真菌多糖的輻射防護(hù)作用研究

王靖雅，常劉楊，賈藝悅，董 輝，周則衛(wèi)，孫元明，龍 偉

（中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 放射醫(yī)學(xué)研究所，天津 300192）

核科學(xué)和電離輻射技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥和工業(yè)生產(chǎn)中，如影像學(xué)[1]、腫瘤放射性治療、核反應(yīng)堆及其輔助設(shè)施等，為人類現(xiàn)代生活帶來(lái)巨大便利。但其巨大能量及輻照劑量的不確定性也不可避免地帶來(lái)一定的潛在威脅，因此如何有效降低醫(yī)療輻射對(duì)人體正常組織的損傷，研究并開(kāi)發(fā)出高效低毒的輻射防護(hù)劑，對(duì)于核醫(yī)學(xué)的發(fā)展及臨床應(yīng)用意義重大。

真菌是一類在自然界中分布廣泛的真核生物，常用食物中的黑木耳、猴頭菇等，及中藥材中的靈芝、冬蟲(chóng)夏草、茯苓等均屬于真菌類生物。真菌多糖主要存在于真菌的菌絲體、子實(shí)體和發(fā)酵液中，主要由幾丁質(zhì)和β-（1,3）-D-葡萄糖構(gòu)成，有活性的真菌多糖大多數(shù)具有β-（1,3）糖苷鍵主鏈[2]。真菌多糖生物活性的高低與主鏈的分支度密切相關(guān)，一般而言，分支度高的多糖有較高的生物活性[3]。此外，多糖的生物活性同樣受到各種特定的修飾基團(tuán)影響，不同的修飾基團(tuán)既可增強(qiáng)多糖活性，也可減弱其活性。

國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，真菌多糖的輻射防護(hù)作用主要與以下幾個(gè)方面相關(guān)：清除自由基、抗氧化，防護(hù)DNA大分子免受輻射損傷，防護(hù)免疫系統(tǒng)和造血系統(tǒng)。本文主要對(duì)下述幾種真菌多糖的輻射防護(hù)作用研究進(jìn)行綜述。

1 靈芝多糖

靈芝多糖是多孔菌科靈芝屬真菌菌絲體的次生代謝產(chǎn)物，儲(chǔ)存在靈芝的子實(shí)體和菌絲中，在抗癌、降血糖、抗衰老、抗氧化[4]等方面均有一定效果。

丁妍等[5]利用60Coγ射線對(duì)小鼠進(jìn)行一次性全身大劑量輻照后，觀察靈芝多糖對(duì)輻射損傷小鼠的防護(hù)作用。將SPF級(jí)昆明種雌性小鼠分為5組，給藥及輻照處理后，觀察接受致死劑量60Coγ射線照射小鼠的30 d存活率及生存時(shí)間，并記錄給藥組小鼠外周血、脾指數(shù)、血清超氧化物歧化酶（SOD）活性等指標(biāo)變化；結(jié)果表明，經(jīng)靈芝多糖給藥后，相較于單純輻照組，小鼠的各項(xiàng)指標(biāo)均明顯恢復(fù)。Pillai等[6]通過(guò)類似實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了丁妍課題組的研究結(jié)果。方廖瓊等[7]和楊睿悅等[8]分別將羊胎粉、海洋蛋白肽和靈芝多糖聯(lián)合使用，發(fā)現(xiàn)與靈芝多糖的單獨(dú)使用效果相比，聯(lián)合服用的輻射防護(hù)效果大幅提升。

研究發(fā)現(xiàn)，靈芝多糖的輻射防護(hù)作用機(jī)制主要表現(xiàn)為以下兩個(gè)方面，一是提高機(jī)體的免疫功能；二是通過(guò)抑制損傷細(xì)胞的增殖活性，使受損細(xì)胞無(wú)法繼續(xù)增殖[9]。此外，靈芝多糖有修復(fù)輻射引起的骨髓抑制效果，從而促進(jìn)機(jī)體造血系統(tǒng)恢復(fù)[10]。

2 姬松茸多糖

姬松茸多糖主要存在于蘑菇科蘑菇屬腐生菌姬松茸中，是一類有螺旋狀三維立體結(jié)構(gòu)的β型葡聚糖。該類多糖難以被人體消化分解，可直接作用于細(xì)胞膜上的相關(guān)受體，故一般有較顯著的生物活性。

臨床研究發(fā)現(xiàn)，姬松茸多糖不僅有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤突變及降糖降脂作用，還可抑制輻射損傷[11]。周?chē)?guó)清等[12]研究姬松茸多糖對(duì)輻射損傷大鼠淋巴細(xì)胞增殖活性和紅細(xì)胞溶血度的影響，提出姬松茸多糖對(duì)輻射損傷后的大鼠免疫系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用。將SPF級(jí)的健康雄性大鼠隨機(jī)分為4組，X射線輻照，給藥對(duì)照組經(jīng)姬松茸多糖灌胃后繼續(xù)飼養(yǎng)14 d，測(cè)定各組大鼠的淋巴細(xì)胞活性及紅細(xì)胞溶解度。與正常對(duì)照組相比，模型對(duì)照組淋巴細(xì)胞增殖活性和紅細(xì)胞溶解度均下降；而與模型對(duì)照組相比，給藥對(duì)照組的淋巴細(xì)胞增殖活性和紅細(xì)胞溶解度均有所恢復(fù)。

機(jī)體內(nèi)水分子在電離輻射作用下氧化生成大量過(guò)氧化氫及羥基自由基等有害物質(zhì)，DNA、蛋白質(zhì)等維持正常生命活動(dòng)生的物大分子與之進(jìn)一步相互作用，導(dǎo)致其原有結(jié)構(gòu)和功能破壞，最終引起機(jī)體損傷甚至死亡[13]。姬松茸多糖作為天然的外源性抗氧化劑，可通過(guò)直接清除機(jī)體內(nèi)的各類過(guò)多有害自由基，實(shí)現(xiàn)降低機(jī)體損傷的效果[11]。

3 銀耳多糖

銀耳多糖是一類自銀耳子實(shí)體中提取的酸性雜多糖，其主鏈主要由α(1→3)-D-甘露糖構(gòu)成[14]，有較明顯的提高免疫力、抗腫瘤、抗衰老、降血糖、降血脂[15]和抗氧化[16]生物活性。

韓英等[17]分析輻照后小鼠的30 d存活率和外周血等指標(biāo)變化，研究銀耳多糖對(duì)輻射損傷小鼠的防護(hù)作用。研究表明，經(jīng)腹腔注射銀耳多糖的小鼠存活率及存活天數(shù)均明顯高于單純輻照組；此外，給藥對(duì)照組小鼠的外周血紅蛋白含量、白細(xì)胞數(shù)及紅細(xì)胞數(shù)等指標(biāo)均有升高，并能穩(wěn)定維持在一定范圍內(nèi)。該結(jié)果表明，銀耳多糖對(duì)輻射小鼠有一定的輻射防護(hù)作用。閆玉軍等[18]研究銀耳孢糖對(duì)γ射線照射誘發(fā)的小鼠骨髓細(xì)胞染色體畸變和骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核率的影響，發(fā)現(xiàn)銀耳孢糖對(duì)γ射線輻射所致的小鼠骨髓細(xì)胞損傷具有輻射防護(hù)作用。楊萍[19]發(fā)現(xiàn)經(jīng)磷酸酯化后的銀耳多糖同樣有明顯的輻射防護(hù)作用，其研究結(jié)果雖然未能清楚地闡述二者的構(gòu)效關(guān)系，但為開(kāi)發(fā)新型輻射防護(hù)劑提供了一種新的思路。

4 黑木耳多糖

黑木耳多糖是一類從黑木耳子實(shí)體中提取的功能性成分，有降血脂、降血糖、抗腫瘤、抗凝血等多種生物活性[20]。研究發(fā)現(xiàn)，黑木耳多糖與多酚類藥物協(xié)同使用可明顯降低機(jī)體的輻射損傷程度。

張乃珣等[21]將黑木耳多糖和紅松多酚協(xié)同使用發(fā)現(xiàn)，高劑量組合給藥組小鼠體內(nèi)的維生素和谷胱甘肽含量，及各類抗氧化酶類，如輔酶Q10、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶的活性均顯著提高，同時(shí)丙二醛（MDA）含量明顯降低，結(jié)果表明，黑木耳多糖與紅松多酚聯(lián)合使用有較顯著的輻射防護(hù)作用。白海娜等[22]聯(lián)合使用黑木耳多糖和原花青素，得出類似的結(jié)論，即黑木耳多糖與酚類物質(zhì)的協(xié)同使用可作為一類有效的復(fù)合輻射防護(hù)劑，有明顯緩解輻射損傷效果。

胡俊飛等[23]分析硫酸化的黑木耳多糖對(duì)輻照后小鼠SOD活性、MDA含量骨髓微核率及骨髓DNA含量變化，發(fā)現(xiàn)硫酸化黑木耳多糖同樣有抗輻射誘導(dǎo)氧化作用，且其輻射防護(hù)作用比天然的黑木耳多糖更明顯。

5 香菇多糖

香菇多糖是一類由優(yōu)質(zhì)香菇子實(shí)體中提取的活性成分，主要由β-(1-3)-D-葡聚糖組成，具有抗腫瘤、抗感染、免疫調(diào)節(jié)等多種生物活性作用。

宋秀玲等[24]發(fā)現(xiàn)香菇多糖可通過(guò)減少X射線對(duì)免疫器官及機(jī)體染色體的損傷,增強(qiáng)小鼠抗氧化系統(tǒng)酶活性，促進(jìn)造血系統(tǒng)恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠的輻射防護(hù)作用。付青姐等[25]觀察輻射損傷小鼠的脾臟發(fā)現(xiàn)，香菇多糖有減輕小鼠脾臟的輻射損傷效果。柳迎華等[26]確定了香菇多糖對(duì)慢性低劑量小鼠的輻射防護(hù)作用。

6 灰樹(shù)花多糖

灰樹(shù)花多糖是從多孔菌科灰樹(shù)花中提取的一類有顯著腫瘤抑制、抗HIV病毒,改善免疫系統(tǒng)功能，調(diào)節(jié)血糖、血脂及膽固醇水平，降血壓等多重生物活性的異聚糖[27-28]。金國(guó)虔等[29]發(fā)現(xiàn)，灰樹(shù)花胞外多糖和胞內(nèi)多糖均對(duì)輻照小鼠有一定的輻射防護(hù)作用。王清潔等[28]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，灰樹(shù)花發(fā)酵液粗多糖有比灰樹(shù)花發(fā)酵液精多糖更顯著的輻射防護(hù)作用，推斷該現(xiàn)象可能與多糖精制過(guò)程中破壞肽鏈結(jié)果有關(guān)。

7 其他多糖

孫艷美等[30]發(fā)現(xiàn)在高功率的微波輻射下，樺褐孔菌多糖可通過(guò)調(diào)節(jié)輻照小鼠體內(nèi)的細(xì)胞因子，發(fā)揮輻射防護(hù)作用。張亞男等[31]研究金針菇根部多糖對(duì)秀麗線蟲(chóng)的輻射防護(hù)作用發(fā)現(xiàn)，金針菇多糖能顯著降低輻射后秀麗線蟲(chóng)體內(nèi)的自由基含量，因此認(rèn)為金針菇多糖可能有一定的輻射防護(hù)作用。Joseph等[32]發(fā)現(xiàn)桑黃多糖有保護(hù)電離輻射所引起的氧化應(yīng)激反應(yīng)的效用。

綜上所述，真菌多糖不僅有明顯的輻射防護(hù)作用，且與其他小分子類輻射防護(hù)劑如氨磷汀相比，副作用小，在體內(nèi)代謝容易，來(lái)源廣泛，生產(chǎn)培養(yǎng)技術(shù)相對(duì)也已成熟，在未來(lái)將會(huì)擁有更大的可研究空間和實(shí)用價(jià)值。研究表明，部分真菌多糖與其他藥物的協(xié)同使用或經(jīng)結(jié)構(gòu)修飾可增強(qiáng)其抑制輻射損傷的作用效果，因此不能局限于使用單一多糖，而應(yīng)適度考慮研究與其他藥物的協(xié)同使用或?qū)ζ溥M(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾。目前對(duì)真菌多糖的生物學(xué)研究對(duì)象主要為小鼠，對(duì)于其他生物對(duì)象的研究較少，因此其有較大的研究空間與發(fā)展前景。