2024年7月26日假台北南港展览馆举行的亚洲生技大展有一场台湾大学生化科技学系许瑞祥教授主持、国立阳明交通大学传统医药研究所林东毅教授主讲的创新技术发表会〈从预防COVID-19到治疗肺癌：小孢子灵芝免疫调节蛋白质GMI的神奇功效〉。短短45分钟浓缩了主讲者研究GMI十四年的精华：从预防新冠病毒感染、减缓免疫风暴，再到抑制EGFR阳性、KRAS突变肺腺癌肿瘤的生长与转移，不仅为「灵芝益肺」注入新内涵，也彰显了GMI食药同源的本质，更为现代人保护肺脏、抗癌防毒提供了捶手可得的自保之道。

文・图／吴亭瑶

 

根据林东毅教授的介绍，他的实验室主要在研究中草药、天然药萃取物和纯化物抑制癌症进展和转移的功效与机制，其中被他研究最多的材料，就是许瑞祥教授在其发现并命名的灵芝菌种「小孢子灵芝（Ganoderma microsporum）」发现的免疫调节蛋白质（immunomodulatory protein），GMI。

这个由111个胺基酸组成、分子量只有1万2千多的小分子蛋白质可以透过先进的生物技术大量生产，其构形简单跟人类抗体有点类似，具有调节T细胞、巨噬细胞、树突细胞等免疫活性，结构稳定不易被高温和胃酸分解，吃进体内可以随血液循环流动全身。

经生物相容性、基因毒性、14天急性毒性、90天慢性毒性、致畸胎等安全毒理试验证明GMI没有毒，也不会造成不良副作用，与现存最早的中药学专着《神农本草经》将灵芝列为「无毒，多服、久服不伤人」的「上药」不谋而合，而高度的安全性则让GMI的「有效」不会对身体造成负担。

 

Part 1-1 GMI防新冠：预防感染

虽说林东毅研究GMI的重点是抗癌，但由於COVID-19疫情爆发，校方想知道开发中药复方用於预防或治疗COVID-19的可能性，他才开始探究GMI对抗新冠病毒和新冠肺炎的可能性——毕竟古书上说灵芝主治胸中结（邪气结於胸中的病症），现代科学研究也证明灵芝有止咳、平喘的功效，都跟肺有关，也许源自灵芝又能抗肺癌的GMI会有一些帮助。

(1) 抑制病毒感染细胞，也抑制细胞间的二次感染

林东毅於是跟同校专精制作「假病毒」的蔡明翰副教授合作，由蔡的团队利用新冠病毒的棘蛋白制作假病毒（跟真的新冠病毒SARS-CoV-2一样可以感染宿主细胞，但进到细胞後无法生成新病毒），再由林的团队对宿主细胞进行感染。结果发现，不论是原始毒株的假病毒，还是当时已知的Delta、Omicron等突变型假病毒，只要同时有GMI存在（0.6 µM），感染率就会降到50%以下（病毒进到细胞里的数量就会减少一半以上）。

再者，受到病毒感染的宿主细胞会在细胞表面表现新冠病毒的棘蛋白，对旁边的健康细胞进行感染，但实验显示，只要同时有GMI存在（0.6 µM），这种细胞之间互相感染的模式就能被阻断。也就是说，GMI不只可以阻挠病毒感染细胞，还能避免被感染的细胞对健康细胞进行二次感染，防止病毒快速扩散。

 

(2) 保护细胞的时间越长，预防感染的效果越好

前面的实验是GMI与假病毒一同给予的结果，如果是先给宿主细胞GMI，再用假病毒进行感染呢？结果发现，不管宿主细胞先跟GMI（0.6 µM = 600 nM）培养一天或两天，都能大幅降低感染率，而且GMI保护宿主细胞的时间越长，预防感染的效果越好。

 

(3) 减少细胞表面的ACE2受体，让病毒不得其门而入

为什麽GMI能够宿主细胞？根据林东毅的研究，GMI干扰病毒存活的能力不强，但当宿主细胞与GMI（0.6 µM）一起培养时，细胞表面的ACE2受体数量会随GMI浓度的提升而减少。由於新冠病毒是透过「棘蛋白与ACE2受体结合」进到细胞里，因此当细胞表面的ACE2减少，病毒感染细胞的机会自然会跟着降低。而ACE2之所以会减少，则跟GMI促使宿主细胞把ACE2吞到细胞里有关。

 

(4) 经呼吸道进入体内也有保护作用

由於新冠病毒是通过呼吸道感染，因此林东毅在探讨GMI进到体内是否仍有保护效果时，就在一个密闭空间里把GMI透过雾化系统释入空气中让老鼠吸。虽然老鼠吸入的GMI剂量很低，只有61.875 µg /kg（换算成70公斤成年人大约300 µg），却能让肺部的ACE2表现量下降，而且不会影响脑、肾、肠道的ACE2表现量。也就是说，进到呼吸系统的GMI只会短暂性地附着在肺细胞上发挥保护作用，并不会进入血液循环影响其他组织细胞的ACE2而干扰正常的生理运作。

 

Part 1-2 GMI防新冠：减缓免疫风暴

确认GMI具备预防新冠病毒感染的能力之後，林东毅还想知道GMI是否也能避「免疫风暴」的发生。因为很多COVID-19患者之所以死亡，是因为免疫系统在对抗病毒的过程中反应过度激烈（分泌过量的发炎因子），引发免疫风暴（发炎失控）进而造成多重器官衰竭所导致，因此调节有度的免疫反应可说是患者保命的关键。

(1) 调节巨噬细胞的急性发炎反应

巨噬细胞是引发免疫风暴的关键因素，林东毅於是把GMI对三种巨噬细胞（两种来自老鼠，一种来自人类）分泌NO、IL-6、IL-12和TNF-α等发炎因子的影响，跟世界卫生组织认定唯一能够降低COVID-19重症死亡率的类固醇药物「地塞米松（dexamethasone）」进行比较。

结果发现，GMI只需很少的剂量就能抑制巨噬细胞的急性发炎反应。以抑制小鼠来源的巨噬细胞RAW264.7分泌IL-6为例，GMI只需0.06 µM，地塞米松则需20 µM以上才有同等效果，两者有效剂量差距极大，而且三种巨噬细胞都有类似的趋势。

与此同时，GMI对巨噬细胞没有任何毒杀作用，但地塞米松则会造成巨噬细胞死亡。因此比起地塞米松，GMI对於发炎反应的调节与免疫风暴的预防不只是更有效而已，也更安全。

 

(2) 经呼吸道进入体内也能调节急性发炎

由於老鼠不会感染新冠病毒，但林东毅发现新冠病毒颗粒上的E蛋白不管在老鼠或人体里都会在短时间内引起强烈的发炎反应——事实上这个E蛋白也是新冠病毒引发人体免疫反应的主要关键——因此他们就让老鼠吸入E蛋白，模拟新冠病毒造成呼吸道，再让老鼠吸入61.875 µg /kg 的GMI（换算成70公斤成年人大约300 µg）。

结果发现，老鼠吸入E蛋白後，如果没有使用GMI，老鼠的肺组织和血液里的发炎因子（IL-6、IL-1β、IL-12、IFN-γ、TNF-α）会大幅升高；而有使用GMI的老鼠，这些发炎因子几乎可降至跟正常老鼠一样的水平，显示GMI进入动物体内也有抑制急性发炎的作用。实验还发现，没有感染的老鼠吸入GMI对於肺组织和血液里的发炎因子并无影响，说明GMI并不会干扰正常的免疫功能。

 

Part 1-3 GMI防新冠：屡获国际肯定

综上所述，GMI既适用於预防新冠病毒感染，也适用於预防感染COVID-19後的过度发炎与免疫风暴，而且没有不良副作用。这些意外展开却惊喜连连的研究成果已在2022～2023年陆续发表於国际期刊，不只受到国内媒体大幅报导，也接连获得美国、台湾、俄罗斯、波兰、乌克兰、韩国跟非洲的全球七大发明展金牌奖的肯定，让GMI红出抗癌圈与学术圈。

 

Part 2-1 GMI抗肺癌：抑制EGFR阳性与EGFR突变的肺腺癌

回到GMI抗肺癌的研究主轴，林东毅在阐述自家团队近十四年来的发现之前，先对前人的努力做了一些回顾。第一篇证明GMI有抗癌活性的研究报告由中山医学大学柯俊良教授发表於2010年，其所抑制的癌症种类正是肺癌。2013年发现GMI的许瑞祥教授更把它送到美国国家卫生研究院NIH做了癌症测试，证明它对包括肺癌在内的60种癌细胞都有抑制生长或诱导毒杀的能力。2018年GMI的抗肺癌作用首度被写进灵芝抗癌的回顾论文里，是为GMI的抗肺癌受到国际认可的重要里程碑。

 

(1) 对EGFR阳性的癌细胞有抑制作用

2018年也是林东毅回到阳明交通大学任教的第一年，当时的他便用手边有的肺癌、口腔癌、脑癌、胰脏癌、大肠癌等多种不同癌细胞来测试GMI，结果发现GMI都能降低这些癌细胞的存活能力，唯独只对一种叫作H520的肺癌细胞（鳞状细胞癌）没有作用。H520不同於其他癌细胞特殊之处就在它没有「表皮生长因子受体EGFR」，这似乎暗示EGFR是GMI攻击癌细胞的靶点，而这个发现也成为林东毅实验室研究GMI抗肺癌的起点。

 

(2) 不论EGFR突变与否都有抑制作用

横跨细胞膜的EGFR可以在表皮生长因子EGF的刺激下促使癌细胞增生，其中约有五至六成的EGFR会出现基因突变，突变的EGFR不需EGF刺激就能促进癌细胞增生，而且增生的速度更快。大家耳熟能详的艾瑞莎／吉非替尼（gefitinib）和得舒缓／厄洛替尼（erlotinib）就是专门用来治疗EGFR突变的第一代标靶药物。然而随着EGFR一再突变造成的抗药性，标靶药也在不断推陈出新，显示标靶EGFR是癌症临床治疗的重要策略。

所以GMI是否也能标靶EGFR，是林东毅想要知道的。由於台湾最多人得到、而且是不抽菸也会得到的肺癌种类「肺腺癌」普遍都会表现EGFR（EGFR阳性），林东毅便以EGFR正常型（EGFR^WT）和突变型（EGFR^mut）的人类肺腺癌细胞各两株来测试GMI。结果发现，不管EGFR突变与否GMI都能大幅减少癌细胞的数量，只是在作用机制上有所差别。

对於EGFR正常型的肺腺癌细胞（A549和H358），GMI主要在抑制它的生长（而非促其死亡），让癌细胞的增生速度保持在一个很低的水平，颇有「与癌共存」的态势；对於EGFR突变型的肺腺癌细胞（包括对艾瑞莎有敏感性的PC9和对艾瑞莎有抗药性的H1975）GMI则有很强的毒杀效果，彷佛必须「遇强则强」才阻止得了这种疯狂增生的癌细胞。

 

(3) 下调癌细胞的EGFR表现量

为了确认GMI是否真的专挑EGFR阳性（表现EGFR）的癌细胞进行攻击，林东毅除了肺癌细胞，还拿了脑癌、胰脏癌、口腔癌等其他大量表现EGFR的癌细胞来进行检测。结果发现，GMI都能让这些癌细胞的EGFR表现量显着下降——从下面右边两图可以看到，EGFR阳性的癌细胞外面有一圈亮亮的绿色（右上图），但在给予GMI之後这圈EGFR会不见了（右下图）——证明EGFR的确是GMI攻击癌细胞的关键靶点。

 

(4) 注射或口服都能抑制EGFR阳性肺腺癌肿瘤生长

林东毅进一步以动物实验加以确认GMI的作用：先把肺腺癌细胞（表现正常型EGFR的LLC1）打到老鼠体内，再把GMI注射到老鼠腹腔，让GMI经由腹膜微血管进入血液循环系统发挥作用，其剂量换算成70公斤成年人大约每天9.5 mg。结果发现，GMI会使肿瘤体积和重量减少一半以上，也会使肿瘤组织中的EGFR表现量明显下降，但对老鼠体重则无影响。

 

上述实验是注射GMI的效果，那如果改成口服的，又会是什麽结果？林东毅每两天给老鼠口服一次8 mg的GMI（换算成70公斤成年人的用量大约是每天22 mg左右），没想到对於肿瘤生长的抑制效果更明显，长出来的肿瘤重量减少三分之二以上，肿瘤组织里的EGFR表现量明显下降，对於老鼠体重同样没有影响。由此可知，不管GMI是以注射或口服的方式进到动物体内，都有抑制EGFR阳性肺腺癌肿瘤生长的作用。

 

(5) 可在体内抑制癌转移、延长存活期

EGFR阳性的癌细胞除了生长快速，还容易发生转移，而转移也是造成肺癌死亡率之居高不下的原因，因此林东毅的团队另外建立了一个实验模式：从老鼠尾部注射肺腺癌细胞LLC-1（带有正常型EGFR），让癌细胞有机会透过血液循环侵犯器官组织（模拟癌转移），并以GMI给予治疗（每4天腹腔注射1次，每次注射10 mg），观察GMI对肺转移的抑制作用。

结果发现，没有GMI保护的老鼠会在第23天开始出现癌转移，到了第29天已转移得很严重（如下图显示蓝色和红色之处，红色代表癌细胞较多，蓝代表癌细胞较少），第33天时5只中死亡了2只，到了第35天已全军覆没。相较之下，有GMI保护的老鼠几乎没有发生癌转移，而且所有老鼠都存活超过60天，有些甚至超过半年以上。

 

由於植入老鼠血液的癌细胞是肺腺癌细胞，所以癌细胞主要还是以侵犯肺脏为主。待老鼠死後取出肺脏观察肿瘤生长的情况，结果发现：没给GMI的，肿瘤长得很大；有给GMI的，有些长了肿瘤，但数量少了一半以上，有些则未发现肿瘤病灶。

综合所有的动物实验可知，对於EGFR阳性的肺腺癌，GMI不仅是抑制癌细胞增生和肿瘤生长而已，还能有效降低癌转移的发生，并且大幅延长存活期。

 

(6) 可在体内抑制正常型EGFR人类肺腺癌肿瘤生长

为了再次确认EGFR是GMI体内抑制肺腺癌细胞生长的关键因素，也为了确认GMI对人类肺腺癌细胞也有作用（之前实验使用的LLC1是源自小鼠的肺腺癌细胞），林东毅团队进一步比较了「带有正常型EGFR的人类肺腺癌细胞A549」和「剔除EGFR的人类肺腺癌细胞A549」在裸鼠（免疫缺陷的老鼠）体内生长的情形，以及GMI的抑制作用。

他们先把癌细胞植入裸鼠皮下，再腹腔注射GMI，每三天注射5 mg/kg（换算70公斤成年人的剂量大约是每天9.5 mg）。结果发现，癌细胞剔除EGFR後的肿瘤生长速度〔下图CTL（sh-EGFR）组〕明显比原本带有EGFR的癌细胞〔下图CTL（sh-Luc）组〕要来得慢，长出来的肿瘤也小了一半以上，显示EGFR是肿瘤加速长大的关键。

有趣的是，对於有EGFR加速的肿瘤，GMI可以让肿瘤生长速度减半〔下图GMI（sh-Luc）组〕，让它跟剔除EGFR的肿瘤差不多〔下图CTL（sh-EGFR）组〕；可是对於没有EGFR鞭策的肿瘤，GMI既没让肿瘤变大也没让肿瘤变小〔下图GMI（sh-EGFR）组〕，与之前细胞实验的结果相呼应。所以这是一个非常重要的证据，证明GMI主要就是靠着标靶EGFR抑制肿瘤生长。

 

(7) 可在体内抑制突变型EGFR人类肺腺癌肿瘤生长

前述实验使用的是携带正常型EGFR的人类肺腺癌细胞，林东毅接着再拿携带突变型EGFR、需用第三代标靶药物才能抑制的人类肺腺癌细胞H1975做动物实验。过程同前，都是打到裸鼠皮下，也用腹腔注射给予相同剂量的GMI，结果证明GMI仍旧能够有效抑制肿瘤生长、有效减少EGFR表现量，而且不影响老鼠体重与肝肾功能。

 

(8) 促使癌细胞「吞掉」自己的EGFR

上述实验不管是细胞或动物模式，也不管癌细胞来自老鼠或人类，都可见到癌细胞表面的EGFR在GMI的介入之下变少了。所以GMI到底对癌细胞做了什麽事？原来不管EGFR有无突变，GMI都可以跟EGFR结合，并透过结合的动作启动癌细胞的内吞反应，让癌细胞把EGFR吞到细胞里消化掉。少了EGFR的癌细胞不只是增生变慢或无法生长而已，还会启动自杀程序走向凋亡。

相较於目前临床常用标靶药的作用机制是透过抑制酪胺酸激酶阻断EGFR的讯息传递（第一代标靶药），或是直接标靶EGFR再次突变的基因以阻断抗药性的来源（第二、三代标靶药），GMI的作用机制全然不同，这也是为什麽它对多种突变型和多种抗药性的腺肺癌都会有效的原因，俨然为EGFR阳性和突变的癌症提供了全新的治疗策略。

 

Part 2-2 GMI抗肺癌：抑制KRAS突变的肺腺癌

EGFR阳性和突变常见於亚洲国家的肺癌患者，但在白种人身上却不常见，反而是亚洲人相对少见的「KRAS突变」在欧美国家的肺癌患者较常发生，也有将近四分之一对艾瑞莎或得舒缓有抗药性的EGFR突变型肺癌患者会发生KRAS突变，因此GMI能否抑制KRAS突变就成为林东毅另一个研究目标。

(1) 对KRAS突变的癌细胞有抑制作用

KRAS是EGFR的下游分子，本应受EGFR调控，可是当KRAS发生基因突变时，不需EGFR活化KRAS也能自行促进癌细胞增殖，因此无法使用EGFR标靶药治疗。有趣的是，根据林东毅团队的实验，可以标靶EGFR的GMI，对於三种带有KRAS突变的肺腺癌细胞——其中两种是较常见的G12C突变（KRAS^G12C），另一种是较少见的G12S突变（KRAS^G12S）——都有抑制细胞存活的作用。

 

从细胞分子层次来看，GMI可以抑制G12S突变的KRAS活性及其下游分子的讯息传递，但对於G12C突变的KRAS活性及其下游分子的讯息传递则无抑制效果。可见GMI之所以能抑制KRAS ^G12C突变的细胞生长，并非单纯透过KRAS这条讯息传递路径，而是有其他的作用机制。

 

(2) 与标靶药并用可更有效地抑制KRAS突变的癌细胞

实验还发现，当GMI与临床上治疗KRAS^G12C突变的标靶药（AMG 510或MRTX894）并用时，不管是对於KRAS^G12C突变的人类肺腺癌细胞H358，或KRAS^G12S突变的人类肺腺癌细胞A549，都比单用GMI或标靶药的抑制作用要来得强——癌细胞存活率减少一半，透过计算公式计算出来的并用系数CI（combination index）值也都小於1，表示两种药物相加有协同效果。

 

进一步以KRAS^G12C突变且带有正常型EGFR的人类肺腺癌细胞H358进行分析会发现，当GMI与临床上治疗KRAS^G12C突变的标靶药（AMG 510或MRTX894）并用时，既可抑制KRAS的活性，也能阻止EGFR被重新激活，进而促使大量癌细胞凋亡。

 

(3) 与标靶药并用可延缓KRAS突变的肺腺癌肿瘤生长

动物实验也证明，把KRAS ^G12C突变的人类肺腺癌细胞打到裸鼠体内让肿瘤生长，GMI与标靶药AMG 510并用会比两者单用更能抑制肿瘤组织中的KRAS活性，也更能促使癌细胞凋亡，肿瘤生长的速度也更缓慢，但不影响裸鼠体重。

 

(4) 不会对肝肾造成毒性

更重要的是，GMI不论单独使用或与标靶药AMG 510并用都没有显着可见的肝肾毒性，代表肝功能的血清AST和ALT，以及反映肾功能的血清BUN（尿素氮）和CREA（肌酸酐）都在正常范围，甚至AMG 510轻微的肾毒性还会因为与GMI并用而有所改善。

 

Part 2-3 GMI抗肺癌：未完待续，精彩可期

所以不管是带有正常型或突变型EGFR的肺腺癌，还是出现KRAS突变的肺腺癌，GMI都有抑制肿瘤生长甚或抑制癌转移的治疗效果，也与治疗KRAS突变的标靶药有协同作用，这些研究成果已在2023～2024年发表於国际期刊。

一如GMI预防COVID-19那般令人激赏，GMI治疗肺腺癌的研究成果也让林东毅团队获得了美国、波兰、塞普勒斯还有台湾的发明展金牌奖，尤其塞普勒斯发明展还特别颁给他们只有少数名额的大会特别奖，对於林东毅团队和GMI都是很大的肯定。

 

回顾GMI抗癌研究的历程，从2010年第一篇论文发表到如今的2024年，GMI在许多学者的努力下已在国际期刊发表了十七篇论文，内容涵盖抗肺癌、抗口腔癌、抗黑色素瘤和抗脑癌。而在林东毅的实验室，还有GMI抗脑癌、抗乳癌和抗大肠癌的研究正在进行中。

林东毅感谢一路走来与他同行的师长、学生与夥伴，也感谢科技部与国科会计画的经费支持，并在演讲最後表示，希望GMI对於人类的保护作用不只可以用一般食品或保健食品的型式呈现，也希望不久的将来GMI能被当成正规的临床治疗药物或辅助治疗药品，成为医生治病救人的利器。

 

本场演讲主持人也是小孢子灵芝的发现者许瑞祥，对於林东毅花了这麽长的时间把GMI的抗癌机制研究得这麽透彻，表示万分感谢，也不禁赞叹：这麽一个小小的蛋白质，不仅可以杀死癌细胞、抑制癌细胞生长，还能抑制癌细胞转移，对於突变的癌细胞也有作用，当所谓第一线、第二线用药已经无效时，它还可以与第三线用药一起发挥作用，真的是非常神奇也非常了不起，况且这些还只是GMI抗癌的一小部分而已。

GMI的抗癌机制未完待续，精彩可期。如同林东毅的期许，许瑞祥也希望未来能把GMI变成药，「但是变成药是一条漫长的道路，需要十几二十年甚至更久，所以在实现这个伟大的愿景之前，我们先把它变成合法可用的食品，让大家可以安心地吃。刚才的演讲中林东毅已经把人吃的剂量，每天要吃多少毫克（mg）都算出来了，这可不是吃几公顿、几公斤才会有效的量，而是任何人都吃得下的量」。

 

清楚的结构让GMI的有效可以精准量产，明确的作用机制让GMI的有效立足科学，高度的安全性让GMI的有效没有负担，小而美的使用剂量让GMI的有效得以轻易实现。身处不抽菸也会得肺癌、抗药性持续进化、病毒不会消失的时代，看得见、摸得着、吃得起也吃得下的GMI，无疑是现代人自保的方便法门。