五加科人参属多糖免疫调节作用的研究进展

刘上靖，张 欣，孙 霞，侯 颖，贾 敏*

（1.西安医学院基础与转化医学研究所，西安 710021；2.西安医学院基础医学部，西安 710021）

机体的免疫调节是维持自身生理动态平衡与相对稳定的重要生理机能，主要是指免疫系统中的免疫细胞和免疫分子之间，以及它们与其他系统之间的相互作用，使得免疫应答以最恰当的形式维持机体平衡。免疫功能低下可引起机体防御功能降低，导致机体易受病原体侵袭，如肿瘤的发生、病毒细菌的感染等，反之，免疫功能亢进会引起机体对外来抗原应答过于强烈，如过敏性皮疹、过敏性休克等。

五加科人参属植物多为名贵的药用植物，我国常用的中药品种主要为三七、人参和西洋参，三者均在多种方剂配伍中发挥着重要的作用。早在上世纪，人参属药用植物中主要有效组分五环三萜和四环三萜的皂苷类化合物，由于其具有抗癌、抗疲劳、延缓衰老等活性，临床上可用于治疗心脏病、更年期综合征、肿瘤、糖尿病、代谢紊乱及老年痴呆等疾病。此外，五加科属植物还含有挥发油类、黄酮类、有机酸类等有效成分，具有抑菌抑瘤等作用。自从植物的多糖成分被证实为活性成分后，国内外对多糖的研究热情空前高涨。人参属植物多糖的免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、清除自由基、降血糖作用并不逊色于应用历史较久的皂苷类成分，其中免疫调节活性不仅可应用于疾病的治疗与防治，还可作为一种免疫调节营养品。本文我们主要关注人参、三七、西洋参多糖的免疫调节作用。

1 五加科人参属药用植物

五加科植物属于被子植物门，双子叶植物纲。植物多为木本或草本，茎上常有刺，叶多为轮生的掌状或羽状复叶，花常为排成总状或圆锥状的伞形花序，富含三萜类皂苷、黄酮及多糖化合物。本科约50 属，可作药用的有19 属，100 多种，其中载于《中国药典》的有12 种药物。五加科最常见的药用植物有人参属和五加属，我国有7 种人参属药用植物，其中人参和三七的使用最为普遍，名扬中外的云南白药其处方中君药为三七。西洋参原产自加拿大和美国，自清朝传入后方作药用。

1.1 人参

人参为多年生草本植物，肉质根呈纺锤形或圆柱形，有较短的根状茎，其上有时生出不定根，叶片轮生，为掌状复叶，伞形花序顶生。有谚语描述其药用部位为“芦长碗密枣核艼，紧皮细纹珍珠须”。人参主要分布于吉林、辽宁、黑龙江等省份，现今主要以栽培品入药，野生的人参较为稀少。其性温，味甘、微苦。有大补元气、复脉固脱、安神益智、生津养血、补脾益肺之功。在中医上常用于内热消渴、气血亏虚、肢冷脉微等病症。在西医上，因其富含人参皂苷和人参多糖，常用于抗肿瘤、降血糖血脂、抗利尿、增强免疫力等作用。

1.2 西洋参

西洋参即花旗参，草本植物，纺锤形或圆柱形的根，茎呈圆柱形，茎顶端有掌状复叶轮生，伞形花序，药用部位为根。西洋参原产于美国北部、加拿大南部，以栽培品入药。其性凉，味微苦，有补气养阴、清热生津之功。在中医上常用于气虚两脱、虚热烦倦、内热消渴等病症。在西医上，也因其皂苷和多糖含量丰富而广泛应用于抗疲劳、抗氧化、抗肿瘤等方面。

1.3 三七

三七为多年生草本植物，肉质根呈倒圆锥形或圆柱形，掌状复叶呈长卵圆形至倒卵状长椭圆形，药用部位为根或根茎。三七主要分布于我国广西田阳、靖西、百色及云南文山等地，主要以栽培品入药。其性温，味微苦，有散瘀止血、消肿定痛之功效。在中医上常用于各种出血、跌扑肿痛、血滞胸腹等病症。具有镇痛抗炎、抗衰老、抗疲劳、抗肿瘤及调血脂等功效。

2 五加科人参属药用植物主要化学成分

五加科人参属植物富含三萜皂苷、香豆素、黄酮类及聚炔类化合物，且药用植物不同部位的化学成分分布也不同。

2.1 人参主要化学成分

人参的化学成分有皂苷、多糖、挥发油、蛋白质、有机酸、多肽、微量元素等[1]，其中人参皂苷及多糖为主要活性成分，但由于生长年限不同，入药部位不同[2]，其所含有效成分存在较大差异。人参的根、茎、叶、花中富含各种人参皂苷，其主要有效物质有达玛烷型四环三萜类、齐墩果烷型五环三萜类两种类型[3]。研究表明，人参不同部位总皂苷含量为花＞叶＞根＞茎，人参花中总皂苷含量约为茎中4 倍[4,5]。除人参皂苷外，人参多糖类也是人参的有效成分之一，在免疫调节中起到重要作用。人参多糖主要存在于人参的根及茎叶中，人参根含有水溶性多糖约为38.3%，碱性多糖为7.8%～10%[6]，人参淀粉约占多糖物质的80%。人参根及茎叶多糖多为酸性杂多糖，有别于人参根的是，人参茎叶多糖中无淀粉存在[7,8]。人参根与茎叶中均存在的多糖主要由l-阿拉伯糖、d-半乳糖、l-鼠李糖、d-半乳糖醛酸等成分组成[9]。

2.2 西洋参主要化学成分

西洋参的化学成分有三萜皂苷类、糖类、挥发油和黄酮类等[10]，且多存在于茎叶当中，已分离鉴定出的皂苷类成分，主要有奥克梯隆醇型、达玛烷型、齐墩果烷型三种结构类型[11]。除皂苷类成分外，西洋参多糖含量丰富且具有多种药理作用，也是西洋参主要的化学成分。西洋参多糖主要由蔗糖、麦芽糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、山梨糖、鼠李糖、木糖等成分组成[12]。我国西洋参栽培品中的多糖与加拿大、美国所产的西洋参多糖在淀粉和果胶含量上有所差异。

2.3 三七中主要化学成分

三七的化学成分有皂苷、挥发油、黄酮、多糖等。三七中的皂苷主要为达玛烷型、原人参二醇型和原人参三醇型[13]。此外，三七多糖也被视为三七中的活性成分。三七多糖的含量与产地、三七规格、采收季节密切相关，4 月份采收的20 头三七多糖含量最高。三七中的多糖类有鼠李糖、木糖、葡萄糖、蔗糖等，它们共同构成了具有免疫活性的三七多糖。

3 五加科人参属药用植物多糖提取分离方法

近年来，随着对植物多糖的深入研究，人们对多糖药理作用的认知也不断加深。作为植物中富含的成分，多糖的开发和利用必不可少。如果根据药理作用开发利用植物多糖，首先要了解植物多糖的提取、分离方法。多糖的提取分离以水提醇沉法、酸碱提取法、微波辅助法、超声辅助法、酶辅助法为常用方法[14]。近年来，超临界流体萃取法快速发展，也为植物多糖的提取提供了新的方法。本文主要总结水提醇沉法、微波辅助提取法和酶辅助法三种方法。水提法适用于大量提取，成本较低；微波辅助提取虽然多糖提取效率高，但成本过大，适用于少量提取，用作测定；酶法提取可减少化学品的使用及残留。

3.1 水提醇沉法

人参多糖的水提醇沉法：原药材粉碎成粗粉，加20 倍量水浸泡一定时间[15]，促进有效成分部分溶出。沸水煮提粗粉并收集上清液，滤渣再分别煮提两次并收集上清液，合并滤液，用蒸发器将滤液浓缩，最终用乙醇沉淀人参多糖。得到的粗多糖用氮气干燥[16,17]，并采用Sevag 试剂除去蛋白进行纯化。西洋参多糖水提醇沉法：原药材粉碎成粗粉，加10 倍量水浸泡溶出部分有效成分，热水煮提3 次，减压过滤，分别取上清液。滤液合并后减压浓缩[18]，用乙醇沉淀得粗多糖，并采用大孔树脂吸附法纯化[19]。三七多糖水提醇沉法：三七药材经无水乙醇浸泡除色素，纯化水沸水浴煮提，过滤，收集滤液。残渣分别沸水煮提两次并收集滤液。合并三次滤液，离心后取上清液，减压浓缩，加醇沉淀粗多糖，再用无水乙醇洗涤，加水复溶，冷冻干燥得三七多糖[20,21]。

3.2 微波辅助提取法

人参多糖的微波辅助提取法：将人参根茎及须根粉碎，用石油醚脱脂，加入30 倍量蒸馏水，在90℃下热水煮提。煮提液在400W 微波萃取仪中进行2min 微波提取后，水浴浓缩或减压旋转蒸发浓缩提取液[22,23]，95%乙醇沉淀多糖。西洋参多糖微波辅助提取法：西洋参粉碎成粗粉，加80%乙醇在90℃水浴下回流。过滤得上清液，离心，置微波萃取仪中微波提取3 次，微波提取过程中，提取液加热至沸腾后，静置1min，再加热至沸腾[24]，重复5 次。合并提取液后，离心，浓缩，干燥。三七多糖微波提取法：三七清洗晾干，粉碎成粗粉后加30℃蒸馏水浸泡，混合物置入超声-微波联合萃取仪提取。提取液离心后取上清液，加入无水乙醇静置，再离心后取沉淀进行冷冻干燥，得到三七多糖[25]。

3.3 酶法提取

人参多糖酶法提取：人参原药材粉碎，加入蒸馏水调节pH 至3.5，加入0.3%的纤维素酶、果胶酶等[26]，30℃提取2h。酶解后的悬浮液在100℃灭菌5min，再于4℃以下离心。离心后的悬浮液减压浓缩，加无水乙醇沉淀多糖并对其进行洗涤，最终干燥得粗多糖，再用sevage 试剂脱蛋白[27]。

4 五加科人参属药用植物免疫调节活性

几千年来，药用植物广泛应用于疾病的预防、治疗。其中五加科人参属药用植物的皂苷类被发现有广泛的药理活性，随着近年对该属植物的深入研究，我们发现其中富含的植物多糖也具有诸多的药理活性，尤其是它们的免疫调节活性，备受关注。

4.1 人参多糖的免疫调节作用

药理学研究表明，人参多糖可通过对免疫器官、免疫细胞、细胞因子的调节作用，发挥抗肿瘤、抗炎、抗衰老等功效[28]。高恒宇等人的实验表明，人参多糖能通过免疫调节作用，显著抑制人肝癌细胞BEL-7402 和HepG2 的增殖[29]。人参多糖可以通过增加脾脏和胸腺等免疫器官质量、提高脾脏NK 细胞活性、提升CD4+/CD8+比例等免疫调节方式[30,31]，抑制荷瘤小鼠的肿瘤生长和转移。人参多糖还可通过增加外周血中NK 细胞比例[32]，从而增强环磷酰胺化疗小鼠的免疫功能。人参多糖可替代抗生素，通过增加血清免疫球蛋白含量改善仔猪的免疫功能，降低仔猪腹泻发生率[33]。另外，人参多糖还可通过调节免疫器官功能及细胞因子水平，达到诱导非小细胞肺癌细胞及胃癌细胞SCG-7901 凋亡、抑制白血病细胞株增殖分化等，表现出良好的免疫调节效果[34-36]。人参多糖还可提高非小细胞肺癌患者Th1 及Th1/Th2 水平和比率[37]，增强癌症患者的免疫功能。人参多糖还可诱导DC 细胞分泌TNF-α，促进IL-12、IL-10 的产生[38,39]，从而调节体液免疫及细胞免疫。

4.2 西洋参多糖的免疫调节作用

西洋参多糖具有免疫调节作用早在上世纪就有记载，中国中医药对西洋参的应用也有三百多年历史。Ghosh 等人在研究西洋参悬浮培养物中分离的酸性多糖时[40]，发现其诱导小鼠脾淋巴细胞增值，促进细胞因子的产生。西洋参粗多糖可刺激巨噬细胞释放TNF-α，诱导人外周血单核细胞产生白细胞介素[41]，这表明西洋参多糖参与了机体的免疫调节。还有实验表明，经过辐射的小鼠在给予西洋参多糖的情况下，其巨噬细胞的吞噬能力和脾淋巴细胞的增殖能力均显著增强[42,43]。另外，西洋参多糖还可通过活化T 淋巴细胞增加其游离钙的浓度[44]，增强机体的免疫功能，进而抑制荷瘤小鼠的肿瘤生长速度。

4.3 三七多糖的免疫调节作用

三七多糖也可促进小鼠的脾淋巴细胞增殖转化、增强小鼠淋巴细胞增殖能力[45]。在动物实验时发现，三七多糖给药组小鼠抗体生成数量及淋巴细胞转化增殖能力显著高于对照组[46]，表明三七多糖具有良好的免疫调节作用。另外，有研究表明，三七多糖通过提高荷瘤小鼠胸腺指数、巨噬细胞吞噬指数、外周血CD3+及CD4+T 细胞数、自然杀伤细胞淋巴细胞及NK细胞比例等作用，增强免疫功能，对用环磷酰胺化疗的荷瘤小鼠发挥增效减毒作用[47-49]。

5 总结与展望

综上所述，五加科人参属药用植物三七、人参和西洋参应用广泛，就其植物多糖的免疫活性来看，其药理活性并不逊色于该类药用植物中的皂苷类成分，人参属多糖类成分是其用于抗肿瘤、抗炎、抗衰老，抗疲劳等方面的主要原因，不仅有药用价值，更有保健品开发价值。近年来对五加科人参属药用植物多糖药理活性研究不断深入，其应用范围也将不断扩大，尤其在增强机体免疫力方面具有广阔的应用前景。因此有必要对该类药用植物多糖成分进行系统深入的研究，促进五加科人参属药用植物相关产品和产业更好的发展。