中药多糖的免疫调节及抗肿瘤作用机制探讨

中药多糖的免疫调节及抗肿瘤作用机制探讨

Research on the Immunomodulation and Anti-tumor Activity

of Polysaccharide of traditional Chinese drug

赵 卿，赵 丽(综述), 郭青龙(审校) （中国药科大学生理教研室,江苏南京,210009）

中图分类号：R 73-36 文献标识码：A 文章编号：1607-2286（2006）04-0454-05 证型：IAD

【摘 要】目的:综述中药多糖抗肿瘤机制研究进展情况。 方法:查阅近年来国内外中药多糖有关免疫和抗肿瘤的实验和临床研究的文献，进行分析，总结。 结果:中药多糖在免疫调节和抗肿瘤方面有十分重要的作用。结论:中药多糖在抗肿瘤中有广阔应用前景。

【关键词】中药多糖;免疫;抗肿瘤;凋亡

多糖(Polysaccharide) 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，为一类天然大分子化合物。广泛存在于动物细胞膜、植物和微生物细胞壁中，是构成生命的四大基本物质之一。其药理作用广泛，对动植物的生命活动可产生多方面的影响。研究表明,中药多糖具有免疫调节、抗肿瘤、抗炎、抗病毒、抗氧化、抗辐射、降血糖、降血脂、保肝等多种功能,其中免疫调节活性及抗肿瘤作用倍受关注,现将近年来中药多糖的免疫调节及抗肿瘤作用的研究概况综述如下。

1 对免疫功能的影响

1.1 增强网状内皮系统: 目前报道虫草多糖对巨噬细胞（Mφ）有明显激活作用,提高小鼠网状内皮系统的吞噬功能[1]。香菇多糖能促进B 细胞增生并转化为浆细胞,抗体生成增多,脾窦出现较多的多核细胞和网状细胞,增强网状内皮系统功能,提高抗原识别能力[2]。KSC（硒酸酯多糖）能够明显增强中性粒细胞的杀菌能力和Mφ的吞噬功能,提高Mφ杀伤肿瘤细胞的细胞毒效应,刺激Mφ产生IL-1、TNFα及NO 等因子,与LPS、PMA、Con A等诱导剂联合具有协同效应,且KSC 的刺激作用与Mφ的状态(静止/活化)无关[3]。甘草多糖[4]和虎眼万年青多糖[5]都能显著提高小鼠网状内皮系统(RES)中Mφ的吞噬功能。

1.2 对补体的影响：补体系统是由近20 种截然不同的血清蛋白组成的完整功能相关系统，能辅助或增强抗体分子，同时也具有独立的生物学作用，对机体防御功能、免疫系统功能的调节以及免疫病理过程都发挥重要作用。已有研究表明：补体蛋白存在识别位点可识别多糖的结构，从甘草、艾叶、柴胡、紫根等植物中都能提取出具有活化补体功能的多糖。陈金烟等[6]报道香菇多糖激活补体系统，提高了Mφ的非特异细胞毒活性和嗜中性白细胞对肿瘤组织的浸润。近年来对茯苓的研究也发现茯苓多糖能激活肿瘤邻近的补体系统,协同吞噬细胞、淋巴细胞杀灭肿瘤细胞。任莉莉等[7]报道人参多糖可显著增加机体血清补体含量。

1.3 对淋巴细胞的作用：T 细胞和B 细胞是两种重要的淋巴细胞。中药多糖对T 细胞的活化、增殖、分化、不同T 细胞亚群的水平、细胞因子的分泌等不同环节显示不同的促进作用。有研究表明,灵芝多糖可通过IP3/ Ca2+与DAG/PKC 信号转导途径,作用并激活T 细胞[8]。白术、葛根等能促进ConA（刀豆球蛋白A）诱导的T 细胞的活化增殖反应[9]。何彦丽等[10]报道枸杞多糖对淋巴细胞具有双向调节作用，低浓度时表现为促进作用。黄林清等[11]试验证明蚕蛹多糖能明显促进脂多糖(LPS)诱导脾脏B 淋巴细胞的增殖和ConA 诱导的脾脏T 淋巴细胞的增殖。地黄多糖能提高S180 荷瘤小鼠脾脏T 淋巴细胞增殖能力,并可较长时间维持在较高水平[12]。此外,云芝多糖、淫羊藿多糖、虫草多糖、当归多糖、银耳子实体多糖及香菇多糖等均能不同程度的提高淋巴细胞的功能。

1.4 对吞噬细胞的作用：活化的巨噬细胞(MΦ)不仅能直接吞噬或杀伤病原体,还具有提呈抗原、分泌多种生物活性物质及免疫调节等功能。人参、党参、黄芪、白术、刺五加、当归、何首乌、菟丝子、杜仲、冬虫夏草等均有提高MΦ吞噬功能的作用。非补益类药如柴胡、鱼腥草、大青叶、金银花、猪苓、茯苓、丹参、桔梗等也能增强各类吞噬细胞的吞噬功能。

1.5 参与调节神经-内分泌-免疫(NM)网络：多糖类补益中药具有整体协调功能,其中以神经、内分泌与免疫调节网络为主,在促进细胞免疫,提高非特异性免疫功能方面有显著作用。欧阳洁等[13]报道牛膝多糖体内能增强LPS 诱导巨噬细胞分泌TNF-α的作用,且能促进巨噬细胞产生NO 和提高NO 合成酶(NOS)的活性。淫羊藿多糖可使老年大鼠下丘脑和皮质β—内啡呔含量和IL-2、NK 细胞活性明显提高,提示可明显增强机体NM 网络的调节功能。枸杞多糖可使脾NE、下丘脑NE、多巴胺及5-羟色胺的含量降低，血浆皮质酮水平下降，5-羟吲哚乙酸升高，提示对免疫功能的影响与NM 网络的调节有关。

1．6 对DC 细胞的影响： DC 细胞（树突状细胞）起源于骨髓，是目前发现的功能最强的抗原递呈细胞(APC)。DC 细胞摄取加工抗原成MHC 肽复合体,在细胞表面表达并激活T 细胞。CD8+、CTL 被MHC-I 类复合物分子激活,CD4+辅助T 细胞被MHC-II 类复合物分子激活[14]。何彦丽等[10]分析得出枸杞多糖、香菇多糖、云芝多糖等可增加淋巴细胞培养上清液中的CSF(集落刺激因子)活力,促进骨髓有核细胞数和粒/巨噬细胞集落数量的增加,而DC 细胞与单核、粒细胞、T、NK 等细胞有共同的祖细胞，有可能同时增加DC 前体细胞数量;另外中药多糖诱导体内产生的多种细胞因子均有促进DC 分化和成熟的作用。近有研究显示人参皂苷Rg1 和Rh1 均可不同程度地增强正常人外周血DC 细胞水平，增强DC 的抗原递呈能力[15]。

1.7 对红细胞免疫的影响：季宇彬等[16]报道药用和食用仙人掌多糖可提高荷瘤小鼠（S180）红细胞膜带蛋白含量，降低膜蛋白高聚物形成，改善膜流动性，降低膜微黏度，从而部分恢复红细胞膜结构和生理功能，增强红细胞免疫功能。刘景田等[17]用黄芪、灵芝、茯苓、党参、当归、天花粉等进行试验研究发现中药多糖对红细胞免疫有促进和调节作用, 作用机理是提高了红细胞膜相CD35 免疫活性, 进而促进红细胞与补体致敏酵母菌的粘附作用,使RBC、C3bRR(红细胞C3b 受体花环率)增高,从而达到调节和增强其红细胞免疫功能的作用。

1.8 对NK 细胞的影响： NK 细胞是生物体内天然存在的非特异的免疫杀伤细胞,它在宿主的免疫监视功能中与MΦ一起有着重要的作用。邵树军等[18]试验证明牛膝多糖60 mg/kg•天腹腔注射10 天不仅能对抗环磷酰胺(CY)所致的小鼠外周血中NK 细胞活性降低, 还能提高正常小鼠外周血中NK 细胞活性。田维毅等[19]使用LDH(乳酸脱氢酶)释放法测定表明天花粉多糖能促进小鼠NK 细胞的杀伤活性。

2 中药多糖抗肿瘤的机理

2.1 对肿瘤细胞膜的作用：细胞膜的生化特性对保持细胞的正常生理活动和功能十分重要。中药多糖能改变瘤体细胞膜的生长特性。吴波[20]发现茯苓多糖可升高肿瘤细胞膜上的唾液酸含

量，干扰肿瘤细胞膜的肌醇磷脂代谢，明显抑制磷脂酰肌醇转换。余上才等[21]也发现牛膝多糖的抗瘤作用也与引起s180 细胞膜唾液酸含量升高，膜磷脂含量降低有关。

2.2 诱导肿瘤细胞分化：诱导肿瘤细胞分化是抗肿瘤机制之一。Kim 等[22]研究发现Rh2 和Rh3 能诱导HL-60 细胞向正常粒细胞分化,使细胞阻滞于G1/S 期,且Rh2诱导分化能力较Rh3 强;而Rh1和Rh4 对HL-60 细胞无此作用。Rh1 和Rh2 还能诱导畸胎瘤细胞分化,使细胞重新表达分化标志蛋白[23]。陈光等[24]报道,黄芪多糖具有一定诱发动物肿瘤细胞凋亡的作用,可使S 期细胞数目减少,促进细胞分化为G0-G1 和G2-M 期。

2.3 诱导肿瘤细胞凋亡：细胞凋亡(apoptosis ,APO)又称细胞程序性死亡(programmed cell death ,PCD)是细胞受到生理或病理信号刺激后通过启动自身内部机制,主要是通过内源性核酸内切酶激活而发生的细胞死亡过程。APO 在肿瘤的发生、生长、细胞损伤反应、信息传递、抗肿瘤药物治疗以及白血病治疗中生长因子的应用等方面具有重要意义。杨大雷等报道[25]经粱金菇多糖处理SMMC-7721 细胞出现核固缩,凋亡小体形成,琼脂糖凝胶电泳呈现出细胞凋亡特征性的DNA 梯状带,说明粱金菇多糖对肿瘤细胞的杀伤主要是通过诱导细胞凋亡。吕晓英等[26]报道红毛五加多糖能诱导胃癌细胞凋亡。中药多糖诱导肿瘤细胞凋亡的诱发机制因细胞不同而各有特点。

2.3.1 Fas/FasL 信号途径: FasL 可与细胞膜上Fas 分子结合,相继活化caspase8 ,caspase9 导致细胞凋亡。王建光等[27]研究发现羊栖菜多糖能增强MCF-7 细胞株Fas，FasL mRNA 的表

达(P < 0.01),并认为是通过提高细胞Fas, FasL 基因的转录进而增强Fas, FasL 蛋白的表达。

2.3.2 IFN -γ(interferon，IFN): IFN 是由细胞因子组成的异源家族,在程序细胞死亡中可能具有重要的调节作用。有研究表明，一些补益类的中药活性多糖,如黄芪多糖、枸杞子多糖、刺五加多糖、香菇多糖、树舌多糖、灵芝多糖、中华猕猴桃多糖、淫羊藿多糖、商陆多糖等均可在体内能非特异性增强机体免疫功能，在体外参与活化免疫细胞,促进IFN-γ分泌[28]。

2.3.3 激活p53 基因: p53 基因作为肿瘤抑制基因，是目前研究最透彻，功能最强大的一种抑癌基因。而p53 蛋白是人体内最有效的对抗肿瘤的自然防御物。魏小龙等[29]报道地黄低聚多糖(LRPS)能使Lewis 肺癌细胞内的P53 基因表达增加，通过调控P53 基因的表达而影响肿瘤细胞的增殖、分化和凋亡。

2.3.4 其他途径： 胡映辉等[30]发现,灵芝菌丝体多糖与小鼠脾细胞共同培养,再将上清液作用于HL-60 细胞,可通过脾细胞间接诱导HL-60 细胞凋亡。灵芝菌丝体多糖可通过小鼠腹腔巨噬细胞,促进TNF 分泌,诱导HL-60 细胞凋亡[31]。先宏等[32]发现,海藻硫酸多糖可间接增强巨噬细胞对Hep G2 细胞的细胞毒性,并可明显促进Hep G2 细胞的凋亡。在人肝癌SK-SEP-1 细胞中,人参皂苷Rh2 可活化caspase3 蛋白激酶,该酶促使细胞周期相关复合蛋白P21 (WAF1/CIP1)裂解并伴有周期素A 依赖蛋白激酶CDK2 的活化,从而导致细胞发生调亡[33]。而人参皂苷Rh2 诱导人恶性黑色素瘤A375-S2 细胞调亡是依赖caspase8 和caspase3实现的[34]。Kim 等在研究Rh2诱发人神经母细胞瘤SK-N-BE(2)细胞的调亡中发现, Rh2 诱发调亡与蛋白激酶C 有关[35]。

2.4 对肿瘤细胞超微结构的影响：红毛五加茎皮多糖对体外培养人粒细胞白血病k562 细胞株超微结构的影响被认为是该多糖破坏了癌细胞的细胞器和细胞核，干扰癌细胞代谢与复制，导致细胞死亡[36]。

2.5 抑制肿瘤细胞周期：细胞周期与肿瘤细胞的生长、增殖、分化等有密切关系。某些多糖在体外对肿瘤细胞的生长有抑制作用。人参多糖、当归多糖能使HL60、K562 细胞生长阻滞于G1/G0 期，并对HL60、K562 细胞有一定的诱导分化作用[37]。于红等[38]通过流式细胞术证实螺旋藻多糖对HeLa 细胞（宫颈癌细胞）存在周期特异性，能使细胞发生G1 期阻滞。季彬等[39]发现羊栖菜多糖能够阻滞肿瘤细胞由G0/G1期进入S 期。

2.6 对肿瘤细胞端粒酶的影响：端粒酶是肿瘤研究的热点之一。端粒酶是一种特殊的DNA 聚合酶，被激活后，细胞将永生和恶变。因为在肿瘤晚期,端粒磨耗导致端粒酶活化以弥补端粒的丢失，从而使肿瘤细胞无限增殖。如果能抑制端粒酶的活性，则可以有效地抑制肿瘤细胞的生长。中药能影响端粒酶的活性,使肿瘤细胞的端粒长度不能维持而进入衰老并最终死亡。灵芝孢子在体外对人肝癌细胞（SMCC-7721）、人肺癌细胞（H460）、人白血病细胞（K562）、Lewis 肺癌细胞端粒酶的活性均有抑制作用[40]。张玲等[41]研究发现,淫羊藿苷可使端粒酶活性下降。

2.7 对肿瘤细胞蛋白质和核酸合成的影响：中药多糖能影响瘤体细胞的蛋白质和核酸的合成。蔡永春等[42]报道树舌多糖能减慢Heps 肝癌细胞的DNA 合成速度，从而使该癌细胞分裂减慢，增生受到抑制。

2.8 抑制肿瘤血管形成的研究：现已证实,实体瘤的生长和转移与新生血管的形成有密切的关系。人们正致力于开发和研究能破坏或抑制血管生成,有效地阻止肿瘤的生长和转移的药物,这类药物称为TA 抑制剂,是当今新型抗肿瘤药物研究最活跃的领域之一。某些中药或其有效成分有诱生IFN 作用,IFN 能抑制体外血管内皮细胞的增殖和体内血管形成[43]。彭光勇等[44]报道黄芪多糖、人参多糖、何首乌多糖、穿心莲内酯等能促进IFN 的产生。潘子民等[45]通过对血管内皮生长因子(VEGF)mRNA 蛋白及微血管密度(MVD)的研究认为人参皂甙Rg3 通过下调肿瘤（VEGF）mRNA 及蛋白的表达量,阻滞肿瘤血管生成,从而抑制肿瘤的生长。Cardenas 等[46]以鸡胚绒毛膜(CAM)实验模型分析发现熊果酸在血管生成的不同阶段发挥抑制作用,且呈剂量依赖性。

2.9 逆转耐药肿瘤细胞的耐药性：肿瘤细胞耐药性是化疗失败的主要原因,对于多药耐药性产生的机理以及如何克服耐药性问题是目前关注的热点。陈小红[47]等研究发现人参皂苷能够作

为肿瘤耐药逆转剂提高化疗药物的抗肿瘤活性。考虑机制可能是通过类似钙拮抗剂的效应而抑制胞膜蛋白泵的功能,使细胞内药物浓度增加来抑制细胞生长或增强杀伤作用。魏虎来等[48，

49]研究发现KSC 抑制诱导耐药白血病K562/ADM 细胞增殖,并可诱导其凋亡及提高K562/ADM 细胞对阿霉素的敏感性。

3 展 望

肿瘤特别是恶性肿瘤是严重威胁人类健康的主要杀手之一。目前治疗恶性肿瘤的有效方法包括手术、放疗、化疗，其共同特点是对肿瘤细胞、组织进行杀伤的同时会对正常机体产生严重的损伤，所以寻求既能有效杀死肿瘤细胞核组织又能把对人的毒害作用降到最低程度甚至无毒害作用已成为俄热点之一。多糖作为一类新型高效低毒的抗肿瘤药物，有着广阔应用前景。中药多糖不仅对肿瘤细胞产生直接的毒性作用，而且能提高人体的免疫力，既能“祛邪”又能“扶正”。目前，中药多糖已由单纯增加宿主免疫功能的研究向针对肿瘤细胞的直接作用及影响多糖抗肿瘤作用因素的研究深入，由细胞水平向分子水平、基因水平深入，相信在不远的将来我们一定能够开发拥有自主知识产权的天然抗肿瘤药物，使中药走向世界,弘扬中华民族灿烂的中医药文化。

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