植物活性多糖的药理作用及应用研究进展

作者              作者单位

钱青        四川大学华西医院药剂科

张志勇      华西药学院，四川成都610041

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[中图分类号]R931.71;R96[文献标志码]D[文章编号]1002-0179(2009)01-0250-03

多糖(polysaccharides)是由单糖之间脱水形成糖苷键，并以糖苷键线性或分枝连接而成的链状聚合物，又称多聚糖，广泛存在于植物的根、茎、叶、花、果及种子中。但并不是所有多糖都具有生物活性，目前发现的具有活性的多糖不超过2%，多数具有突出生物活性的多糖均以(1→3)糖苷键连接，尤以具有一定相对分子质量的β1，3葡聚糖活性较高，且具有三股螺旋的立体结构。随着对多糖药理作用的深入研究，多糖复杂而多方面的生物活性正逐渐被人们所认识。本文综述了植物活性多糖最新的药理作用与应用研究进展。

1药理作用

1.1调节免疫

1.1.1对细胞免疫的调节：

多糖能激活T淋巴细胞等免疫细

胞，还可促进白细胞介素(IL)等细胞因子的表达，提高机体的免疫能力。灵芝多糖可通过间接激活淋巴细胞中DNA多聚酶而促进DNA合成及T细胞增殖，有效促进脾细胞产生IL2，增强抗体细胞的产生，促进免疫细胞增殖[1]。从薯蓣分离得到的水溶性多糖YP1经体外初步实验证明，能明显刺激伴刀豆蛋白A刺激小鼠的T淋巴细胞增殖[2]。硫酸化黄芪多糖较未硫酸化黄芪多糖能明显促进T淋巴细胞的增殖，使抗体浓度增加，且高浓度较低浓度的细胞免疫增强作用明显[3]。

1.1.2对体液免疫的调节：

体液免疫是由B淋巴细胞介导、通过分泌抗体而进行的免疫应答。研究表明，许多生物多糖具有显著的体液免疫调节作用。刘华钢等研究金黄Ⅰ号粗多糖时发现，其可使免疫功能低下小鼠模型抗体形成细胞数量(PFC)、溶血素测定值(QHS)明显提高[4]。白多孔菌菌丝中水溶性多糖(PAP)的体外初步实验证明其有促进B淋巴细胞增殖的作用，在体内毒性试验中，在剂量为0.5～4 mg内对ICR鼠无毒性作用[5]。

1.1.3对非特异性免疫的调节：

植物多糖可以通过增强屏障防御功能，提高巨噬细胞(Mф)吞噬能力、自然杀伤(NK)细胞的杀伤能力等提高机体的非特异性免疫功能。对环磷酰胺所致免疫功能低下小鼠腹腔给予灵芝多糖(GlPS)，低剂量即可增加NK细胞、Mф的吞噬和毒作用，且无任何副作用[6]。任健等发现人工虫草多糖(PCCS)可明显提高氢化可的松诱导的免疫功能低下小鼠吞噬指数和碳粒廓清指数，显著增强其非特异性免疫功能[7]。

1.2抗肿瘤

1.2.1对肿瘤细胞的直接作用：

多糖对肿瘤细胞的直接作用主要有以下途径：①影响肿瘤细胞膜的生化特性。肿瘤细胞膜中唾液酸含量的变化与肿瘤的发生发展有密切关系，茯苓多糖(PPS)对S180、K562肿瘤细胞膜的肌醇磷脂代谢有明显干扰作用，并抑制磷脂酰肌醇转换，使肿瘤细胞唾液酸升高，磷脂减少[8]。②影响肿瘤细胞内信号传递途径。PPS对人急性早幼粒白血病细胞(HL60)细胞质和细胞膜两部分的酪氨酸蛋白激酶活力有不同的激活作用，导致酪氨酸蛋白磷酸化水平下降[9]。③诱导肿瘤细胞凋亡。在普通鲤鱼前肾中注射黄芪多糖，IL1β mRNA表达水平提高，高剂量黄芪多糖能向上调节其脾脏中TNFα转录，诱导肿瘤细胞凋亡[10]。④抑制肿瘤细胞代谢。红芪酸性多糖(PL)能抑制B16F10黑色素瘤细胞代谢，粘附而抗肿瘤[11]。⑤直接抑制肿瘤细胞增殖。红芪多糖能抑制实体肿瘤MGC830、HEPG2细胞系的增殖而控制肿瘤的生长[12]。

1.2.2对肿瘤细胞的间接作用：

此作用主要是通过增强吞噬细胞的功能等而实现，如灵芝多糖主要通过增强的吞噬功能，促进T淋巴细胞增殖，增强TC细胞的细胞毒作用，诱导某些免疫因子产生等途径来抑制肿瘤的生长[13]。

1.3降血糖

1.3.1降低肝糖原：

对小鼠腹腔注射和皮下注射人参多糖GH1均可降低其肝糖原含量，同时增加腺苷酸环化酶活性，并增加细胞内环腺苷酸cAMP含量，对切除肾上腺的小鼠仍有以上作用，说明其降低肝糖原作用与肾上腺素相似[14]。

1.3.2调节激素水平：

人参多糖GH1可使丙酮酸含量增加以及抑制乳酸脱氢酶活性，增加琥珀酸脱氢酶和细胞色素氧化酶的活性，促进胰岛素释放，但其对糖代谢的影响并非完全通过释放胰岛素，主要原因可能在于促进机体肝脏及组织细胞的有氧氧化过程[15]。冬虫夏草菌丝体分离得到的多糖(CPS1)通过刺激胰脏分泌胰岛素，提高血浆胰岛素水平，减少胰岛素代谢，从而显著降低四氧嘧啶所致糖尿病小鼠血糖[16]。

1.3.3影响代谢酶活性：

多糖可通过调节糖代谢酶的活性，抑制糖异生，促进葡萄糖的利用，达到改善糖代谢紊乱和胰岛素抵抗的目的。灵芝多糖能提高肝脏葡萄糖激酶及葡萄6磷酸酶脱氢酶的活性，降低肝脏葡萄糖6磷酸酶及磷酸果糖激酶的活性[17]。

1.4抗衰老

1.4.1促进DNA复制：

多糖能延长人胚肺二倍体细胞传代数。灵芝氨基多糖G009能抑制活性氧对DNA的氧化损伤，有促进DNA合成，延长体外传代细胞的分裂代数的能力[18]。

1.4.2提高耐氧能力：

天山雪莲多糖能通过增强心肌收缩力、降低基础代谢率、增加血红蛋白的含量，提高携带氧的能力等作用来增强小鼠的抗疲劳能力及耐低氧能力，明显降低小鼠耗氧量，延长游泳时间[19]。

1.4.3抗氧化与免疫增强作用：

肾虚衰老时机体对自由基清除功能明显减退，表现出超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)、过氧化氢酶(CAT)和铜蓝蛋白含量下降。灵芝多糖能抑制氧自由基的产生和红细胞脂质过氧化，并对·OH有清除作用，具有SOD样生物活性[20]。给中年果蝇口服分子量大的紫菜多聚糖P1能显著增强其免疫功能和抗氧化作用，延长寿命，分子量小的紫菜多糖P3在热压实验中能显著延长果蝇的生存时间[21]。

1.4.4对B型单胺氧化酶的活性作用：

随着年龄的增加，人体内B型单胺氧化酶(MAOB)活性增强，将导致脑内儿茶酚胺类递质含量减少，从而使大脑的各种思维活动能力下降。而紫菜多糖能抑制MAOB的活性，是一种良好的抗衰老剂[22]。

1.5调整代谢平衡

1.5.1对蛋白质与核酸代谢的影响：

给小鼠腹腔注射灵芝多糖，能促进血清、肝脏及骨髓的蛋白质与核酸的合成，提高细胞内环核苷酸(cGMP、cAMP)含量[20]。

1.5.2对脂质代谢的影响：

海带多糖能明显降低高脂血症大鼠血清胆固醇、甘油三酯含量，同时能升高高脂血症患者高密度脂蛋白与低密度脂蛋白、总胆固醇的比值，减少动脉粥样硬化指数[23]。

1.6其他作用：

研究表明，植物多糖除了以上药理作用外，尚有保肝、抗病毒、抑制哮喘、抗过敏、抗辐射等作用[24～26]。

2应用进展

2.1临床应用：

多糖药物毒副作用小、安全性高、疗效好，因而在临床应用得到了开发和利用。目前用于临床的药物有：①抗肿瘤药：人参多糖注射液对人体免疫功能有一定的保护作用，并能抑制肿瘤生长，在用药过程中无明显的毒副作用，无肝、肾功能损害[27]。用于临床治疗肿瘤的多糖还有香菇多糖、云芝多糖K、裂褶多糖、猪苓多糖(757注射液)、银耳多糖等。②治疗艾滋病等病毒药：近年来发现的硫酸化多糖如硫酸葡聚糖、肝素、硫酸软骨素等，对人类免疫缺陷病毒(HIV)有抑制作用，且副作用小。在美国和德国进行的硫酸化多糖如硫酸化右旋糖苷、多硫酸酸聚戊糖、木聚糖的临床实验表明，患者耐受好，毒副作用小[28]。③提高免疫功能药：冬虫夏草多糖脂质体口服液中主要成分为多糖，具有较强的免疫活性，通过脂质体的运载，能被肝脏细胞吞噬而富集于肝脏，治疗慢性肝炎等疾病[29]。硒酸酯多糖(奥硒康胶囊)中多糖具有免疫增强作用，硒具有抗癌作用，对心血管疾病、类风湿性疾病、免疫功能低下和肿瘤等有较好的预防和治疗作用[30]。④降糖药：多糖的降糖作用与磺脲类和双胍类相比，具有依赖性低、毒副作用小等特点，近代医生将桑叶多糖用于治疗糖尿病，得到满意疗效。桑叶胶囊中的主要降血糖成分为桑叶总多糖，Andallu等对24名29～40岁男性糖尿病患者进行临床实验，证明桑叶胶囊具有明显的降血糖作用[31]。应用于临床的降糖制剂尚有复方灵芝降糖胶囊、黄芪多糖冲剂等。⑤其他：紫芝多糖片具有滋补强壮、养心安神的功能，用于神经衰弱、白细胞和血小板减少症等。神灵杆菌脂多糖(灵杆菌素)可单用或与抗菌药物联合应用于急性或慢性细菌感染、某些病毒感染，预防化疗和放疗引起的白细胞减少等[32]。

2.2多糖疫苗：

结构较复杂的多糖往往具有抗原性，利用这一性质，可以制备相应的多糖疫苗。临床上应用的主要有流行性脑膜炎球菌疫苗AC型多糖疫苗和ACYW135型疫苗、肺炎球菌多糖疫苗、流感嗜血杆菌Hib多糖疫苗(PRP)、B型链球菌多糖疫苗和伤寒沙门菌多糖疫苗等[33]。

2.3生物材料：

有的多糖，如琼脂、卡拉胶、海藻酸钠等，经过碘酸盐氧化、乙酰化等衍生化后，其溶胀度、扩散性等性质改变，可以作为药物释放系统的材料。目前被广泛应用于制剂领域的环糊精、几丁质、淀粉、纤维素等多糖，能与药物通过偶联、静电吸附和微胶囊包容等方式结合。此外，将药物与多糖的复合物包以脂质体，可使结合的药物更易吸收利用，从而增加药物的靶向性[33]。Soonshiong等用海藻酸钠与琼脂糖包埋胰岛细胞，形成的微胶囊相当于人工胰脏，可持续释放胰岛素，治疗糖尿病，多糖凝胶的三位网状结构使细胞易从外界吸收养分并向外释放胰岛素，同于一个复杂的药物释放器[34]。

3展望

多糖作为一类重要的生物活性物质，在抗肿瘤、抗衰老、抗病毒等疑难病症的治疗方面将具有较大的潜力。近年来，随着分离、分析方法的进步，多糖的研究有了较快的发展。到目前为止已对100余种多糖进行了药理活性研究，由于用于药理学研究的多糖绝大多数为多糖或糖蛋白的粗制剂，其分子机制、构效关系尚没有完全明确，故仅有香菇多糖、云芝多糖、灵芝多糖、银耳多糖等一批质量稳定、疗效确切、毒性和不良反应小的多糖类新药用于临床。

我国的生物多糖资源十分丰富，具有巨大的开发潜力。然而，多糖在国内医药领域的应用仅局限于较小的范围。相信随着多糖的制备、质量标准、给药途径等技术问题的解决和改进，多糖的应用领域将更加广泛。

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