多糖抗腫瘤研究進展

中圖分類號：R979.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1533(2007)07-0309-03

多糖是來自高等植物、動物細胞膜、微生物細胞中的天然大分子物質，一般常由100個以上甚至幾千個單糖通過糖苷鍵連接而成，分子量在數萬至數百萬之間^［1］。多糖類包括植物多糖、動物多糖及微生物多糖，在某種程度上均具有免疫促進作用，而植物多糖尤為重要。多糖作為生物效應調節劑，主要影響網狀內皮系統、巨噬細胞、淋巴細胞、白細胞，以及RNA、DNA和蛋白質的合成，CAMP與CGMP的含量、抗體或補體的形成以及干擾素的誘生^［2］。多糖具有多方面的生物活性，能夠調節機體免疫機能，具有抗病毒、抗菌、抗寄生蟲、抗腫瘤、抗輻射、抗衰老等功能，因而越來越受重視，尤其是對其抗腫瘤作用的研究已達到分子受體水平。多糖的抗腫瘤途徑主要為直接抑制腫瘤細胞的生長、抗氧化、清除自由基，改變腫瘤細胞膜的生長特性、誘導腫瘤細胞凋亡及影響癌基因的表達等^［3］。

1 直接抑制腫瘤細胞生長

據報道，牛膝多糖和人參多糖能夠提高荷瘤小鼠的自然殺傷細胞(NKC)活性，誘生腫瘤壞死因子(TNF)，激活NKC與T淋巴細胞，對腫瘤細胞株起不同程度的殺傷和抑制作用。從松杉靈芝(Ganoderma tsugae)中提取純化的 6 種多糖組分 GTM1～6，對小鼠 S₁₈₀腫瘤的抑制效果表明，GTM1、 GTM2和 GTM3 表現出明顯的抑制效果，抑制率都超過 50%， GTM2 的濃度為 16 mg/kg 時，抑制率最高達73％^［4］。海棗(Phoenix dactylifera L.)多糖對小鼠S180腫瘤處理 30 d 后，腫瘤體積明顯縮小，最適宜的濃度為 1 mg/kg。其抗癌活性可能與其β-(1，3)的葡聚糖有關^［5］。香菇多糖作為已經投入臨床使用的抗癌藥物，亦能提高NKC的活性，激活巨噬細胞，在一定程度上抑制腫瘤細胞的生長。

2 抗氧化、清除自由基作用 

細胞的氧化狀態在腫瘤發生、發展中起著重要作用，這是由于腫瘤啟動因子使細胞產生過多的活性氧或者細胞缺乏清除活性氧的能力，而DNA分子的氧化性損傷是突變和致癌的始發因素。利用細胞電生理方法，通過對爪蛙卵母細胞電學功能的測試，觀察到自由基可使膜電學參數受影響，即膜功能受損，表現為靜息電位值降低、膜阻抗和時間常數下降，與自然衰老神經細胞膜的電學變化基本一致。枸杞多糖能有效地對抗自由基過氧化，使受損膜電學功能發生逆轉^［6］。鐵筷子多糖(HFPS)抑瘤實驗結果顯示，它能提高機體抗氧化酶活性的作用，服用后超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSHPX)活性顯著增加，并能改善荷瘤鼠抗氧化酶活性低下的狀況。由于加強了抗氧化能力，使因腫瘤生長而活躍的自由基代謝受到有效抑制，減少了自由基對機體的損傷，機體的全身狀況和免疫功能明顯優于腫瘤對照組，腫瘤的生長速度慢，瘤塊小。鏡下可見癌細胞生長欠佳，多發生變性壞死，并有中性粒細胞和淋巴細胞浸潤^［7］。此外，波葉大黃多糖可增加12月齡小鼠紅細胞和腦組織SOD活性，降低肝組織中脂質過氧化物(LPO)和心肌中脂褐素(LF)的含量^［8］。通過提高機體內源性SOD活性，減輕Ｏ^2-對機體的損傷，可能是多糖抗腫瘤、延緩衰老的重要機制之一。

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3 改變腫瘤細胞膜的生長特性

多糖對腫瘤細胞膜的影響主要與唾液酸(SA)與磷脂(PI)轉換有關。 SA 位于細胞膜表面糖蛋白和糖脂的聚糖鏈末端，具有阻礙病原體附著細胞及使細胞產生免疫抗體的作用。PI 轉換是指存在于細胞膜與內質網上的磷脂酸肌醇在其激酶催化下發生磷酸化反應的過程。李宗鍇等^［9］用牛膝多糖(ABP)作用于S180細胞，對S180細胞膜成分的研究表明，牛膝多糖與細胞接觸24 h，引起細胞膜唾液酸顯著升高，膜磷脂蛋白顯著降低， 與對照組比較差異均有顯著性意義(P<0.05 或 0.01)。但對細胞膜膽固醇含量、膜流動性無影響，提示牛膝多糖的抗腫瘤作用與其增強宿主免疫功能及改變細胞膜的生化特性有關。茯苓多糖(PPS)使S180與K562細胞膜唾液酸的含量升高，膜磷脂下降，磷脂脂肪酸組成發生明顯改變，茯苓多糖干擾膜的肌醇磷脂代謝，明顯抑制磷脂酰肌醇轉換，推測PPS的抗瘤機理與膜生化特性改變有關^［10］。

4 抑制腫瘤細胞增殖，誘導分化

許多細胞組織具有周期性的自我生長調節機制，一些細胞在組織發育的一定階段將自然死亡，稱之為細胞程序化死亡或細胞凋亡。這一過程涉及細胞內外的一系列信息傳遞過程，進入這一過程的細胞發生一系列的特征性形態學和生化的變化，以至最終死亡。腫瘤細胞可能失去細胞凋亡的功能，恢復這一功能可用于腫瘤治療。另外，與正常細胞相比，腫瘤細胞對細胞凋亡的誘導更為敏感。Hattori 等^［11］研究了一種從擔子菌(Basidiomycetes)屬的蘑菇中提取的蛋白結合多糖 PSK(Protein-bound Polysaccharide K)，PSK 對 3 種惡性血液細胞瘤作用，發現對血管淋巴瘤細胞有明顯抑制作用。經過對 PSK 處理后的血管淋巴瘤細胞的細胞周期分析，發現有34%的細胞處于G0～G1期，20%處于G2～M期，46%處于S期，未經過PSK處理的細胞系的細胞周期分別是55%、15%和30%。

季宇彬等^［11］采用流式細胞儀，利用 Fluo-3/AM 探針標記、激光共聚焦技術觀測細胞內［Ca²⁺］i，證實羊棲菜多糖(SFPS)可以阻滯SGC-7901人胃癌從 G0/G1期進入 S 期，升高細胞凋亡指數(APO，%)，可使 SGC-7901 細胞內［Ca²⁺］i先升高然后下降，給 CaCl2后，［Ca²⁺］i又升高。經分析可能是羊棲菜多糖通過升高細胞內［Ca²⁺］i，從而啟動了腫瘤細胞凋亡機制而達到抗腫瘤的作用。

Kamei等^［13］將云芝多糖與結腸癌細胞AGS一起培養2 d后，腫瘤細胞的數量比對照組明顯減少，通過流式細胞術研究發現，腫瘤細胞生長阻滯于細胞周期S期和G2/M期。云芝多糖、豬苓多糖和茯苓多糖抗腫瘤作用的機制是不同程度誘導IL-2和干擾素(IFN)的產生，通過影響腫瘤細胞的分裂、增殖、生長等多個環節實現的。

5 影響腫瘤基因的表達

P53基因是迄今發現與人類腫瘤相關性最高的抑癌基因。導致細胞轉化或腫瘤形成的P53蛋白是P53基因突變產物，是一種腫瘤促進因子，可以消除正常PP53的功能。細胞增殖和細胞凋亡是生物體正常生存的關鍵環節，如發生異常均有可能引起腫瘤發生。P53基因作為抗癌基因，其表達產物對細胞增殖起負調節作用，表達產物增多意味著癌細胞活性下降；同時，它還可通過調節 Bcl-2 家族和 Bax 基因的表達來影響細胞凋亡，前者可逆，后者則不可逆，在這兩個環節的調控中，P53基因都起了極其重要的作用。對于受損傷的細胞，當P53蛋白表達量增高到一定程度后，可以使細胞停止在G1期至凋亡，P53抑制細胞生長的機理目前主要認為是經過調控其下游基因P21，P21wt是細胞周期蛋白激酶（CDK）的抑制劑。在正常細胞中，細胞周期受到細胞周期蛋白、CDK以及細胞周期調控的轉錄子控制。

季宇彬等^［14］采用Westernblot法測定P53基因表達，研究羊棲菜多糖(SFPS)對腫瘤細胞P53基因表達的影響。結果表明瘤細胞組（對照組）P53基因蛋白表達陽性率為10％， 藥物終濃度為50 μg/mL劑量組P53基因蛋白表達陽性率(20%)與瘤細胞組相比，升高無顯著差異（P>0.05）。藥物終濃度為100 μg/mL、200 μg/mL、400 μg/mL三個劑量組，P53基因蛋白表達陽性率(分別為60%、60%、70%)較瘤細胞組升高均有顯著差異（P<0.01）。這說明羊棲菜多糖達到有效濃度時能誘導腫瘤P53水平的提高，并呈劑量依賴性。

曾星等^［15］研究了豬苓多糖對體外培養 T24 膀胱癌細胞基因蛋白表達的影響。應用免疫熒光法、激光共聚焦顯微鏡對 P53、H－ras 基因蛋白表達進行定位、定量觀察。豬苓多糖顯著增加P53蛋白表達，在豬苓多糖對癌細胞作用24 h 表達最高，并呈彌漫性分布，隨后逐漸下降，說明豬苓多糖對 T24細胞P53基因蛋白表達有一定的調節作用，但對 H－ras基因蛋白表達無明顯影響。

6 免疫增強作用 

多糖化合物作為一種免疫調節劑，通過多種機制激活免疫細胞，提高機體特異性及非特異性免疫功能，從而發揮抗腫瘤作用。香菇多糖是一種新型的兼有抑制腫瘤和提高免疫功能的多糖類生物反應調節劑，無直接的細胞毒作用，主要是通過宿主誘導巨噬細胞及殺傷性T淋巴細胞的活化，提高NK細胞活性和增強抗體依賴性巨噬細胞毒作用，從而發揮抗腫瘤作用。茯苓多糖能增強T淋巴細胞的細胞毒性作用，即增強細胞免疫反應，激活機體對腫瘤的免疫監督系統，這與其抗腫瘤活性密切相關。海帶硫酸多糖能激活小鼠腹腔巨噬細胞，提高小鼠腹腔巨噬細胞的過氧化物酶活性及其吞噬功能，從而抑制小鼠肉瘤S180的生長^［16］。枸杞多糖對IgE抗體應答有一定調節作用，可抑制小鼠IgE合成，并提高小鼠IgA、IgG、IgM含量及抗體生成細胞和抗體效價，增強或促進體液免疫功能。枸杞多糖可增強正常小鼠及環孢素(Cy)處理鼠的T細胞介導的免疫反應與NK細胞的活性，并能明顯增加IL-2的產生。枸杞多糖增強免疫功能的機制可能部分是通過調節下丘腦與外周免疫器官脾臟的交感神經釋放去甲腎上腺素等單胺遞質以及腎上腺皮質釋放皮質激素等環節相互協調而實現的。IL-2及其受體系統是免疫調節的主要環節，細胞表達IL-2受體是T細胞被激活的標志之一，枸杞子及白術能夠增強IL-2受體的表達，以發揮其免疫增強、免疫調節的作用^［17］。大量臨床及實驗資料已經證明，云芝多糖具有提高免疫功能的作用，表現為提高吞噬功能，增加IFN及其產生，提高T淋巴細胞增殖，增加IL-2分泌，并能對抗環磷酰胺的免疫抑制作用^［18］。豬苓多糖體外可增強正常人外周血單核細胞(PBMC)中免疫細胞的殺傷活性，可增強PBMC表達IL-2R和分泌IL-2，從而增強人體免疫機能^［19］。溶菌酶是正常體液中抗微生物的物質之一，系巨噬細胞和白細胞所產生，測定其含量可反映該類細胞非特異性免疫功能的強弱，云芝多糖能明顯增加小鼠血清溶菌酶含量，促進巨噬細胞的非特異性免疫功能，發揮抗腫瘤作用。

多糖來源于動植物和微生物，近年研究發現，多糖具有肯定的增強免疫等抗腫瘤藥理作用，且無或極少有化療藥物的毒副作用，不少中藥多糖已應用于臨床，顯示出良好的應用前景，如靈芝多糖和豬苓多糖等。隨著現代分子生物學的進展和多糖作用機制的進一步揭示，借助于先進的分離和分析技術，對多糖的研究、開發和利用正日益受到人們的重視，前景十分廣闊。

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(收稿日期：2007-05-28)