人參多糖是人參重要的有效成分之一,具有調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力、抗氧化、抗腫瘤、抗菌、提高機(jī)體代謝能力等作用。人參多糖類含量大約為5%,主要由人參淀粉樣物質(zhì)和人參果膠組成。其中,人參淀粉樣物質(zhì)約占80%,主要成分為淀粉樣葡聚糖,由α-D-(1,4)-葡聚糖、6-支鏈α-D-(1,4)-葡聚糖、3-支鏈α-D-(1,6)-葡聚糖、無側(cè)鏈的α-D-(1,6)-葡聚糖組成;人參果膠約占20%,為人參多糖主要的活性物質(zhì),是主要由半乳糖(galactose,Gal)、半乳糖醛酸(galacturonic acid,GalA)、鼠李糖(rhamnose,Rha)、阿拉伯木聚糖(arabinoxylan, AX)等組成的酸性雜多糖混合物,組成了鼠李半乳糖醛酸(rhamnogalacturonan,RG)、同型半乳糖醛酸(homogalacturonan,HG)、阿拉伯半乳聚糖(arabinogalactans,AG)3種結(jié)構(gòu)域。
目前,發(fā)現(xiàn)的果膠種類有酸性多糖(SA、SB、PA、PB、人參S-ⅠA、人參S-ⅡA、GR-5AUL、GR-5AUH、PG-F2)、水溶性多糖(GR-4)、堿溶性多糖(GRA-3、GRA-4)等。人參多糖的生物學(xué)活性與其組成成分的種類、數(shù)量和結(jié)構(gòu)有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),在人參多糖中分離出的果膠的結(jié)構(gòu)(WGPA-2-RG)中,AG側(cè)鏈?zhǔn)谴碳ひ谎趸置诤土馨图?xì)胞增殖的必需結(jié)構(gòu),通過水解去除結(jié)構(gòu)中的阿拉伯糖(arabinose,Ara)和Gal殘基并沒有改變其巨噬細(xì)胞的吞噬促進(jìn)作用。半乳糖凝集素-3(galactose-specific lectin 3, Gal-3)是一種在多種癌癥中過度表達(dá),并與腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移相關(guān)的β-半乳糖苷結(jié)合蛋白。另外發(fā)現(xiàn),富含RG-Ⅰ果膠片段的RG-Ⅰ-4可有效抑制癌細(xì)胞黏附以及Gal-3與T細(xì)胞的結(jié)合,結(jié)果表明,4個(gè)Gal以內(nèi)的半乳聚糖鏈,其長度與RG-Ⅰ-4的活性成正比,而阿拉伯聚糖側(cè)鏈根據(jù)其在RG-Ⅰ-4分子中的位置,可呈正或負(fù)調(diào)節(jié)活性。但由于人參多糖的分子質(zhì)量很高,使用化學(xué)和光譜技術(shù)來闡明整個(gè)結(jié)構(gòu)非常困難。
人參多糖在免疫調(diào)節(jié)中的作用
①人參多糖對(duì)巨噬細(xì)胞的影響
巨噬細(xì)胞不僅可以防治發(fā)生原發(fā)性感染,又可抑制感染細(xì)胞轉(zhuǎn)移。人參多糖能夠激活巨噬細(xì)胞,促使細(xì)胞活性在刺激下被增加,可以充分發(fā)揮自身防御感染和抑制感染細(xì)胞轉(zhuǎn)移的作用,對(duì)調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能、預(yù)防病菌侵襲具有積極作用。研究認(rèn)為,人參多糖用于巨噬細(xì)胞后,可以激發(fā)吞噬細(xì)胞的吞噬功能,特別是對(duì)于金黃色葡萄球菌,其吞噬活性明顯增強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn),免疫水平較低的小鼠口服紅參酸性多糖后,腹腔內(nèi)的巨噬細(xì)胞吞噬活性發(fā)生了明顯變化。治療10d后發(fā)現(xiàn),巨噬細(xì)胞吞噬的活性明顯提高,表明炎性因子降低,體內(nèi)抗感染能力明顯增強(qiáng)。人參多糖能夠抑制巨噬細(xì)胞中的炎性因子,減輕炎性反應(yīng),從而對(duì)減輕損傷度、增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)病情恢復(fù)具有積極作用。
②人參多糖對(duì)樹突細(xì)胞的影響
樹突細(xì)胞屬于一種抗原遞呈細(xì)胞,既可有效增強(qiáng)組織相容性復(fù)合體,又可以對(duì)分子表面物質(zhì)進(jìn)行刺激,促使多類型細(xì)胞因子產(chǎn)生,對(duì)獲取合適的免疫應(yīng)答具有積極作用。臨床研究發(fā)現(xiàn),人參多糖能夠有效提高CD86分子表達(dá)。CD86分子是DCs表面最典型的成熟標(biāo)志物,CD86分子表達(dá)水平提高,代表DCs趨向于成熟。在探究細(xì)菌脂多糖(LPS)誘導(dǎo)C57/BL6小鼠骨髓巨噬細(xì)胞表達(dá)共刺激分子CD80、CD86的研究中發(fā)現(xiàn),新分離的小鼠骨髓單核細(xì)胞呈小圓形,兩端伸出觸角;培養(yǎng)5d后細(xì)胞呈橢圓形,兩端觸角更為明顯。經(jīng)依賴M-CSF流式細(xì)胞儀檢測(cè)結(jié)果顯示,分離的小鼠骨髓單核細(xì)胞CD11b抗體陽性,純度比較高。經(jīng)刺激LPS后,觀察組較對(duì)照組所表達(dá)的在刺激分子CD80、CD86方面明顯更佳,說明LPS刺激可促使C57/BL6小鼠骨髓巨噬細(xì)胞表達(dá)共刺激分子CD80、CD86。表明人參多糖可進(jìn)一步促進(jìn)DCs的成熟,提高機(jī)體抗原能力。
人參多糖作為佐劑在免疫治療中的應(yīng)用
人參多糖作為佐劑在免疫治療中的應(yīng)用具有廣泛的前景和潛力。人參多糖能夠增強(qiáng)機(jī)體的免疫力,提高機(jī)體對(duì)腫瘤和病原微生物的抵御能力,此外通過納米化技術(shù)可以進(jìn)一步提高人參多糖的生物利用度,增強(qiáng)治療效果。
①人參多糖在腫瘤治療方面的應(yīng)用
人參多糖作為中藥人參的有效成分,能夠顯著增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能,如增強(qiáng)T淋巴細(xì)胞及NK的活性、提高巨噬細(xì)胞的吞噬能力,此外其還能夠通過誘導(dǎo)TNF和IFN等細(xì)胞因子的分泌對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生殺傷和抑制作用。人參多糖與化療藥物聯(lián)合應(yīng)用時(shí),可以顯著增強(qiáng)化療藥物的抗腫瘤效果,從而更有效地抑制腫瘤的生長和擴(kuò)散,減輕化療藥物對(duì)免疫系統(tǒng)的損傷,保護(hù)患者的免疫功能。研究發(fā)現(xiàn),從人參葉、果實(shí)及漿果中提取的鼠李糖-Ⅱ型多糖和阿拉伯糖型多糖均可以通過增強(qiáng)巨噬細(xì)胞、NK、脾淋巴細(xì)胞等免疫細(xì)胞的活性、促進(jìn)粒酶B的分泌、降低腫瘤細(xì)胞在基質(zhì)中的伸展速度等方式抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移活性。研究人參多糖對(duì)乳腺癌的輔助化療療效發(fā)現(xiàn),其不僅可以改善患者的治療效果和免疫功能,減少不良反應(yīng),還能抑制乳腺癌細(xì)胞的侵襲能力。此外,人參多糖可顯著增強(qiáng)奧沙利鉑抑制肝癌細(xì)胞侵襲遷移的能力。
其次,人參多糖可以抑制腫瘤細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)其凋亡。人參多糖可以增強(qiáng)抗腫瘤藥物將腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞周期停滯于G2/M期的能力,從而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖;人參多糖還能激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)介導(dǎo)的級(jí)聯(lián)反應(yīng),降低B細(xì)胞淋巴瘤因子2(BCL2)的表達(dá),引起細(xì)胞凋亡。吉西他濱與順鉑聯(lián)合用藥是目前治療非小細(xì)胞肺癌的主流方案,研究表明在此方案的基礎(chǔ)上加用人參多糖能顯著促進(jìn)IFN和TNF的分泌,有效促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡,將癌細(xì)胞的細(xì)胞周期阻滯在G2/M期。在人參多糖輔助紫杉醇治療非小細(xì)胞瘤時(shí)發(fā)現(xiàn),人參多糖注射液可以增強(qiáng)紫杉醇誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的能力,提高臨床療效。在研究人參多糖聯(lián)合奧沙利鉑治療中晚期消化道腫瘤的臨床療效及安全性,結(jié)果表明人參多糖不僅可以促進(jìn)奧沙利鉑拮抗腫瘤細(xì)胞的DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡,還能激活T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、NK等免疫細(xì)胞,并促進(jìn)細(xì)胞因子的生成。另有研究發(fā)現(xiàn),以人參多糖輔助γ射線能明顯抑制骨肉瘤細(xì)胞的活性,能使腫瘤細(xì)胞的分裂周期停滯在G2 /M期,此外人參多糖還能抑制p38和蛋白激酶B(Akt)蛋白質(zhì)的激活、降低bal-2基因的表達(dá),誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞自噬和凋亡,具有作為放射增敏劑的潛力。相較于單獨(dú)使用順鉑,人參多糖和順鉑聯(lián)用具有更強(qiáng)的肝癌細(xì)胞增殖抑制作用。
②人參多糖在抗病毒性感染方面的應(yīng)用
當(dāng)前黃芪多糖是國內(nèi)疫苗佐劑的研究熱點(diǎn),具有增強(qiáng)NK和巨噬細(xì)胞的活性,能夠促進(jìn)DC的成熟、T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的增殖分化。但黃芪多糖的免疫調(diào)節(jié)效果更側(cè)重于增強(qiáng)細(xì)胞的免疫應(yīng)答,對(duì)機(jī)體血清中IgG及其亞型抗體濃度水平影響較小。人參多糖在提升機(jī)體整體免疫應(yīng)答方面具有優(yōu)勢(shì)。人參多糖不僅可以誘導(dǎo)DC的成熟、促進(jìn)DC表面分子的表達(dá),還能夠刺激T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的增殖分化,加強(qiáng)機(jī)體細(xì)胞的免疫應(yīng)答,提高疫苗對(duì)病毒感染的抵抗力;此外還可以顯著提高機(jī)體血清中IgG、IgG1和IgG2a等的抗體濃度,從而增強(qiáng)疫苗的免疫效果,且這種效果可以在長時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定,有助于疫苗免疫力的持久性。
研究發(fā)現(xiàn),人參多糖能夠增強(qiáng)甲型流感滅活病毒疫苗的體液免疫應(yīng)答、提高血清中IgG濃度,抑制病毒的侵襲,從而增強(qiáng)疫苗對(duì)患者的保護(hù)作用。人參多糖可以激活抗原呈遞細(xì)胞表面的TLRs,促進(jìn)疫苗在體內(nèi)對(duì)抗原的呈遞,進(jìn)而增強(qiáng)免疫應(yīng)答;此外人參多糖中鼠李半乳糖醛酸聚糖Ⅰ的毛發(fā)區(qū)特征結(jié)構(gòu)能夠與輪狀病毒殼多糖競爭性結(jié)合細(xì)胞表面的受體,從而抑制輪狀病毒對(duì)細(xì)胞的吸附、感染。在H9N2流感病毒感染的雞胚胎成纖維細(xì)胞模型中,人參多糖促進(jìn)抗原呈遞,顯著增加了MHC-Ⅱ的表達(dá)。人參多糖可以通過參與抗原的處理呈遞過程,增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)病毒感染的抵抗能力。此外,在激活免疫系統(tǒng)環(huán)節(jié)中,人參多糖作為佐劑時(shí),能極大地提高小鼠脾臟淋巴細(xì)胞的增殖分化能力,增強(qiáng)NK的殺傷活性,調(diào)節(jié)IgG及其亞型抗體的分泌水平,并調(diào)節(jié)IL-2、IL-10、IL-4、IFN- γ 等細(xì)胞因子和T盒子轉(zhuǎn)錄因子(T-bet)、GATA結(jié)合蛋白3(GATA-3)等轉(zhuǎn)錄因子mRNA的轉(zhuǎn)錄水平,從而增強(qiáng)小鼠對(duì)OVA的免疫應(yīng)答能力。
③人參多糖與納米技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用
盡管人參多糖在抑制腫瘤生長、遷移、侵襲及抗病毒感染等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),但人參多糖相對(duì)分子質(zhì)量高、構(gòu)效關(guān)系復(fù)雜,因此其穩(wěn)定性較低,不利于人參多糖的吸收和生物屏障的跨越,影響人參多糖的免疫調(diào)節(jié)活性。納米遞送系統(tǒng)因具有獨(dú)特的表面特性,在藥物遞送及免疫佐劑的應(yīng)用中具有優(yōu)勢(shì)。通過調(diào)控納米載體的粒徑、表面電荷及親疏水性等理化特性可以顯著提高藥物的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)、靶向性及緩控式釋放等多種特性。研究發(fā)現(xiàn),將人參多糖與金納米顆粒結(jié)合制備成復(fù)合納米材料,并用于肝癌的治療,與單獨(dú)使用游離的人參多糖相比,人參多糖納米金顆??梢燥@著促進(jìn)脾淋巴細(xì)胞增殖和巨噬細(xì)胞激活。將制備的人參多糖納米顆粒包封于可生物降解的明膠多孔納米球中,結(jié)果表明與天然游離的人參多糖相比,包封后的人參多糖納米顆粒能夠顯著激活巨噬細(xì)胞,并提高IL-4、IL-6、TNF-α等抗腫瘤細(xì)胞因子的水平。
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作者簡介: 小米蟲,藥品質(zhì)量研究工作者,長期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗(yàn)證工作,現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司,從事藥品檢驗(yàn)分析及分析方法驗(yàn)證。
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