黃芪多糖抗炎免疫作用機制研究進展

黃家林，張 勇

抗炎免疫藥理學是藥理學新近發展比較迅速的一門分支學科，其研究目的主要是探討抗炎免疫藥物的作用、作用機制及其作用的規律性，尋找對防治炎癥免疫紊亂性疾病有效的藥物，揭示炎癥免疫紊亂性疾病的病因和病理機制［1］。炎癥和免疫在組織、細胞、分子水平上有非常緊密的聯系，而且炎癥多伴有免疫紊亂的特點，故單獨應用抗炎藥或免疫藥治療，療效均不佳，長期應用還可能加重病程的發展。研發既有抗炎活性又有免疫調節活性的藥物，將是抗炎免疫藥理發展的主要方向之一［2］?？寡酌庖咚幬锸侵笇ρ装Y反應具有抑制作用，對免疫反應具有抑制或增強和調節作用的一類藥物，主要用于炎癥免疫性疾病的治療。黃芪是一種常用中藥，藥用部分是其干燥根。黃芪味甘、性溫、有補氣升陽、固表止汗、托膿排毒和生肌的功效。我國藥典規定藥用黃芪有兩種：豆科植物蒙古黃芪與膜莢黃芪。近年來研究發現黃芪中除黃芪甲甙、黃酮等小分子化合物具有較強的生物活性外，大分子化合物如黃芪多糖（Astragalus Polydsaccharide，APS）在機體免疫調節方面具有重要的作用。APS具有增強機體免疫功能、強心降壓、降血糖、抗應激、抗腫瘤、抗病毒、抗炎、抗氧化等多種藥理功效［3］。APS的抗炎免疫方面已有較多研究，本文將對APS的抗炎免疫機制作一綜述。

1 炎癥與免疫的關系

炎癥與免疫有著密切的聯系，炎癥反應大多涉及免疫機制。首先，炎癥細胞屬免疫細胞，如單核／巨噬細胞、T細胞、B細胞、NK細胞等均屬免疫細胞，均參與機體的免疫反應過程；其次，免疫細胞分泌的某些細胞因子本身就是炎性細胞因子，如巨噬細胞分泌的TNF-α、IL-1α、IFN-γ等和Th細胞分泌的IL-2等，可促進炎性細胞的滲出與趨化，激活炎性細胞和引起發熱，參與炎癥病理性損害。這些致炎物質可對相應的受體發揮作用，導致各種細胞表現出其特有的免疫功能，如IgE介導的肥大細胞脫顆粒、白細胞對趨化劑的反應以及炎性因子致有絲分裂誘導的淋巴細胞增殖等。炎癥早期癥狀，如血管壁通透性增加、炎性滲出、組織腫脹等伴有炎癥遞質水平的提升，也必定相應地影響到相關細胞的免疫功能［4］。

2 黃芪多糖在細胞、分子水平的抗炎免疫藥理機制

2.1 細胞因子及其受體 細胞因子是指在細胞間傳遞信息、對細胞起活化作用，并可由多種細胞產生的可溶性多肽分子。它在機體內組成網絡，促進靶細胞的增殖、分化，增強對感染的抵抗力，參與調節機體的免疫應答和炎癥反應等。創傷后IL-2生成減少，IL-2R表達受抑是引發細胞免疫功能低下的中心環節，這一變化同傷后感染的發生密切相關。梁華平等［5］研究發現APS體內應用對創傷小鼠IL-2mRNA及IL-2RmRNA水平均具有明顯的升高作用，提示APS可通過促進創傷小鼠淋巴細胞IL-2及IL-2R的基因轉錄表達進而逆轉IL-2及IL-2R的抑制狀態，通過增強創傷后細胞免疫功能，增強機體抗感染能力。APS在一定劑量和療程下，淋巴細胞數量及其分泌TNF-α、IL-1β明顯下降，TGF-β的水平則升高，提示APS在體外狀態下可明顯抑制淋巴細胞的增生，降低炎癥因子的表達，減少局部炎癥細胞的浸潤程度和炎癥損傷，升高TGF-β水平。TGF-β是由T細胞和巨噬細胞產生，具有抑制淋巴細胞增生，促進組織修復和傷口愈合等方面的生物學作用［6］。對大鼠系膜增生性腎小球腎炎模型研究發現，APS能降低尿和血中IL-6的含量，抑制IL-6的分泌而抑制系膜增生［7］。哮喘是多種免疫細胞及細胞組分參與的慢性氣道炎性疾病，多種細胞因子參與其中并發揮關鍵作用。研究發現APS可降低哮喘大鼠肺部IL-3 m RNA表達水平，抑制和減少嗜酸性粒細胞浸潤［8］。APS治療哮喘小鼠后，肺組織炎癥細胞浸潤程度減輕，肺泡灌洗液中白細胞總數及嗜酸性粒細胞數減少，血清IFN-γ水平上升，IL-4水平下降，調節Thl／Th2的失衡，對哮喘產生免疫治療作用［9］。

2.2 黏附分子（AM）白細胞黏附、穿越血管內皮細胞向炎癥部位移行是炎癥過程的重要特征，其分子基礎在于白細胞與血管內皮細胞表面黏附分子的相互作用，以及細胞因子等對黏附分子表達的調節?？梢婐じ椒肿优c抗炎免疫藥理有密切的關系。郝鈺等［10］研究發現APS與IL-1共同處理人臍靜脈內皮細胞（HUVEC），能促進IL-1誘導的PMN與HUVEC的黏附增強，且能增加由IL-1、TNF誘導的HUVEC表達黏附分子ICAM-1的表達，增強中性粒細胞與血管內皮細胞的黏附，促進中性粒細胞穿越血管內皮滲出在傷口局部聚集，吞噬消化細菌、清除壞死組織，最終通過化學介質、細胞因子及各種細胞的相互作用而使傷口愈合。而李萍等［11］研究得出相反結論，（25～100）mg／L APS作用4 h能明顯降低VCAM-1、ICAM-1的表達，APS具有抑制白細胞與 HUVEC黏附作用［11］。張爽等［12］研究表明，通過下調微血管內皮細胞表面CD34的表達，減少肥大細胞在微血管旁的聚集與脫顆粒，抑制炎性細胞與微血管內皮細胞的黏附可能是APS發揮抗炎作用的機制之一。李世剛等［13］對腎小球腎炎大鼠模型研究發現，用APS腹腔注射治療可顯著升高紅細胞膜CD35和CD44s數量，明顯減輕免疫復合物沉積，抑制腎臟的炎癥免疫反應，改善紅細胞免疫功能，具有良好治療腎小球腎炎的作用。細胞黏附分子中的選擇素家族與心肌缺血再灌注損傷關系密切。劉蓓等［14］運用TNF-α刺激心臟微血管內皮細胞，黃芪多糖能夠降低炎癥因子TNF-α刺激作用下心臟微血管內皮細胞P-選擇素、E-選擇素的基因轉錄，提示黃芪多糖有可能部分阻斷細胞黏附分子的表達，對心臟缺血再灌注起保護作用。

2.3 細胞內第二信使物質 細胞內第二信使物質可參與細胞活化、增殖及調節功能，在炎癥免疫反應中發揮重要的病理生理作用。梁華平等［15］進一步研究發現，APS可降低創傷小鼠血漿及活化T沐巴細胞內c AMP含量，增加cGMP含量，提高T淋巴細胞內三磷酸肌醉（IP3）含量、游離鈣Ca2＋濃度、鈣調素（Ca M）、CaM 依賴的蛋白激酶（Ca M-PK）及蛋白激酶c（PKC）的活性。認為APS可通過調節c AMP、cGMP含量以及促進磷脂酸肌酸代謝進而提高創傷后活化T淋巴細胞內IL-2及IL-2R的基因轉錄表達。一氧化氮（NO）在炎癥及其免疫機制中起關鍵的雙重作用：一方面具有強大的細胞毒性和細胞生長抑制作用，也可殺滅病原微生物、腫瘤細胞等；另一方面，釋放活性氧中間體和炎性細胞因子，進而介導炎癥過程，調節細胞的生長分化。肺內NO的大量生成有加重肺損傷和促進肺成纖維細胞增殖的作用，實驗結果顯示，肺纖維化模型大鼠血NO水平均顯著高于對照組，APS可顯著降低大鼠血清NO水平，改善NO代謝紊亂引起的持續慢性炎癥，成纖維細胞增生，細胞外基質沉積，組織的纖維化［16］。

2.4 細胞信號轉導途徑

2.4.1 MAPK（Mitogen-activated protein kinases）信號途徑促分裂原活化蛋白激酶（MAPK，絲氨酸／蘇氨酸蛋白激酶家族成員）途徑是真核細胞內重要的信號轉導通路，主要有ERK、p38和JNK三條途徑，參與調控多種細胞應答和生理病理過程。MAPK，尤其是p38，在轉錄和翻譯水平上積極參地與了炎癥介質的合成，目前已被認為是抗炎藥物的重要靶點。研究發現APS能夠明顯改善由TNF-α誘導的人微血管內皮細胞損傷，并能減少在前炎癥因子TNF-α刺激作用下人微血管內皮細胞p38MAPK基因表達，下調黏附分子的表達抑制炎癥反應，發揮抗心肌再灌注損傷的作用［14］。

2.4.2 核因子（NF）-κB信號途徑 在細胞內，多個促炎癥反應信號通路，包括信號下游區的細胞因子受體和Toll樣受體，共同匯聚于核轉錄因子NF-κB。NF-κB通常以無活性的二聚體形式存在，磷酸化后與其抑制劑IκB分離后被激活。激活的NFκB快速轉移至細胞核內，可促進許多致炎因子的轉錄和表達，被作為炎癥治療的“靶點”。故認為APS對小腸上皮細胞具有免疫保護作用，這種免疫保護作用可能是通過抑制小腸上皮細胞內核因子NF-κB的表達，抑制細胞因子TNF-α、IL-8等的表達來實現的［17］。糖尿病腎病為糖尿病重要的慢性微血管并發癥，以腎小球基底膜增厚和系膜區擴張為基本病理改變。研究發現APS可能通過降低血糖的途徑達到降低糖尿病大鼠腎組織NF-κB mRNA過表達，減少細胞因子和炎癥介質的基因表達，減輕腎小球硬化，從而延緩糖尿病腎病的進展［18］。心臟微血管內皮細胞是心肌缺血再灌注過程中最先波及的部位，該部位的變化對心肌損傷或功能恢復影響巨大。實驗顯示APS能夠抑制再灌注損傷的人心臟微血管內皮細胞中NF-κB m RNA表達，進而影響ICAM-1表達，減輕內皮細胞的炎癥反應及黏附作用，改善心肌缺血再灌注損傷［19］。腦出血后血腫周圍組織的炎性反應與細胞因子表達被認為是繼發性損傷的主要原因之一。給予腦出血模型大鼠APS可抑制NF-κB激活，減輕炎癥反應，改善神經功能缺損癥狀［20］。

2.5 氧自由基 丙二醛（MDA）是細胞脂質過氧化物代謝的終產物，可反映細胞脂質過氧化水平，間接反映細胞受損程度；而超氧化物歧化酶（SOD）對機體氧化和抗氧化平衡起著至關重要的作用，此酶能清除氧自由基，保護細胞免受損傷。黃芪多糖大劑量治療組能顯著增加骨關節炎大鼠血清中的SOD活性、降低血清和關節滑膜中MDA的含量，可見黃芪多糖具有明顯的抗氧化活性和細胞保護作用［21］。左旋多巴自身氧化產生大量的自由基，促進帕金森病發展，APS可降低左旋多巴對神經元的毒性作用。APS對左旋多巴致膠質細胞培養液中自由基系統動態平衡損害具有保護作用，不同程度地增強谷胱甘肽含量，谷胱甘肽過氧化物酶活性和超氧化物歧化酶活力，可降低MDA的水平，作用有時間依賴性［22］。

3 結語與展望

在當前世界性的醫學模式轉變及化學藥物研制轉向自然藥物的大趨勢下，中藥的抗炎藥理研究成為當今世界上新藥開發的熱點，也是中醫藥現代研究極為活躍的領域。黃芪多糖作為一種中藥免疫增強劑應用于臨床腫瘤治療，可有效增強機體免疫力。黃芪多糖對許多炎癥性疾病也具有干預作用，可對炎癥發生的多個環節、多種炎癥介質產生影響?？梢灶A見，特別是在免疫炎性疾病治療上，黃芪多糖可能發揮重要作用。目前，對其抗炎機制研究雖然已達到細胞分子水平，但所面臨的主要問題是對其作用靶點缺乏針對性的深入、系統研究。因此，積極開展對黃芪多糖抗炎免疫作用的更深入研究，以及作用機制的探討和明確，將為其在抗炎免疫藥理研究領域開辟新的天地，并為尋找選擇性高、作用強、副作用小的抗炎免疫藥物提供一條重要的途徑。

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