Nutr. 2021; 8: 648788.

Published online 2021 Apr 29. DOI:10.3389/fnut.2021.648788

节选

西兰花芽是硫代葡萄糖苷氨基硫苷的方便而丰富的来源，它可以通过肠道菌群中植物黑芥子酶或β-硫代葡糖苷酶的催化作用产生化学预防剂萝卜硫素。反过来，萝卜硫素是通过激活
Nrf2 信号转导来诱导细胞保护酶的，并且是多种小鼠模型中致癌作用的有效抑制剂。萝卜硫素在糖尿病、神经退行性疾病和其他炎症过程的模型中也具有保护作用，可能反映了
Nrf2 的额外作用以及与其他信号通路的相互作用。将这种疗效转化为临床化学预防试验的设计和实施，尤其是基于食品的试验，面临着许多挑战，包括来源、安慰剂和剂量的选择以及干预材料配方的标准化。与动物不同，纯化的萝卜硫素在临床研究中的用途非常有限。我们进行了一系列临床研究和随机临床试验，以评估组合物（富含萝卜硫苷
[± 黑芥子酶] 与富含萝卜硫素或混合物饮料）、配方（饮料与片剂）和剂量对这些基于西兰花芽的制剂的疗效的影响，以评估安全性、药代动力学、药效学作用和临床益处。虽然在临床试验中评估西兰花芽的挑战本身是艰巨的，但必须克服进一步的障碍，才能将这门科学带入公共卫生行动。

介绍

为什么选择西兰花芽？

简单地说，西兰花芽和一般的豆芽——不太常被称为微型蔬菜甚至幼苗——是蛋白质、维生素、矿物质、纤维，尤其是植物化学物质的极好来源。植物化学物质是植物中存在的化合物，与构成大多数生物大部分的蛋白质、碳水化合物、脂肪和纤维相比，其含量非常低生物体。植物化学物质基本上是植物为了保护自己或使它们在生活的环境中具有优势而制造的。这
50,000 种左右的化合物最近被称为“营养的暗物质”，并被描述为“流行病学研究以及广大公众基本上看不见”（1）。它们包括颜色（色素）、气味和具有抗生素或其他防御活性的各种化合物。因此，豆芽本质上是它们长大后会成为的较大植物的缩影，但它们是新鲜的，极其便宜且生长速度极快（2）。任何人都可以在室内种植它们，任何有一平方英尺左右的自由空间，商业种植的豆芽随处可见，尽管豆芽来源、可用性或发芽方法不会成为本评论的一部分。

…但真的……

这些考虑并没有指导我们将西兰花芽开发为一种新型的保护性甚至治疗性食品。相反，发展是以流行病学为指导的，流行病学表明十字花科蔬菜（包括西兰花）对各种癌症具有保护作用。1992
年，在生物测定的指导下，约翰霍普金斯大学医学院的 Paul
Talalay 和 Yuesheng
Zhang 鉴定了西兰花中的萝卜硫素，并确定了其非常有效的癌症预防作用（3， 4）。1993
年，我们中的一个人（JWF）加入了
Talalay 的团队，运营一个名为 Brassica 化学保护实验室的新实验室。该实验室的最初任务是确定“更好的西兰花”——一种含有更多萝卜硫素的植物。我们从马里兰州东海岸开始，在田间种植西兰花，并将其带回巴尔的摩的实验室进行分析。早期的发现是，存在广泛的“效力”——定义为这些提取物在快速的、基于细胞培养的生物测定中诱导致癌物解毒或“化学保护酶”（例如，Nqo1）的能力。这种效力几乎完全来自植物组织中的硫代葡萄糖苷（主要是萝卜硫素，萝卜硫素的前体）（5）。此外，我们得出的结论是，健康的西兰花中实际上几乎没有萝卜硫素，但它都以惰性前体萝卜硫苷和（如前所述）一种称为黑芥子酶的酶的形式存在，该酶在植物受伤时将前体转化为产物（例如，包括人在内的捕食者咀嚼）（方案1）。虽然萝卜硫素的生产也可以伴随其他产品，但通常以萝卜硫素（异硫氰酸酯）为主[见（6）]。

方案1

原文配图

方案 1.

西兰花的遗传学及其生长环境在确定植物的萝卜硫苷水平方面起着重要作用（7-9）。当冬天来临时，我们当然无法从农场收获西兰花，甚至无法从我们种植幼苗的温室中收获西兰花，所以我们开始对种子进行表面消毒，实际上是“除虫”，然后将它们放在琼脂上，在孵化器中生长小苗或芽，位于巴尔的摩约翰霍普金斯医院主楼的13楼。我们很快发现，西兰花种子的萝卜硫苷浓度最高（比小花高~100倍），并且可以从高萝卜硫苷种子中可重复地长出高萝卜硫苗芽（图1）。发芽和芽的生长只是稀释了萝卜硫苷，直到 10-14 天的某个点。我们在 1997 年发表了第一篇关于西兰花芽的论文（5）。此后，西兰花芽、萝卜硫苷、黑芥子酶、萝卜硫素以及利用这种强大的植物化学系统进行动物和临床研究的工作激增，该系统被恰当地称为“芥子油炸弹”（10），因为这是植物的有效防御系统，可以抵御真菌和昆虫等病原体的攻击。我们人类已经选择了植物的系统来防御。

图1

图 1.西兰花在植物生命周期中的萝卜硫苷（GR）含量以鲜重表示。插入物表明不同品种的萝卜硫苷含量在不同品种的种子（2-124
μmol GR/g）、3日龄芽（0.3-17 μmol GR/g）和市场阶段的小花（<0.1-1.6 μmol GR/g）中，葡萄糖苷含量的异质性，这些品种在商业上获得并在JWF实验室中测量。请注意每个插入直方图的不同比例。

临床实验

与临床药理学家Theresa
Shapiro一起，我们开始研究我们监测西兰花（硫代葡萄糖苷和萝卜硫素）消耗及其在研究对象中的代谢命运的能力（11）。然后，我们对西兰花芽进行了首次干预，评估了药代动力学，接受度，安全性，坦率地说，在临床方案中使用这种新食物来源的合理性（12,13）。这些研究突出了我们在为此类试验开发强大的“测试文章”和可接受的安慰剂时将面临的问题，并且这一主题贯穿于我们随后的所有工作中。

当JHU医学院正在进行这种以植物为中心的预防研究时，我们中的一个人（TWK）已经在彭博公共卫生学院评估化学预防的临床方法。流行病学也指导了类似的愿望[预防癌症和/或阻止癌症的进一步发展，一旦开始，甚至在它们变得临床明显之前]，也受到流行病学的指导。该病例的流行病学是可导致肝癌的受污染食物和暴露（例如黄曲霉毒素），特别是在西非和中国。2001年，在中国农村地区使用抗血吸虫药物进行初步试验后，TWK决定转向植物化学物质萝卜硫素的新工作，并尝试使用西兰花芽作为干预措施。我们（TWK
和 JWF）与来自霍普金斯大学、启东肝癌研究所和上海癌症研究所的大型团队一起开始了一系列临床研究，以评估西兰花芽、饮料或由它们衍生的富含萝卜硫苷、萝卜硫素或两者兼而有之的粉末是否对不可避免的黄曲霉毒素暴露的生物标志物具有明显的疗效（14).二十多年来，随着我们研究区域的肝癌发病率开始下降，空气污染暴露成为整个中国更加突出和广泛的危害（15,16），我们将肺毒性和致癌作用的生物标志物添加到我们感兴趣的结果中。除了评估安全性、可接受性、生物利用度和其他药代动力学参数外，我们还能够在多个临床试验中成功地显示内部暴露于黄曲霉毒素和空气污染物的生物标志物的有利变化，多年来使用多种剂量方式，最近证明剂量依赖性（14， 17–20）。这些试验中的大多数已在其他地方进行了综述（21-23），我们将在此详述其结局。

我们和世界各地的许多其他人已经开发了大量的实验室和临床前数据，以及大量临床证据，这些证据解决了萝卜硫素的潜力，不仅在预防环境致癌方面，而且在预防或改善一系列非常大、多样化且看似无关的疾病方面。这些疾病包括自闭症谱系障碍（ASD）、精神分裂症、细菌和病毒感染、前列腺癌、肺癌、乳腺癌、皮肤癌和头颈癌、骨关节炎、2
型糖尿病、镰状细胞病、脂肪肝和哮喘。图
2 显示了使用
1990 年代后期开始的西兰花芽制剂（萝卜硫素生成和/或萝卜硫苷）进行（发表）临床试验的时间表。该图反映了随时间变化使用的配方，以及从以健康为主的志愿者研究转向与“高危”队列进行多种适应症的研究的转变。本时间表中介绍的临床研究的详细信息可在以下出版物中找到（11-15、17-20、24-69）。

它只是萝卜硫素吗？

尽管几乎所有的临床研究都依赖于西兰花芽制剂或市场阶段的西兰花，但关于可能的作用机制和功效的大多数数据都来自使用纯萝卜硫素进行的细胞培养和动物研究。在千禧年之交，“纯萝卜硫素”被IRB和FDA明确认定为一种药物，由于缺乏大量（且昂贵）的安全性数据以及有限的可用性和配方困难，这阻止了其进入临床试验。在“早期”，基于食物的干预措施的审查要宽松得多，依赖于通常消费的食品的内在“安全性”概念。现在，这种观点已经改变，所有涉及西兰花芽的试验，如果寻求反映疗效的终点，而不仅仅是药代动力学，则可能需要FDA在进行之前进行IND决定。一些基于萝卜硫素的药物目前正在研究中（70）。

尽管如此，有必要询问在使用西兰花芽、西兰花芽或种子提取物或含有相同和纯萝卜硫素本身的商业膳食补充剂的临床实验中是否存在生物等效性。因此，不能完全排除在豆芽中发现的大量其他植物化学物质（例如类黄酮、花青素、类胡萝卜素）的贡献，并且可能被证明是有益的。这些潜在的植物化学相互作用尚未得到全面研究，尽管：（a）已经对其他植物化学物质与萝卜硫素的协同作用和添加作用进行了一些研究（71）;（b）已经研究了药物–萝卜硫素的相互作用（50,72）; （c）已经进行了一项试点研究，以评估一项全功率研究的可行性，以检查植物治疗干预（含有姜黄，白藜芦醇，绿茶和西兰花芽）对PSA中度升高率的生化复发男性PSA倍增时间的影响（73）。关于植物化学还原论在多大程度上模仿或阻碍临床生物等效性，还需要了解更多。

西兰花芽标准化和验证的必要性

这是我们十年前首次强调的一个问题，从那时起，解决它的需求几乎没有变化（74）。研究人员必须至少提供他们在临床试验中使用的材料的萝卜硫苷、萝卜硫素和黑芥子酶含量的化学分析。那些没有这样做的研究，可能将他们报告的任何结果建立在与给定的“剂量”相关的错误前提之上。当使用新鲜的西兰花芽时，绝对要求测量和报告这些值。用于这些试验的植物将因谱系（基因型）、生长环境和生产特性（例如收获时间、温度、光照）而异，这反过来又会对植物化学成分产生影响。食源性病原体的潜在存在，如果一个人正在施用新鲜豆芽或未煮熟的制剂，则与豆芽相关的微生物群落是一个巨大的问题。当然，筛查杀虫剂、重金属和其他意外污染物的存在与制药、食品和补充剂行业的良好生产规范有关，但这很容易逃脱渴望使用食品作为临床干预的研究人员的注意。许多使用膳食补充剂的临床研究采取了被认为是一种简单的方法，只是报告制造商提供的内容。这在一定程度上充满了问题，因为很少有商业实验室能够正确地进行萝卜硫苷、黑芥子酶和/或萝卜硫素的分析，许多制造商或“补充剂成分的组装者”（即供应商、封装商和供应商）也不了解这些植物化学物质特有的稳定性和储存问题的微妙之处。因此，使用这些未经分析的材料进行的临床研究有可能浪费大量资金，使使用特征明确的西兰花芽制剂的研究无效或降低其科学价值。

配方的转变——自然演变

由于一些原因，我们在此逐项列出，已经从新鲜的西兰花芽过渡到西兰花芽提取物，再到由它们制成的粉末、胶囊和膳食补充剂。这是自然和合乎逻辑的，它源于多种原因。首先，它代表了从发现植物中有效活性的演变，到确定植物的最佳部分和阶段，以发现该活性的最佳部分和阶段，再到对难以获得该植物的适当种子感到沮丧，并可重复地大规模种植适当的芽，以确保提供可重复剂量的所需植物化学物质。

萝卜硫素（西兰花芽的主要植物化学物质，在人体中具有生物活性）与其他有机材料结合时非常不稳定，但在冷藏或冷冻时以纯（纯）形式相对稳定。因此，最初的“给药”尝试利用萝卜硫素（萝卜硫素的生物前体）和植物在储存液泡中保持的植物化学物质，随时准备通过与黑芥子酶反应激活。萝卜硫苷很容易被提取到水溶液中，并干燥。随后尝试提供富含萝卜硫素的提取物，利用黑芥子酶反应将富含萝卜硫素的提取物转化为富含萝卜硫素的提取物。为了在临床上交付这些产品，有必要将冻根提取物在-20°C下短时间维持，更理想的是保持在-80°C，该温度可以保存多年。或者，萝卜硫苷与活性黑芥子酶一起递送，因此只要要递送给人们的产品在使用（摄入）前保持干燥，就消除了一些储存温度问题。

补充剂制造商迅速采用萝卜硫苷和萝卜硫苷加活性黑芥子酶作为递送方式，正如临床试验人员已经显而易见的那样，制造商在膳食补充剂中提供稳定的萝卜硫素的成功率要低得多。许多这样的补充剂向不知情的消费者宣传他们有能力做到这一点，正在做出欺诈性声明，因为他们的产品在到达客户手中时只剩下很少或根本没有萝卜硫素。一些临床试验专家认为，如果使用膳食补充剂作为萝卜硫素或萝卜硫素的来源，制造商对滴度的陈述会导致不需要进一步测试或验证的认证产品。这些未经适当测试的产品显然不会为善意的消费者提供价值，但如果基于对剂量的错误假设，临床试验被注销为“负面”，可能会对我们对这些化合物的益处的理解造成持久的损害。提供萝卜硫素或其他植物化学物质以膳食补充剂的形式进行测试可能是研究特定植物化学物质作用的临床试验人员的理想解决方案，但有一个非常有力的论点认为，这是一种过于简化的方法，以保持人体处于最佳健康寿命。它忽略了食物基质效应、文化、感官、饱腹感、社会，以及食用完整甚至轻度加工食品的最佳营养益处。

研究队列：药代动力学、药效学作用的生物标志物和临床试验中的其他结果

近 70 项临床研究，从检查药代动力学或早期药效学作用的小型 0 期或 1 期试验，到检查反映临床疗效的终点的大型安慰剂对照
II 期试验，已经使用西兰花芽衍生的制剂和制剂进行并发表。虽然这些研究大多是在健康志愿者中进行的，但大量试验是在患有高血压、2型糖尿病、脂肪肝、镰状细胞病、哮喘、慢性阻塞性肺病、精神分裂症、ASD、流感病毒感染、幽门螺杆菌感染的高危受试者中进行的，以及患有癌前病变或癌症（包括黑色素瘤、前列腺或胰腺）的患者（见图2).我们在2020年和更早的综述中总结了大多数这些试验的设计和结局（21-23）。在治疗幽门螺杆菌感染（33,36,51），ASD临床规模改善（43,54）或精神分裂症（30），2型糖尿病患者的血清葡萄糖和胰岛素抵抗测量（48,61,79），哮喘患者气道阻力降低（56）和前列腺癌患者的PSA轨迹下降（58）。当然，并非所有在这些和其他环境中基于西兰花芽的试验都报告了积极的临床结果。虽然这些研究都没有为无拘无束的热情提供明确的路标，但不断完善科学以优化适当配方、剂量、研究队列和终点的混合物可能会为西兰花芽在健康维护和疾病预防中的使用定义明确的方向。在精心设计、实施和分析的临床试验中，如果出现更强的临床疗效特征，可能会为提高消费者接受度提供必要的科学依据。这里有一个机会，让科学而不是炒作为对话增加价值。

图2

图2.在临床试验中使用西兰花芽配方的时间表。（返回顶部）富含萝卜硫苷（GR）的制剂包括干西兰花芽、热水西兰花芽提取物（BSE）以及用冻干西兰花芽或精细研磨的西兰花种子配制的补充剂，以提供GR。富含萝卜硫素（SF）的配方包括新鲜匀浆的西兰花芽、用黑芥子酶处理的
BSE 或补充剂，包括冻干西兰花芽和精细研磨的西兰花种子，以提供黑芥子酶和遗传资源。一些研究纳入了混合制剂，包括富含GR和SF的制剂。（底部）与研究配方相映成趣的是与每种配方一起使用的研究队列。健康、健康的志愿者;幽门螺杆菌、幽门螺杆菌感染参与者;Hyp Tn，高血压参与者;T2D，2型糖尿病患者;ASD、自闭症谱系障碍患者;PCa，前列腺癌患者;BrBiop，接受乳腺活检的患者;哮喘，哮喘患者;FatLiv，脂肪肝患者;精神分裂症，精神分裂症患者;结肠、结肠癌患者;SCD、镰状细胞病患者;Influ
V，流感病毒感染的参与者;COPD，慢性阻塞性肺疾病;黑色素，黑色素瘤患者伴有多发性非典型痣;Panc，胰腺癌患者。

药代动力学

通过开发严格的分析方法来测量西兰花和西兰花芽制剂后血液、血浆、尿液和组织中萝卜硫素及其代谢物的水平，促进了对萝卜硫素在健康志愿者中的药代动力学的研究。Shapiro、Talalay 及其同事的初步研究通过与 1,2-苯二硫醇环缩合来共同定量这些分析物（二硫代氨基甲酸酯），灵敏度在皮摩尔范围内（82）。这种高度灵敏、简单、方便的方法继续用于评估萝卜硫素在一系列配方中的生物利用度。此外，还开发了通过液相色谱法和串联质谱法分析分离单个代谢物的方法（66， 83–85）。此外，使用质谱法结合稳定同位素标记的萝卜硫素内标
[1-异硫氰酸基-4-甲基亚磺酰基（1,1,2,2,3,3,4,4-2H8）丁烷] 及其相应的巯基酸途径偶联物，可以对生物样品中的萝卜硫素及其代谢物进行定量、精确、灵敏和特异性分析（85）。

有了这些分析工具，已经在人类（和啮齿动物）中进行了许多药代动力学研究。在向四名健康人类志愿者口服200μmol西兰花芽异硫氰酸酯后，血浆二硫代氨基甲酸酯的峰值浓度（C_麦克斯）为1.91±0.24μM，给药后1小时，半衰期为1.77±0.13小时，清除率为369±53ml/min（82）。一项针对
20 名参与者的研究将 200 μmol 萝卜硫素作为富含萝卜硫素的胶囊粉末施用，报告称 C_麦克斯3 小时时为 0.7 ± 0.2 μM，半衰期为 1.9 ± 0.4 小时，用于消除通过质谱法测量的萝卜硫素当量（27）。另一项研究报告了血浆二硫代氨基甲酸酯水平为
0.92 ± 0.72 μM，平均上皮/基质富集乳腺组织二硫代氨基甲酸酯浓度分别为 1.45 ± 1.12
和 2.00 ± 1.95 pmol/mg 右乳和左乳房，在手术前 1 小时接受单剂量西兰花芽制剂输送 200 μmol 萝卜硫素的右乳房和左乳房组织（47).在一项针对前列腺活检的男性进行的双盲随机安慰剂对照试验中，在干预期
4-8 周后检测到 0.12 μM 萝卜硫素及其代谢物的血浆水平，每天两次剂量的 100 μmol 萝卜硫素间隔 12 小时给药（65）。总的来说，这些研究相当一致地表明，萝卜硫素仅达到低微摩尔峰值血浆浓度，并且在临床试验环境中表现出较短的生物半衰期。这些药代动力学参数对于那些解释基于细胞培养的萝卜硫素无数潜在作用机制的研究的人来说应该引起一点警惕，其中通常使用对数更高的浓度。

在西兰花芽制剂中使用前体萝卜硫素与生物活性萝卜硫素对生物利用度有很大影响，这是通过测量萝卜硫素及其代谢物的尿排泄量确定的。无论起始材料如何，萝卜硫素本身很少从尿液中排泄，而是谷胱甘肽偶联衍生的代谢物（主要是萝卜硫素 N–乙酰半胱氨酸）占主导地位（85）。一项针对接受含有相当于
111 μmol 硫代葡萄糖苷或异硫氰酸酯的单次口服剂量西兰花芽提取物的健康受试者的研究表明，异硫氰酸酯和硫代葡萄糖苷制剂的累积尿二硫代氨基甲酸酯排泄量分别为
88.9 ± 5.5 和 13.1 ± 1.9
μmol （12）。这项研究进一步表明，对于异硫氰酸酯制剂，排泄是一致的，并且在25-200μmol剂量范围内呈线性，而对于硫代葡萄糖苷制剂，排泄在个体之间变化很大。这些观察结果与一项随机、安慰剂对照、双盲
I 期临床试验的结果非常吻合，在该试验中，富含异硫氰酸酯（25 μmol）或硫代葡萄糖苷（25
μmol 或 100 μmol）的制剂以 8 小时间隔口服给三组三名健康人类受试者，持续
7 天（13）。

与异硫氰酸酯相比，口服硫代葡萄糖苷导致排泄速度较慢、生物利用度较低和排泄的个体间差异较大，这一发现进一步加强了一项更大的（50名参与者）交叉临床试验，该试验涉及5天的基线期，然后每天服用西兰花芽饮料，提供萝卜硫苷或萝卜硫素，持续7天，然后是5天的清除期，然后对相反的干预措施进行 7 天的给药（18）。使用这两种制剂，基本上所有摄入的萝卜硫素当量都在给药后
24 小时内排出。然而，以萝卜硫素为起始原料的消除速度比萝卜硫苷要快得多。在这项研究中，萝卜硫素和萝卜硫苷在饮料中的全身半衰期分别为2.4小时和7.3小时。据判断，富含萝卜硫素的饮料的生物利用度约为 70%，而富含萝卜硫苷的饮料的生物利用度仅为 5%（但个体之间的生物利用度从 1% 到 45% 不等）。使用来自五名具有高
24 小时尿排泄曲线（“高转化器”）的受试者和五名具有低排泄曲线（“低转化器”）的受试者的粪便样本收集，发现与“低转化器”相比，来自“高转化器”的粪便细菌培养物中氨基十四烷苷的离体降解更大（86).这些观察结果与早期的工作一致，表明机械清洁或抗生素治疗大大降低了健康人类受试者的硫代葡萄糖苷转化率（11），并表明胃肠道菌群是决定硫代葡萄糖苷水解程度的关键因素。除了个体间的变化外，硫代葡萄糖苷转化为二硫代氨基甲酸酯也存在昼夜变化，因此白天的转化更大（75）。相比之下，异硫氰酸酯在夜间转化为二硫代氨基甲酸酯的转化率更高。

制剂反过来反映了西兰花芽提取物的制备方式（例如，有或没有外源性黑萝子酶催化的萝卜硫苷水解），强烈影响生物利用度，无论是在重复剂量的个体间和个体内一致性方面。使用片剂形式的萝卜硫苷（来自西兰花种子的开水提取物）和黑芥子酶（来自冻干芽）的膳食补充剂配方，我们观察到中位数
20% 的生物利用度，个体间变异性大大降低（21）。Fahey等人（46）在不同的人群中观察到这种补充剂的生物利用度约为35%。虽然与其他一些配方相比，补充剂提高了生物利用度（和产品稳定性）的一致性，但迄今为止发表的研究不足以推断出疗效的提高。

药效学作用的生物标志物

与许多在学术实验室发现或最初开发的药物不同，西兰花衍生萝卜硫素的临床开发继续由越来越多的学术实验室维持。研究主要由研究者发起的国家资助机构资助。因此，对于基于萌芽的干预措施，没有协调一致的临床开发计划，就像制药行业中的新化学实体一样。虽然这种科学方法阻碍了萝卜硫素的集中临床评估，但它反过来导致了各种各样的研究，试图确定药效学作用。由于萝卜硫素首先通过生物测定定向筛选小鼠
Hepa 1c1c7 细胞中 Nqo1 活性的诱导（一种通过 Nrf2 介导的作用）从西兰花中分离和表征萝卜硫素，因此该转录因子已成为临床环境中关注的主要焦点（23）。在基于西兰花芽的短期干预后，在替代细胞（如外周血单核细胞）和靶组织中测量了
NQO1 的诱导（转录本或活性）。事实上，NQO1
诱导是观察到的最一致的反应（22）。体内诱导水平通常适中（~2
倍）。最近的研究已经检查了更广泛的基因，使用靶向（例如，其他候选基因）或非靶向（例如，代谢组学）方法来开发诱导“特征”（67）。这种方法虽然处于萌芽状态，但看起来很有希望。还探索了其他候选生物标志物，可能反映了与NRF2信号传导的参与。氧化应激生物标志物，如脂质、蛋白质和 DNA 的氧化产物，以及炎症介质已被测量。在我们的中国试验中，我们依靠尿液生物标志物监测环境致癌物的去毒代谢物，在不可避免地暴露于空气污染物（如醛、多环芳烃和苯）和膳食污染物（如黄曲霉毒素）的情况下。这些生物标志物在基于西兰花芽的干预措施中持续升高，尽管尚未实现将生物标志物变化外推到癌症风险降低的程度。最后，众所周知，萝卜硫素可能与多个细胞信号转导通路和其他独立于
NRF2 的靶标相互作用（87–89）。多项研究都集中在影响癌症发展和进展的途径上。在使用富含萝卜硫素的制剂的试验中，其他有希望的结果集中在表观遗传调节因子（如组蛋白脱乙酰酶和组蛋白乙酰转移酶活性）的调节上（90）。图
3 概述了萝卜硫素的可能靶点和作用方式，主要在临床前研究中观察到，但在临床试验中以一定程度的一致性进行了概括。

图3

图3.已确定的萝卜硫素的预防和保护分子机制是多方面的。未填充的方框显示了一些更有力记录的机制，而橙色填充的方框表示一些更有据可查的疾病、综合征和病症，萝卜硫素的功效已在临床、动物和体外研究中得到评估。抑制肿瘤起始、促进、进展和转移的机制（图中倒数第二个方框）太多，无法在这样的简单图表上完全逐项列出，但除了指向方框的箭头指示的机制外，它们还包括：抑制 NFκB、HDAC、Pgp、MRP-1、BCRP、STAT3、MEKK1
活性、AP-1 DNA 结合、和微管蛋白聚合;α和β-微管蛋白的降解;细胞周期蛋白
B1、cdk1、cdc25B、cdc25C、HIF、VEGF、VEGF 受体、MMP-2
和 MMP-9 的下调;Bcl-2家族蛋白的调节;和半胱天冬酶的激活（87）。

剂量限制性毒性

很少有临床试验对不良事件（AE）提供明确的说明，这可能意味着普遍缺席。我们在试验中观察到的不良事件范围包括味觉（苦味）、胃肠道刺激、胀气和胀气、腹泻和呕吐等问题。这些结局受到配方的强烈影响，含萝卜硫素的豆芽饮料制剂的耐受性不如含萝卜硫苷的饮料制剂。掩盖或“错误归因”味道以及在胶囊或片剂中施用芽粉，就像在最近的试验中所做的那样，有助于改善
AE 的报告。当然，剂量也是一个重要的决定因素。然而，在我们的经验中，只观察到一些I级毒性：50名参与者中有2名每天接受150μmol富含萝卜硫素的饮料，持续14天，142名参与者中有6名接受含有40μmol萝卜硫素和600μmol萝卜硫素的混合饮料，持续84天（14,18-20）。接受高达800μmol氨基硫苷的参与者报告没有AE（14,18）。总的来说，仅在这四项报告的试验中，研究参与者就消耗了近15,000剂西兰花芽饮料。在这些研究中，干预前和干预后措施的标准临床化学测试（即肝肾功能）没有改变。根据文献中的其他报告，我们估计450μmol萝卜硫素作为饮料或汤超过健康个体的可耐受水平，并且最大耐受剂量可能为200μmol或更低（21,50）。

Shapiro等人（13）的一项早期研究检查了32种血液学和化学检查，包括甲状腺功能（TSH、T3和T4）检查。甲状腺功能改变是一个潜在的问题，鉴于甲状腺激素水平低，偶尔会与基于十字花科的干预措施相关。在一项小型研究中，当西兰花芽衍生的异硫氰酸酯（25μmol）或富含硫代葡萄糖苷（25或100μmol）的制剂以8小时间隔口服7天时，没有显着或一致的甲状腺毒性。我们通过分析45名女性参与者在基线和饮料给药84天（40μmol萝卜硫素和600μmol萝卜硫素）后的甲状腺功能和甲状腺自身免疫的生化测量来跟进这一潜在问题（91）。促甲状腺激素、游离甲状腺素和甲状腺球蛋白的血清水平不受治疗影响，受试者的甲状腺自身免疫状态也不受影响。

选择剂量：内部剂量的重要性

如前所述，萝卜硫素以萝卜硫素的前体形式给药和作为萝卜硫素本身给药时，萝卜硫素的生物利用度非常不同，因此剂量的选择变得复杂。因此，简单地报告萝卜硫苷和/或萝卜硫素的给药剂量可能是内部达到萝卜硫素的生物利用度/生物活性剂量的不良衡量标准。因此，我们提出，尿液中萝卜硫素代谢物（萝卜硫素+萝卜硫素半胱氨酸–甘氨酸+萝卜硫素半胱氨酸+萝卜硫素N-乙酰半胱氨酸）的排泄量超过24小时（2-3个半衰期），这是“内部剂量”的量度，为萝卜硫素向研究参与者的递送提供了更具启发性和可能一致的观点。反过来，使用“内部剂量”指标将有助于优化配方、剂量和时间表与疗效决定因素之间的联系，重要的是，允许对不同临床试验之间的结果进行更简单的比较。例如，我们发现在施用
150 μmol 富含萝卜硫素的饮料后，给药后尿液中萝卜硫素代谢物的
24 小时回收率最高（~110 μmol）;施用萝卜硫素–萝卜硫苷混合物后~60μmol（分别为40μmol和600μmol）;施用
800 μmol 富含萝卜硫苷的饮料后 ~25 μmol，施用含有 150 μmol 萝卜硫苷加黑芥子酶的膳食补充剂片剂后 ~25 μmol （21）。在这一系列试验中，提供
24 小时内部剂量的 >~25
μmol 萝卜硫素代谢物的制剂在研究参与者中引起了致癌物解毒的显着增强;较低的内部剂量则没有。图4详细描述了在已发表的富含萝卜硫素、富含萝卜硫苷和萝卜硫苷加黑芥子酶制剂的临床试验中使用的标准化剂量，标准化为μmol/kg/天。作者报告，所有制剂均观察到药效学生物标志物或临床终点的显著调节，大部分是在外部剂量>1μmol/kg/天或每人约70μmol。从该基线来看，萝卜硫素的疗效主要在
1 至 3 μmol/kg/天之间。萝卜硫苷的生物利用度较差且变化更大，萝卜硫苷加黑芥子酶和纯萝卜硫苷的有效剂量范围为1至10μmol/kg/天。并非所有临床试验都独立证实了所给药的外部剂量，也没有提供内部剂量的测量。采用方案来更严格地评估试验中的内部剂量（以及对给药剂量的准确评估）将有助于测试文章和研究结果的比较。

图4

图4.临床试验中使用的富含萝卜硫苷（GR）、GR+黑芥子酶或萝卜硫素（SF）的西兰花芽制剂的剂量。药效学生物标志物包括 NRF2 靶基因、基因表达/功能、炎症、氧化应激、致癌和/或代谢组学的测量。剂量按照Yagishita等人（21）中列出的计算，结果测量根据Yagishita等人（22）的分类计算。

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