蔥屬植物功能性成分免疫調節(jié)作用研究進展

徐翠翠，朱云峰，金少瑾，孫勝楠，張友源，周 凱，馬 鶯,2，盧衛(wèi)紅,2,*

（1.哈工大機器人（山東）智能裝備研究院，生物健康工程研究所，山東 濟南 250200;2.哈爾濱工業(yè)大學化工與化學學院，黑龍江 哈爾濱 150090）

百合科蔥屬植物種質資源豐富、品種繁多，主要分布在北溫帶、熱帶和亞熱帶，多用作蔬菜及調味品，常見的有大蔥、韭、蒜、洋蔥、沙蔥等。蔥屬植物中含有揮發(fā)油、多糖類、黃酮類、蛋白質、酚類等成分，具有抗氧化、抗菌、降壓、降脂、抗腫瘤、免疫調節(jié)等作用[1-5]。免疫是機體自我保護的行為，適當的免疫反應能夠清除病原體，對機體是有利的，但是過度的免疫反應會引發(fā)機體炎癥反應，長期炎癥可以促進腫瘤的發(fā)生[6]，所以免疫調節(jié)對機體健康至關重要。本文闡述了蔥屬植物功能性成分對機體免疫調節(jié)作用的影響，為以后開發(fā)天然的具有免疫調節(jié)作用的食品及藥品提供依據。

1 免疫功能活性成分

蔥屬植物營養(yǎng)豐富，其中大蒜多糖是重要的功能成分，通過纖維素酶酶解法所得大蒜多糖提取率為20.54%[7]，大蒜多糖主要由果糖、甘露糖、葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖等組成，其中果糖占85%[8]。新鮮洋蔥中總黃酮含量為1%左右，其中槲皮素含量約占0.6%[9]，為主要的黃酮類物質，另外還包括異鼠李素等成分。目前已從茖蔥中分離鑒定出了179 種揮發(fā)性成分，其中包括含硫化合物47 種，鱗莖中含硫化合物占揮發(fā)性成分總含量的79.75%[10]。大蒜代表的揮發(fā)性成分為大蒜素，含量約0.2%[11]，研究發(fā)現用乙酸乙酯分離得到3 種新的含硫化合物，名為大蒜素P、J2、Q，含量分別為0.08、0.14、0.03 mg/g[12]。分蘗蔥頭中有機硫化物用二氯甲烷溶劑提取得率為0.4%，主要為硫醚類和噻吩類成分[13]。表1為幾種常見蔥屬植物中免疫功能活性成分及含量。

表 1 常見蔥屬植物中免疫功能活性成分及含量Table 1 Contents of immunomodulatory components in Allium species

2 免疫調節(jié)作用

蔥屬植物功能性成分主要通過免疫器官、免疫細胞、細胞因子等發(fā)揮免疫調節(jié)作用，維持機體生理動態(tài)平衡與相對穩(wěn)定。

2.1 對免疫器官的調節(jié)作用

免疫器官根據分化的早晚和功能不同，可分為中樞免疫器官和外周免疫器官。中樞免疫器官主要包括胸腺、骨髓、法氏囊（鳥類特有），是免疫細胞發(fā)生、分化、成熟的場所;外周免疫器官主要包括脾臟、淋巴結、黏膜相關淋巴組織等，是T、B淋巴細胞定居、增殖的場所及發(fā)生免疫應答的主要部位。免疫器官質量變化通常作為機體特異性免疫功能的評價指標，也是免疫調節(jié)作用的基礎研究。研究發(fā)現直接飼喂大蒜粉末和洋蔥粉末，劑量分別為10 g/kgmb和30 g/kgmb，均可以增加雞脾臟指數、胸腺指數及法氏囊指數，發(fā)揮免疫調節(jié)的作用[19]，但不明確全粉末中發(fā)揮免疫調節(jié)作用的具體成分。心理壓力過大會導致免疫功能紊亂，陳年大蒜提取物可以顯著抑制心理應激小鼠脾臟質量的降低，對心理應激造成的免疫功能紊亂具有一定的調節(jié)作用[20]。沙蔥多糖可以增加小鼠脾臟及胸腺指數，調節(jié)機體免疫功能[21]。大蒜油也可以提高機體免疫，通過水蒸氣蒸餾提取大蒜油，其主要成分包括38.6%二烯丙基二硫醚（diallyl disulfide，DADS）、30.8%二烯丙基三硫醚、10.0%二烯丙基硫醚以及少量的其他揮發(fā)性化合物，研究發(fā)現經大蒜油處理后，大鼠淋巴結內非蛋白還原硫醇呈劑量依賴性增加，且劑量為200 mg/kgmb大蒜油處理組大鼠淋巴結內非蛋白還原硫醇含量明顯高于對照組，表明大蒜油可以調節(jié)大鼠淋巴結氧化應激反應[22]。

2.2 對免疫細胞的調節(jié)作用

免疫細胞主要包括T淋巴細胞和B淋巴細胞、巨噬細胞、自然殺傷（natural killer，NK）細胞等，當機體受到抗原刺激后，會引起體內免疫細胞活化，抵御免疫刺激[23-24]。

2.2.1 對T淋巴細胞的調節(jié)作用

T淋巴細胞屬于胸腺依賴性淋巴細胞，是淋巴細胞的主要組成部分，按細胞表面分化群抗原（cluster of differentiation，CD）的不同，可分為CD4+和CD8+兩大亞群;按功能不同一般分為輔助性T（helper T，Th）細胞、抑制性T細胞、細胞毒性T細胞、遲發(fā)型超敏反應T細胞等亞群。CD4+/CD8+兩個T亞群數量比值的變化及Th細胞亞群Th1/Th2平衡的失調可以反映機體免疫功能狀況[25]。研究表明，洋蔥和大蒜水提取物（劑量為250～750 mg/（kgmb·d））呈劑量依賴性顯著增加大鼠CD4+T細胞亞群數量和白細胞數量，協同提高免疫功能[26]。洋蔥酚類成分具有誘導人免疫細胞增殖的能力，影響Th細胞（CD4+細胞）、細胞毒性T細胞（CD8+細胞）、T調節(jié)細胞（CD4+CD25high細胞）和NK細胞/單核細胞（CD16+細胞）的表型特征變化[27]。沙蔥黃酮及大蒜中蛋白成分也具有一定的免疫調節(jié)作用[28-30]。大蒜素（劑量為9 mg/（kgmb·d））可以增加瘧原蟲感染后的CD4+T細胞數量[31]。

T淋巴細胞Th1/Th2平衡的失調會引發(fā)很多與免疫相關的疾病，如感染性疾病、過敏性疾病等，因此調節(jié)Th1/Th2細胞亞群及其之間的相互平衡在維持正常免疫功能中起著關鍵作用。在研究大蒜油對大鼠免疫作用的影響時發(fā)現，連續(xù)灌胃兩周后，發(fā)現大蒜油對Th1/Th2細胞平衡有雙重調節(jié)作用，低劑量（≤100 mg/kgmb）可以增強Th1型細胞反應，高劑量（200 mg/kgmb）時通過將Th1/Th2平衡向Th2型轉變，增強抗炎能力[22]，與大蒜油通過刺激Th2反應來調節(jié)細胞因子釋放[32]這一機理相似。大蒜油通過調節(jié)大鼠的免疫應答趨向Th1/Th2細胞平衡，保持正常的防御機制[32]。進一步研究大蒜油中主要含硫化合物DADS，發(fā)現其能夠減少T淋巴細胞的數量[33]。

2.2.2 對B淋巴細胞的調節(jié)作用

B淋巴細胞是參與體液免疫的重要細胞，在抗原刺激下合成免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig），主要有IgG、IgM、IgA、IgE、IgD等，這些抗體的產生及溶血空斑實驗多用來反映機體的B淋巴細胞在免疫功能調節(jié)中的作用。以含1%洋蔥粉的飼料飼喂歐鰉幼崽，8 周后可以發(fā)現血清中溶菌酶活性及總免疫球蛋白含量均顯著提高[34]。通過給肉仔雞飼喂沙蔥乙醇提取物（添加量為300 mg/kgmb），可以使肉仔雞血清中新城疫抗體滴度增高，從而增強對新城疫的抵抗能力[35]。大蒜水提取物可顯著降低過敏性氣道炎小鼠血清中IgG1、IgE等的水平，從而減弱炎癥反應[36]。水提取物中主要成分為多糖，經脫脂、除蛋白、透析純化后的沙蔥多糖可以提高免疫器官指數、酸性磷酸酶活性、溶菌酶含量，并且可顯著提高實驗組小鼠外周血中IgG含量，說明沙蔥多糖通過增加機體抗體形成細胞的數量或者增強抗體形成細胞的功能，來提高體液免疫功能[21]。DADS為大蒜中主要含硫化合物，給藥4 h后，可以使大鼠B淋巴細胞循環(huán)數顯著減少[33]。

2.2.3 對巨噬細胞的調節(jié)作用

巨噬細胞是機體非特異性免疫的主要成分，能夠吞噬、消化并清除受損傷組織，對抗外來抗原，其分型與多種疾病密切相關。大蒜和洋蔥硫化物可以抑制巨噬細胞M2型極化，進而抑制腫瘤增殖，激活抗腫瘤免疫系統[37-38]。真菌感染是免疫抑制群體中發(fā)病率和死亡率增加最主要的因素，大蒜水提取物和油提取物均可以增強小鼠抗感染和免疫調節(jié)作用[39]。洋蔥果聚糖對小鼠淋巴細胞和巨噬細胞具有免疫刺激作用[40]。大蒜果聚糖可以激活小鼠腹膜巨噬細胞，誘導細胞增殖，增加一氧化氮的生成量，增強免疫刺激作用[41]。通過采用小鼠瘧疾模型研究大蒜素對BALB/c小鼠致死型約氏瘧原蟲感染過程的影響，發(fā)現大蒜素可以提高巨噬細胞數量，增強宿主的先天性和適應性免疫[31]。

2.2.4 對NK細胞及其他細胞的調節(jié)作用

NK細胞是具有天然殺傷力的淋巴細胞，在沒有任何抗原刺激的情況下，可以在體外殺死病變細胞。Ueda等[42]給小鼠喂食大蔥綠葉中的黏液，結果發(fā)現喂食黏液后可明顯促進細胞因子的釋放，增加巨噬細胞的吞噬作用和NK細胞活性，從而增強小鼠的自然免疫功能。大蒜水提取液可以提高健康人血液中紅細胞黏附能力，發(fā)揮免疫調節(jié)的作用[43]。陳年大蒜乙醇提取物可以提高NK細胞數量和細胞活性[44]。大蒜油具有增強印度鯉魚血清凝集抗體滴度和的溶血素活性，表明大蒜作為免疫佐劑對特異性刺激和非特異性免疫反應具有一定的調節(jié)作用[45]。從陳年大蒜中分離出的一種分子質量約為11 kDa的水溶性蛋白是非常有效的免疫增強劑，通過研究對NK細胞敏感的K562細胞株及耐NK細胞的M14細胞系的細胞毒性，發(fā)現蛋白并不能改變富含NK活性的大顆粒淋巴細胞數，表明具有免疫治療作用的蛋白可能以增強T細胞系的細胞毒性為主，而非NK細胞[46]。另外從大蒜中分離得到的一種分子質量為14 kDa的糖蛋白[47]可以增強NK細胞活性，抑制腫瘤的發(fā)展。

2.3 對免疫相關因子的調節(jié)作用

細胞因子是一組具有重要生物活性的細胞調節(jié)蛋白，蔥屬植物功能性成分對細胞因子的作用主要表現在對白細胞介素（interleukin，IL）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）、干擾素（interferon，IFN）等因子的調節(jié)。

2.3.1 對白細胞介素的調節(jié)作用

IL可以介導T、B細胞活化、增殖，參與炎癥反應，發(fā)揮免疫調節(jié)作用[48]，研究發(fā)現新鮮大蒜多糖（10～40 μg/mL）能誘導RAW 264.7巨噬細胞釋放IL，包括IL-6、IL-10，并且釋放效果呈劑量依賴性，而黑蒜多糖免疫調節(jié)作用較弱，這與新鮮大蒜到黑蒜的熱加工過程中果聚糖被分解有關[49]。大蒜多糖硒化后可以提高免疫活性，Qiu Shulei等[50]通過研究發(fā)現大蒜硒化多糖可以提高雞血清中IL-2的含量，明顯高于對照組與大蒜多糖組，提高免疫活性。大蒜多糖與沙蔥多糖均能提高血清中IL-2的水平[21,50]。洋蔥硫醚類化合物可以抑制巨噬細胞中IL-10的表達，促進IL-12的表達，抑制巨噬細胞向M2型極化，從而抑制腫瘤細胞的增殖[37]。這與DADS可以抑制IL-10的產生，增加了IL-1β和IL-6的產生結果一致[51]。

2.3.2 對腫瘤壞死因子的調節(jié)作用

TNF-α主要由活化的單核/巨噬細胞產生，能殺傷和抑制腫瘤細胞，是一類能直接造成腫瘤細胞死亡的免疫調節(jié)性因子[52]。Purev等[53]分別對新鮮大蒜和黑蒜用體積分數70%的乙醇溶液進行提取后作用于從受試者血液中分離的巨噬細胞，研究大蒜乙醇提取物對免疫細胞活性的影響，結果表明，黑蒜乙醇提取物可以增強TNF-α的釋放，但是具體作用成分不明確，需要進一步研究其發(fā)揮作用的單個生物活性化合物的特征。研究表明大蒜素可以提高感染瘧原蟲P.y17XL的BALB/c小鼠血清中TNF-α水平，增加宿主先天和適應性免疫[31]。大蒜經高溫高濕自然發(fā)酵后得黑蒜，研究發(fā)現新鮮大蒜多糖和黑蒜多糖均能調節(jié)巨噬細胞釋放TNF-α，果聚糖可能是新鮮大蒜多糖免疫調節(jié)作用的主要生物活性成分，但因黑蒜在制作過程中多糖被分解，導致黑蒜多糖的調節(jié)作用較新鮮大蒜多糖弱，黑蒜多糖誘導巨噬細胞表達TNF-α比大蒜多糖少一倍[50]。大蒜中二烯丙基硫化物在5～10 μmol/L濃度下可以抑制RAW 264.7巨噬細胞產生TNF-α，DADS在0.1 μmol/L時可以增強TNF-α的產生，但是在濃度為0.15、0.2 μmol/L時起到明顯的抑制作用，烯丙基甲基硫化物在濃度為2、10、20 μmol/L時對TNF-α的產生均表現出抑制作用，表明大蒜含硫化合物對TNF-α具有雙向調節(jié)的作用[54]。

2.3.3 對干擾素的調節(jié)作用

IFN是一類具有廣泛生物活性的蛋白質，在免疫刺激過程中參與調節(jié)作用。新鮮大蒜多糖可以誘導RAW 264.7巨噬細胞釋放IFN-γ[49]，大蒜多糖硒化后可以使雞血清中IFN-γ的含量明顯高于對照組，并且硒化多糖組在作用14 d和21 d時均明顯高于大蒜多糖組，大蒜多糖硒化后顯著地刺激免疫應答引起免疫因子水平的變化[50]。沙蔥黃酮可以促進健康肉羊血清細胞中IFN-γ含量[29]。研究表明大蒜素可使感染瘧原蟲P.y17XL的BALB/c小鼠血清中IFN-γ水平顯著增加，且大蒜素含量為9 mg/kg時IFN-γ水平近200 pg/mL，比含量為3 mg/kg時高出近一倍，IFN-α水平在感染后增加不明顯，反映了大蒜素通過增強先天免疫反應保護宿主免受瘧疾感染[31]。

2.3.4 其他

黑蒜是新鮮大蒜經過高溫、高濕環(huán)境形成的，陳化過程中多酚含量增加，不穩(wěn)定的化合物轉變?yōu)榉€(wěn)定化合物，如烯丙基半胱氨酸，研究發(fā)現黑蒜提取物可以增加核因子E2相關因子2水平，但是并未指出含硫化合物含量及作用，需要進一步研究其具體成分和作用機制[55]。大蒜水提取物可以通過下調脂多糖（lipopolysaccharides，LPS）誘導的RAW 264.7巨噬細胞中誘導型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）水平，上調血紅素加氧酶1（heme oxygenase 1，HO-1）水平來抑制一氧化氮的生成，從而抑制巨噬細胞中核因子（nuclear factor kappa B，NF-κB）和HO-1的活性來發(fā)揮抗炎和免疫抑制作用[56]。也有報道指出，大蒜油中DADS、二烯丙基三硫化物抑制LPS誘導的iNOS表達，從而抑制NF-κB的激活，可能與其抗氧化能力有關[57]。單核細胞趨化蛋白1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）是一種促炎性趨化因子，可作為強有力的趨化劑[58]，研究發(fā)現大蒜素作用于LPS誘導的3T3-L1脂肪細胞，可以明顯降低LPS引起的MCP-1的表達升高[59]。大蒜素通過抑制活性氧的生成和還原型輔酶II氧化酶活性的增加，進而阻斷氧化應激反應通路，改善血管緊張素Ⅱ或壓力超負荷誘導的心臟肥大的現象[60]。蔥屬植物中DADS、二甲基二硫醚和丙基二硫醚3 種有機硫化合物可顯著影響iNOS和環(huán)氧合酶的表達[61]。

3 結 語

免疫調節(jié)功能主要通過免疫器官、免疫細胞、免疫因子等方面體現，但是細胞因子具體的表達機制尚不明確，需要作進一步的基礎研究，一旦明確了細胞因子的具體作用方向，可以更好地為以后靶向藥物的研究和開發(fā)提供理論依據。蔥屬植物中生物活性成分較多，然而目前對大蒜、洋蔥等的研究較多，大蔥報道較少，后期可以對大蔥相關成分進行開發(fā)利用，并作相關藥理機制研究，尤其是蔥屬植物特殊成分——含硫化合物，為食品及藥品開發(fā)提供研究基礎。蔥屬植物功能性成分較為復雜，需要對其建立一定通用質量標準，保障其功效成分的含量，包括化學成分的有效提取及綜合利用，對食用和藥用提供一定的指導價值。另外，還需加強人體臨床實驗的研究，更好地驗證及發(fā)揮其特定功效。