多糖的精制及環(huán)磷酰胺減毒增效機(jī)制研究進(jìn)展

張彩璇，淑 英，李 楊，黃 磊，郭明珠

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河北 保定 071000）

癌癥已成為全球第3大死因，嚴(yán)重威脅人類身體健康和生命財(cái)產(chǎn)安全[1]?；仡?012—2020年癌癥數(shù)據(jù)，人口老齡化加劇、社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展促使我國及全球癌癥負(fù)擔(dān)日趨加重。如圖1所示，2020年我國癌癥新發(fā)病例、死亡病例分別占全球總數(shù)的24%、30%，位居全球第一[2]。作為臨床常用抗癌化療藥物之一，氮芥烷化類藥物環(huán)磷酰胺（cyclophosphamide，CTX）具備抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫、高臨床療效，廣泛應(yīng)用于多種類型腫瘤、自身免疫性疾病和免疫抑制的有效治療[3-4]。CTX的體內(nèi)代謝途徑有2 條[5]，其中，主要代謝途徑中CTX被肝臟中細(xì)胞色素P450酶2B6代謝為磷酰胺氮芥和丙烯醛；次要代謝途徑中細(xì)胞色素P450酶3A4催化CTX轉(zhuǎn)變?yōu)?-去氯乙基環(huán)磷酰胺和氯乙醛[6-7]。代謝產(chǎn)物磷酰胺氮芥通過堿化細(xì)胞核酸抑制癌細(xì)胞增殖分裂，從而發(fā)揮抗腫瘤功能；然而，丙烯醛和氯乙醛為毒性代謝產(chǎn)物，會(huì)損傷機(jī)體正常細(xì)胞，誘導(dǎo)機(jī)體免疫功能低下、氧化應(yīng)激、腸道屏障及肝腎損傷、生殖抑制等[8-9]。因此，CTX臨床化療應(yīng)用受到限制，有必要尋找一種安全解毒劑，以減少或消除其毒副作用。

圖1 2012—2020年全球及中國的癌癥新發(fā)病例和死亡病例Fig.1 New cancer incident cases and cancer deaths worldwide and in China between 2012 and 2020

伴隨國家對(duì)營(yíng)養(yǎng)與健康研究開展的鼓勵(lì)，類黃酮、生物堿、皂苷、多糖等多種功能活性因子與化療藥物聯(lián)合使用以提高抗癌效果成為研究熱點(diǎn)[10]。作為天然膳食纖維，多糖因來源廣泛及益生元特性優(yōu)勢(shì)突出，具有抗腫瘤、抗氧化、抗炎、降血糖血脂、調(diào)節(jié)免疫平衡、維持胃腸道健康、預(yù)防代謝疾病等藥理活性，可作抗腫瘤劑、抗氧化劑、免疫抑制劑等[11-13]。研究表明，桑黃多糖在協(xié)同CTX抑制腫瘤生長(zhǎng)的同時(shí)，可以減輕CTX引起的免疫功能衰退；多花黃精多糖增強(qiáng)CTX抑瘤作用，并通過調(diào)節(jié)炎癥因子、平衡免疫系統(tǒng)、緩解肝腎損傷改善不良反應(yīng)[14-15]。但天然多糖因結(jié)構(gòu)復(fù)雜存在精制工藝效率低、難以擴(kuò)大化生產(chǎn)等問題。

面對(duì)多糖產(chǎn)業(yè)的迫切問題及CTX臨床應(yīng)用的毒副作用，本文對(duì)近年新型多糖提取精制工藝進(jìn)行歸類總結(jié)，同時(shí)從調(diào)節(jié)免疫、改善氧化應(yīng)激、修復(fù)腸道屏障，以及保護(hù)肝腎、生殖系統(tǒng)等方面系統(tǒng)綜述多糖對(duì)CTX化療毒性的減弱作用，并分析多糖促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡、抑制新生血管生長(zhǎng)、提高免疫系統(tǒng)活性等機(jī)制，探討其與CTX協(xié)同抗腫瘤功能。以期為多糖作為CTX輔助劑減輕毒性、協(xié)同抗癌提供理論參考，積極推動(dòng)多糖的食品精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)與健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 多糖制備技術(shù)

多糖制備技術(shù)顯著影響提取產(chǎn)率和分子結(jié)構(gòu)，且多糖的分子結(jié)構(gòu)與其生物活性密切相關(guān)，故獲取高純度多糖是闡明結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系的前提[16-17]。熱水提取（hot water extraction，HWE）法、堿提取法、酸提取法、酶輔助提取（enzyme-assisted extraction，EAE）法、超聲輔助提取（ultrasonic-assisted extraction，UAE）法、熱堿提取法提取的6 種火龍果莖多糖中，HWE法制得的火龍果莖多糖產(chǎn)量相對(duì)較高、分子質(zhì)量及葡萄糖含量最高，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗氧化和降血糖活性[18]。故選擇合適的提取純化工藝對(duì)于建立多糖構(gòu)效關(guān)系、促進(jìn)多糖臨床藥用尤為重要。

1.1 多糖新型提取技術(shù)

傳統(tǒng)水提醇沉法操作簡(jiǎn)便且成本低，適合工業(yè)規(guī)?；崛∷苤行远嗵荹19]。但對(duì)于某些不溶性多糖，如蘑菇中的β-葡聚糖則需要較高提取溫度及壓力才能實(shí)現(xiàn)有效提取[20]。此外，高分子質(zhì)量多糖黏度高、溶解性差，水提效率較低[21]。因此開發(fā)了經(jīng)濟(jì)可持續(xù)、高效的天然多糖新型提取技術(shù)，包括UAE、微波輔助提?。╩icrowave-assisted extraction，MAE）、EAE、超高壓提?。╱ltra-high pressure extraction，UHPE）、亞臨界水提取（subcritical water extraction，SWE）、脈沖電場(chǎng)輔助提?。╬ulsed electric field-assisted extraction，PEFAE）、雙水相萃?。╝queous two-phase extraction，ATPE）、高靜水壓提?。╤igh hydrostatic pressure extraction，HHPE）等（見表1）。

表1 多糖的新型提取方法Table 1 Novel extraction methods for polysaccharides

此外，超聲-微波輔助提取[31]、超聲-酶輔助提取[32]、超聲輔助-雙水相提取[33]、亞臨界水-多頻超聲-雙水相提取[34]等聯(lián)用技術(shù)促進(jìn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，不僅提取效率高、溶劑消耗少，且以最大限度保護(hù)多糖的生物活性。

1.2 多糖精制技術(shù)

粗多糖中可能存在色素、蛋白質(zhì)、無機(jī)小分子等雜質(zhì)，需分離富集多糖以便后續(xù)純化及構(gòu)效關(guān)系鑒定[35]。目前常使用Sevag法、三氯乙酸法、酶法去除多糖中的蛋白質(zhì)，陰離子交換大孔樹脂、H2O2溶液去除色素及無機(jī)小分子[36]。而精制方法具體分為物理純化、化學(xué)沉淀和柱層析（表2）。

表2 多糖的精制方法Table 2 Refining methods for polysaccharides

然而，僅使用單一方法難以獲得高純度多糖，實(shí)際操作中通常將多種純化技術(shù)相結(jié)合以提高多糖的純度及產(chǎn)率。此外，柱層析法是植物多糖最常用純化方法，膜分離、鹽析、季銨鹽沉淀等方法也具有工業(yè)應(yīng)用潛力。Liu Liu等[45]研究發(fā)現(xiàn)，柱層析法純化金福菇多糖組分耗時(shí)8 d，而季銨鹽沉淀-超濾方法（quaternary ammonium salt precipitation-ultrafiltration，QASP-UF）只需2 d則可處理至少100 g樣品，并且QASP-UF的多糖得率比柱層析法高66.7%，具有消耗低、效率高、與后續(xù)研究靈活兼容的顯著優(yōu)勢(shì)，更適合工業(yè)應(yīng)用。由圖2可知，植物、動(dòng)物、微生物、藻類等原材料經(jīng)過提取、純化2 個(gè)循序遞進(jìn)工藝后得到精制多糖。

圖2 多糖提取、分離和精制的一般流程圖Fig.2 General flow chart of extraction,separation,and purification of polysaccharides

2 多糖對(duì)CTX的減毒作用

CTX代謝產(chǎn)物丙烯醛、氯乙醛因不能有效區(qū)分正常細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞，通常會(huì)抑制淋巴細(xì)胞穩(wěn)態(tài)增殖和自然殺傷（natural killer，NK）細(xì)胞殺傷活力，致使細(xì)胞因子生成減少，誘導(dǎo)免疫功能低下[46]。丙烯醛進(jìn)入細(xì)胞后激活自由基和活性氧（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生氧化應(yīng)激，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化、蛋白質(zhì)羰基化、DNA氧化損傷，而過量的自由基又破壞免疫和炎癥相關(guān)信號(hào)通路，這可能導(dǎo)致機(jī)體正常細(xì)胞損傷和凋亡、器官功能下降[47]。此外，CTX可能會(huì)損害胃腸道黏膜，導(dǎo)致腸道通透性和潛在致病菌增加，破壞腸道穩(wěn)態(tài)[48]。

2.1 調(diào)節(jié)免疫減毒

人體免疫應(yīng)答包括先天性免疫和適應(yīng)性免疫，并依賴于胸腺和脾臟等重要免疫器官，以及巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞，其功能紊亂導(dǎo)致自身免疫性疾病、炎癥性疾病甚至癌癥[49-50]。天然活性多糖通過調(diào)節(jié)免疫減輕CTX毒副作用的機(jī)制及靶點(diǎn)見表3。

表3 多糖通過調(diào)節(jié)免疫減輕CTX毒副作用的機(jī)制及靶點(diǎn)Table 3 Mechanisms of action and targets of polysaccharides in reducing toxic side effects of CTX by regulating immune function

據(jù)報(bào)道，富含葡萄糖（glucose，Glu）、甘露糖（mannose，Man）、半乳糖（galactose，Gal）、阿拉伯糖（arabinose，Ara）、果糖（fructose，F(xiàn)ru）的多糖易被免疫細(xì)胞上的補(bǔ)體受體3、甘露糖受體、Toll樣受體（toll like receptor，TLR）4、TLR2等模式識(shí)別受體（pattern recognition receptor，PRR）識(shí)別，隨后刺激分泌細(xì)胞因子，以增強(qiáng)宿主防御功能[56]。而天然活性多糖通常由Glu、Man、Gal、Ara等組成，因此鑒于多糖的構(gòu)效關(guān)系，其免疫調(diào)節(jié)機(jī)制可能涉及多糖與PRR相互作用，觸發(fā)相應(yīng)信號(hào)通路、誘導(dǎo)基因轉(zhuǎn)錄、促進(jìn)細(xì)胞因子及Igs表達(dá)，進(jìn)而發(fā)揮免疫功能。此外，從金銀花分離出的酸性多糖組分對(duì)CTX治療小鼠的細(xì)胞因子、Igs、巨噬細(xì)胞吞噬作用、NK細(xì)胞毒性的免疫調(diào)節(jié)作用顯著高于中性多糖組分，這可能歸因于酸性多糖組分的分子質(zhì)量及糖醛酸含量較高[57]。目前關(guān)于多糖通過調(diào)節(jié)免疫活性減輕CTX毒性的作用機(jī)制仍有待深入研究，且多糖的免疫活性與其結(jié)構(gòu)特征密切相關(guān)，需進(jìn)一步探討“多糖分子結(jié)構(gòu)-免疫調(diào)節(jié)活性-減輕CTX毒副作用”三者關(guān)系。

2.2 緩解氧化應(yīng)激損傷減毒

CTX毒性代謝產(chǎn)物丙烯醛通過氧化應(yīng)激途徑損傷機(jī)體氧化與抗氧化平衡系統(tǒng)，破壞內(nèi)外環(huán)境穩(wěn)態(tài)[58]。多糖可通過改善這一途徑達(dá)到減毒作用，具體機(jī)制及靶點(diǎn)如表4所示。

表4 多糖通過緩解氧化應(yīng)激損傷減毒的作用機(jī)制及靶點(diǎn)Table 4 Mechanisms of action and targets of polysaccharides in reducing toxicity by alleviating oxidative stress damage

總結(jié)來看，多糖調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激多與Nrf2通路相關(guān)，Nrf2為靶向氧化應(yīng)激的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，與Keap1蛋白結(jié)合以非活性狀態(tài)穩(wěn)定于細(xì)胞質(zhì)中，并通過不斷的泛素-蛋白酶體途徑降解，維持低轉(zhuǎn)錄活性[65]。選擇性自噬蛋白p62通過磷酸化與Keap1蛋白競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合釋放Nrf2，調(diào)節(jié)Keap/Nrf2通路[63]。多糖通過下調(diào)Keap1蛋白表達(dá)或上調(diào)p62蛋白磷酸化水平，直接或間接抑制Nrf2與Keap1蛋白的結(jié)合，促進(jìn)游離Nrf2轉(zhuǎn)位入核，并識(shí)別抗氧化反應(yīng)元件（antioxident response element，ARE），調(diào)控下游關(guān)鍵基因轉(zhuǎn)錄，最終影響NQO1、SOD、CAT、GSH-Px、HO-1等抗氧化酶的翻譯水平，緩解由CTX引起的氧化應(yīng)激損傷。此外，線粒體凋亡途徑也被發(fā)現(xiàn)參與多糖的這一調(diào)控過程。多糖可通過上調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2與促凋亡蛋白Bax的比例，抑制細(xì)胞凋亡，降低氧化應(yīng)激水平。具體作用機(jī)制如圖3所示。

圖3 多糖對(duì)CTX誘導(dǎo)氧化應(yīng)激損傷的改善機(jī)制Fig.3 Mechanisms of action of polysaccharides in improving oxidative stress injury induced by CTX

2.3 通過修復(fù)腸道屏障減毒

高劑量CTX治療會(huì)損傷腸道黏膜屏障功能，增加炎癥性腸病患病概率[66]。天然多糖在唾液、胃液和腸液中幾乎不被消化，而被腸道菌群編碼的碳水化合物活性酶類降解成單糖或低聚糖，并進(jìn)一步消化發(fā)酵為短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）[67]。表5總結(jié)了多糖通過修復(fù)腸道屏障減毒的作用機(jī)制及靶點(diǎn)。

表5 多糖通過修復(fù)腸道屏障減毒的作用機(jī)制及靶點(diǎn)Table 5 Mechanisms of action and targets of polysaccharides in reducing toxicity by repairing the intestinal barrier

腸道屏障包括機(jī)械、生物、化學(xué)和免疫屏障，防止病原體和內(nèi)毒素進(jìn)入血液、其他組織和器官[68]。而SCFAs作為腸道菌群發(fā)酵多糖的主要最終產(chǎn)物，可促進(jìn)緊密連接蛋白的表達(dá)以改善機(jī)械屏障，調(diào)節(jié)腸腔pH值抑制病原菌增殖和促進(jìn)有益菌生長(zhǎng)平衡腸道菌群以加強(qiáng)生物屏障，并維持腸黏膜免疫穩(wěn)態(tài)，進(jìn)而修復(fù)腸道屏障系統(tǒng)。綜上所述，多糖通過腸道菌群代謝為SCFAs，從而調(diào)控相關(guān)腸道屏障，恢復(fù)CTX處理小鼠的腸道損傷。因此基于多糖的益生作用，探究多糖與腸道菌群的相互作用，對(duì)于減輕化療藥物CTX毒性、促進(jìn)機(jī)體健康具有指導(dǎo)意義。多糖對(duì)CTX誘導(dǎo)小鼠的腸道保護(hù)作用機(jī)制如圖4所示。此外研究表明，具有表面多孔結(jié)構(gòu)、高分子質(zhì)量以及2 種特定糖苷鍵（α-Araf-(1→和→5)-α-Araf-(1→）的多糖具有較強(qiáng)腸道保護(hù)作用[74]。但目前缺乏關(guān)于多糖結(jié)構(gòu)-腸道屏障保護(hù)作用的系統(tǒng)研究，未來應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注二者關(guān)聯(lián)機(jī)制，為靶向篩選具有腸道屏障保護(hù)活性的多糖提供理論依據(jù)。

圖4 多糖對(duì)CTX誘導(dǎo)小鼠的腸道保護(hù)作用機(jī)制Fig.4 Mechanisms of action of polysaccharides in protecting against CTX-induced intestinal injury in mice

2.4 通過保肝保腎減毒

肝臟和腎臟是哺乳動(dòng)物重要的代謝解毒器官，對(duì)于維持體內(nèi)代謝平衡發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[75]。而CTX的肝腎毒性主要與氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡有關(guān)。

真菌多糖因優(yōu)異的保肝解毒功效而備受關(guān)注[76]。Fan Songtao等[77]分析冬蟲夏草多糖、靈芝多糖、復(fù)合真菌多糖對(duì)CTX誘導(dǎo)肝毒性的保護(hù)作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)3 種多糖均能降低谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、堿性磷酸酶等肝損傷標(biāo)志酶含量，且抑制肝臟腫大，其中復(fù)合真菌多糖具有顯著肝臟保護(hù)作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，真菌多糖保肝作用與上調(diào)過氧化物酶體增殖物激活受體α、下調(diào)TLR9和促炎因子、增強(qiáng)抗氧化酶活性、調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡有關(guān)。由于腸道與肝臟通過腸-肝軸相互聯(lián)系，Hong Yuzhen等[66]以腸道菌群為靶點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)涼粉草多糖對(duì)CTX誘導(dǎo)肝臟損傷的改善機(jī)制可能是通過增加產(chǎn)SCFAs的瘤胃球菌科豐度、減少產(chǎn)內(nèi)毒素的擬桿菌屬豐度，從而抑制肝臟炎癥。

已有研究報(bào)道巖藻多糖可治療急性、慢性腎衰竭、糖尿病、腎病等多種腎臟疾病[78]。巖藻多糖降低尿素和肌酐等腎損傷標(biāo)志物的含量，緩解CTX誘導(dǎo)小鼠的腎臟毒性，其減毒作用機(jī)制可能是通過上調(diào)Nrf2/ARE途徑激活抗氧化酶，抑制NF-κB途徑降低炎癥因子水平，進(jìn)而改善腎臟損傷[79]。構(gòu)效關(guān)系表明，分子質(zhì)量、單糖組成、硫酸基團(tuán)位置影響巖藻多糖的腎臟保護(hù)活性。因此需進(jìn)一步探索巖藻多糖結(jié)構(gòu)與緩解CTX腎臟毒性的關(guān)系。

2.5 通過保護(hù)生殖系統(tǒng)減毒

抗癌藥物CTX具有一定生殖系統(tǒng)毒性，嚴(yán)重時(shí)可能造成育齡患者不孕。CTX誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激導(dǎo)致女性癌癥患者卵泡中的顆粒細(xì)胞凋亡，孕酮和雌激素水平降低，卵巢功能障礙和纖維化[80]。過量ROS損傷精子DNA，影響精子形態(tài)、存活率及活力。多糖通過保護(hù)生殖系統(tǒng)減毒的作用機(jī)制及靶點(diǎn)見表6。

表6 多糖通過保護(hù)生殖系統(tǒng)減毒的作用機(jī)制及靶點(diǎn)Table 6 Mechanisms of action and targets of polysaccharides in reducing toxicity by protecting the reproductive system

氧化應(yīng)激產(chǎn)生過量ROS，引起細(xì)胞過度自噬，導(dǎo)致部分正常細(xì)胞死亡。PI3K/Akt是經(jīng)典的細(xì)胞抗凋亡信號(hào)傳導(dǎo)途徑，其活化后調(diào)控下游Bax、Bcl-2等靶標(biāo)蛋白，從而清除細(xì)胞內(nèi)多余ROS[85]。因此，海洋動(dòng)物來源多糖可能通過啟動(dòng)Keap1/Nrf2/ARE及PI3K/AKT信號(hào)通路以增強(qiáng)抗氧化性，平衡細(xì)胞自噬水平，從而改善氧化應(yīng)激損傷，減輕CTX生殖系統(tǒng)毒性。

3 多糖對(duì)CTX的協(xié)同增效作用

CTX代謝產(chǎn)物磷酰胺氮芥與腫瘤細(xì)胞DNA發(fā)生烷基化反應(yīng)，形成鏈內(nèi)和鏈間DNA交聯(lián)，阻斷DNA復(fù)制，從而抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖[86]。CTX還可活化巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞、淋巴細(xì)胞，改善樹突狀細(xì)胞抗原呈遞能力，激活免疫受體，調(diào)節(jié)免疫信號(hào)通路[87]。

多種天然活性多糖也對(duì)肝癌、胃癌、肺癌、肉瘤等實(shí)體腫瘤具有特異抑制殺傷作用。趙妙惠等[14]利用肝癌腹水荷瘤小鼠發(fā)現(xiàn)，CTX組、桑黃多糖組、桑黃多糖聯(lián)合CTX組的抑瘤率分別為60.29%、42.81%、71.03%，表明桑黃多糖與CTX組合使用顯著抑制腫瘤增殖和侵襲，發(fā)揮協(xié)同增效作用。多糖與CTX協(xié)同增效的常見機(jī)制包括誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡直接抑制腫瘤細(xì)胞，或通過抑制新生血管生長(zhǎng)、提高機(jī)體免疫功能等間接發(fā)揮腫瘤抑制活性。

3.1 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡是去除感染或受損細(xì)胞以保護(hù)細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和組織完整性的重要機(jī)制[88]。多糖聯(lián)合CTX治療腫瘤主要涉及內(nèi)源性線粒體途徑和外源性死亡受體途徑2 種信號(hào)通路。靈芝多糖與CTX聯(lián)合處理后的抑瘤率較單獨(dú)CTX處理顯著提高17%，并可激活線粒體途徑Bax和Bcl-2，促進(jìn)線粒體細(xì)胞色素C的釋放，刺激Caspase-3、Caspase-9誘導(dǎo)小鼠體內(nèi)S180肉瘤細(xì)胞凋亡[89]。粒毛盤菌胞外多糖通過脂肪酸合成酶/凋亡相關(guān)因子配體（fatty acid synthase/factor-related apoptosis ligand，F(xiàn)as/FasL）介導(dǎo)的Caspase依賴性途徑，與CTX協(xié)同作用于H22肝癌細(xì)胞，具有顯著抗腫瘤作用，F(xiàn)as是調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵因子，與FasL結(jié)合后募集Fas相關(guān)死亡域蛋白，激活Caspase-8引發(fā)下游Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)，啟動(dòng)凋亡信號(hào)，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，且Fas/FasL死亡受體途徑與線粒體途徑通過BH3結(jié)構(gòu)域凋亡誘導(dǎo)蛋白相互聯(lián)系，共同參與抗腫瘤[90]。研究表明，多糖還可通過阻滯細(xì)胞周期、誘發(fā)細(xì)胞自噬、降低細(xì)胞活力等機(jī)制直接發(fā)揮抗腫瘤作用[91]。而多糖與CTX的聯(lián)合增效研究局限于細(xì)胞凋亡，未來可深入探討其他直接靶向抑制腫瘤細(xì)胞機(jī)制。

3.2 抑制腫瘤新生血管生長(zhǎng)

新生血管在腫瘤增殖和轉(zhuǎn)移的過程中起著關(guān)鍵作用，其生長(zhǎng)主要受血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（basic fibrobast growth factor，bFGF）調(diào)控[92]。桑黃多糖和CTX聯(lián)合處理可通過降低小鼠肝癌組織中VEGF含量發(fā)揮潛在抗血管生成作用，從而抑制腫瘤生長(zhǎng)[14]。粒毛盤菌胞外多糖與CTX的協(xié)同增效機(jī)制涉及信號(hào)傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3/缺氧誘導(dǎo)因子1α（signal transducer and activator of transcription 3/hypoxia inducible factor 1α，STAT3/HIF-1α）信號(hào)通路[90]。STAT3是一種促癌轉(zhuǎn)錄因子，可調(diào)控VEGF、bFGF、基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloprotein，MMP）2、MMP-9等表達(dá)，其中MMP-2和MMP-9可降解細(xì)胞外基質(zhì)，促進(jìn)血管生成，調(diào)節(jié)腫瘤的生長(zhǎng)、黏附及運(yùn)動(dòng)[93]。因此，靶向STAT3信號(hào)通路減少VEGF、bFGF、MMP-2、MMP-9的表達(dá)，抑制新生血管形成、阻止腫瘤浸潤(rùn)和遷移，可作為癌癥早期階段的有效治療策略。

3.3 提高免疫系統(tǒng)活性

腫瘤微環(huán)境中調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、調(diào)節(jié)性B細(xì)胞、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞等免疫抑制性細(xì)胞會(huì)分泌轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β、IL-10、TNF-α等細(xì)胞因子，增強(qiáng)免疫耐受性和免疫逃逸能力，促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移[94-95]。多糖增強(qiáng)CTX抗腫瘤作用的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制如表7所示。

表7 多糖通過提高免疫活性增強(qiáng)CTX抗腫瘤作用Table 7 Polysaccharides enhance the antitumor effect of CTX by increasing immune activity

多糖與CTX聯(lián)合處理后抑瘤率整體提升，通過促進(jìn)巨噬細(xì)胞吞噬作用和NK細(xì)胞活性、活化T/B淋巴細(xì)胞、調(diào)節(jié)Th1/Th2細(xì)胞平衡，激活機(jī)體細(xì)胞免疫與體液免疫，降低免疫抑制性細(xì)胞因子水平，重塑免疫微環(huán)境，聯(lián)合靶向免疫系統(tǒng)提高機(jī)體抗腫瘤活性。多糖與CTX協(xié)同抗腫瘤作用機(jī)制包括促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡、抑制新生血管生長(zhǎng)、提高免疫系統(tǒng)活性，如圖5所示。

圖5 多糖協(xié)同CTX抗腫瘤機(jī)制Fig.5 Synergistic antitumor mechanisms of polysaccharides and CTX

此外，腫瘤與抗癌藥物CTX相互作用過程中可能產(chǎn)生耐藥性，嚴(yán)重影響腫瘤臨床治療。而目前多糖的協(xié)同抗腫瘤研究主要集中在誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、改善腫瘤微環(huán)境方面，缺乏逆轉(zhuǎn)多藥耐藥性作用研究，進(jìn)一步探索腫瘤復(fù)雜耐藥機(jī)制能為多糖與CTX聯(lián)合治療癌癥提供新視角。

4 結(jié)語

CTX作為非特異性廣譜抗癌藥物的臨床免疫系統(tǒng)毒性、氧化應(yīng)激毒性、腸道黏膜毒性、肝腎毒性和生殖系統(tǒng)等毒性問題逐漸被重視。天然活性多糖以多途徑、多靶點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)與CTX聯(lián)用發(fā)揮減毒及增效作用，契合“健康中國”戰(zhàn)略要求和人類日益增長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)理念。此外，天然多糖對(duì)CTX的減毒增效作用與其單糖組成、糖苷鍵連接方式等基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，但具體構(gòu)效關(guān)系尚不完全清晰。針對(duì)不同結(jié)構(gòu)與生理特性的多糖建立綠色、經(jīng)濟(jì)、高效、完善的精制技術(shù)，并深層挖掘多糖結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與對(duì)CTX減毒增效作用的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，是未來的研究方向。機(jī)體各器官相互關(guān)聯(lián)、多向交流，而目前多糖的減毒增效研究?jī)H限于單方面闡明，缺乏多層次研究，故多維度探究其減毒增效機(jī)制十分必要。近年，多糖被報(bào)道通過調(diào)節(jié)腸道菌群保護(hù)腸道屏障、平衡體內(nèi)能量攝入、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫狀態(tài)，達(dá)到局部和遠(yuǎn)端抗腫瘤作用。因此，未來可基于腸道菌群結(jié)構(gòu)分析，充分探索天然活性多糖在緩解CTX毒性、增強(qiáng)抗腫瘤活性方面的應(yīng)用，促進(jìn)天然活性多糖營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化型特殊醫(yī)學(xué)用途食品或藥品的研發(fā)，以滿足臨床需求，實(shí)現(xiàn)減毒增效多糖的商業(yè)化應(yīng)用。