达能营养中心第九届学术研讨会论文集

刘颖1，2金宏2程义勇2
（1内蒙古医学院预防医学教研室，呼和浩特，010059；2军事医学科学院卫生学环境医学研究所，天津，300050）

多糖（polysaccharides）又称多聚糖，是由醛糖或酮糖通过脱水形成糖苷键，并以糖苷键线性或分枝连接而成的链状聚合物，仅由一种单糖组成的多糖称为同聚糖，由一种以上的单糖组成的多糖称为杂聚糖。多糖广泛存在于动物、植物和微生物中，是自然界中含量最丰富的生物聚合物，也是构成生命活动的四大基本物质之一，同维持生命功能密切相关。近年来研究发现，多糖是一种非细胞毒物质，具有多种多样的生物活性，在临床上有广泛的使用价值，由此引起国内外医学界的重视，成为研究热点。本文就多糖生物活性及其作用机制研究进展综述如下。
1 免疫调节作用
多糖的免疫调节作用是其最重要的作用之一。多糖是一种免疫调节剂，主要通过诱生多种细胞因子，促进干扰素、白细胞介素等的产生；激活巨噬细胞（MФ）、自然杀伤细胞（NK细胞）和T、B淋巴细胞等免疫细胞；激活网状内皮系统和补体系统；促进抗体产生等［1～3］多途径、多层面来提高机体特异性和非特异性免疫功能，从而发挥其对免疫功能的多方面调节作用。
11 对细胞免疫的影响细胞免疫是由T淋巴细胞介导的。香菇多糖是一种典型的T细胞激活剂，不仅在体内和体外均能促进特异性细胞毒T淋巴细胞（cytotoxic T lymphocyte,CTL）的产生，并提高CTL的杀伤活性，增强正常或免疫功能低下小鼠的迟发型超敏反应，提高抗体依赖型细胞毒细胞活性，而且还可由替代和经典两种途径激活补体。灰树花多糖是一种有效的免疫调节剂，其不同组分均含有β1，3葡聚糖和β1，6葡聚糖结构。InoueA［4］对灰树花D组分的细胞免疫活性研究结果表明，D组分可调节T淋巴细胞亚群Th1／Th2（Th为辅助性T淋巴细胞），抑制B淋巴细胞活性，加强Th的活性，诱导脾和淋巴结细胞分泌干扰素r（INFr），白介素12p70（IL12p70）和IL8，同时抑制IL4的产生。林旭凯等通过建立免疫缺陷模型，采用流式细胞术观察复方活性多糖对T细胞亚群的影响，发现复方活性多糖能显著的促进CD+4增殖和提高CD+4／CD+8，并且复方活性多糖的免疫效应与其剂量有关，适宜剂量对机体的作用效果好［5］。还有研究者用免疫组织化学技术检测创伤应激模型小鼠胸腺、脾脏组织中CD4、CD8、cfos蛋白表达，c-fos蛋白表达与淋巴细胞凋亡有关。结果显示，不同剂量的黄芪多糖均可使小鼠CD4抗原水平、CD4／CD8比值显著高于创伤应激组，而cfos抗原水平则显著降低，可见黄芪多糖能纠正创伤引起的细胞免疫功能紊乱状态［6］。此外，M、NK细胞也是生物体内重要的免疫细胞，M可通过处理抗原和释放可溶性因子对免疫功能起重要的调节作用；NK细胞则是体内天然存在的非特异性免疫杀伤细胞，在免疫监视功能中与MΦ一起有着重要的作用。灵芝孢子粉碱提多糖对小鼠MФ具有明显的激活作用，刺激MΦ分泌肿瘤坏死因子α（TNFα）和IL1α［7］。大枣多糖也有明显的免疫兴奋作用，能促进环磷酰胺所致免疫低下小鼠腹腔MΦ分泌IL1α，提高IL1α的活性，促进体外刀豆蛋白A（ConA）及脂多糖（LPS）诱导的脾细胞增殖［8］。牛膝多糖60mg／Kg腹腔注射10d，不仅能对抗环磷酰胺所致小鼠外周血NK细胞活性降低，而且还能提高正常小鼠外周血NK细胞活性［9］。目前对多糖的免疫增强作用机制的研究已经深入到分子和受体水平［10］。
12 对体液免疫的影响许多多糖具有显著的体液免疫调节作用。灵芝多糖以高、中、低3个剂量给予小鼠，3个剂量组的抗体生成细胞，高剂量组的血清溶血素和对照组比较差异均有统计学意义，并且灵芝多糖对小鼠体液免疫功能的调节作用与剂量有密切关系［11］。长松萝多糖不仅能增强小鼠的细胞免疫，而且还能提高体液免疫，该多糖以大、中、小3个剂量给小鼠连续口服14d，大、中2个剂量可显著增强小鼠血清溶血素水平和抗体形成细胞的数量［12］。Suzuki［13］等对小鼠脾细胞体外培养研究发现，给予灰树花多糖后培养上清中具有高浓度的免疫球蛋白G1（IgG1）和低水平的IgG2a、INFr。同样从六味地黄汤中分离纯化得到的活性多糖CA43体外应用可直接促进B细胞增殖反应，升高脾细胞中产生抗体IgG的细胞数目［14］。但对当归多糖的实验研究中却观察到当归多糖在促进小鼠非特异性免疫功能的同时，对体液免疫功能有较强的抑制作用，不仅对正常小鼠血清溶血素IgG、IgM的生成有抑制作用，还表现出与环磷酰胺有协同作用，推测可能是由于当归多糖对不同淋巴细胞亚群的作用不同，或是由总糖中不同分子量组分的不同作用所引起［15］。
13 参与调节神经内分泌免疫（Neuroendocrine immunomodulation,NIM）网络多糖的免疫调节作用不仅与其直接作用于免疫系统有关，而且还与神经内分泌系统的作用密切相关。枸杞多糖在5～10mg／Kg剂量范围内通过调节下丘脑去甲肾上腺素（NE）含量及外周免疫器官神经信使水平，使脾脏NE含量明显下降，下丘脑NE、多巴胺及5羟色胺含量降低，血浆皮质酮水平下降，从而发挥其免疫调节作用［16］。淫羊藿多糖可使老年大鼠下丘脑和皮质β内啡肽含量和IL2、NK细胞活性明显提高，提示该多糖可增强机体神经内分泌免疫网络的调节功能。
2 抗肿瘤作用
抗肿瘤活性是多糖类化合物显示的又一重要生物活性，其特点是毒副作用小，除了能提高机体免疫功能抑制肿瘤生长外，与化疗药物适当组合有协同作用，并可降低或免除化疗药物骨髓抑制等不良反应。Hirazumi［17］从夏威夷民间用草药海巴戟的果汁中分离获得一种多糖Noni，体外与Lewis肺癌细胞共培养，结果表明，Noni本身无细胞毒作用，但对腹腔渗出液白细胞杀灭Lewis肺癌细胞有明显促进作用，这种促进作用可被环孢素A等免疫抑制剂所反转。Noni与抗肿瘤药甲氨喋呤、长春新碱、5氟尿嘧啶等联合用药，可提高抗肿瘤药的疗效，延长荷瘤小鼠平均存活时间。通过流式细胞仪和激光共聚焦技术观察到羊栖菜多糖可阻滞人胃癌细胞株SGC7901由G0／G1期进入S期，升高细胞凋亡指数和肿瘤细胞内Ca2+浓度，推测羊栖菜多糖通过引起肿瘤细胞内钙库Ca2+的释放而升高肿瘤细胞内Ca2+浓度，从而达到诱导肿瘤细胞凋亡而发挥抗肿瘤作用的［18］。肿瘤的发生是细胞增殖分化与凋亡失衡所致，并且细胞凋亡是一种主动的有较多基因参与调控的细胞自杀过程，例如p53、p16、cmyc、bcl2、bax等相关基因均参加了细胞凋亡的调控［19］。在对红毛五加多糖的研究中观察到该多糖使癌基因bcl2蛋白表达降低，抑癌基因p53、bax、Fas、FasL及转化生长因子β1（TGFβ1）蛋白表达增高，从而诱导胃癌细胞SGC7901凋亡［20］。此外茯苓、刺五加多糖能抑制肉瘤S180细胞增殖，对S180细胞膜磷脂酰肌醇（PI）转化有显著抑制作用，从而起到抗癌作用，其效果与化疗药物氨甲碟呤相似，而且茯苓、香菇、猪苓多糖对人早幼粒细胞白血病HL60细胞胞浆和膜的酪氨酸蛋白激酶活力均有一定程度的抑制，对这两部分磷酸酪氨酸蛋白磷酸酶活力均有明显的激活作用，最终导致HL60细胞酪氨酸蛋白磷酸化水平下降［21］，起到抗肿瘤作用。由此可见，肿瘤的发生是多因素、多阶段的过程，多糖抗肿瘤的作用机制也必然是多靶点、多环节的。
3 降血糖作用
丹皮多糖2b（CMP2b）对四氧嘧啶模型鼠降糖作用明显，而对血清胰岛素水平无明显影响；能改善糖皮质激素诱发的胰岛素抵抗，其作用机制可能是通过改善机体对胰岛素敏感性，提高外周组织对葡萄糖的利用而发挥降血糖作用。此外，CMP2b可增加超氧化物歧化酶（SOD）含量，调节异常的自由基代谢，对预防和治疗糖尿病可能有一定的帮助［22］。Kiho等［23］研究观察到金耳多糖能增加葡萄糖激酶、己糖激酶、6磷酸葡萄糖脱氢酶活性，降低葡萄糖6磷酸酶活性，加速葡萄糖代谢从而降低血糖水平。人参多糖能促进糖原分解、抑制乳酸合成糖原，刺激琥珀酸脱氢酶和细胞色素氧化酶活性，使糖的有氧氧化作用增强。从Cordyccps sinensis培养菌丝体的热水提取物中纯化出一种多糖CSF10，它不仅能增强葡萄糖激酶的活性，而且还能降低禁食Wistar大鼠肝脏葡萄糖转运蛋白2（GLUT2）的蛋白水平，GLUT2对葡萄糖在肝脏中的输出和输入起重要作用，所以CS-F10是通过抑制肝葡萄糖的输出降低血糖［24］。百合多糖的降糖作用则是通过修复胰岛β细胞，增强分泌胰岛素功能，降低肾上腺皮质激素分泌，以及促进肝脏中血糖转化为糖原的联合作用完成的。目前国内外对多糖降血糖的研究基本上还处在动物实验研究阶段，如从细胞、分子水平深入研究，更有利于全面观察到其降糖机制。
4 抗病毒作用
大量研究表明，许多多糖对各种病毒如艾滋病病毒（HIV1）、单纯疱疹病毒、巨细胞病毒、流感病毒等有抑制作用，而这些多糖常含有硫酸根阴离子，它是抗病毒活性的必需基团。目前多糖对HIV1的抑制作用研究较多。HIV病毒在细胞与细胞之间的传播同合细胞的形成有关，多糖通过与HIV病毒的gp120或宿主细胞的CD4受体结合后，阻断病毒对宿主细胞的吸附，防止合细胞的形成；并且多糖还能与HIV1 Tat蛋白结合抑制HIV1［25］。HIV1 Tat蛋白是一种特殊的转录因子，它能进入细胞，转运至细胞核，刺激HIVLTR+的转录活性，对病毒的复制和整合起重要作用。硫酸化多糖还可以抑制病毒逆转录酶活性，干扰HIV1与细胞吸附，达到抑制艾滋病的目的。此外硫酸化多糖对HIV有很高的选择性抑制作用，在抗病毒药的研究中常常作为佐剂，与其它药物联用具有协同作用。将多糖作为佐剂联合用药可以防止或推迟耐药株的出现，提高药物的抗病毒活性，减少用药量和降低药物的毒副作用。硫酸右旋糖酐与叠氮胸苷有协同抗HIV作用，联合用药减少了药物剂量，降低了不良反应，提高了机体的耐受性。
5 其它作用
当归多糖能有效地促进大鼠胃肠道上皮细胞（RGM1）的胞DNA合成和增加表皮生长因子（EGF）mRNA表达，促进胃溃疡愈合［26］。柴胡多糖、海藻多糖、肝素也有防治胃溃疡的作用。海带多糖、褐藻多糖、甘蔗多糖等均有降血脂活性。有些多糖还具有抗菌活性，如黄芪多糖能显著抑制结核分枝杆菌，中华猕猴桃多糖对大肠埃希氏菌有抑制作用。此外，多糖还有抗凝血、抗氧化、抗炎、抗辐射和抗呕吐等活性，对这些活性的机制尚未进行过研究。
6 小结
多糖具有多种多样的生物活性，其发挥活性的方式也是多途径、多环节的。目前香菇多糖、猪苓多糖、云芝多糖等多糖类新药已用于临床。由于多糖结构的复杂性，导致多糖的构效关系研究相当不完善，从而限制了临床研究和发展。但随着多糖分离和分析方法的进步及对多糖化学结构、生物功能和多糖与其它分子相互作用的进一步研究，人们对多糖结构、理化性质与生物活性的关系和多糖作用机制的了解将更加深入。
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