人參多糖是人參重要的有效成分之一,具有調節機體免疫力、抗氧化、抗腫瘤、抗菌、提高機體代謝能力等作用。人參多糖類(lèi)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(wú)側鏈的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種結構域。
目前,發(fā)現的果膠種類(lèi)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(lèi)、數量和結構有關(guān)。研究發(fā)現,在人參多糖中分離出的果膠的結構(WGPA-2-RG)中,AG側鏈是刺激一氧化氮分泌和淋巴細胞增殖的必需結構,通過(guò)水解去除結構中的阿拉伯糖(arabinose,Ara)和Gal殘基并沒(méi)有改變其巨噬細胞的吞噬促進(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(guò)度表達,并與腫瘤進(jìn)展和轉移相關(guān)的β-半乳糖苷結合蛋白。另外發(fā)現,富含RG-Ⅰ果膠片段的RG-Ⅰ-4可有效抑制癌細胞黏附以及Gal-3與T細胞的結合,結果表明,4個(gè)Gal以?xún)鹊陌肴榫厶擎?,其長(cháng)度與RG-Ⅰ-4的活性成正比,而阿拉伯聚糖側鏈根據其在RG-Ⅰ-4分子中的位置,可呈正或負調節活性。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(lái)闡明整個(gè)結構非常困難。
人參多糖在免疫調節中的作用
①人參多糖對巨噬細胞的影響
巨噬細胞不僅可以防治發(fā)生原發(fā)性感染,又可抑制感染細胞轉移。人參多糖能夠激活巨噬細胞,促使細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胞轉移的作用,對調節機體免疫功能、預防病菌侵襲具有積極作用。研究認為,人參多糖用于巨噬細胞后,可以激發(fā)吞噬細胞的吞噬功能,特別是對于金黃色葡萄球菌,其吞噬活性明顯增強。研究發(fā)現,免疫水平較低的小鼠口服紅參酸性多糖后,腹腔內的巨噬細胞吞噬活性發(fā)生了明顯變化。治療10d后發(fā)現,巨噬細胞吞噬的活性明顯提高,表明炎性因子降低,體內抗感染能力明顯增強。人參多糖能夠抑制巨噬細胞中的炎性因子,減輕炎性反應,從而對減輕損傷度、增強免疫力、促進(jìn)病情恢復具有積極作用。
②人參多糖對樹(shù)突細胞的影響
樹(shù)突細胞屬于一種抗原遞呈細胞,既可有效增強組織相容性復合體,又可以對分子表面物質(zhì)進(jìn)行刺激,促使多類(lèi)型細胞因子產(chǎn)生,對獲取合適的免疫應答具有積極作用。臨床研究發(fā)現,人參多糖能夠有效提高CD86分子表達。CD86分子是DCs表面最典型的成熟標志物,CD86分子表達水平提高,代表DCs趨向于成熟。在探究細菌脂多糖(LPS)誘導C57/BL6小鼠骨髓巨噬細胞表達共刺激分子CD80、CD86的研究中發(fā)現,新分離的小鼠骨髓單核細胞呈小圓形,兩端伸出觸角;培養5d后細胞呈橢圓形,兩端觸角更為明顯。經(jīng)依賴(lài)M-CSF流式細胞儀檢測結果顯示,分離的小鼠骨髓單核細胞CD11b抗體陽(yáng)性,純度比較高。經(jīng)刺激LPS后,觀(guān)察組較對照組所表達的在刺激分子CD80、CD86方面明顯更佳,說(shuō)明LPS刺激可促使C57/BL6小鼠骨髓巨噬細胞表達共刺激分子CD80、CD86。表明人參多糖可進(jìn)一步促進(jìn)DCs的成熟,提高機體抗原能力。
人參多糖作為佐劑在免疫治療中的應用
人參多糖作為佐劑在免疫治療中的應用具有廣泛的前景和潛力。人參多糖能夠增強機體的免疫力,提高機體對腫瘤和病原微生物的抵御能力,此外通過(guò)納米化技術(shù)可以進(jìn)一步提高人參多糖的生物利用度,增強治療效果。
①人參多糖在腫瘤治療方面的應用
人參多糖作為中藥人參的有效成分,能夠顯著(zhù)增強機體的免疫功能,如增強T淋巴細胞及NK的活性、提高巨噬細胞的吞噬能力,此外其還能夠通過(guò)誘導TNF和IFN等細胞因子的分泌對腫瘤細胞產(chǎn)生殺傷和抑制作用。人參多糖與化療藥物聯(lián)合應用時(shí),可以顯著(zhù)增強化療藥物的抗腫瘤效果,從而更有效地抑制腫瘤的生長(cháng)和擴散,減輕化療藥物對免疫系統的損傷,保護患者的免疫功能。研究發(fā)現,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(guò)增強巨噬細胞、NK、脾淋巴細胞等免疫細胞的活性、促進(jìn)粒酶B的分泌、降低腫瘤細胞在基質(zhì)中的伸展速度等方式抑制腫瘤細胞的轉移活性。研究人參多糖對乳腺癌的輔助化療療效發(fā)現,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,還能抑制乳腺癌細胞的侵襲能力。此外,人參多糖可顯著(zhù)增強奧沙利鉑抑制肝癌細胞侵襲遷移的能力。
其次,人參多糖可以抑制腫瘤細胞的增殖并誘導其凋亡。人參多糖可以增強抗腫瘤藥物將腫瘤細胞的細胞周期停滯于G2/M期的能力,從而抑制腫瘤細胞的增殖;人參多糖還能激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)介導的級聯(lián)反應,降低B細胞淋巴瘤因子2(BCL2)的表達,引起細胞凋亡。吉西他濱與順鉑聯(lián)合用藥是目前治療非小細胞肺癌的主流方案,研究表明在此方案的基礎上加用人參多糖能顯著(zhù)促進(jìn)IFN和TNF的分泌,有效促進(jìn)癌細胞凋亡,將癌細胞的細胞周期阻滯在G2/M期。在人參多糖輔助紫杉醇治療非小細胞瘤時(shí)發(fā)現,人參多糖注射液可以增強紫杉醇誘導腫瘤細胞凋亡的能力,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,結果表明人參多糖不僅可以促進(jìn)奧沙利鉑拮抗腫瘤細胞的DNA復制轉錄、誘導腫瘤細胞的凋亡,還能激活T淋巴細胞、B淋巴細胞、NK等免疫細胞,并促進(jìn)細胞因子的生成。另有研究發(fā)現,以人參多糖輔助γ射線(xiàn)能明顯抑制骨肉瘤細胞的活性,能使腫瘤細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,誘導腫瘤細胞自噬和凋亡,具有作為放射增敏劑的潛力。相較于單獨使用順鉑,人參多糖和順鉑聯(lián)用具有更強的肝癌細胞增殖抑制作用。
②人參多糖在抗病毒性感染方面的應用
當前黃芪多糖是國內疫苗佐劑的研究熱點(diǎn),具有增強NK和巨噬細胞的活性,能夠促進(jìn)DC的成熟、T淋巴細胞和B淋巴細胞的增殖分化。但黃芪多糖的免疫調節效果更側重于增強細胞的免疫應答,對機體血清中IgG及其亞型抗體濃度水平影響較小。人參多糖在提升機體整體免疫應答方面具有優(yōu)勢。人參多糖不僅可以誘導DC的成熟、促進(jìn)DC表面分子的表達,還能夠刺激T淋巴細胞和B淋巴細胞的增殖分化,加強機體細胞的免疫應答,提高疫苗對病毒感染的抵抗力;此外還可以顯著(zhù)提高機體血清中IgG、IgG1和IgG2a等的抗體濃度,從而增強疫苗的免疫效果,且這種效果可以在長(cháng)時(shí)間內保持穩定,有助于疫苗免疫力的持久性。
研究發(fā)現,人參多糖能夠增強甲型流感滅活病毒疫苗的體液免疫應答、提高血清中IgG濃度,抑制病毒的侵襲,從而增強疫苗對患者的保護作用。人參多糖可以激活抗原呈遞細胞表面的TLRs,促進(jìn)疫苗在體內對抗原的呈遞,進(jìn)而增強免疫應答;此外人參多糖中鼠李半乳糖醛酸聚糖Ⅰ的毛發(fā)區特征結構能夠與輪狀病毒殼多糖競爭性結合細胞表面的受體,從而抑制輪狀病毒對細胞的吸附、感染。在H9N2流感病毒感染的雞胚胎成纖維細胞模型中,人參多糖促進(jìn)抗原呈遞,顯著(zhù)增加了MHC-Ⅱ的表達。人參多糖可以通過(guò)參與抗原的處理呈遞過(guò)程,增強細胞對病毒感染的抵抗能力。此外,在激活免疫系統環(huán)節中,人參多糖作為佐劑時(shí),能極大地提高小鼠脾臟淋巴細胞的增殖分化能力,增強NK的殺傷活性,調節IgG及其亞型抗體的分泌水平,并調節IL-2、IL-10、IL-4、IFN- γ 等細胞因子和T盒子轉錄因子(T-bet)、GATA結合蛋白3(GATA-3)等轉錄因子mRNA的轉錄水平,從而增強小鼠對OVA的免疫應答能力。
③人參多糖與納米技術(shù)的聯(lián)合應用
盡管人參多糖在抑制腫瘤生長(cháng)、遷移、侵襲及抗病毒感染等方面具有獨特優(yōu)勢,但人參多糖相對分子質(zhì)量高、構效關(guān)系復雜,因此其穩定性較低,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節活性。納米遞送系統因具有獨特的表面特性,在藥物遞送及免疫佐劑的應用中具有優(yōu)勢。通過(guò)調控納米載體的粒徑、表面電荷及親疏水性等理化特性可以顯著(zhù)提高藥物的跨膜轉運、靶向性及緩控式釋放等多種特性。研究發(fā)現,將人參多糖與金納米顆粒結合制備成復合納米材料,并用于肝癌的治療,與單獨使用游離的人參多糖相比,人參多糖納米金顆??梢燥@著(zhù)促進(jìn)脾淋巴細胞增殖和巨噬細胞激活。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(zhù)激活巨噬細胞,并提高IL-4、IL-6、TNF-α等抗腫瘤細胞因子的水平。
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作者簡(jiǎn)介: 小米蟲(chóng),藥品質(zhì)量研究工作者,長(cháng)期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗證工作,現就職于國內某大型藥物研發(fā)公司,從事藥品檢驗分析及分析方法驗證。
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