杨志霞 王 琦
(北京中医药大学基础医学院中医体质与生殖中心,北京,100029)
黄芪多糖免疫作用的基础与临床研究进展
杨志霞 王 琦
(北京中医药大学基础医学院中医体质与生殖中心,北京,100029)
黄芪迄今已有2000多年的药用历史,其主要药效成分黄芪多糖在中医或中西医结合防治多种疾病的基础与临床应用研究中,发挥着重要的免疫调节药理作用。但目前对黄芪多糖的临床配伍及单体效价的研究尚处于探索阶段,故利用先进的科技手段,开发黄芪多糖新的作用靶点和功效的研究工作亟待加强。
黄芪;黄芪多糖;免疫调节;黄芪制剂
黄芪为豆科植物蒙古黄芪Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge var.monghlicus(Bge.)Hisao或膜荚黄芪Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge.的干燥根,主产于内蒙古、山西、黑龙江、甘肃等地,《中华人民共和国药典》2010年版规定只有膜荚黄芪和蒙古黄芪是黄芪正品药材,后者是前者的变种[1]。黄芪味甘,性温,入脾肺经,生用能补气固表,利尿托毒,排脓,敛疮生肌之效[2],“可治一切气衰血虚之症”[3]。其药用历史迄今已有2000多年,始载于《神农本草经》,明《本草纲目》记载“耆长也,黄芪色黄,为补老之长故名”,《兰室秘藏·卷上》亦将黄芪之名冠于方剂之首。秦汉以前多用治痈疽等外科疾病,秦汉两晋时期则更突出“补虚”功效[4]。黄芪药效成分主要包括黄芪多糖(Astragalus Polysaccharide,APS)、黄酮类及皂苷类,黄酮类主要表现为心血管活性,皂苷类主要与抗衰老和免疫调节活性有关[5],而APS则是黄芪中含量最多并且免疫活性最强的一类物质[6],具有免疫调节、抗炎、提高巨噬细胞活性、抗肿瘤[7]、保护心肌[8]及抗氧化辐射[9]等多方面作用,但也有其有效性问题。
多糖是中药黄芪主要药效组分之一,研究报道其对非特异性免疫、特异性免疫、肿瘤免疫、黏膜免疫等均具有调节作用[10]。APS在免疫调节方面有重要作用包括提高体液免疫和细胞免疫、活化B细胞和巨噬细胞、刺激NK细胞增殖、增强树突状细胞的功能,并对细胞因子有一定调节作用[11]。
1.1 特异性免疫
1.1.1 细胞因子 研究表明:NO是介导炎性反应反应的关键细胞因子,在内毒素致机体损伤中起重要作用,炎性反应中大量生成的NO具有细胞毒作用,可促进炎性反应发展和细胞损害。大量的TNF-α持续损伤则会进一步激活巨噬细胞,促使NO、细胞因子和趋化因子的产生,并具有协同作用,从而加剧炎性反应发生发展[12]。肖顺汉等[13]报道,APS可提高荷瘤小鼠血清中细胞因子IL-2、IL-6、IL-12、TNF-α的水平,与模型组比较差异有统计学意义。
1.1.2 细胞免疫 张善玉等[14]研究发现人参总皂苷(TG)与黄芪多糖(APS)联用,与单独应用APS具有更好的促进正常人外周血T细胞增殖和增强小鼠免疫功能的协调作用。赵莲芳等[15]应用TG与APS观察对D -氨基半乳糖所致亚急性衰老小鼠时发现,单独使用APS或与TG联用,均可提高小鼠抗氧化物酶的活性,增加免疫器官质量,提示单独使用APS或与TG联用均具有较好的抗衰老作用。
1.1.3 体液免疫 项杰等[16]通过注射黄芪多糖观察感染李斯特菌的小鼠,发现小鼠血清IgG滴度显著提高,说明黄芪多糖能促进B细胞活化增殖,增强宿主体液免疫和细胞免疫功能来保护宿主抵抗细菌的感染。另据吴瑕等研究显示[5],APS经口给予环磷酰胺所致免疫低下小鼠的整体免疫水平,包括以腹腔巨噬细胞吞噬活性表征的非特异性免疫以血清溶血素水平表征的体液免疫、以迟发型超敏反应表征的细胞免疫及以SIgA和PP表征的黏膜免疫水平。
1.2 非特异性免疫
1.2.1 树突状细胞 浆细胞样树突状细胞(plasmacytoid Dendritic Cell,pDC)是体内最主要的IFN-α产生细胞,其表面表达Toll样受体7、9(Toll like receptor-TR7,9,简写TR7,TR9),经病毒(如HSV)、细菌、CpG -DNA刺激后24h可产生大量IFN-α,同时还产生一定数量的TNF-α、IL-6,然后pDC逐渐成熟,向树突状细胞(Dendritic Cell,DC)分化,pDC紧密联系着固有免疫和适应性免疫,在机体免疫反应中发挥着重要作用,APS增强pDC功能的机制可能与pDC上的TR表达有关[17-18]。邵鹏等[19]用APS组和脂多糖(LPS)组处理小鼠骨髓来源的树突状细胞(DC),并与空白组作对照,结果是空白组DC的吞噬功能很强,APS组和LPS组DC的吞噬功能下降,但观察APS组和LPS组DC的超微结构,提示APS处理组DC的突起增多,形态上更成熟,证实APS能促进小鼠骨髓来源的DC表型及功能的成熟。
1.2.2 巨噬细胞和自然杀伤细胞 黄芪多糖(APS)对提高正常小鼠巨噬细胞的吞噬功能、自然杀伤细胞(NK)的活性、促进抗体形成以及T细胞等免疫细胞的分化成熟等均有显著作用,小剂量黄芪多糖具有逆转环磷酰胺免疫抑制的作用[20]。另外,还可以纠正细胞因子免疫失衡状态,发挥其抗炎作用和抗纤维化的作用[21-23]。
黄芪多糖(APS)是从黄芪根中提取的免疫活性较强的一类物质,是中药抗肿瘤的主要有效成分,研究结果表明,APS对HepG2细胞的凋亡具有促进作用,能增加caspase-3的活性,增加线粒体膜电位的降低,并降低Bel-2表达;APS可降低EPK1/2的表达,从而促进HepG2细胞的凋亡[24]。有清除外氧自由基、抑制脂质过氧化、增强免疫力、抗病毒以及促进细胞增殖等作用[25]。
中国的药剂师在长达2000多年的历史中推断,并将黄芪用作增进能力和抵抗疾病良药,西方药剂师最近开始关注并研究用黄芪减弱化学疗法的不良反应。3.1 抗肿瘤 临床实验表明,黄芪多糖通过刺激淋巴细胞调节免疫功能,增强回复机体免疫力发挥肿瘤的药理作用[26],黄芪多糖还可促进造血细胞再生对癌症化疗后的患者,能显著提升其白细胞数目,减轻化疗不良反应,对心脏、肾脏、肝脏、骨髓和胃肠道及患者免疫功能具有保护作用,增加疗效,减轻不良反应[27]。
3.2 脑出血 研究表明,黄芪多糖(APS)能降低脑出血后的继发性损害,减轻炎性反应及脑水肿作用[28]。有研究表明,较高浓度的黄芪提取液具有直接清除氧自由基作用,并且随着浓度增高,对氧自由基的清除逐渐增强,APS可通过减少氧自由基的生成而减少其神经毒性作用,以及改善血管痉挛,保护血-脑屏障,并减轻脑水肿[29]。
3.3 糖尿病足部溃疡 研究表明,黄芪多糖(APS)应用于糖尿病足部溃疡(DFUs)的治疗,能在一定程度上提高溃疡的治愈率,降低截肢率和死亡率。张正军等[30]发现,DFUs创面局部IL-1β水平升高,APS可降低IL-1β,抑制IL-1β诱导的MMP-2、MMP-9活性及蛋白表达。另据报道[31],糖尿病足部溃疡难以治愈的原因与伤口渗出液中IL-1β量过高,成纤维细胞增殖能力明显受抑有关,黄芪多糖外敷可降低伤口渗液中IL-1β浓度,显著缩短溃疡GT和HT,降低截肢率。
3.4 在中医配方中的作用 实验研究表明,黄芪多糖对Gas和MTL分泌无调节作用,说明单个黄芪多糖成分对机体消化系统中胃肠激素的调整并无明显成效,由此推断,君药黄芪的有效活性成分黄芪多糖与方中臣佐使药的联合应用才能发挥其治疗效果,充分说明单个成分有其独特的作用,但不能取代整方的效应[32]。
4.1 黄芪多糖注射液 刘跃华等[33]观察报道,将65例中晚期胃癌患者随机分治疗组33例(黄芪多糖配合化疗)和对照组32例(单纯化疗)进行比较,观察结果提示:治疗组总有效率生活质量均明显高于对照组;化疗后在骨髓抑制方面和消化道反应方面的发生率低,而且毒副反应也较轻。结论提示其作为中医药的生物反应调节剂,可作为胃癌患者化疗的辅助用药。
4.2 黄芪多糖粉针剂 全胜麟等[34]报道,将64例老年慢性阻塞性肺病急性发作患者随机分2组,对照组32例,予抗感染、氧疗、解痉平喘、祛痰等常规治疗;治疗组32例,在常规治疗基础上予黄芪多糖粉针剂250mg静滴14d。结果显示:临床疗效治疗组总有效率76.67%,显著高于对照组58.06%(P<0.05);免疫功能测定治疗组与对照组相比,CD3+、CD4+、CD4+/CD8+、IgA明显升高(P<0.05),而CD8+、IgG、IgM变化差异无统计学意义(P>0.05)。提示联用黄芪多糖粉针剂治疗慢性阻塞性肺病急性发作,可改善患者免疫功能,提高疗效。
4.3 黄芪多糖佐剂 由于分子生物学迅速发展,促进了基因重组疫苗和核酸疫苗的研究,但疫苗的免疫源性较弱,需佐剂辅助刺激产生强的免疫应答,目前广泛应用的是氢氧化铝佐剂,姚伟等[35]观察细胞免疫试验表明,黄芪多糖作为佐剂与重组乙型肝炎疫苗联用,既增强小鼠细胞的免疫功能,又补充传统铝佐剂之不足,无刺激性和过敏反应,毒性轻微,效果优于铝佐剂。
黄芪多糖作为常见的多糖类药物,在引起化学家兴奋的同时,也在引起药理学家和生物学家的极大兴趣,故对其药理药效方面的研究也日益广泛。但目前,对黄芪多糖的临床配伍及单体效价的研究尚处于探索阶段,故利用先进的科技手段,进行更广泛深入的研究,具有更为深入的科学意义及社会价值。
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(2012-10-31收稿)
Progress of Basic and Clinical Study on Immunization of APS
Yang Zhixia,Wang Qi
(Constitution and Reproduction Center,Beijing University of Traditional Chinese Medicine,Beijing 100029,China)
As amagicalmedicinal plant in China’s treasure house of Chinesemedicine resources,Astragalus has been applied asmedicine for over 2000 years.Itsmain medicinal ingredient APS plays an important pharmacological role in immune regulation in treating a variety of diseases on the basis research and clinicalapplications.However,current studies on clinical compatibility andmonomer potency of APSare stillon the exploratory stage,so the use ofadvanced technologicalmethods,the developmentofnew targets of APSand efficacy studies should be strengthened.
Astragalus;APS;Immune regulation;Astragalus preparation
10.3969/j.issn.1673-7202.2013.07.041
北京中医药大学2009年度自主选题资助项目(编号:2009JYBZZ-XS071)
王琦(1943—),男,教授,博士后流动站导师,国家二级教授,北京中医药大学终身教授,北京市朝阳区北三环东路11号北京中医药大
学基础医学院中医体质与生殖医学研究,邮编100029,E-mail:wangqi710@126.com;第一作者:杨志霞(1974—),女,副主任医师,北京中医药大
学基础医学院2012级博士后,研究方向:中西医结合防治风湿病,心血管疾病及中医体质研究,E-mail:yangzhixia0613@sohu.com