食物中活性成分对机体的免疫调节作用研究进展

李喜泉，杨巍巍，李淑珍

（1.沈阳医学院公共卫生学院食品质量与安全专业2016级本科生，辽宁 沈阳 110034；2.公共卫生学院营养与食品卫生学教研室；3.基础医学院免疫学教研室）

机体免疫系统通过特异性免疫与非特异性免疫共同发挥免疫监视、防御和自稳的功能，进而维持机体内生理功能的稳定，如果机体免疫能力下降或出现异常，则很容易导致多种疾病的发生，如肿瘤、持续性感染等［1］。随着人们对疾病认识的不断加深，免疫调节剂以及保健食品逐渐受到了人们的青睐，而食物中的天然活性成分更是成为了研究的主要对象。本文就植物多糖、黄酮类化合物、皂苷、挥发油等食物中的天然活性成分对机体免疫功能的调节进行综述，为其日后的研究及应用提供理论依据。

1 植物多糖

多糖是生物体中广泛存在的物质之一，是由许多相同或不同的单糖通过α-或β-糖苷键连接形成的天然高分子化合物，主要包括：动物多糖、植物多糖、海藻多糖以及微生物多糖［2］。其中以植物多糖的来源最为广泛，目前某些植物多糖已成为人类生活中的重要组成部分，如淀粉、果胶、纤维素等。随着人们对多糖研究的不断深入，发现多糖不仅具有天然、高效、安全等特点，同时还具有极强的功能性，如免疫调节、抗氧化、杀菌消炎、降血糖、延缓衰老等［3-4］，因此广泛应用于食品科学、临床药物、保健食品等诸多领域。而植物多糖的免疫调节作用作为其最重要的药理作用，一直都是人们的研究热点，且植物多糖可以从免疫细胞、免疫分子、免疫器官三个方面对机体免疫进行调节 （表1）［5］。研究表明，猴头菇多糖可显著提高小鼠吞噬细胞的吞噬活性，并提高T细胞亚群的比例、自然杀伤细胞 （NK细胞）活性，同时还可以促进白细胞介素IL-2、IL-6、肿瘤坏死因子TNF-α、干扰素IFN-γ等细胞因子的分泌量［6］。 尹美珍等［7］使用低、 中、 高三个剂量组的艾叶多糖分别作用于小鼠腹腔巨噬细胞，检测发现中剂量组可明显提高巨噬细胞酸性磷酸酶 （ACP）和非特异性酯酶 （NSE）的活性，高剂量组则可使NSE和琥珀酸脱氢酶 （SDH）的活性明显提高，进而增强机体免疫作用。

表1 植物多糖的免疫调节作用［5］

研究发现，植物多糖对巨噬细胞的调控主要通过Toll样受体TLR2、TLR4、白细胞分化抗原14（CD14）、白细胞整合素 CR-3、甘露糖受体（MR）、β葡聚糖受体Dectin-1等介导的信号通路，对T、B淋巴细胞的调控主要通过膜免疫球蛋白 （mIg）复合受体、TLR2、TLR4等介导的信号通路［5］。 余强［8］选用巨噬细胞和脾淋巴细胞， 证实黑灵芝多糖是以 ROS／PI3K／Akt／MAPK／NF-κB信号通路激活巨噬细胞，以 NO／cGMP、cAMP／PKA、 Ca2＋／PKC／Calcineurin／NFAT 信号转导通路激活脾淋巴细胞，共同发挥免疫调节作用，同时认为TLR-4的表达不仅与PSG-1增强巨噬细胞的吞噬能力有关，还有可能是作用于脾淋巴细胞的受体，同时PSG-1恢复免疫抑制小鼠的免疫作用，也可能与激活脾淋巴细胞 NO／cGMP、cAMP／PKA、 Ca2＋／PKC／Calcineurin／NFAT 信号转导通路有关。

2 黄酮类化合物

黄酮类化合物属多酚类化合物，是一种广泛存在于自然植物根、茎、叶等不同部位的次生代谢产物，其母核结构为2-苯基色原酮 （2-phenylchromone），基本骨架具有C6-C3-C6单元，主要以与糖结合形成的苷类形式存在，少数以游离态的苷元形式存在［9］。按三碳键结构的氧化程度等特点可分为黄酮、黄烷酮 （二氢黄酮）、异黄酮以及查耳酮等［10］。近年来，黄酮类化合物的抗肿瘤、抗氧化、抗炎、抗病毒等活性功能不断被深入研究，其药理活性与自身母核、取代基等特殊结构密切相关［11］，同时黄酮类化合物对免疫的调节作用也引起了科研人员的广泛关注。皮建辉等［12］研究发现，金银花黄酮可以显著提高免疫抑制小鼠的免疫脏器指数、血浆中ACP、溶菌酶 （LSZ）的活力及其他免疫相关酶的活性。沈楠等［13］以15、30、60 mg／kg的萱草花黄酮结合免疫性肝损伤小鼠模型，结果发现萱草花黄酮对免疫性肝损伤的保护作用可能是由于抗凋亡基因Bcl-2表达水平的上调以及促凋亡基因Bax表达的下调。黄酮类化合物主要以NF-κB信号通路、MAPK信号通路以及TLR信号通路发挥其免疫调节作用 （表2）。

表2 黄酮类化合物对机体免疫作用的调节

3 皂苷

皂苷 （saponin），又称皂甙，是苷元为三萜或螺旋甾烷类化合物的一类糖苷，故分为甾族皂苷和三萜皂苷两种结构，主要分布在高等植物中，少数存在于海参、海星等海洋生物中。皂苷作为人参、三七、桔梗、柴胡等植物的主要生理活性成分，经药理分析发现皂苷具有耐缺氧、抗癌等功效，同时对心血管、神经等系统疾病的防治均具有一定的积极作用［17］。人参单体皂苷主要包括Rb1、Rg1等，稀有皂苷包括 Rg3、Rh2、CK等［18］，已有大量研究表明人参皂苷的免疫调节、抗肿瘤等作用 （表3）。由于人参皂苷单体提取难度较大，目前国内对人参总皂苷提取较多。汪永忠等［23］研究发现，三七总皂苷可一定程度上保护免疫性肝损伤小鼠，主要原因是三七总皂苷能够抑制血清中丙氨酸氨基转移酶 （ALT）、丙二醛（MDA）等酶的含量，并抑制TNF-α的表达，升高SOD、谷胱甘肽过氧化物酶 （GSH-Px）的活性。

4 挥发油

挥发油 （Benzine）是一类通过水蒸汽蒸馏出来，具有挥发性的油状液体。脂肪族化合物、萜类、芳香族化合物及其含氧衍生物如醇、酚、醚等皆是挥发油的主要成分。随着挥发油中成分分析的不断深入，发现植物挥发油对呼吸、消化系统均具有积极作用，同时还具有一定的免疫调节功能和抗病原微生物的作用［24］。挥发油是艾叶的有效成分之一， 隆雪明［25］以 0.25、 0.5、 1 ml／kg 3个剂量组结合小鼠血液生化指标TP（总蛋白）、ALB（白蛋白）等酶活性、细胞因子如IL-2、IL-4、IFN-γ的表达水平的提高，说明其对机体的抗病能力。李刚［26］通过靶向途径使苍艾挥发油进入中枢神经系统，发现肺气虚型大鼠血液中IL-6、IL-1β的含量均开始出现下降，而IFN-γ的含量开始增高，肺气虚型大鼠的炎症反应也得到了抑制，同时发现苍艾挥发油进入中枢神经系统后可使神经胶质细胞活化参与免疫调节。

表3 人参皂苷的免疫调节作用

研究表明，某些植物的挥发油还具有双向调节作用，金线莲挥发油在低浓度时可增加IL-2、IL-4等基因表达水平进而增强免疫活性，而高浓度时则会降低免疫活性［27］。

5 脂肪酸

脂肪酸不仅是许多复杂脂类的组成成分，也是机体能量的主要来源之一，主要含C、H、O三种基本元素。脂肪酸主要对机体信号传导及细胞因子基因的mRNA表达、细胞代谢产物的调节不同程度地影响机体的免疫作用［28］。自1929年亚油酸 （LA）被列为人体必需脂肪酸后，多不饱和脂肪酸 （polyunsaturated fatty acid，PUFA） 生理作用的研究掀起了一波热潮［29］。目前主要以ω-3及ω-6多不饱和脂肪酸为主体，探讨其抗炎、抗肿瘤、免疫、基因调控等多方面的作用及可能的机制。

脓毒症是重症监护病房内非心脏病患者死亡的主要原因，其死亡率已赶超心肌梗死，研究发现，ω-3多不饱和脂肪酸可有效增加脓毒症大鼠肠道内双歧杆菌、乳酸杆菌的含量，并降低大肠埃希菌的含量，进而维持肠道菌群平衡，同时还可调节大鼠免疫细胞含量，增强肠黏膜免疫功能［30］。此外，研究人员还发现，ω-3多不饱和脂肪酸可显著提高结直肠癌根治术患者T细胞亚群的数量以及TP等营养、免疫指标，有效降低术后肠梗阻、脏器功能衰竭等并发症的患病率［31］。

亚油酸、花生四烯酸是当前主要研究的ω-6多不饱和脂肪酸，刘小娟等［32］使用液体芯片检测技术检测了经口服、腹腔注射、耳静脉注射ω-6亚油酸处理的小鼠不同细胞因子含量的变化，结果发现不同的处理方式对小鼠免疫系统的调节作用也大不相同 （表4）。

6 其他

除上述介绍的生物活性物质外，部分低聚糖、蛋白质、生物碱等对机体的免疫系统也具有一定的调控作用。

低聚糖普遍存在于高等植物中，是肠道的有益菌，可促进双歧杆菌的增殖。研究表明，不同剂量的蔗果低聚糖可通过细胞免疫、体液免疫以及非特异性免疫显著增强小鼠的免疫调节作用（表 5）［33］。

表4 不同处理方式对小鼠免疫系统的调节作用［32］

表5 蔗果低聚糖对小鼠的免疫作用研究［33］

金属硫蛋白 （Metallothionein，MT）是一类广泛存在于生物体中的小分子金属结合蛋白，富含半胱氨酸，研究表明Zn-MT对PM2.5导致的机体氧化损伤起到一定的缓解作用，同时可以保护自身的免疫系统［34］。

肿瘤的主要发病原因之一是IL-6、IL-10等细胞因子的高表达导致机体处于免疫抑制状态，程亮等［35］研究发现，由松果体分泌的吲哚胺类激素——褪黑素可以介导STAT3信号通路，降低巨噬细胞表面PD-L1以及炎症因子的表达，进而产生抗肿瘤免疫效应。

近年来，心血管疾病和癌症等发病率逐渐上升，发病的主要原因之一就是机体免疫的失调，这一公共卫生问题一定程度上推动了食物中生物活性成分的研究，为其在食品、临床药物、饲料等领域中的应用提供了理论依据。但需要注意的是，由于各种生物活性物质调节免疫作用所涉及的细胞不同，其免疫机制还需要进一步研究，毒性也需要进行相关的研究。