天然多糖在免疫調節活性方面的研究進展

田明明 劉奇

摘要：天然多糖廣泛存在于動物、植物、微生物的細胞膜或細胞壁中，是重要的信息分子。其免疫調節作用是其最重要的生物活性之一。筆者基于近10年以來各領域學者對天然多糖的最新研究狀況，從免疫活性的不同角度，對植物多糖的研究加以綜述，進而為植物多糖的在免疫調節方面的深入研究提供依據與方向。

關鍵詞：天然多糖;免疫功能;固有免疫;適應性免疫

中圖分類號：R285.5 文獻標志碼：A 文章編號：1007-2349（2018）08-0080-03

多糖（polysaccharides）是由單糖之間通過縮合、脫水而形成糖苷鍵，進而形成的多于20個糖基的鏈狀聚合物，又名多聚糖[1]。是廣泛存在于動物、植物、微生物的細胞膜或細胞壁中的大分子化合物質。作為一類重要的信息分子，多糖參與了機體的多種生命活動。隨著免疫學、分子生物學等新興學科的興起，多糖的復雜功能被不斷發掘出來，成為近年來的研究熱點。大量研究表明，天然多糖具有抗癌、抗腫瘤、抗炎、抗病毒、免疫調節、抗疲勞、降血壓、降血糖、肝功能保護等生物活性[2-6]。因此，本文對近年來新發現的免疫活性天然多糖的相關研究綜述如下。

1 調節固有免疫細胞功能的天然多糖

1.1 調節巨噬細胞功能的天然多糖 Schepetkin IA等[7]發現分離自仙人掌（Opuntia polyacantha）的多糖可以誘導活性氧、NO、TNF-α、IL-6等的產生，進而增強巨噬細胞的免疫活性。其中，NF-κB的活化在TNF-α和iNOS的基因轉錄調控中起重要作用;進一步的研究還發現，細胞活化后產生的TNF-α和NO由進一步激活NF-κB通路來完成;一種來自于中藥枸杞（Lycium barbarum）的天然多糖同樣可以增強巨噬細胞活性，Chen Z等[8]發現，50 mg/kg的枸杞多糖可以明顯提高巨噬細胞的吞噬活性，其機制包括提高腹膜巨噬細胞上CD40、CD80、CD86共刺激分子和MHC-Ⅱ類分子的表達，激活PAW264.7巨噬細胞上的轉錄因子NF-κB 和AP-1，誘導TNF-α、IL-1β、IL-12p40 mRNA和促進TNF-α的合成等等。蔣龍等[9]研究了柴胡多糖對小鼠腹腔巨噬細胞的影響，發現柴胡多糖可增加其吞噬和趨化功能，進一步的機制發現，柴胡多糖使巨噬細胞內鈣離子震蕩，進而導致巨噬細胞胞漿內鈣離子濃度發生變化，這可能是柴胡多糖增強巨噬細胞吞噬和趨化功能的重要信號轉導通路[9]。Kumalasari，I D等[10]研究了地瓜（Pachyrhizus erosus（L.）Urban）多糖對小鼠巨噬細胞株J774.1細胞的影響，發現地瓜多糖可以促進NO的釋放和TNF-α、IL-6等細胞因子的產生，同時上調誘生型一氧化氮合酶的表達;機制研究發現TLR4是地瓜多糖的受體，其通路下游的JNK（c-jun N-terminal kinases）、p38、ERK、NF-κB可被地瓜多糖中的果膠成分識別結合，激活MAPK和NF-κB兩條信號途徑，從而對巨噬細胞的吞噬功能起到調節作用。Gurusmatika，S等[11]又以類似的方法研究了辛烯基琥珀酸酐（OSA）酯化了的魔芋（Amorphophallus oncophyllus）多糖OSA-pg的免疫調節活性及其機制，結果發現它同樣促進小鼠巨噬樣細胞株J744.1細胞NO的釋放、TNF-α、IL-6等細胞因子的產生。其中MAPK和NF-κB兩條信號途徑的激活對巨噬細胞的吞噬功能起到調節作用。于曉紅等[12]報道，中（50mg/kg）、高劑量（200mg/kg）的西洋參多糖灌多糖胃小鼠后，可以顯著改善由環磷酰胺引起的免疫抑制，提高巨噬細胞的吞噬功能，促進溶血素、溶血斑形成，提高脾淋巴細胞轉化率。

1.2 調節NK細胞的天然多糖 李敬雙等[13]研究苜蓿（Alfalfa）多糖對小鼠淋巴細胞增殖和NK細胞活性時發現，苜蓿多糖可以刺激促進小鼠T、B淋巴細胞的增殖，同時也可以顯著增強NK 細胞對K562 靶細胞的殺傷活性，提示苜蓿多糖能顯著地增強機體非特異性免疫。Haishun Xu等[14]研究毛花獼猴桃（Actinidia eriantha）根部多糖AEP的抗腫瘤活性時發現，AEP 可以有效的增強NK細胞活性。同樣，2015年，瞿俊勇等在研究白花蛇舌草（Oldenlandia diffusa（Willd.）Roxb.）多糖對免疫抑制小鼠的作用時發現，該多糖同樣可以顯著增強免疫抑制小鼠NK細胞的殺傷功能，提高其免疫功能[15]。

1.3 調節樹突狀細胞的天然多糖 固有免疫和適應性免疫是通過樹突狀細胞（DC）來連接的，因此，DC是機體適應性免疫應答的始動者，在免疫應答的誘導中起關鍵作用。

Wang 等[16]討論了一種來自人參的酸性多糖AGP對骨髓源樹突狀細胞（bone marrow dendritic cells，BMDCs）的影響，相比于空白組，AGP能夠改變BMDCs的形態，使其表面有更多不規則的樹枝狀突起，同時，經過AGP作用后，DMDC細胞表面關鍵分子MHC II、CD80、CD86、CD83和CD40均增強表達，而IL-12 p70和TNF-N細胞因子的分泌增加。說明AGP能夠促進BMDCs的成熟。Li等發現，甘草（Radix Glycyrrhizae）多糖可促進小鼠髓源DC表達CD80、CD86和MHC I-A/I-E等細胞表面分子，分泌IL-12 p70細胞因子，其對免疫的調節作用可能是通過調節TLR-4相關通路來完成[17]。Huang Y等[18]報道了地黃（rehmannia glutinosa）多糖可以顯著刺激淋巴細胞的增殖和促進T淋巴細胞的生長速度，刺激樹突狀細胞增強其抗原提呈能力。

1.4 調節其他免疫細胞的天然多糖 王旭貞等[19]發現，黃芪多糖（APS）使雛雞紅細胞受體花環率顯著提高，增加紅細胞促進因子活性;同時可使雛雞紅細胞免疫復合物花環率下降，即顯著提高了雛雞紅細胞的免疫功能。巴西莓（Euterpe oleracea）多糖被報道可以顯著提高人、牛、鼠外周血γδT細胞的活性，增強機體固有免疫應答[20]。汲晨鋒[21]從紅細胞免疫角度考察了蘆筍（Asparagus officinalis linn）多糖抗腫瘤的作用機制，結果發現蘆筍多糖可以顯著增高S180小鼠紅細胞表面血型糖蛋白A（GPA）、紅細胞膜唾液酸（SA）;促進S180小鼠Band3和GPA的相互作用，從而穩定紅細胞膜結構、改善紅細胞膜流動性、增加紅細胞膜表面的負電荷，進一步改善紅細胞免疫功能。

2 調節黏膜免疫系統的天然多糖

黏膜免疫系統（mucosal immune system，MIS）又稱黏膜相關淋巴組織，由消化道、呼吸道、泌尿生殖道黏膜相關淋巴組織組成的免疫系統。是機體抵抗病原微生物侵襲的第一道防線，是機體非特異性免疫應答的重要參與者[22]。黏膜中IgA抗體的濃度常用來評價黏膜免疫的效果，是黏膜免疫系統中重要的免疫分子。現已證實多種植物多糖確實對黏膜免疫系統產生一定的促進作用。趙慶友等[23]報道，200mg/mL劑量的泰山槐花（Robinia Pseudoacacia）多糖不僅可以顯著增加雛雞外周血白細胞的數目與轉化率，提高新城疫抗體效價，還可以促進十二指腸內SIgA的分泌。2013年，姜帆等發現五味子（Schisandra chinensis（Turcz.）Baill.）多糖灌胃后，通過提高腸道SIgA分泌量顯著增加，機制研究發現，五味子多糖可以增加CD3+、CD4+表型輔助性T細胞不同亞群細胞數量，提高Th1、Th2亞群細胞活性和數量，最終促進BALB/c小鼠腸道黏膜免疫水平[24]。焦志強[25]報道了一種來自于藥用植物絞股藍內生真菌的胞外多糖成分JY25P，喂食雛雞JY25P可以提高新城疫抗體效價、促進腸道黏膜分泌SIgA、IL-4、INF-γ免疫因子，增強機體的特異性和非特異性免疫能力。160μg/mL的JY25P可以增強淋巴細胞抗炎細胞因子（IL-10）的表達，抑制炎性細胞因子（IL-2、TNF-α）的表達，從而調節腸粘膜的免疫狀態，增強肉雞腸道免疫功能。此外，白術（Atractylodes macrocephala）多糖也被報道可以通過刺激TGF-β、IL-6、TNF-α mRNA 表達水平，進而促進B細胞分泌sIgA抗體，此外，白術多糖還可以增加小腸上皮內淋巴細胞數目進而增加IL-2、IL-4、IL-6、INF-γ等多種細胞因子的分泌，最終協助表面IgA+B細胞分化為IgA分泌性漿細胞[26]。

3 調節T、B細胞的天然多糖

T、B淋巴細胞可介導機體的細胞免疫與體液免疫，在特異性識別、殺傷抗原中起重要作用。早期研究已經報道了一系列諸如白術、黃芪多糖、枸杞多糖等對T、B淋巴細胞具有促進作用的中藥植物多糖[27]。近年來，一些新的、能夠調節T、B淋巴細胞活性的多糖被發現。Feng H等[28]報道了的川牛膝（Cyathula officinalis Kuan）多糖可以增強小鼠對卵清蛋白的特異性免疫應答，顯著增強特異性IgG、IgG1、IgG2a、IgG2b的抗體水平。具體的機制包括促進T淋巴細胞產生IL-2、INF-γ、IL-4等細胞因子;促進樹突狀細胞上CD40+、CD80+、CD86+共刺激分子的表達;抑制CD4+CD25+Treg細胞高表達IL-2受體的α鏈（CD25）分子和轉錄分子foxp3，降低Treg細胞的免疫抑制功能。Fan Y P等將淫羊藿多糖和蜂膠配伍后，作為佐劑與新城雞瘟疫苗（Newcastle disease vaccine，NDV）共同免疫，可增加雞抗中和抗體滴度，增強淋巴細胞增殖反應[29]。張紅[30]研究發現中藥天冬（Asparagus cochinchinensis（Lour.）Merr.）來源的酸性多糖能夠促進雞新城疫病毒抗體的分泌、T細胞數量的增加和器官免疫指數的上升，具有一定的免疫調節作用。2014年，Zhang X等[31]報道了枸杞（Lycium barbarum L）多糖-蛋白復合物可以增強T、B淋巴細胞的增殖和巨噬細胞的吞噬功能。Shen H [32]等報道，馬齒筧（Portulaca oleracea L）多糖可以抑制使S180荷瘤小鼠的其肉瘤的增長，同時馬齒筧多糖還可以使白細胞增多，并促進CD4+T淋巴細胞增殖，增加CD4+/CD8+T比值，進而增強免疫應答。

4 小結

近年來，天然多糖免疫調節成為研究的熱點，學界把具有免疫作用的多糖稱為免疫活性多糖。它不僅對機體的非特異性免疫系統成分產生影響，還對機體的特異性免疫成分起到調控作用。此外，天然多糖還具有來源廣、無毒、無害、無殘留、無抗藥性、功能強等諸多優點[33，34]。作為自然界廣泛存在的物質，其獨特的生物活性和低毒性的優勢必定在臨床應用中具有廣闊的發展前景。然而，由于我國對天然免疫活性多糖的研究起步較晚，以及其結構的復雜性等特點，均極大限制了對植物多糖功能系統認知。此外，關于多糖的研究絕大多數還停留在基礎研究中，缺少系統的毒力研究及成藥性研究，僅有少數多糖進入臨床前研究。但是，我們相信，隨著多糖除雜、分離純化方法的不斷更新、基礎研究的不斷的深入、相關臨床前研究的開展，將會有一系列植物多糖進入臨床中。

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（收稿日期：2018-05-07）