黃芪多糖對(duì)免疫細(xì)胞調(diào)控作用研究進(jìn)展

★ 武莎 瞿萍 萬金華 陳?；?王傳峰 楊麗萍（1.江西中醫(yī)藥大學(xué)研究生院 南昌 000；.江西省人民醫(yī)院藥劑科 南昌 0006；.江西省兒童醫(yī)院藥劑科 南昌 0006；.江西南華醫(yī)藥有限公司 南昌 000；.南昌市第三醫(yī)院藥管辦 南昌 00）

黃芪多糖（astragalus polysaccharide，APS）是中藥黃芪發(fā)揮藥理作用的主要活性成分之一，具有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能、抗病毒、抗菌、抗腫瘤、抗氧化和保護(hù)心血管等作用。由于APS的多種藥理作用，其調(diào)控免疫細(xì)胞的作用與途徑成為了現(xiàn)代研究熱點(diǎn)之一。

1 黃芪多糖的組成

APS是從豆科植物黃芪中提取出來的一種天然活性物質(zhì)。學(xué)者們對(duì)APS結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果存在分歧，但綜合來說主要由一些單糖和葡聚糖組成。Jiang Y等［1］從中藥黃芪中提取分離出APS1、APS2、APS3、APS4，并用滲透色譜法測(cè)定到它們的分子量分別是257.7 KDa、40.1 KDa、15.3 KDa、3.2 KDa。APS結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成分繁多，使APS的結(jié)構(gòu)解析成為一大難題，限制了APS免疫調(diào)節(jié)作用的構(gòu)效關(guān)系和分子機(jī)制的研究。

2 黃芪多糖對(duì)各種免疫細(xì)胞的作用

免疫細(xì)胞是指參與免疫應(yīng)答或與免疫應(yīng)答相關(guān)的一類細(xì)胞群，主要包括T細(xì)胞、B細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、紅細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞。黃芪多糖可通過調(diào)控這些免疫細(xì)胞的功能來改善機(jī)體免疫力，進(jìn)而發(fā)揮自身的藥理作用。目前，APS已經(jīng)逐步在臨床上得到應(yīng)用，治療一些與免疫相關(guān)的疾病。

2.1 調(diào)控T淋巴細(xì)胞

細(xì)胞免疫的效應(yīng)形式有兩種：一種是與靶細(xì)胞特異性結(jié)合，主要由T淋巴細(xì)胞行使細(xì)胞免疫，直接殺傷靶細(xì)胞；一種是釋放淋巴因子，最終使免疫擴(kuò)大或者增強(qiáng)。T細(xì)胞按功能和表面標(biāo)志物的不同，大致可以分為四類：輔助性T細(xì)胞（Th）、抑制性T細(xì)胞（Ts）、細(xì)胞毒性T細(xì)胞（Tc）、記憶性T細(xì)胞（Tm）。Th從正反饋方面調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫和體液免疫應(yīng)答，并產(chǎn)生多種效應(yīng)因子，而Ts通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。黃芪多糖調(diào)控T細(xì)胞主要表現(xiàn)在調(diào)節(jié)T細(xì)胞亞群平衡和細(xì)胞因子表達(dá)方面。雙向云等［2］在探討黃芪多糖對(duì)雞新城疫疫苗免疫效果的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，T淋巴細(xì)胞的比重和法氏囊、脾的質(zhì)量均比空白對(duì)照組高，而T淋巴細(xì)胞比重又是反映細(xì)胞免疫的指標(biāo)之一，說明黃芪多糖可以通過增加T淋巴細(xì)胞數(shù)量以及免疫器官指數(shù)來增強(qiáng)機(jī)體的免疫力。申冬冬等［3］在研究幼鼠腸缺血再灌注損傷腸組織細(xì)胞因子和免疫功能時(shí)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)黃芪多糖治療缺血再灌注小鼠后腸組織中IL-6的表達(dá)顯著降低，CD3+、CD4+淋巴細(xì)胞比均顯著升高，CD8+淋巴細(xì)胞比均顯著下降，CD4+/CD8+比值顯著升高，提示黃芪多糖可以通過改善T細(xì)胞亞群水平來改善細(xì)胞的免疫功能。劉端勇等［4］觀察到APS在一定劑量下可能降低CD4T及Th17，調(diào)高CD8+、CD25+T淋巴細(xì)胞，降低CD4+/CD8+及升高CD25/Th17，可得出黃芪多糖可通過調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞亞群Treg/Th17的平衡來緩解炎癥，從而達(dá)到治療小鼠結(jié)腸炎的目的。劉艷玲等［5］發(fā)現(xiàn)APS可以提高脾組織中Th1型細(xì)胞因子IL-2和IFN-γ的含量，降低Th2型細(xì)胞因子IL-4和IL-10的含量，且呈劑量依賴性，上述結(jié)果表明APS可逆轉(zhuǎn)Th1/Th2飄移，調(diào)節(jié)Th1/Th2型細(xì)胞因子來提高肺癌小鼠免疫力抑制腫瘤生長，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)APS呈劑量依賴性地降低腫瘤組織中的TLR4、MyD88和NF-κBp65蛋白和mRNA的表達(dá)，也表明APS抑制腫瘤生長，提高免疫力的作用機(jī)制可能也與抑制該信號(hào)通路有關(guān)。由此可見，黃芪多糖可從T細(xì)胞增殖、免疫器官指數(shù)、T淋巴細(xì)胞亞群平衡、改善細(xì)胞因子和信號(hào)通路等多方面對(duì)T細(xì)胞進(jìn)行調(diào)控。

2.2 調(diào)控B細(xì)胞

B細(xì)胞就是B淋巴細(xì)胞，當(dāng)其受到抗原刺激后就會(huì)轉(zhuǎn)變成漿細(xì)胞，漿細(xì)胞可以合成和分泌各種抗體，也就是免疫球蛋白，發(fā)揮體液免疫的功能。盧慧［6］研究發(fā)現(xiàn)黃芪多糖能夠增加EA玫瑰花環(huán)數(shù)量和提高實(shí)驗(yàn)雛雞的抗體效價(jià)、法式囊指數(shù)值、法式囊中IL-12 p40 mRNA的轉(zhuǎn)錄水平。B淋巴細(xì)胞表面有IgGFc受體，EA中抗體上的Fc段與B淋巴細(xì)胞的Fc受體結(jié)合形成EA玫瑰花環(huán)，因此玫瑰花環(huán)形成率也可以間接反映出B淋巴細(xì)胞的數(shù)量?？贵w效價(jià)的高低是衡量血清中抗體水平的一項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)，它能夠直接呈現(xiàn)體液免疫的情況。法式囊是禽類的中樞免疫器官，也是誘導(dǎo)分化 B細(xì)胞成熟的場所。法式囊中IL-12 p40 mRNA的轉(zhuǎn)錄水平升高說明黃芪多糖在基因水平上誘導(dǎo)IL-12生成，使B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生IL-12，從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫力。舒迎霜等［7］觀察到黃芪多糖可以通過提高犬血清中IgA、IgG、IgM和SIgA的水平，來增強(qiáng)機(jī)體的體液免疫功能。這些免疫球蛋白主要參與體液免疫，維持內(nèi)環(huán)境的平衡，所以Ig也是反映體液免疫強(qiáng)弱的一大重要指標(biāo)。說明APS能夠通過刺激B細(xì)胞分泌、促進(jìn)B細(xì)胞增殖和增加血清中免疫球蛋白等途徑來增強(qiáng)宿主的體液免疫。

2.3 調(diào)控巨噬細(xì)胞

巨噬細(xì)胞不但能夠直接吞噬各種病原微生物、異己細(xì)胞和癌細(xì)胞，還可以分泌各種效應(yīng)因子和細(xì)胞因子。因此巨噬細(xì)胞的吞噬能力一方面能夠直觀的體現(xiàn)其本身的生理機(jī)能，另一方面又可以推出宿主的免疫應(yīng)答水平。史晶晶等［8］通過給注射過環(huán)磷酰胺的小鼠灌服黃芪多糖，發(fā)現(xiàn)小鼠腹腔吞噬細(xì)胞的吞噬百分率和吞噬指數(shù)明顯升高，提示APS可以通過增強(qiáng)免疫抑制模型小鼠巨噬細(xì)胞的吞噬功能增強(qiáng)小鼠的免疫力。馬志新［9］證明了黃芪多糖能夠時(shí)間依賴性地激活巨噬細(xì)胞，還可以劑量依賴性地刺激NO、TNF-α、GM-CSF生成。GMCSF由單核/巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，可作用于造血干細(xì)胞，促進(jìn)其增殖分化，刺激粒細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞成熟，提高機(jī)體白細(xì)胞數(shù)量，增強(qiáng)機(jī)體的免疫力。而費(fèi)煜暢等［10］發(fā)現(xiàn)APS可以有效刺激單核細(xì)胞源性巨噬細(xì)胞，降低IL-10的表達(dá)量，升高IL-12和TNF-ɑ的表達(dá)量，并表現(xiàn)出一定的時(shí)間和濃度依賴性。作為目前公認(rèn)的炎癥和免疫抑制因子，IL-10能抑制巨噬細(xì)胞的特異性免疫功能，加強(qiáng)免疫誘導(dǎo)，抑制巨噬細(xì)胞釋放炎癥因子，減少粘附因子的表達(dá)［11］。IL-12主要由B細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，誘導(dǎo)T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞（NK）增殖，并產(chǎn)生IFN-γ，而IFN-γ又可以提高吞噬細(xì)胞的吞噬能力。李樹穎等［12］通過中性紅法檢測(cè)到黃芪多糖可以增強(qiáng)小鼠單核巨噬細(xì)胞（Raw264.7）的吞噬活性，且對(duì)吞噬活性影響的強(qiáng)弱順序?yàn)锳PS-Ⅱ＞APS＞APS-Ⅰ。采用LC-MC代謝組學(xué)技術(shù)結(jié)合APS-Ⅱ給藥后發(fā)生變化的代謝通路發(fā)現(xiàn)，給藥后氨基酸含量增加，而氨基酸又可以釋放能量、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫。給藥后乙酰輔酶A增加，乙酰輔酶A是細(xì)胞代謝的基本指標(biāo)，丙酮酸通過乙酰輔酶A和TCA循環(huán)實(shí)現(xiàn)氨基酸、脂肪和糖之間的轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生能量［13-14］，進(jìn)而推測(cè)APS-Ⅱ增加小鼠單核巨噬細(xì)胞的吞噬活性和提高細(xì)胞能量代謝有關(guān)。同時(shí)給藥后谷胱甘肽和谷氨酸增多，推測(cè)APS-Ⅱ可能通過清除放、化療后細(xì)胞產(chǎn)生的氧自由基和毒性物質(zhì)，維持細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)。由此得出，黃芪多糖能夠刺激巨噬細(xì)胞分泌細(xì)胞因子和效應(yīng)因子、以及可能通過參與氨基酸代謝、能量代謝和抗氧化代謝等多種途徑來提高巨噬細(xì)胞的活性，從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能。

2.4 調(diào)控樹突狀細(xì)胞

樹突狀細(xì)胞（DC）是機(jī)體免疫系統(tǒng)中功能最強(qiáng)大、最有效的抗原遞呈細(xì)胞，DC分為前提階段、未成熟DC（iDC）和成熟 DC（mDC）三個(gè)階段。iDC攝取抗原后逐漸成熟，其攝取能力降低、提呈能力增強(qiáng)，激活T細(xì)胞。激活T細(xì)胞需要來自細(xì)胞外的兩個(gè)信號(hào)：一個(gè)信號(hào)來自抗原識(shí)別，即CD4+、CD8+T細(xì)胞表面的TCR（細(xì)胞抗原受體）和MHC（組織相容性抗原）類分子復(fù)合物的特異性結(jié)合；另一個(gè)信號(hào)即協(xié)同刺激信號(hào)，由APC和T淋巴細(xì)胞表面共刺激分子（CD80、CD86等）、粘附分子（CD40、CD54）相互作用產(chǎn)生。Jing X N等［15］在探討APS誘導(dǎo)成熟的DC腫瘤疫苗體外抗腫瘤作用時(shí)，發(fā)現(xiàn)黃芪多糖可以增強(qiáng)DC表面CD80、CD86的表達(dá)，誘導(dǎo)iDC成熟，增加DC數(shù)量；APS誘生的mDC還可以增強(qiáng)同種異體T細(xì)胞增殖的能力，且增殖能力與DC/T成正比。劉璟等［16］研究發(fā)現(xiàn)變應(yīng)性哮喘大鼠經(jīng)APS治療后，CD80、CD86表達(dá)水平明顯降低，IL-4表達(dá)水平明顯降低，IL-10、IL-12表達(dá)水平明顯升高。趙魯杭［17］觀察到APS能夠誘導(dǎo)DC表面MHCⅡ類分子I-A/I-E的表達(dá)，降低DC的吞噬功能，促進(jìn)IL-12的分泌，生成的IL-12也可以觸發(fā)DC成熟。邊亞彬等［18］研究發(fā)酵APS對(duì)小鼠DCs成熟相關(guān)信號(hào)通路的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)FAPS刺激DC成熟是通過TLR2或者TLR4信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的，并且JNK、P38MAPK信號(hào)通路以及NF-κB信號(hào)通路也可能在FAPS刺激DC成熟的進(jìn)程中被激活。考慮到APS分子量較大，組成成分又繁多，推出APS調(diào)控機(jī)體的免疫反應(yīng)中，應(yīng)該需要一種以上Toll受體參與，這也是研究APS受體的難點(diǎn)所在，黃芪多糖分子不同結(jié)構(gòu)和受體結(jié)合的特異性還有待進(jìn)一步研究完善。

2.5 調(diào)控紅細(xì)胞

紅細(xì)胞不僅可以運(yùn)輸氧和二氧化碳，表面還有很多免疫相關(guān)物質(zhì)，如超氧化物岐化酶（SOD）、CR1、CR3等，使紅細(xì)胞不僅具有識(shí)別、粘附、殺傷抗原及傳遞抗原信息和清除免疫復(fù)合物（IC）的能力，還能調(diào)理吞噬、抑制補(bǔ)體活化，參與機(jī)體的免疫調(diào)控［19］。紅細(xì)胞膜上CR1（即C3b受體）的活性是判斷紅細(xì)胞免疫功能的主要指標(biāo)。商云霞等［20］將APS皮下注射到試驗(yàn)雞體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)雛雞紅細(xì)胞-C3b受體花環(huán)率和紅細(xì)胞-IC花環(huán)率提高，紅細(xì)胞膜上的CR1活性增強(qiáng)，說明APS提高了機(jī)體的紅細(xì)胞免疫水平。尹偉等［19］發(fā)現(xiàn)APS能夠輔助紅細(xì)胞調(diào)控淋巴細(xì)胞的免疫功能，兩者聯(lián)合發(fā)揮作用，從而使脾臟和外周血T淋巴數(shù)目增加和增殖功能增強(qiáng)。左之才等［21］通過實(shí)驗(yàn)小鼠腹腔注射環(huán)磷酰胺建模，用黃芪多糖持續(xù)灌胃后，WBC、HGB、PLT快速回升，同時(shí)造血生長因子IL-3、IL-6和EPO水平也顯著升高。說明APS調(diào)控紅細(xì)胞主要是通過免疫粘附作用、促吞噬作用、改善T淋巴細(xì)胞和細(xì)胞因子等機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的。

臨床上有些患者注射APS后會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱、皮膚紅斑、瘙癢、蕁麻疹等癥狀，因此皮試結(jié)果陽性者不可使用APS。并且孕婦也禁止使用黃芪多糖，以免對(duì)胎兒造成不良的影響。引起中藥注射劑不良反應(yīng)的原因很多，可能與個(gè)人體質(zhì)差異、制備提取工藝、用藥速度等都有關(guān)系。翁維良等［22］研究顯示，篩選出的肺、胃腸和乳腺癌448位病人中，APS皮試陽性率高達(dá)12.3%，其中皮試結(jié)果陰性者用藥后仍有2.1%的致敏率。因此，尋求如何降低APS的致敏率還有待進(jìn)一步深入研究。綜上所述，APS在多方面發(fā)揮免疫調(diào)控作用，不但可以增強(qiáng)機(jī)體特異性免疫，還可以增強(qiáng)非特異性免疫，不但可以增強(qiáng)正常機(jī)體的免疫應(yīng)答，也可以增強(qiáng)異常機(jī)體的免疫應(yīng)答。加之APS來源廣泛、平價(jià)、毒副作用小、藥物無殘留、無耐藥性，APS在免疫治療學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究將受到廣大醫(yī)學(xué)研究人員的重視。