美国亚利桑那州的图森市（Tucson）是世界上光照最充足的城市之一，而我恰恰是在那儿长大的。所以我觉得自己对紫外辐射的致癌性、树荫的重要性、难看的宽边遮阳帽的实用性已经深有体会了。防晒当然少不了防晒霜。 “SPF 30 的防晒霜能阻挡 97% 的 UVB（紫外线B），SPF 15 的要少挡 4% ，SPF 50 的多 2%”，我 7 岁起就会被灌输类似这种的“防晒霜小常识”，听得我耳朵都要起茧子了。

防晒霜还能修复DNA？

但是最近一次去佛罗里达旅行，我又知道了一些关于防晒霜的新鲜事，这让我很是惊讶：最近新上市的某些防晒霜，据说可以修复 UVB 造成的 DNA 损伤。这就有点唬人了吧……保护你的遗传密码不受损伤从而预防皮肤癌是一回事，修复已经造成的损伤可就是另一回事了。

不只是我，德克萨斯大学西南医学中心（University of Texas Southwestern Medical Center）的名誉教授、研究 DNA 损伤和基因修复酶的专家、生物学家埃罗尔·弗里德伯格（Errol Friedberg）也很不相信防晒霜能有这种功效。他在电话里表示，自己从来没有听说过有哪种酶能添加到乳液或者防晒霜里。“即使防晒霜里真的有修复酶，它们也很脆弱。皮肤是多层的组织，光在皮肤上揉一揉，并不能把酶揉进细胞里。不过我们还需要确切的数据来证明这点。”

挂断电话的时候，我都已经做好了找不到数据的准备。但是我深入搜寻后，还真找到了符合的数据：DNA 修复酶不仅可以局部应用，而且还有证据表明它们能增强机体正常的基因修复机制。那么，防晒霜中的酶为什么就不行呢？

一个字的回答：钱。解释起来可能有点复杂，但这是我听过的关于防晒霜最好玩的知识了。

含有 DNA 修复酶的“贵妇”产品

还是从市面上存在的一些 DNA 修复防晒霜入手，开始解释吧。妮欧瓦（Neova）的“DNA 损伤控制防晒霜”，3 盎司（87.8 ml）45 美元；西班牙皮肤医学公司 ISDIN 的防晒霜Eryfotona Actinica，一瓶 50 美元，3.4 盎司（99.5 ml）；DNARenewal 的 SPF 50+ “DNA 防护”防晒霜，4 盎司（117 ml）75 美元。

这对大多数人来说是贵了点。相比之下，《纽约时报》产品推荐版块Wirecutter的防晒明星产品——水宝宝防晒霜一瓶 8 盎司（234 ml）只要 10 美元。这里需要插入一个防晒小常识：大量使用、经常补涂，防晒霜才能更好地发挥功效；最佳方法是两小时补涂 1 盎司（29 ml，全身用量），游泳或出汗后也要补涂。如果以这种速度使用的话，上述任何一种防晒霜都不能让你在烈日炎炎的海滩撑上 8 小时。

所以你花钱买到的是紫外核酸内切酶（UV endonuclease）、光解酶（photolyase）这样的分子，念出他们的名字可能像是在谈论星际飞船及其燃料来源，但实际上它们是 DNA 修复酶，能够寻找到紫外辐射造成的基因损失并迅速修复它们。而紫外线辐射一旦积累，容易导致皮肤癌。

数十年的研究表明，这些酶以及类似的分子可谓是神奇又美妙。比如说光解酶，它们是由光激活的，这个过程叫做光致复活（photoreactivation）。再次强调：光解酶由光激活。也就是说，当它们暴露在阳光下时，才能修复日照造成的 DNA 损伤……进化总是如此美妙。

但是进化有得也有失，人类自身不会产生光解酶。从动植物到细菌、真菌，地球上几乎所有的生物体都能产生光解酶，然而像我们这样的胎盘哺乳动物，在历史上某个时刻停止了利用光来修复 DNA 的光解酶的产生。相反，我们采用的是一种叫做核苷酸切除修复的基因拼接（nucleotide excision repair）的方法，老实说，这种技术效率不高，名字也不如光致复活炫酷。

人类自身也不能产生紫外核酸内切酶；科学家是在一种叫做藤黄微球菌（Micrococcus luteus）的细菌中发现的这种酶。我们也不能产生 DNA 修复酶 T4 核酸内切酶 V（T4N5）——科学家首先从其寄生的大肠杆菌中将其分离出来（研究 DNA 修复的专家弗里德伯格在 70 年代早期发明了一种方便的分离技术），性质与紫外内切酶相似。而光解酶来源于浮游生物和藻类。

一旦这些酶被成功分离出来，科学家们就开始进一步思考它们能否在局部处理中保持活性，从而进入人体细胞当中。这个想法十分诱人，且“钱”景广阔。露华浓（Revlon）的创始人曾有个著名的比喻：化妆品是盛在罐子里的希望。但如果自己的 DNA 可以修复，还要这种“希望”干什么用呢？

修复酶护肤品的效果

第一批嗅到商机的人包括分子生物学家丹尼尔·B·亚奥什（Daniel B. Yarosh）。20 世纪 80 年代，他发明了一种提纯 T4N5 的方法，比弗里德伯格及其它 70 年代学者的方法更迅速，更廉价，也更简单。然后他又成功将其和其它 DNA 修复酶一起包裹在称为脂质体的磷脂小球内。接着他还创办了“应用遗传学”公司，批量生产修复酶。1988 年，他为自己的方法申请了专利。

此后的 30 年中，研究者多次证明脂质体能够将 DNA 运输进皮肤细胞中。雅罗什（Yarosh）首先在培养皿中成功用紫外照射过的人体细胞完成了这个实验，然后又在活体小鼠中重复了实验。结果给人以希望：经载酶脂质体处理过的细胞可以去除更多辐照损伤的 DNA，修复速度更快，存活时间更长。

很快，研究者利用脂质体将 DNA 修复酶运送到被试者的皮肤细胞中。在 2000 年的一项研究中，科学家用 UVB 射线辐照被试者臀部，然后用光解酶处理 DNA 损伤，修复效果显著。与此同时，雅罗什主持了一项 III 期临床试验：易患皮肤癌的受试者使用 T4N5 脂质体润肤乳一年，其患癌及癌前病变的几率明显低于对照组，这一结果 2001 年发表在《柳叶刀》（The Lancet）上。

查阅了这么多研究结果，我发现自己逐渐能接受防晒霜能将 DNA 修复酶运送到细胞中这件事了。然后我把这些结果与相关研究一起，用电子邮件给研究 DNA 损伤的专家弗里德伯格发了过去，请他查看。第二天他给了我回复：“你还真的找到了！好吧，至少两个实验室的数据表明这是可行的。”

但我的疑虑还没有完全打消。III 期临床试验中的润体乳有应用了吗？为什么 DNA 修复的防晒霜这么贵，还不好买？

是时候请雅罗什来解答这些疑问了。

被巨头垄断的市场

雅罗什接到我电话的时候，刚度过了一个惬意的假期，正等着坐飞机回国。他的声音随着机场广播一起传来：“这是我好久之前的研究了。许多专利都已经过期了。”

我继续问他专利的事，想知道像妮欧瓦、ISDIN、 DNARenewal 这些公司的 DNA 修复酶都是哪来的。如果专利都过期了的话，那它们……岂不是自己在生产修复酶？

雅罗什回答：“哦你说这些牌子啊，我知道它们的防晒霜。修复酶都是那家以 E 开头的著名化妆品集团生产的。”

等等，什么情况？

III 期临床试验之后，雅罗什又花了好几年筹措资金来进行更多研究，希望获得更多证明 DNA 修复酶的证据。这一定程度上也是为自己的先进基因公司（Advanced Genetics Inc，AGI）吸引一些潜在的化妆品公司客户，但更重要的还是为了获得食品药品监督管理局（FDA）的许可。公司专门有个部门，致力于促成 DNA 修复酶作为药物而不是化妆品成分来使用。“但是《柳叶刀》那篇论文中提到的 T4N5 润体乳并没有获得 FDA 的批准，他们要求进行更多的试验。”

说起来容易做起来难。众所周知，FDA 的审批程序与专利制度相关，倾向于支持那些寻找新治疗方法的试验，而不是某些疾病的预防措施。比如说，一种能是绝症病人延寿几个月的药片，比预防皮肤癌的药膏更容易申请到临床试验的经费，而且更有可能获得 FDA 的批准。数据也证实了这一点：2015年，麻省理工学院经济学家海蒂·威廉姆斯（Heidi Williams）对 1973 - 2011 年间的癌症临床试验数据进行了分析，发现有 2.9 万项试验集中在晚期及复发性癌症的治疗上，但同期研究癌症预防的试验仅有 500 项。

雅罗什最终还是没能获得研究经费。“但在这期间，先进基因公司做出了一个重大商业决定——同意被这家以 E 开头的化妆品巨头收购。所以彼时的先进基因公司现在是他们的子公司，还在继续生产 DNA 修复酶和脂质体。”

这家化妆品巨头垄断了相关市场，而其也拥有足够多的愿意购买高价 DNA 修复酶的客户。“最终还得归结到钱的问题，” DNARenewal 的创始人、美国皮肤病学会(American Academy of Dermatology)和美国皮肤外科学会(American Society for Dermatologic Surgery)的前任会长、皮肤科医生罗纳德·莫伊(Ronald Moy)很相信 DNA 修复酶的功效，所以自己建立了一条化妆品生产线。“但是把酶加到防晒霜里还是太贵了。”

不过雅罗什并不认为把 DNA 修复酶加到防晒霜里是最佳选择。他认为：“防晒霜是停留在皮肤表面的，但 DNA 修复酶要渗进皮肤里面去。要是一个化妆品做到把一种成分留在皮肤上，而让另一种成分渗进去，真的太难了。我觉得最好的办法是先用含 DNA 修复酶的精华，然后再涂上防晒霜。”

雅罗什说，没准化妆品公司真能找到两全其美的办法，这可说不准。但相关研究的缺乏使得确定这种最佳配比难上加难——开发出性价比更高的产品就更加遥远了。

编辑：朱颖婕

责任编辑：姜澎

来源：环球科学ScientificAmerican