紫錐菊免疫活性成分及作用機(jī)制研究進(jìn)展

李梓欣，呂世潔，戰(zhàn)瑞雪，田 新，史 磊，李 峰

(山東中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院,山東 濟(jì)南 250000)

紫錐菊Echinacea purpurea（L.）Moench 為菊科松果菊屬多年生草本植物，也稱“松果菊”，原產(chǎn)于北美洲，已發(fā)現(xiàn)有8 個(gè)種及數(shù)個(gè)變種，目前研究人員已經(jīng)將紫錐菊Echinacea purpurea（L.）Moench（亦稱紫松果菊）、淡紫松果菊Echinacea angustifolia（DC.）Hell 及狹葉紫錐菊Echinacea pallida（Nutt.）Nutt 作為藥物進(jìn)行開發(fā)。紫錐菊具有免疫調(diào)節(jié)、抗病毒、抗炎、抗菌和促進(jìn)再生等多種藥理作用，同時(shí)對(duì)肺功能以及心血管系統(tǒng)也有一定的作用，可作為外科手術(shù)后的生物增強(qiáng)劑。紫錐菊的應(yīng)用歷史最早可追溯到18 世紀(jì)，北美印第安人首次將其作為藥用，用于治療外傷、膿毒血癥和牙痛等病癥，大多數(shù)西方國(guó)家將其用于防治感冒、流感等上呼吸道疾病，以及皮膚病和哮喘等癥[1]。

紫錐菊作為一種廣譜免疫調(diào)節(jié)劑和免疫促進(jìn)劑，受到研究人員的普遍重視。紫錐菊中含有多種活性化合物，在特定比例下可以協(xié)同作用或相互對(duì)立，最主要的免疫活性成分包括多糖和糖蛋白等高分子成分、咖啡酸類衍生物以及多種烷基酰胺類物質(zhì)，這些主要免疫活性成分能夠刺激機(jī)體的免疫系統(tǒng)，增強(qiáng)T 細(xì)胞活性和巨噬細(xì)胞的吞噬能力，從而增強(qiáng)機(jī)體對(duì)病毒和細(xì)菌感染的抵抗力。近年來(lái)，對(duì)于紫錐菊免疫活性研究較多，但缺少對(duì)其免疫活性成分和作用機(jī)制的系統(tǒng)性總結(jié)。本研究旨在對(duì)紫錐菊免疫成分以及增強(qiáng)免疫作用機(jī)制進(jìn)行總結(jié)，為今后紫錐菊免疫研究提供參考。

1 免疫活性成分

1.1 多糖及糖蛋白

紫錐菊多糖和糖蛋白是紫錐菊中重要活性成分，從紫錐菊中獲得的多糖主要有木糖-葡萄糖聚糖、菊糖、木聚糖、類果膠多糖等，其中，含量最高的為菊糖，主要由鼠李糖、山梨糖、木糖等6 種單糖組成[2]；到目前為止，已有多項(xiàng)研究報(bào)道發(fā)現(xiàn)紫錐菊中的多糖及糖蛋白具有顯著的免疫調(diào)節(jié)作用。賈青輝[3]通過(guò)體外試驗(yàn)證明紫錐菊多糖能夠增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬能力。王曉珊等[4]通過(guò)MTT 法發(fā)現(xiàn)紫錐菊多糖可以促進(jìn)大鼠小腸上皮細(xì)胞株IEC-6 的增殖，從而發(fā)揮對(duì)腸道黏膜吸收的保護(hù)和調(diào)節(jié)免疫的作用。有研究人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)紫錐菊多糖和糖蛋白能顯著提高雛雞血清TNF-α 和外周血中的CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞含量，是一種效果極為明顯的免疫增強(qiáng)劑[5]。

1.2 咖啡酸衍生物

咖啡酸衍生物 （Caffeic acid derivatives, CADs）是紫錐菊活性成分中的主要極性成分，是以咖啡酸作為基礎(chǔ)活性結(jié)構(gòu)組成單位的戊二羥基酯和肉桂酸酯的代謝產(chǎn)物。到目前為止，研究人員已經(jīng)從紫錐菊提取物中分離鑒定出了咖啡酸、綠原酸、菊苣酸、異綠原酸、單咖啡酰酒石酸、紫錐菊苷、洋薊酸等18 種 CADs[6]，紫錐菊地上部分和根部中主要含菊苣酸和咖啡酸，花和根中的菊苣酸的含量高于莖和葉，狹葉紫錐菊中的菊苣酸含量最少，但其含有的1, 3-咖啡酞基奎尼酸和1, 5-咖啡酸基奎尼酸在白松果菊中不存在。菊苣酸具有增強(qiáng)免疫功能，還具有一定的抗病毒活性，并可以抑制透明質(zhì)酸酶，阻止可降解膠原蛋白的自由基對(duì)其影響。有研究表明紫錐菊中的菊苣酸有顯著的抗呼吸道合胞病毒的作用，且作用效果優(yōu)于治療藥物利巴韋林[7]。

多種咖啡酸類衍生物先后從紫錐菊葉中被分離鑒定出來(lái)?？Х人帷⒕哲乃岷途G原酸是紫錐菊提取物中的主要酚酸類成分，其中，菊苣酸的含量最高，常被作為指標(biāo)成分，其次是咖啡酸和綠原酸。紫錐菊提取物中總酚酸及指標(biāo)成分的含量因產(chǎn)地不同而不同，主要是由于藥材的生長(zhǎng)環(huán)境，采摘、干燥和貯存等環(huán)節(jié)中存在差異造成的。吳建明等[8]通過(guò)正常小鼠淋巴細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)結(jié)合MTT 和ELISA 法研究了引種紫錐菊中三種免疫活性成分對(duì)ConA 刺激淋巴細(xì)胞增殖及其分泌免疫因子白細(xì)胞介素-2（IL-2）和干擾素-γ（IFN-γ）的作用，結(jié)果表明，這三類成分均能增強(qiáng)ConA 刺激的小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖能力，其中，咖啡酸衍生物的作用效果最為顯著。

1.3 烷基酰胺類化合物

烷基酰胺類化合物是紫錐菊活性成分中最普遍的親脂性化合物，在植物中含量很低并且很難分離。紫錐菊中含有的烷基酰胺類化合物主要包括十二碳-2E, 4E, 8Z, 10E/Z-四烯酸異丁酰胺（dodeca-2E,4E, 8Z, 10E/Z-tetraenoic acid isobutylamide）等31種[9]。人們最開始研究紫錐菊中烷基酰胺類成分是為了尋找一種結(jié)構(gòu)是烷基部分為4 或5 個(gè)碳的不飽和脂肪酰胺，并具有殺蟲活性的物質(zhì)[2]，在針對(duì)其藥理作用進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中證明了其具有免疫增強(qiáng)作用，研究人員對(duì)紫錐菊中烷基酰胺類成分開展了更加深入的研究。研究發(fā)現(xiàn)，紫錐菊屬植物中含有的蠟烷酰胺是前列腺素生成關(guān)鍵酶（環(huán)氧合酶和5-脂氧合酶）的抑制劑，研究人員已經(jīng)證明，前列腺素抑制劑吲哚美辛可刺激白血病小鼠的NK 細(xì)胞，增強(qiáng)小鼠機(jī)體免疫功能[10]。GOEL V 等[11]通過(guò)檢測(cè)從紫錐菊中分離純化出的菊苣酸、多糖和烷基酰胺三種成分不同劑量水平的免疫調(diào)節(jié)作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)烷基酰胺能明顯增加肺泡巨噬細(xì)胞的吞噬活性以及吞噬指數(shù)，并且免疫調(diào)節(jié)作用在肺中比在脾中更明顯。

2 免疫調(diào)節(jié)作用機(jī)制

2.1 調(diào)節(jié)免疫器官的生長(zhǎng)發(fā)育

胸腺和脾臟是動(dòng)物重要的免疫器官，其發(fā)育狀態(tài)在一定程度上代表機(jī)體免疫系統(tǒng)的發(fā)育成長(zhǎng)狀態(tài)，免疫器官的發(fā)育狀態(tài)影響著機(jī)體的免疫力。徐歆[12]通過(guò)鼠傷寒沙門氏菌感染實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，紫錐菊提取物能增強(qiáng)小鼠非特異性免疫基因的表達(dá)，增強(qiáng)抗體分泌，促進(jìn)其脾臟的生長(zhǎng)發(fā)育，顯著提高正常小鼠的脾臟指數(shù)，從而增強(qiáng)機(jī)體免疫。牛小飛等[13]通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)紫錐菊提取物能促進(jìn)免疫抑制小鼠胸腺和脾臟的發(fā)育，能夠抵抗由環(huán)磷酰胺引起的免疫器官萎縮。

華詩(shī)卉等[14]研究發(fā)現(xiàn)紫錐菊復(fù)方能顯著提高胸腺、脾、法氏囊指數(shù)，促進(jìn)免疫器官發(fā)育效果較好。李婉等[15]研究發(fā)現(xiàn)，紫錐菊提取物高劑量組能顯著提高小鼠的脾臟指數(shù)，高、中、低不同劑量組小鼠胸腺指數(shù)都有提高，并且高、中劑量組還可以提高小鼠HC50值。安妮等[16]試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)紫錐菊提取物能顯著提高肉雞的胸腺指數(shù)和法氏囊指數(shù)，增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能。宋紅衛(wèi)等[17]研究發(fā)現(xiàn)紫錐菊提取物能促進(jìn)雛雞中樞免疫器官法氏囊的成長(zhǎng)發(fā)育同時(shí)還可以保護(hù)其中的B 淋巴細(xì)胞，顯著增加其抗體水平。

2.2 改善血液的免疫功能和生化指標(biāo)

研究人員通過(guò)用紫錐菊免疫滴劑（Immunal drops）進(jìn)行免疫血管生成實(shí)驗(yàn)得出，較低及較高劑量紫錐菊免疫滴劑都可以顯著刺激脾淋巴細(xì)胞的血管生成活性[18]。紅細(xì)胞是血液免疫反應(yīng)中極其重要的角色，可通過(guò)激活補(bǔ)體系統(tǒng)與補(bǔ)體受體的天然免疫分子，免疫粘附、捕獲致病原，紅細(xì)胞膜上有許多天然免疫分子還是致病原的受體，可直接識(shí)別并捕獲致病原，將致病原遞交其它天然免疫細(xì)胞以及T、B 淋巴細(xì)胞，激活免疫反應(yīng)。高仙等[19]研究發(fā)現(xiàn)在飼料中添加紫錐菊能顯著提高仔豬血清中藍(lán)耳病病毒特異性抗體濃度及IgM 的濃度。

血清蛋白通常被當(dāng)作反映機(jī)體免疫機(jī)能和蛋白質(zhì)代謝水平的指標(biāo)，其中免疫球蛋白Y（IgY）在人血漿丙種蛋白中占比最大，能夠促進(jìn)單核巨噬細(xì)胞的吞噬能力，進(jìn)而調(diào)節(jié)機(jī)體免疫機(jī)能，李婉等[15]通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明紫錐菊提取物不僅能改善正常小鼠脾臟和胸腺功能，還能提高血清溶血素（IgM 和IgG）水平，具有增強(qiáng)細(xì)胞免疫和體液免疫作用，對(duì)免疫功能低下的小鼠同樣有效且作用更顯著，且對(duì)兩種免疫調(diào)節(jié)作用有一定的劑量效應(yīng)關(guān)系。

2.3 調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能

目前已知紫錐菊提取物調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能的機(jī)制包括刺激吞噬活性和巨噬細(xì)胞活化增強(qiáng)以及NK 細(xì)胞活性增強(qiáng)，激活先天性免疫系統(tǒng)；絲裂原刺激的淋巴細(xì)胞增殖和特異性抗體生成也增強(qiáng)，表明其機(jī)制也可能是激活適應(yīng)性免疫系統(tǒng)。

2.3.1 對(duì)淋巴細(xì)胞的影響 淋巴細(xì)胞是人體免疫反應(yīng)的重要細(xì)胞成分。紫錐菊提取物能使小鼠脾淋巴細(xì)胞LIA 活性受到顯著刺激，增強(qiáng)機(jī)體的免疫能力。 GABRIELE B M 等[20]通過(guò)試驗(yàn)證明紫錐菊能使脾區(qū)的T 淋巴細(xì)胞顯著增加，可作為免疫刺激劑。有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[21]，紫錐菊給藥后小鼠外周血巨噬細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子激活輔助性T 細(xì)胞增殖，能夠免疫激活輻射防護(hù)作用，可用作輻射防護(hù)劑。馬少明等[22]研究發(fā)現(xiàn)一定量的紫錐菊復(fù)方能顯著提高仔豬外周血淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率，明顯提高豬呼吸與繁殖障礙綜合征疫苗的抗體水平。

NK 細(xì)胞是具有細(xì)胞溶解作用、能夠分泌免疫調(diào)節(jié)因子的效應(yīng)淋巴細(xì)胞。NK 細(xì)胞與T/B 淋巴細(xì)胞不同, 它同時(shí)具有固有免疫和適應(yīng)性免疫的特征。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，紫錐菊提取物能促進(jìn)正常小鼠骨髓以及其功能的主要器官脾臟中的自然殺傷（NK）細(xì)胞和單核細(xì)胞的增殖，增加白血病小鼠脾臟NK 細(xì)胞數(shù)量。有體外實(shí)驗(yàn)證明紫錐菊通過(guò)增強(qiáng)NK 細(xì)胞亞群結(jié)合靶標(biāo)的能力以及殺死結(jié)合的靶細(xì)胞來(lái)激活NK 細(xì)胞亞群[23]。

2.3.2 對(duì)單核/巨噬細(xì)胞的影響 紫錐菊具有IFN樣作用，能激活巨噬細(xì)胞，誘導(dǎo)IL-1 和IFN 的產(chǎn)生，還可刺激巨噬細(xì)胞釋放細(xì)胞因子，進(jìn)而刺激輔助性T細(xì)胞增殖。紫錐菊是良好的免疫激活劑，其可在不引起細(xì)胞損傷的情況下強(qiáng)烈激活巨噬細(xì)胞的免疫反應(yīng)，迅速對(duì)入侵的病原體產(chǎn)生免疫應(yīng)答，增強(qiáng)細(xì)胞的免疫功能[24]。

紫錐菊提取物能激活先天性免疫反應(yīng)，通過(guò)TLR4 依賴性和非依賴性機(jī)制啟動(dòng)巨噬細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，使細(xì)胞內(nèi)絲裂原激活蛋白激酶（Mitogenactivated protein kinases，MAPK）信號(hào)通路相關(guān)蛋白，如：細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（Extracellular regulated protein kinase，ERK）、p38 和氨基末端激酶（c-JunNterminalkinase，JNK）活化，最終激活核因子κB （Nuclear factor-κB，NF-κB），刺激體外巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IL-6、TNF、IL-12 以及NO，從而上調(diào)巨噬細(xì)胞功能。FU A K 等[25]發(fā)現(xiàn)，紫錐菊提取物通過(guò)激活JNK 信號(hào)傳導(dǎo)途徑，使小鼠骨髓來(lái)源的巨噬細(xì)胞向經(jīng)典活化巨噬細(xì)胞表型極化，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞活化并向抗原呈遞，增強(qiáng)免疫能力。紫錐菊提取物對(duì)小鼠巨噬細(xì)胞和人外周血單核細(xì)胞（PBMC）具有免疫刺激作用，可刺激巨噬細(xì)胞活化分泌衍生因子（包括TNF-α、IL-1α、IL-1β、IL-6、IL-10 和NO）。姚麗麗等[26]通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)紫錐菊多糖與硫化紫錐菊多糖能通過(guò)上調(diào)外周血中IL-2、IL-6 的濃度來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能。

2.3.3 對(duì)其它免疫細(xì)胞的影響 樹突狀細(xì)胞（DC）是專職抗原提呈細(xì)胞（APC），作用于免疫系統(tǒng)固有支和適應(yīng)性支的界面，針對(duì)感染，DC 能夠推進(jìn)效應(yīng)CD4+T 輔助細(xì)胞1（Th1）和CD8+T 細(xì)胞主導(dǎo)的免疫應(yīng)答的產(chǎn)生。對(duì)于這些效應(yīng)應(yīng)答，DC 可以定向成為耐受源并增加調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞（Tregs），從而控制效應(yīng)T細(xì)胞應(yīng)答，此外，DC 能激發(fā)和控制對(duì)病原體的免疫以及對(duì)自身抗原和共生微生物的耐受。紫錐菊能調(diào)節(jié)樹突細(xì)胞分化和樹突細(xì)胞特異性免疫相關(guān)基因的表達(dá)。ASHMAWY 等[27]通過(guò)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了紫錐菊提取物對(duì)小鼠脾臟樹突細(xì)胞有免疫調(diào)節(jié)作用。

2.4 其它

紫錐菊提取物可作為配體與大麻素受體（Cannabinoid receptor-2，CB2）結(jié)合，激活相關(guān)信號(hào)通路，發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)作用。研究人員通過(guò)用紫錐菊提取物處理外周血單核細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)研究表明，紫錐菊烷基酰胺類物質(zhì)調(diào)節(jié)免疫的功能，是通過(guò)大麻素受體CB2 和環(huán)腺苷酸（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）的調(diào)節(jié)、JNK 以及p38/MAPK 激酶的激活兩方面介導(dǎo)，同時(shí)提高NF-κB 和激活轉(zhuǎn)錄因子-2/環(huán)腺苷酸應(yīng)答元件結(jié)合蛋白-1（activating transcription factor-2/cAMP-response element binding protein-1，ATF-2/CREB-1）的活性來(lái)實(shí)現(xiàn)的[28]，這可為紫錐菊的研究開辟新的途徑。

紫錐菊提取物可以調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫相關(guān)基因的表達(dá)，從而影響免疫功能發(fā)揮。觸發(fā)抗病毒先天免疫途徑，增加先天性免疫基因表達(dá)，通過(guò)模式識(shí)別和趨化因子的強(qiáng)直IFN 信號(hào)調(diào)節(jié)增強(qiáng)抗病毒先天免疫單核細(xì)胞中HERV 的基因表達(dá)[29]。

3 結(jié)論

紫錐菊目前已經(jīng)成為一種比較安全的“免疫”草藥，越來(lái)越多的研究證明了紫錐菊的免疫增強(qiáng)作用，且作用效果與我國(guó)許多傳統(tǒng)增強(qiáng)免疫的中藥作用相當(dāng)，其突出的藥用價(jià)值已經(jīng)逐漸被認(rèn)可。我國(guó)部分地區(qū)陸續(xù)成功引種紫錐菊，解決了植物來(lái)源和原料的問(wèn)題，而且對(duì)國(guó)產(chǎn)紫錐菊的化學(xué)成分及其活性也已經(jīng)逐步開展研究，這將為國(guó)產(chǎn)紫錐菊的開發(fā)應(yīng)用，以及相關(guān)藥物研究與開發(fā)打下必要基礎(chǔ)，但對(duì)于紫錐菊免疫活性方面的研究仍存在一些問(wèn)題：（1）紫錐菊中免疫活性成分通過(guò)不同的免疫機(jī)制發(fā)揮作用，由于提取方法和所得提取物的不同，起到的免疫作用效果也存在一些差異，針對(duì)不同需要有目的性的確定提取物，探究最大限度發(fā)揮提取物免疫作用的提取方法或?qū)⒊蔀槲磥?lái)研究的重點(diǎn)；（2）紫錐菊在國(guó)外已經(jīng)大量應(yīng)用于臨床，但在國(guó)內(nèi)臨床應(yīng)用還相對(duì)較少，臨床效果的作用機(jī)制還沒(méi)有得到很好的描述；（3）由于缺乏使用先進(jìn)的基于細(xì)胞和基因?qū)用娴募夹g(shù)，紫錐菊免疫作用的特異性和機(jī)制也有待進(jìn)一步深入研究與明確。