植物多糖對淋巴細胞免疫調節功能影響的研究進展

張 媛，尚曉婭，徐春蘭，牛衛寧，李 洋，欽傳光

（西北工業大學生命學院，陜西 西安710072）

植物多糖是一類潛在的天然免疫調節劑，具有來源廣泛、易被人體接受、對人體無毒無害和價格低廉等優點，是近年來國內外研究的熱點。目前發現有明確藥物效應的植物多糖有上百種，它們具有調節免疫功能、抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、抗衰老、降血糖和降血脂等藥理作用[1～6］。植物多糖通過活化巨噬細胞、淋巴細胞，促進有絲分裂作用和細胞因子分泌，增強網狀內皮系統功能及紅細胞免疫等途徑達到調節機體免疫的作用[7～9］。機體免疫應答功能的重要細胞成分是淋巴細胞（Lymphocyte），它由淋巴器官產生，按照其發生、遷移、表面分子和功能不同，分為T細胞、B細胞和NK細胞等亞類，分別介導機體的細胞免疫、體液免疫和對腫瘤細胞和病毒感染細胞的殺傷作用等免疫學功能。作者綜述了植物多糖對T淋巴細胞、B淋巴細胞、NK細胞、LAK細胞、淋巴細胞分泌抗體、淋巴細胞分泌細胞因子、淋巴細胞信號轉導等方面影響及多糖受體的重要研究進展，以期為多糖免疫調節作用機制的研究提供理論依據，并為多糖類藥物的開發提供參考。

1 對T、B淋巴細胞的影響

T淋巴細胞來源于骨髓的多能干細胞，是相當復雜的不均一體，能夠不斷地在體內更新，在同一時間可以存在于不同發育階段或功能的亞群。B淋巴細胞也來源于骨髓多能干細胞，比T淋巴細胞體積略大，受到抗原刺激后，會增殖分化出大量漿細胞，漿細胞可合成和分泌抗體并在血液中循環。NK細胞亦稱自然殺傷細胞，是一種細胞質中有大顆粒的細胞，沒有T淋巴細胞和B淋巴細胞所具有的受體，不會進行受體的基因重組，可分泌腫瘤壞死因子，摧毀目標細胞。

1.1 增加T淋巴細胞的數量和活性

T淋巴細胞可介導細胞免疫應答，是淋巴細胞的主要組分，具有多種生物學功能，如：直接殺傷靶細胞、輔助或抑制B淋巴細胞產生抗體、對特異性抗原和促有絲分裂原的應答反應以及產生細胞因子等。細胞免疫的效應形式主要有兩種：一種是與靶細胞特異性結合，破壞靶細胞膜，直接殺傷靶細胞；另一種是釋放淋巴因子，最終使免疫效應擴大和增強。Naira等[10］從心葉青牛膽中提取得到的（1→4）－α－D－葡聚糖（RRI）較容易引起機體的免疫反應，可使T淋巴細胞數量增加1倍左右。除此之外，香菇多糖（ASP）能促進正常小鼠和環磷酰胺引起免疫低下小鼠經PHA3誘導的T淋巴細胞增殖反應[11］。細辛多糖（HA）可以顯著促進B淋巴細胞和T淋巴細胞增殖，其分離后得到兩種組分HA1和HA2，HA1在小劑量下就可以很明顯地促進淋巴細胞增殖，增殖趨勢呈現“鐘形”，劑量為100 mg·kg－1時效果最好；HA2可以促進T、B淋巴細胞增殖，并具有計量依賴關系[12］。

1.2 促進B淋巴細胞的發育、增殖和分化

B淋巴細胞是免疫系統中產生抗體的細胞，產生的特異免疫球蛋白能特異性地與抗原結合，從而發揮體液性免疫作用。黃芪多糖（APS）可激活小鼠的B淋巴細胞和巨噬細胞[13］。柴胡多糖可通過誘導PTK的磷酸化、PLC和PKC的啟動、膜轉移，促進各細胞周期調節蛋白激酶的產生，進而誘導B淋巴細胞的增殖成熟[14］。六味地黃多糖CA4－3口服給藥環磷酰胺處理對小鼠皮細胞抗體生成反應能力低下具有明顯改善作用，體外應用可直接促進小鼠B淋巴細胞增殖反應，提升脾細胞產生抗體IgG水平[15］。ASP雖由于分子量巨大而無法透過細胞膜，但可以通過與B淋巴細胞和巨噬細胞表面的受體TLR結合而產生免疫活性。ASP與TLR的結合可能激活促進細胞分裂的蛋白激酶的活性而使得抗體和細胞分裂素增加[11］。川牛膝多糖對細胞不具有直接毒性作用，能夠促進B淋巴細胞增殖，增強小鼠NK細胞的活性，但對T淋巴細胞的增殖無促進作用[16］。

1.3 影響淋巴細胞的數量、比例和形態

T淋巴細胞根據細胞表面表達的共同受體不同分為CD4＋T細胞和CD8＋T細胞亞群。成熟的T淋巴細胞表面均可表達CD3分子，因此CD3被認為是成熟T淋巴細胞的重要標志。CD8＋T細胞是特異性細胞免疫的效應細胞，能通過分泌各種細胞因子殺死靶細胞，是機體抵抗病毒感染的重要組成部分，其數量減少說明機體的殺傷作用減弱、抵御和清除細胞內病原能力降低。CD4＋T細胞可以分泌多種具有免疫活性的細胞因子，刺激B淋巴細胞的活化、增殖及產生特異性中和抗體，因此CD4＋T細胞數量的減少會導致淋巴因子白介素－2（IL－2）等細胞因子減少、NK細胞活性及T淋巴細胞增殖活性下降，異致機體非特異性細胞免疫應答反應降低。

在醫學上，健康人群的CD4＋／CD8＋值在一定范圍內波動。臨床上惡性腫瘤、自身免疫性疾病等常伴有T淋巴細胞亞群的異常。研究表明，云芝多糖具有免疫促進作用，能刺激人外周淋巴細胞從G1期進入S期，并 可 使 CD4＋細 胞 明 顯 增 加、CD4＋／CD8＋值 增大[17］。火棘李多糖（PFP）可使小鼠胸腺和脾臟指數顯著增大，促進脾細胞增殖并提高NK細胞的活性，使CD4＋細胞數量增加、CD4＋／CD8＋值增大[18］。陳文英等[19］研究表明，CTX組在14d和21d時雛雞的CD4＋／CD8＋值大于對照組，且均值大于2，即出現CD4＋／CD8＋值倒置，是機體免疫機能紊亂的重要特征。但相同條件下，蒲公英多糖（TP）＋CTX可以使雛雞CD4＋／CD8＋值減小，說明TP對CTX導致的免疫機能紊亂具有良好的調節作用。研究還發現，靈芝多糖（GLPS）可通過間接激活淋巴細胞中DNA多聚酶而促進DNA合成及T淋巴細胞增殖，從而影響T細胞亞群的數量和功能[20］。肖軍軍等[21］也發現GLPS可引起體外培養的小鼠脾細胞核DNA、RNA含量增加，細胞內超微結構改變，細胞質和細胞核平均截面積明顯增大，核質比下降。

2 對NK細胞和LAK細胞的影響

NK細胞是具有許多胞質顆粒的大淋巴細胞，能夠在無抗原刺激和抗體參加的情況下溶解或殺傷多種病毒感染的細胞和腫瘤細胞，參與免疫調節，在機體抗腫瘤和早期抗病毒以及細胞內寄生菌感染的免疫過程中起重要作用。LAK細胞即淋巴因子激活的殺傷細胞，是外周血淋巴細胞在體外經IL－2激活3～5d而擴增成的具有廣譜抗瘤作用的殺傷細胞，具有抗腫瘤作用，但必須與激活后的IL－2協同作用才會有免疫增強效果。

2.1 增加NK細胞的數量

植物多糖通過增加NK細胞的數量來增強機體免疫。將RRI體外作用于正常淋巴細胞，于37℃、CO2培養箱中培養24h，NK細胞數量增至3倍以上[10］。研究水溶性靈芝多糖組分F3對各種免疫細胞的影響表明，CD16＋、CD56＋、NK細胞的數量是對照組的1.5倍，CD14＋單核／巨噬細胞和CD83＋分枝狀細胞數量分別達到對照組的2.9倍和2.3倍；經F3處理后，在效應細胞與目標細胞之比為20∶1時，CD56＋、NK細胞的細胞毒性增強31.7%[22］。

能夠增加NK細胞數量的多糖還有川牛膝多糖[16］、蘆薈多糖[23］、龍眼肉多糖[24］等。

2.2 激活NK細胞和LAK細胞

NK細胞可以通過多種途徑被活化，包括膜表面的CD3分子和多種細胞因子。NK細胞表面具有IL－2親和性受體，因而IL－2可以誘導NK細胞的增殖，增殖一般在刺激后3～4d開始發生。油菜花粉多糖能夠促進小鼠脾NK細胞對靶細胞的細胞毒性作用，提高NK細胞的殺傷活性[25］。PFP能夠促進脾淋巴細胞增殖、提高NK細胞的活性[18］。APS具有不同程度地提高存活LAK細胞的體密度、減少壞死，尤其是減小凋亡細胞體密度的作用。LAK細胞在進攻腫瘤細胞的過程中會出現自身細胞死亡的現象，其主要形式是壞死。APS在LAK細胞攻擊Hela細胞的過程中可以保護LAK細胞，以免除外界因素（其中包括Hela細胞核、LAK細胞本身在免疫攻擊過程中發生壞死時釋放的各種介質及細胞因子）對LAK細胞凋亡程序的影響[26］。枸杞多糖（LBP）體內應用可顯著增強LAK細胞的活性，促進淋巴細胞增殖，提升抗體水平，從而起到免疫調節作用[27］。

3 對淋巴細胞分泌抗體的影響

抗體是介導體液免疫的重要效應分子，是B淋巴細胞接受抗原刺激后分化為漿細胞所產生的糖蛋白，主要存在于血清等體液中，能與相應抗原特異性地結合，顯示免疫功能。CA4－3可提高B淋巴細胞產生抗體IgG的水平，增加脾細胞中分泌抗體IgG細胞的數量，提示CA4－3具有促進B淋巴細胞分化進而生成抗體的作用[15］。大量的研究表明，中藥多糖可以提升淋巴細胞分泌抗體的水平，如甘薯多糖（PSPP）刺激小鼠，能使小鼠血清中產生的特異性IgG的濃度升高[28］；PFP能促進小鼠血清溶血素的形成，各給藥組小鼠體內抗體水平均高于對照組[18］；硫酸化枸杞多糖能促進外周血淋巴細胞增殖，提高血清中抗體水平[29］。

4 對淋巴細胞分泌細胞因子的影響

細胞因子通過細胞表面的相應受體發揮生物學作用。細胞因子的生物活性包括抗菌作用、抗病毒作用，調節適應性免疫反應等。IFN－γ可以抵抗病毒感染、干擾病毒復制，并且還有抗重力、免疫調節、控制細胞增殖的能力。IL－2是T淋巴細胞輔助細胞分泌產生的，可以促進T淋巴細胞增殖，增強機體免疫能力，還可以激活NK細胞、誘導LAK等殺傷細胞的分化和效應能力。細胞因子之間可以通過相互誘生和協同作用而發揮更強的免疫功能。

4.1 對白細胞介素的作用

目前共發現31種白細胞介素（IL），分別命名為IL1～IL31。植物多糖能促進IL的生成。毛花獼猴桃根多糖及其純化后的4種組分可以明顯抑制荷瘤小鼠體內腫瘤的生長，促進淋巴細胞增殖，活化NK細胞，顯著提高細胞因子IL－2和IFN－γ的水平，并增加血清中特 異 性 抗 體 的 含 量[30］。PFP 提 高 了IL－2 的 水平[16］。當歸多糖、板藍根多糖和刺五加多糖等均能促進淋巴細胞分泌IL－2[31～33］。

4.2 促進干擾素生成

干擾素是最先發現的細胞因子，具有抗病毒、抗腫瘤、免疫調節、控制細胞增殖等重要作用，分為α、β、γ型。APS具有廣泛的免疫活性，可以通過提升臟器指數、促進淋巴細胞增殖等方式來增強機體免疫能力。與對照組相比，高、中、低三個劑量組小鼠細胞分泌IFN－γ的量均有明顯提高（P＜0.05），并呈現計量依賴性[34］。小鼠給藥高（10mg·kg－1）、中（5mg·kg－1）、低（1mg·kg－1）劑量的 ASP后，相對脾臟和淋巴質量增加，可以觀察到DTH反應和巨噬細胞的吞噬作用，腫瘤形成率降低，TNF－α、IFN－γ水平升高[11］。當歸多糖能夠活化巨噬細胞和T淋巴細胞，可能通過促進細胞因子IL－2、IFN－γ的分泌而發揮免疫調節作用[31］。板藍根多糖在體外顯著促進ConA誘導的豬脾臟淋巴細胞分泌IFN－γ，但抑制IL－2的分泌[32］。

5 多糖受體的研究

目前，多糖類藥物已經逐步用于臨床治療，但具體的作用機制不明確，只能用于輔助治療。多糖結構的多樣性和復雜性決定了多糖受體的研究比較困難。但受體的研究具有很重要的意義，尤其在受體蛋白表達與腫瘤發生關系及其治療、自身免疫性疾病診斷及治療等方面，受體研究的進步將給人類許多疾病的預防和治療帶來更多有效途徑。天然多糖受體的研究方法主要包括受體－配體結合法、通過受體突變體的研究方法、利用受體的抗體干擾或者受體抑制劑的方法、利用已知受體結構類似物進行干擾的方法等。迄今為止，研究者發現的多糖受體有3種：TLRs、mIg復合受體和CR3（補體Ⅲ型受體）。

5.1 TLR2與TLR4

TLRs作為典型的模式識別受體（Pattern recognition receptor，PRR）可以識別病原相關的分子模式[34］。天然來源的多糖能夠通過TLR4、TLR2介導多種免疫細胞激活細胞內信號通路，活化轉錄，促進細胞因子的釋放，從而發揮免疫調節作用。然而，在細胞增殖試驗中，GLPS無法激活有一個突變的TLR4分子（無信號轉導的能力）的小鼠脾臟B淋巴細胞。這是因為，抗小鼠TLR4單克隆抗體 （Ab）抑制GLPS刺激下的BALB／c鼠B淋巴細胞的增殖?？剐∈骉LR4和抗免疫球蛋白 （Ig）的抗體組，幾乎完全抑制GLPS誘導引起的B淋巴細胞增殖，這意味著膜Ig和TLR4需要GLPS介導B淋巴細胞激活[35］。Zanoni等[36］研究發現，TLR4＋的小鼠樹突細胞經過脂多糖（LPS）刺激后顯著升高，而 CD4＋小鼠樹突細胞經過LPS刺激后沒有變化，由此推斷，LPS誘發樹突細胞升高是由 CD4＋細胞接受的，CD14作為TLR4的共受體，在接受抗原刺激過程中起重要作用。

5.2 mIg復合受體

B淋巴細胞表面有大量的mIg受體，與CD19、CD79b形成mIg復合受體，用于調節B淋巴細胞活化。Han等[37］研究發現，刺五加多糖通過膜表面的mIg與CD19和CD79b形成的復合受體而特異性激活小鼠脾臟B淋巴細胞。莢膜黃芪多糖通過mIg誘導B淋巴細胞的增殖活性[13］。

5.3 CR3（補體Ⅲ型受體）

CR3受體，又稱cdⅡ／cd18，是iC3b的特異受體。Vetvicka等[38］對酵母多糖與CR3受體的凝集素結合位點進行了研究，在加入多糖前用抗CR3抗體處理淋巴細胞，能阻止受體的激活，在加入多糖后再加入抗CR3抗體，能阻止激活的CR3受體與iC3b靶細胞的結合。多糖與受體結合后受體構型發生改變，從而調節iC3b調理靶細胞的細胞毒性作用，但此受體的激活需要酪氨酸激酶，并且在受體I－結構域有一個Mg2＋依賴的形變。

6 對淋巴細胞信號轉導的影響

6.1 對Ca2＋轉導的影響

Ca2＋是一種重要的信使分子，對淋巴細胞功能有重要作用，如調節淋巴細胞的分裂、介導巨噬細胞的吞噬作用等。Lichtman等[39］報道細胞內升高是活化淋巴細胞的必要條件。細胞內有促進IL－2基因表達的作用，而IL－2對淋巴細胞增殖是必須的[40］。APS能計量依賴性提高淋巴細胞轉化率和細胞內 NO濃度。山豆根多糖（SSP1）通過調節蛋白激酶C和細胞內游離鈣水平，活化T淋巴細胞并釋放NO、分泌IFN－γ；苯地平是Ca2＋阻斷劑，可以抑制SSP1激活T淋巴細胞，表明Ca2＋是活化T淋巴細胞的影響因素[41］。銀耳多糖在一定劑量范圍內可劑量依賴性提高脾淋巴細胞內游離Ca2＋濃度，并與ConA有協同作用，Ca通道阻斷劑可阻斷這一作用[42］。GLPS也可以通過類似機制引起小鼠T淋巴細胞升高[43］。

6.2 對NO轉導的影響

NO也是一種重要的信使分子，由淋巴細胞、巨噬細胞、單核細胞和神經膠質細胞等產生。在傳遞神經信息和調節免疫功能等方面具有重要生物學功能，可以殺滅微生物和腫瘤細胞，增強機體非特異性免疫功能，對T淋巴細胞、核巨噬細胞的細胞因子分泌有調節作用并影響到T淋巴細胞的增殖。Kosonen等[44］報道NO供體藥物Oxatriazole通過產生NO抑制有絲分裂原誘導的淋巴細胞的增殖反應。但Liew[45］和Badovinac等[46］研究發現，NO在低濃度下刺激淋巴細胞增殖，而在高濃度下抑制淋巴細胞增殖，表明NO對淋巴細胞增殖的作用與濃度相關。

植物多糖影響淋巴細胞中NO含量已有大量報道。低劑量板藍根多糖可促進體外培養的豬脾淋巴細胞分泌NO，而高劑量板藍根多糖抑制NO的分泌[32］。此外，白術多糖可以提升仔豬外周血淋巴細胞產生NO的水平[47］，APS可能通過NO合成酶基因的表達進而提高NO合成酶的活性來促進小鼠脾淋巴細胞NO的合成，并具有劑量依賴性[48］。

6.3 對cAMP和cGMP信息系統的影響

cAMP和cGMP是細胞內重要的第二信使，對機體免疫功能具有重要的作用。cAMP介導免疫抑制效應，淋巴細胞內cAMP濃度升高，抑制淋巴細胞增殖和IL－2的合成。cGMP的作用與cAMP相反，能促進淋巴細胞增殖，cAMP／cGMP值對淋巴細胞的免疫效應起決定性作用。許多中藥提取多糖都可以影響淋巴細胞cAMP和cGMP的含量，從而調節淋巴細胞的免疫功能。白術多糖可以使仔豬外周血淋巴細胞中cAMP的濃度顯著升高（P＜0.5），ASP能夠提高小鼠血漿脾臟和胸腺中cGMP含量，降低脾臟和胸腺中cAMP含 量[47，11］。APS 可 引 起 小 鼠 淋 巴 細 胞 內cGMP濃度快速升高，并顯著降低cAMP的濃度從而降低cAMP／cGMP值[48］。

植物多糖對cAMP的影響受時間限制。研究發現，APS能夠提高cAMP濃度，但同時能促進淋巴細胞增殖，且APS對cAMP的影響有時間依賴性，當作用時間為60min時，對淋巴細胞內cAMP濃度沒有影響[49］。李 明 春 等[50］和 張 欣 等[51］分 別 發 現 GLPS 和LBP對小鼠cAMP濃度的提高作用是短暫的，在30～60min內恢復基礎水平。

7 不同信號分子的相互作用及其對免疫功能的調節

NO和cGMP關系表現在：NO是細胞間信息傳遞的重要調節因子，能激活各種靶分子。激活其受體蛋白sGC，提高cGMP水平是NO許多生理功能的主要信號轉導機制。APS可促進小鼠脾淋巴細胞NO的生成，通過NO－cGMP信號系統發揮其免疫作用。

NO與cAMP關系表現在：cAMP對細胞產生NO及NOs活性具有重要的調控作用。Pahan等[52］研究發現，cAMP升高物Forskolin可通過激活PKA進而激活NF－kB因子，促進iNOs基因的表達和NO生成。Benbernou等[53］研究表明，在Jurkat T細胞，可可豆堿及前列腺素E等通過cAMP介導的途徑使IL－4、IL－10 合 成 增 加、IFN－γ 合 成 下 降，同 時 促 進iNOsmRNA的表達，而用硝普鈉提供外源NO也有相同的作用。說明T淋巴細胞中通過cAMP－PKA途徑介導細胞因子的增加。但也有報道表明T淋巴細胞不能合成NO，而是由B淋巴細胞來完成，這還有待進一步研究[54］。

NO與干擾素和IL的關系表現在：IL－2是T淋巴細胞輔助細胞分泌產生的，它能夠促進T淋巴細胞增殖，提高機體免疫功能，還可激活 NK細胞，誘導CTL、LAK等殺傷細胞的分化和效應功能，以達到殺傷腫瘤細胞的目的。上述細胞因子還可以通過互相誘生和協同作用而發揮更強的抗腫瘤作用。激活的T淋巴細胞，如小鼠的Th2細胞、人類未致敏的和記憶CD4＋或CD8＋淋巴細胞及某些B淋巴細胞株可以釋放IL－13，后者通過抑制巨噬細胞iNOsmRNA及蛋白的合成，使NO的釋放減少。此外有研究表明，脂多糖可以刺激小鼠巨噬細胞釋放IL－10和IL－12，而IL－12又參與Th1淋巴細胞的分化。淋巴細胞釋放的細胞因子和巨噬細胞釋放的細胞因子，通過細胞間的交互作用從而達到影響免疫的功能[54］。

8 結語

免疫調節作用是植物多糖最重要的生物活性，植物多糖主要通過激活T淋巴細胞、B淋巴細胞、自然殺傷細胞和補體系統，刺激巨噬細胞產生IL－1、IL－2、IL－12、IL－18、腫瘤壞死因子和干擾素等細胞因子而發揮免疫調節作用，多糖藥物作為信號分子調控體內生理和生化反應，增強機體免疫能力。因此植物多糖有望開發成為一類新型的天然免疫調節劑，我國因為資源優勢更有可能在此方面領先于世界水平。

然而，目前關于植物多糖免疫調節活性的相關基礎研究仍停留在初級階段，雖然研究表明植物多糖能夠促進小鼠脾淋巴細胞和巨噬細胞的增殖，但是免疫調節作用機制仍不明確，有待進一步深入研究。淋巴細胞表面的多糖受體和細胞內信號轉導機制的相關研究比較少見，并且植物多糖有可能通過淋巴細胞與其它免疫細胞的相互作用而發揮免疫調節活性，這方面的相關研究報道也較罕見。植物多糖研究目前主要停留在理論和實驗室階段，隨著多糖研究的不斷深入，其作為藥物和保健品將為癌癥及人類自身免疫缺陷等疾病的預防和治療開辟一條有效的新途徑。

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