楊志霞 王 琦
(北京中醫藥大學基礎醫學院中醫體質與生殖中心,北京,100029)
黃芪多糖免疫作用的基礎與臨床研究進展
楊志霞 王 琦
(北京中醫藥大學基礎醫學院中醫體質與生殖中心,北京,100029)
黃芪迄今已有2000多年的藥用歷史,其主要藥效成分黃芪多糖在中醫或中西醫結合防治多種疾病的基礎與臨床應用研究中,發揮著重要的免疫調節藥理作用。但目前對黃芪多糖的臨床配伍及單體效價的研究尚處于探索階段,故利用先進的科技手段,開發黃芪多糖新的作用靶點和功效的研究工作亟待加強。
黃芪;黃芪多糖;免疫調節;黃芪制劑
黃芪為豆科植物蒙古黃芪Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge var.monghlicus(Bge.)Hisao或膜莢黃芪Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge.的干燥根,主產于內蒙古、山西、黑龍江、甘肅等地,《中華人民共和國藥典》2010年版規定只有膜莢黃芪和蒙古黃芪是黃芪正品藥材,后者是前者的變種[1]。黃芪味甘,性溫,入脾肺經,生用能補氣固表,利尿托毒,排膿,斂瘡生肌之效[2],“可治一切氣衰血虛之癥”[3]。其藥用歷史迄今已有2000多年,始載于《神農本草經》,明《本草綱目》記載“耆長也,黃芪色黃,為補老之長故名”,《蘭室秘藏·卷上》亦將黃芪之名冠于方劑之首。秦漢以前多用治癰疽等外科疾病,秦漢兩晉時期則更突出“補虛”功效[4]。黃芪藥效成分主要包括黃芪多糖(Astragalus Polysaccharide,APS)、黃酮類及皂苷類,黃酮類主要表現為心血管活性,皂苷類主要與抗衰老和免疫調節活性有關[5],而APS則是黃芪中含量最多并且免疫活性最強的一類物質[6],具有免疫調節、抗炎、提高巨噬細胞活性、抗腫瘤[7]、保護心肌[8]及抗氧化輻射[9]等多方面作用,但也有其有效性問題。
多糖是中藥黃芪主要藥效組分之一,研究報道其對非特異性免疫、特異性免疫、腫瘤免疫、黏膜免疫等均具有調節作用[10]。APS在免疫調節方面有重要作用包括提高體液免疫和細胞免疫、活化B細胞和巨噬細胞、刺激NK細胞增殖、增強樹突狀細胞的功能,并對細胞因子有一定調節作用[11]。
1.1 特異性免疫
1.1.1 細胞因子 研究表明:NO是介導炎性反應反應的關鍵細胞因子,在內毒素致機體損傷中起重要作用,炎性反應中大量生成的NO具有細胞毒作用,可促進炎性反應發展和細胞損害。大量的TNF-α持續損傷則會進一步激活巨噬細胞,促使NO、細胞因子和趨化因子的產生,并具有協同作用,從而加劇炎性反應發生發展[12]。肖順漢等[13]報道,APS可提高荷瘤小鼠血清中細胞因子IL-2、IL-6、IL-12、TNF-α的水平,與模型組比較差異有統計學意義。
1.1.2 細胞免疫 張善玉等[14]研究發現人參總皂苷(TG)與黃芪多糖(APS)聯用,與單獨應用APS具有更好的促進正常人外周血T細胞增殖和增強小鼠免疫功能的協調作用。趙蓮芳等[15]應用TG與APS觀察對D -氨基半乳糖所致亞急性衰老小鼠時發現,單獨使用APS或與TG聯用,均可提高小鼠抗氧化物酶的活性,增加免疫器官質量,提示單獨使用APS或與TG聯用均具有較好的抗衰老作用。
1.1.3 體液免疫 項杰等[16]通過注射黃芪多糖觀察感染李斯特菌的小鼠,發現小鼠血清IgG滴度顯著提高,說明黃芪多糖能促進B細胞活化增殖,增強宿主體液免疫和細胞免疫功能來保護宿主抵抗細菌的感染。另據吳瑕等研究顯示[5],APS經口給予環磷酰胺所致免疫低下小鼠的整體免疫水平,包括以腹腔巨噬細胞吞噬活性表征的非特異性免疫以血清溶血素水平表征的體液免疫、以遲發型超敏反應表征的細胞免疫及以SIgA和PP表征的黏膜免疫水平。
1.2 非特異性免疫
1.2.1 樹突狀細胞 漿細胞樣樹突狀細胞(plasmacytoid Dendritic Cell,pDC)是體內最主要的IFN-α產生細胞,其表面表達Toll樣受體7、9(Toll like receptor-TR7,9,簡寫TR7,TR9),經病毒(如HSV)、細菌、CpG -DNA刺激后24h可產生大量IFN-α,同時還產生一定數量的TNF-α、IL-6,然后pDC逐漸成熟,向樹突狀細胞(Dendritic Cell,DC)分化,pDC緊密聯系著固有免疫和適應性免疫,在機體免疫反應中發揮著重要作用,APS增強pDC功能的機制可能與pDC上的TR表達有關[17-18]。邵鵬等[19]用APS組和脂多糖(LPS)組處理小鼠骨髓來源的樹突狀細胞(DC),并與空白組作對照,結果是空白組DC的吞噬功能很強,APS組和LPS組DC的吞噬功能下降,但觀察APS組和LPS組DC的超微結構,提示APS處理組DC的突起增多,形態上更成熟,證實APS能促進小鼠骨髓來源的DC表型及功能的成熟。
1.2.2 巨噬細胞和自然殺傷細胞 黃芪多糖(APS)對提高正常小鼠巨噬細胞的吞噬功能、自然殺傷細胞(NK)的活性、促進抗體形成以及T細胞等免疫細胞的分化成熟等均有顯著作用,小劑量黃芪多糖具有逆轉環磷酰胺免疫抑制的作用[20]。另外,還可以糾正細胞因子免疫失衡狀態,發揮其抗炎作用和抗纖維化的作用[21-23]。
黃芪多糖(APS)是從黃芪根中提取的免疫活性較強的一類物質,是中藥抗腫瘤的主要有效成分,研究結果表明,APS對HepG2細胞的凋亡具有促進作用,能增加caspase-3的活性,增加線粒體膜電位的降低,并降低Bel-2表達;APS可降低EPK1/2的表達,從而促進HepG2細胞的凋亡[24]。有清除外氧自由基、抑制脂質過氧化、增強免疫力、抗病毒以及促進細胞增殖等作用[25]。
中國的藥劑師在長達2000多年的歷史中推斷,并將黃芪用作增進能力和抵抗疾病良藥,西方藥劑師最近開始關注并研究用黃芪減弱化學療法的不良反應。3.1 抗腫瘤 臨床實驗表明,黃芪多糖通過刺激淋巴細胞調節免疫功能,增強回復機體免疫力發揮腫瘤的藥理作用[26],黃芪多糖還可促進造血細胞再生對癌癥化療后的患者,能顯著提升其白細胞數目,減輕化療不良反應,對心臟、腎臟、肝臟、骨髓和胃腸道及患者免疫功能具有保護作用,增加療效,減輕不良反應[27]。
3.2 腦出血 研究表明,黃芪多糖(APS)能降低腦出血后的繼發性損害,減輕炎性反應及腦水腫作用[28]。有研究表明,較高濃度的黃芪提取液具有直接清除氧自由基作用,并且隨著濃度增高,對氧自由基的清除逐漸增強,APS可通過減少氧自由基的生成而減少其神經毒性作用,以及改善血管痙攣,保護血-腦屏障,并減輕腦水腫[29]。
3.3 糖尿病足部潰瘍 研究表明,黃芪多糖(APS)應用于糖尿病足部潰瘍(DFUs)的治療,能在一定程度上提高潰瘍的治愈率,降低截肢率和死亡率。張正軍等[30]發現,DFUs創面局部IL-1β水平升高,APS可降低IL-1β,抑制IL-1β誘導的MMP-2、MMP-9活性及蛋白表達。另據報道[31],糖尿病足部潰瘍難以治愈的原因與傷口滲出液中IL-1β量過高,成纖維細胞增殖能力明顯受抑有關,黃芪多糖外敷可降低傷口滲液中IL-1β濃度,顯著縮短潰瘍GT和HT,降低截肢率。
3.4 在中醫配方中的作用 實驗研究表明,黃芪多糖對Gas和MTL分泌無調節作用,說明單個黃芪多糖成分對機體消化系統中胃腸激素的調整并無明顯成效,由此推斷,君藥黃芪的有效活性成分黃芪多糖與方中臣佐使藥的聯合應用才能發揮其治療效果,充分說明單個成分有其獨特的作用,但不能取代整方的效應[32]。
4.1 黃芪多糖注射液 劉躍華等[33]觀察報道,將65例中晚期胃癌患者隨機分治療組33例(黃芪多糖配合化療)和對照組32例(單純化療)進行比較,觀察結果提示:治療組總有效率生活質量均明顯高于對照組;化療后在骨髓抑制方面和消化道反應方面的發生率低,而且毒副反應也較輕。結論提示其作為中醫藥的生物反應調節劑,可作為胃癌患者化療的輔助用藥。
4.2 黃芪多糖粉針劑 全勝麟等[34]報道,將64例老年慢性阻塞性肺病急性發作患者隨機分2組,對照組32例,予抗感染、氧療、解痙平喘、祛痰等常規治療;治療組32例,在常規治療基礎上予黃芪多糖粉針劑250mg靜滴14d。結果顯示:臨床療效治療組總有效率76.67%,顯著高于對照組58.06%(P<0.05);免疫功能測定治療組與對照組相比,CD3+、CD4+、CD4+/CD8+、IgA明顯升高(P<0.05),而CD8+、IgG、IgM變化差異無統計學意義(P>0.05)。提示聯用黃芪多糖粉針劑治療慢性阻塞性肺病急性發作,可改善患者免疫功能,提高療效。
4.3 黃芪多糖佐劑 由于分子生物學迅速發展,促進了基因重組疫苗和核酸疫苗的研究,但疫苗的免疫源性較弱,需佐劑輔助刺激產生強的免疫應答,目前廣泛應用的是氫氧化鋁佐劑,姚偉等[35]觀察細胞免疫試驗表明,黃芪多糖作為佐劑與重組乙型肝炎疫苗聯用,既增強小鼠細胞的免疫功能,又補充傳統鋁佐劑之不足,無刺激性和過敏反應,毒性輕微,效果優于鋁佐劑。
黃芪多糖作為常見的多糖類藥物,在引起化學家興奮的同時,也在引起藥理學家和生物學家的極大興趣,故對其藥理藥效方面的研究也日益廣泛。但目前,對黃芪多糖的臨床配伍及單體效價的研究尚處于探索階段,故利用先進的科技手段,進行更廣泛深入的研究,具有更為深入的科學意義及社會價值。
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(2012-10-31收稿)
Progress of Basic and Clinical Study on Immunization of APS
Yang Zhixia,Wang Qi
(Constitution and Reproduction Center,Beijing University of Traditional Chinese Medicine,Beijing 100029,China)
As amagicalmedicinal plant in China’s treasure house of Chinesemedicine resources,Astragalus has been applied asmedicine for over 2000 years.Itsmain medicinal ingredient APS plays an important pharmacological role in immune regulation in treating a variety of diseases on the basis research and clinicalapplications.However,current studies on clinical compatibility andmonomer potency of APSare stillon the exploratory stage,so the use ofadvanced technologicalmethods,the developmentofnew targets of APSand efficacy studies should be strengthened.
Astragalus;APS;Immune regulation;Astragalus preparation
10.3969/j.issn.1673-7202.2013.07.041
北京中醫藥大學2009年度自主選題資助項目(編號:2009JYBZZ-XS071)
王琦(1943—),男,教授,博士后流動站導師,國家二級教授,北京中醫藥大學終身教授,北京市朝陽區北三環東路11號北京中醫藥大
學基礎醫學院中醫體質與生殖醫學研究,郵編100029,E-mail:wangqi710@126.com;第一作者:楊志霞(1974—),女,副主任醫師,北京中醫藥大
學基礎醫學院2012級博士后,研究方向:中西醫結合防治風濕病,心血管疾病及中醫體質研究,E-mail:yangzhixia0613@sohu.com