 10. Art. No.: CD001321. DOI: 10.1002/14651858.CD001321.pub5

[10] Anastasia Visotsky (2018), Dr. Wright’s Protocol: D-Mannose And SSKI For UTI Treatment, https://www.stoputiforever.com/interview/sski-for-uti-treatment/, Last viewed: April 17, 2020

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[12] Domenici, L., Monti, M., Bracchi, C., Giorgini, M., Colagiovanni, V., Muzzi, L., & Benedetti Panici, P. (2016). D-mannose: A promising support for acute urinary tract infections in women. A pilot study. [Abstract]. European Review for Medical and Pharmacological Sciences, 20(13), 2920–2925

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[14] Palleschi, G. et al.(2017), Prospective study to compare antibiosis versus the association of N- acetylcysteine, D- mannose and Morinda citrifolia fruit extract in preventing urinary tract infections in patients submitted to urodynamic investigation. Arch. Ital. Urol. Androl. 89, 45–50.

[15] Gonzalez, P.S., O’Prey, J., Cardaci, S. et al.(2018), Mannose impairs tumour growth and enhances chemotherapy. Nature 563, 719–723 (2018). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0729-3

[16] Zhang, Dunfang & Chia, Cheryl & Jiao, Xue & Jin, Wenwen & Kasagi, Shimpei & Wu, Ruiqing & Konkel, Joanne & Nakatsukasa, Hiroko & Zanvit, Peter & Goldberg, Nathan & Chen, Qianming & Sun, Lingyun & Chen, Zi-Jiang & Chen, WanJun. (2017). D-mannose induces regulatory T cells and suppresses immunopathology. Nature Medicine. 23. 10.1038/nm.4375.

[17] Korneeva OS, Cheremushkina IV, Glushchenko AS, et al.(2012), Zh Mikrobiol Epidemiol Immunobiol. 2012;(5):67–70.

[18] Sharma, V., Smolin, J., Nayak, J., Ayala, J. E., Scott, D. A., Peterson, S. N., & Freeze, H. H. (2018). Mannose Alters Gut Microbiome, Prevents Diet-Induced Obesity, and Improves Host Metabolism. Cell reports, 24(12), 3087–3098. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.08.064

[19] Michał Piotrowski1 et al.(2019) ,Fructooligosaccharides and mannose affect Clostridium difficile adhesion and biofilm formation in a concentration-dependent manner, European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases, doi.org/10.1007/s10096-019-03635-7

[20] Sharma, Vandana & Ichikawa, Mie & Freeze, Hudson. (2014). Mannose Metabolism: More than meets the eye.. Biochemical and biophysical research communications. 453. 10.1016/j.bbrc.2014.06.021.

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