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Informationalby Peptide Publicus Editorial

什麼是肽以及它們如何在體內發揮作用

肽是由胺基酸透過肽鍵連接而成的短鏈分子,在人體內扮演荷爾蒙、神經傳導物質與訊號分子等關鍵角色。本文深入解析肽的結構、分類、生理功能與臨床應用,並引用台灣研究者成果及 TFDA 相關規範,幫助您全面了解這些微小卻影響深遠的生物活性分子。

肽(peptide)是由兩個以上的胺基酸透過肽鍵(peptide bond)連接而成的短鏈分子,是人體內最重要的訊號傳遞者之一。 從調控血糖的胰島素到促進組織修復的生長因子,肽幾乎參與了每一個生理過程。理解肽的運作方式,是掌握現代營養學、藥理學與生物技術的關鍵基礎。

肽的基本定義與結構

要認識肽,首先需要了解胺基酸。人體使用 20 種標準胺基酸作為「積木」,透過核糖體依據 mRNA 的指令將它們串聯起來。當兩個胺基酸的氨基(-NH₂)與羧基(-COOH)之間發生脫水縮合反應,釋放一個水分子後,就形成了一個肽鍵——這是一種共價鍵,具有部分雙鍵特性,賦予肽鏈一定的剛性。

依照胺基酸數量的不同,肽可以細分為:

  • 二肽(dipeptide):2 個胺基酸,例如肌肽(carnosine)
  • 三肽(tripeptide):3 個胺基酸,例如穀胱甘肽(glutathione)
  • 寡肽(oligopeptide):2–20 個胺基酸
  • 多肽(polypeptide):21–50 個胺基酸

超過約 50 個胺基酸且具有穩定三維結構的分子,通常被歸類為蛋白質。然而,這條界線並非絕對——例如胰島素含有 51 個胺基酸,在藥理學上仍常被稱為「肽類荷爾蒙」。

一級到四級結構

肽的一級結構指的是胺基酸的線性排列順序。對於較短的肽(<20 個胺基酸),通常不會形成像蛋白質那樣穩定的二級、三級或四級結構,而是在溶液中呈現較為靈活的構象。但某些肽,例如含有雙硫鍵的防禦素(defensin),即使分子量不大,也能維持穩定的摺疊構型。

肽在人體中的主要功能

肽在體內的角色極為多元。以下按功能分類,逐一說明:

1. 荷爾蒙訊號傳導

許多人體荷爾蒙本質上就是肽。這些肽類荷爾蒙由內分泌腺體合成並釋放進入血液循環,與遠端目標細胞表面的受體結合後啟動細胞內訊號傳遞鏈。

重要的肽類荷爾蒙包括:

荷爾蒙產生部位主要功能
胰島素(insulin)胰臟 β 細胞降低血糖、促進葡萄糖進入細胞
升糖素(glucagon)胰臟 α 細胞升高血糖、促進肝糖分解
催產素(oxytocin)下視丘促進子宮收縮、社交連結
抗利尿激素(vasopressin)下視丘調節水分平衡、血壓
生長激素釋放肽(ghrelin)胃底腺刺激食慾、調節能量平衡

這些荷爾蒙的作用機制通常是透過 G 蛋白偶聯受體(GPCR)或受體酪氨酸激酶啟動下游的第二信使系統,例如 cAMP 或 IP3/DAG 途徑。一篇發表於 Endocrine Reviews 的綜述指出,人體內已知的肽類荷爾蒙超過 100 種,且新的肽類訊號分子仍持續被發現(Ref: PubMed PMID: 30753281)。

2. 神經傳導與神經調節

在神經系統中,**神經肽(neuropeptide)**扮演著與傳統神經傳導物質互補的角色。與乙醯膽鹼或多巴胺等小分子傳導物質不同,神經肽通常在細胞體內合成後透過軸突運輸到突觸末端釋放,且其作用較為緩慢但持久。

代表性的神經肽包括:

  • 腦內啡(endorphin):與疼痛緩解和愉悅感有關,被稱為「天然止痛劑」
  • P 物質(substance P):參與疼痛訊號傳遞與發炎反應
  • 神經肽 Y(neuropeptide Y, NPY):調節食慾、壓力反應與情緒

台灣中央研究院的研究團隊曾在相關領域發表重要成果,探討神經肽在壓力反應中的調控機制,為理解焦慮症與憂鬱症的病理學提供了新線索。

3. 免疫防禦

人體先天免疫系統中,**抗菌肽(antimicrobial peptide, AMP)**是第一道防線的重要組成。這些短小的肽通常帶正電荷,能與細菌細胞膜上帶負電的磷脂雙層結合,造成膜結構破壞,從而殺死入侵的微生物。

主要的抗菌肽家族包括:

  • 防禦素(defensin):α-防禦素存在於嗜中性白血球,β-防禦素則見於皮膚和黏膜上皮
  • cathelicidin(LL-37:人體中唯一的 cathelicidin 家族成員,具有廣譜抗菌活性

一項發表於 Frontiers in Immunology 的研究指出,抗菌肽不僅直接殺菌,還能調節免疫細胞的趨化與活化,在傷口癒合與組織修復中發揮多重功能(Ref: PubMed PMID: 33552076)。台灣在抗菌肽研發領域也相當活躍,國立臺灣大學與國家衛生研究院均有相關研究計畫進行中。

4. 消化與營養吸收

蛋白質進入消化道後,會經歷一系列酶促水解反應:

  1. 胃部:胃蛋白酶(pepsin)在酸性環境下將大分子蛋白質切割為較大的肽片段
  2. 十二指腸:胰蛋白酶(trypsin)和糜蛋白酶(chymotrypsin)進一步分解為寡肽
  3. 小腸刷狀緣:膜上的肽酶將寡肽分解為二肽、三肽和游離胺基酸

值得注意的是,二肽和三肽可以透過小腸上皮細胞上的 PepT1 轉運蛋白直接被吸收,其吸收效率甚至高於游離胺基酸。這也是近年來肽類保健品——特別是膠原蛋白肽乳清蛋白水解肽——在市場上受到關注的科學基礎之一。

5. 細胞間訊號傳遞與生長調控

多種生長因子本身就是肽或小型蛋白質:

  • 表皮生長因子(EGF):促進上皮細胞增殖
  • 類胰島素生長因子(IGF-1):介導生長激素的許多下游效應
  • 血管內皮生長因子(VEGF):促進新血管生成

這些因子透過與細胞表面受體結合,啟動 MAPK/ERK 或 PI3K/Akt 等訊號通路,調控細胞的增殖、分化與存活。

肽的合成方式

體內生物合成

人體內的肽主要透過以下途徑產生:

  • 核糖體翻譯:mRNA 被翻譯為前驅蛋白(preprohormone),再經過訊號肽切割和翻譯後修飾(如磷酸化、醣基化、二硫鍵形成),最終成為具有活性的成熟肽
  • 酶促水解:較大的蛋白質被特定蛋白酶切割,釋放出具有生物活性的肽片段

以胰島素為例,其合成過程是:前胰島素原 → 胰島素原 → 胰島素 + C-肽。C-肽在臨床上被用作評估胰臟 β 細胞功能的生物標記。

人工合成

現代肽類藥物和研究用肽主要通過以下方法製備:

  • 固相肽合成(SPPS):由 Robert Bruce Merrifield 發明,從 C 端到 N 端逐步添加受保護的胺基酸,是目前最廣泛使用的方法
  • 重組 DNA 技術:利用大腸桿菌或酵母菌等宿主表達系統生產較長的肽或蛋白質
  • 酶促合成:利用蛋白酶在特定條件下催化肽鍵形成

台灣的生物技術產業在肽類合成領域具有相當的技術能量。多家位於新竹生醫園區和南港生技聚落的公司提供客製化肽合成服務,合成純度可達 >95%,價格依序列長度和純度要求從數千到數萬新台幣(TWD)不等,例如一條 10 個胺基酸的標準純度肽約 TWD 3,000–8,000。

肽在臨床醫學中的應用

肽類藥物的發展

肽類藥物市場正處於快速成長期。根據產業分析,全球肽類治療藥物市場預計在 2030 年前將超過 500 億美元。目前已獲各國監管機構(包括台灣 TFDA)核准的肽類藥物超過 80 種。

幾個值得關注的領域:

糖尿病與代謝疾病:GLP-1 受體激動劑如 semaglutide(商品名 Ozempic® / Wegovy®)和 tirzepatide(商品名 Mounjaro®)在血糖控制與體重管理方面展現出突破性效果。這些藥物模擬人體天然的腸泌素(incretin)作用,刺激胰島素分泌並抑制食慾。在台灣,semaglutide 已獲 TFDA 核准用於第二型糖尿病治療,相關健保給付條件可至 TFDA 網站 查詢。

骨質疏鬆症:副甲狀腺素類似物 teriparatide(商品名 Forteo®)是首個經核准用於促進骨質生成的肽類藥物,對於嚴重骨質疏鬆患者具有顯著療效。

癌症治療:肽類藥物在腫瘤學領域的應用日益廣泛。例如,somatostatin 類似物 octreotide 用於治療神經內分泌腫瘤;而 luteinizing hormone-releasing hormone(LHRH)激動劑 leuprolide 則用於前列腺癌治療。

肽與精準醫療

台灣在精準醫療領域的佈局中,肽類生物標記的開發是重要方向之一。透過質譜分析技術,研究者可以從血液或組織樣本中鑑定出與特定疾病相關的肽類特徵譜(peptidomics),用於早期診斷或治療反應預測。

國立成功大學和台北醫學大學的研究團隊在肽體學(peptidomics)領域已發表多項研究,探索利用血清肽譜作為肝癌與大腸癌早期篩檢工具的可行性。

生物活性肽與日常保健

食源性生物活性肽

除了藥物等級的肽,日常飲食中也含有大量的生物活性肽(bioactive peptide)。這些肽來自食物蛋白質的酶解或發酵過程,在體外和動物實驗中展現出多種健康效益:

  • ACE 抑制肽:來自乳蛋白(如 VPP 和 IPP)、魚肉蛋白的肽段,具有降血壓的潛力。一項刊載於 Journal of Agricultural and Food Chemistry 的統合分析顯示,這些肽段在臨床試驗中可使收縮壓平均降低 3–5 mmHg(Ref: PubMed PMID: 25525668)。
  • 抗氧化肽:來自大豆、芝麻、米糠等植物蛋白水解物
  • 免疫調節肽:來自乳鐵蛋白水解物

台灣的食品科學研究在此領域有豐富的產出。國立臺灣海洋大學在海洋生物活性肽的研究上尤為突出,從魚鱗、蝦殼和海藻中提取並鑑定了多種具有抗氧化和抗發炎活性的肽段。

膠原蛋白肽

膠原蛋白肽(collagen peptide)是台灣保健食品市場上最受歡迎的肽類產品之一。這些通常由豬皮、魚鱗或雞軟骨經過酶解產生的低分子量肽(分子量約 1,000–5,000 Da),宣稱具有改善皮膚彈性、減少皺紋和支持關節健康的功能。

市面上常見產品的價格範圍:

  • 一般膠原蛋白肽粉(30 日份):約 TWD 500–1,500
  • 高純度魚膠原蛋白肽(日本或歐洲原料):約 TWD 1,200–3,000
  • 含有額外成分(維生素 C、玻尿酸等)的複合配方:約 TWD 800–2,500

需要注意的是,雖然有些臨床試驗顯示口服膠原蛋白肽對皮膚含水量和彈性有統計學上顯著的改善,但效果幅度因人而異。消費者應留意產品是否具有 TFDA 核發的健康食品認證標章(俗稱「小綠人」標章),以確保其安全性和功效宣稱有科學依據。

乳清蛋白肽與運動營養

對於健身族群而言,乳清蛋白水解肽因其快速吸收的特性而受到青睞。水解後的肽片段可以更快通過 PepT1 轉運蛋白被小腸吸收,理論上有助於運動後的肌肉蛋白質合成。

台灣運動營養市場上,含水解乳清蛋白肽的產品價格約為 TWD 1,200–2,800(每公斤),相較於一般濃縮乳清蛋白(約 TWD 600–1,200/公斤)價格較高。

肽的安全性與法規管理

TFDA 的監管架構

在台灣,肽類產品的監管取決於其用途和宣稱:

  • 食品級肽(如膠原蛋白肽粉):歸類為一般食品或健康食品,須符合《食品安全衛生管理法》相關規定
  • 特定健康功效宣稱產品:須通過 TFDA 健康食品查驗登記,取得「健字號」許可
  • 肽類藥品(如胰島素、semaglutide):須經 TFDA 藥品查驗登記,取得藥品許可證後方可販售

消費者若在網路上看到宣稱具有治療疾病功效的肽類產品,應提高警覺。根據台灣《藥事法》,未經核准擅自宣稱療效的產品屬於違法行為。可至 TFDA 的「食藥闢謠專區」查詢相關資訊。

安全性考量

肽類產品的安全性一般良好,但仍需注意:

  • 過敏反應:來自牛奶、雞蛋、魚類或甲殼類的肽類產品可能引發特定食物過敏者的不良反應
  • 藥物交互作用:ACE 抑制肽可能與降血壓藥物產生加成效果,正在服用相關藥物者應諮詢醫師
  • 品質差異:不同品牌的肽類產品在分子量分布、純度和重金屬含量上可能存在顯著差異

肽研究的未來展望

肽科學是一個快速演進的領域,幾個值得期待的發展方向包括:

口服肽類藥物的突破:傳統上,肽類藥物因在消化道中易被降解而主要依賴注射給藥。但近年來,口服 semaglutide(商品名 Rybelsus®)的成功上市證明了口服肽類藥物的可行性。研究者正在開發各種奈米載體和腸溶包衣技術來提高口服肽的生物利用度。

肽-藥物複合體(PDC):類似於抗體-藥物複合體(ADC)的概念,利用腫瘤靶向肽將細胞毒性藥物精準遞送至癌細胞,減少全身性副作用。

人工智慧輔助肽設計:深度學習模型已經能夠預測肽的結構與功能,加速新型治療肽的發現。台灣的 AI 生技新創公司也積極投入此領域,結合台灣在半導體和 AI 運算方面的優勢。

環肽(cyclic peptide)藥物:環狀結構賦予肽更高的穩定性和口服生物利用度,被視為下一代肽類藥物的重要方向。

結語

從最基本的二肽到複雜的肽類荷爾蒙,肽在人體的每一個層面都扮演著不可或缺的角色。它們既是身體內建的通訊系統,也是現代醫學和營養科學中最具潛力的工具之一。

對於台灣的消費者而言,隨著生技產業的蓬勃發展和 TFDA 監管體系的持續完善,肽類產品——無論是保健食品還是處方藥物——的選擇將越來越豐富。關鍵在於:以科學證據為基礎做出明智的選擇,必要時諮詢醫療專業人員的意見。

想深入了解特定肽類的功能與應用?歡迎探索我們的 肽類百科 系列文章,從 BPC-157膠原蛋白肽,我們持續為您提供最新、最可靠的中文肽類資訊。


參考文獻:

  1. Henley DE, et al. "Peptide Hormones and Their Receptors." Endocrine Reviews. 2019;40(4):1084–1120. PubMed PMID: 30753281
  2. Mookherjee N, et al. "Antimicrobial Host Defence Peptides: Functions and Clinical Potential." Frontiers in Immunology. 2021;12:610997. PubMed PMID: 33552076
  3. Cicero AFG, et al. "Blood Pressure-Lowering Effect of Lactotripeptides in Clinical Studies." Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2015;63(33):7291–7298. PubMed PMID: 25525668

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