蘆靜波 陳靠山 曹劍鋒 王國棟 朱 磊

皖南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，安徽省蕪湖市 241002

多糖抗腫瘤活性
及其機制研究＊

蘆靜波 陳靠山 曹劍鋒 王國棟 朱 磊

皖南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，安徽省蕪湖市 241002

惡性腫瘤的治療仍是世界難題，作為生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑的多糖來源廣泛，產(chǎn)業(yè)化成本低，配伍傳統(tǒng)抗腫瘤藥物使用具有療效佳、毒副作用小等優(yōu)點，給抗腫瘤藥物的開發(fā)帶來很大的前景。因此，本文就多糖抗腫瘤的活性及機制研究作一綜述，探討多糖抗腫瘤作用，為開發(fā)更多有抗腫瘤活性的多糖提供一定的參考。

惡性腫瘤 多糖 活性機制

惡性腫瘤是威脅人類健康的重大疾病，各國對它都展開了積極廣泛的研究。腫瘤細胞是機體內(nèi)的正常細胞在內(nèi)外部因素長期共同作用下發(fā)生的一種過度增生異常分化的結(jié)果。機體免疫系統(tǒng)對異己腫瘤細胞有免疫監(jiān)視的作用，但仍有一部分腫瘤細胞通過免疫逃逸可以躲過機體衛(wèi)士的監(jiān)控，有時微環(huán)境中的免疫細胞還會促進腫瘤的生長。因此，腫瘤細胞與宿主的免疫監(jiān)視是一種相生相克的復(fù)雜關(guān)系，腫瘤形成與否，取決于兩者的較量。

現(xiàn)階段惡性腫瘤的發(fā)病機制及防治研究雖已取得較大進步，但腫瘤的形成是多因素、多階段長期相互作用的結(jié)果，機制復(fù)雜，很多問題還有待研究解決。目前臨床上主要應(yīng)用腫瘤治療的手段是放化療，有很大的副作用，導(dǎo)致病人的生存質(zhì)量明顯下降，整體治療效果并不滿意。因此尋求高效低毒的天然抗腫瘤藥物顯得尤為迫切。

多糖（Polysaccharide）是由10個及以上單糖通過糖苷鍵形成的多羥基醛酮類的高分子聚合物。多糖在細胞構(gòu)建、生物合成、生命活動調(diào)控、免疫功能調(diào)節(jié)、物質(zhì)運輸、細胞轉(zhuǎn)化、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等過程起到舉足輕重的作用。天然來源的多糖是一類重要的生物活性物質(zhì)，具有抗病毒、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤等[1］多種功能，且細胞毒性小、免疫原性低、安全性高，已經(jīng)成為開發(fā)癌癥治療藥物的重要來源之一。

多糖的抗腫瘤活性主要在兩方面發(fā)揮作用：一是激活免疫系統(tǒng)，通過提高機體免疫力間接發(fā)揮抗腫瘤作用，各種天然多糖能夠激活B淋巴細胞，T淋巴細胞、樹突狀細胞、NK細胞和巨噬細胞；二是對腫瘤細胞直接毒性，通過改變細胞膜流動性，調(diào)節(jié)細胞增殖、凋亡、血管生成等相關(guān)基因的表達抑制腫瘤細胞生長。目前，已有多種天然活性多糖作為輔助治療腫瘤的藥物在臨床應(yīng)用，如香菇多糖、云芝多糖等。本文以多糖對免疫功能的影響為重點，從增強免疫活性和誘導(dǎo)腫瘤凋亡兩個方面進行闡述。

1 多糖對免疫功能的影響

免疫系統(tǒng)在腫瘤發(fā)生發(fā)展中扮演了重要角色，腫瘤的免疫治療是目前腫瘤治療的策略之一，腫瘤免疫療法的臨床目標(biāo)是通過利用免疫系統(tǒng)靶向腫瘤，以提供被動或主動免疫對抗惡性腫瘤[2］，多糖對免疫功能的調(diào)節(jié)主要包括細胞免疫和體液免疫，其中以細胞免疫為主導(dǎo)。

腫瘤細胞大多缺乏或者具有較弱的提供共刺激信號的能力，對腫瘤抗原免疫應(yīng)答反應(yīng)之前，首先要由抗原提呈細胞（APC）對其加工，才能為免疫效應(yīng)細胞所識別。APC包括樹突狀細胞（Dendritic cells，DC）、巨噬細胞和B淋巴細胞。

1.1 對抗原提呈細胞的影響

1.1.1 樹突狀細胞：負責(zé)高效地攝取、加工處理和遞呈抗原，是公認功能最強的專職抗原遞呈細胞（Antigen presenting cells，APC），未成熟DC具有較強的遷移能力，成熟DC能有效激活初始型T淋巴細胞，引起一系列的免疫應(yīng)答。臺灣靈芝多糖PS－F2體外能夠刺激DC產(chǎn)生TNF－α、IL－6和IL－12等細胞因子，刺激DC表達成熟標(biāo)記物CD40、CD80、CD86和Ⅱ類MHC，提高機體適應(yīng)性免疫反應(yīng)[3］。Abbi L等人研究發(fā)現(xiàn)，蛋白鍵合的云芝多糖（PSK），可以使樹突狀細胞（DC）的Toll樣受體2（TLR2）上調(diào)，使DC高表達其成熟標(biāo)記物CD40、CD80、CD86和Ⅱ類MHC[4］。黃芪多糖[5］誘生DCs顯著激發(fā)同種異體T淋巴細胞增殖，誘生過的DCs負載腫瘤抗原后可誘導(dǎo)腫瘤特異性細胞殺傷性T細胞（CTL），產(chǎn)生白血病細胞毒效應(yīng)。

1.1.2 巨噬細胞：巨噬細胞作為APC啟動免疫反應(yīng)，由它們分泌的細胞因子參與抗腫瘤的反應(yīng)，增強宿主防御能力。并作為效應(yīng)細胞介導(dǎo)腫瘤細胞溶解。Takeda K等人發(fā)現(xiàn)用巖藻依聚糖刺激過的RAW264.7與S180共培養(yǎng)后，通過核因子NF－κB依賴性信號傳導(dǎo)途徑產(chǎn)生大量具有細胞毒作用的NO抑制S－180的增殖[6］。云芝多糖（PSK）體外可以促進外周單核細胞和巨噬細胞的增殖，增強免疫功能，起到抗腫瘤的作用[7］。從五味子葉中提取的多糖給L5178Y淋巴癌細胞的荷瘤小鼠灌胃，能升高血清TNF－α的分泌水平，使荷瘤小鼠的存活率顯著提高，抑制腫瘤生長，體外可增強巨噬細胞的吞噬能力，并促進巨噬細胞分泌NO和TNF－α，顯著增強免疫系統(tǒng)的功能[8］。從真姬菇Hypsizygus marmoreus（Peck）Bigelow中分離一種多糖蛋白復(fù)合物（HM－3A）可以刺激人體的單核－巨噬細胞成熟分泌細胞因子IFN－c和TNF－α，從而抑制人髓性白血病U937細胞的生長[9］。

1.1.3 B淋巴細胞：B淋巴細胞主要執(zhí)行機體的體液免疫（Humoral immunity），抗原刺激后可分化為漿細胞，漿細胞可以分泌免疫球蛋白。海洋真菌莖點霉YS4108菌絲中提取的多糖YCP，使小鼠脾B淋巴細胞大量增殖，產(chǎn)生IgM抗體。激活免疫系統(tǒng)產(chǎn)生強大的抗腫瘤作用[10］。葛淑芝[11］等人研究發(fā)現(xiàn)酵母多糖濃度為2.00g/L時鼠脾淋巴細胞的IL－2的分泌量高達15.6μg/L，CD3＋、CD19＋標(biāo)記的細胞百分比大大升高，表明酵母多糖可以大大增加T細胞和B細胞數(shù)量，對機體細胞和體液免疫均有明顯的增強。

1.2 對效應(yīng)淋巴細胞的影響 效應(yīng)淋巴細胞，能特異的識別腫瘤抗原，接受腫瘤抗原刺激，并通過增殖分化分泌抗體、細胞因子，直接或者間接殺傷腫瘤細胞，主要包括T細胞、NK細胞。T淋巴細胞來源于骨髓的多能干細胞，后轉(zhuǎn)移到胸腺中分化成熟。按照功能和表面標(biāo)記可以分為細胞毒T細胞（CTL）、輔助T細胞（Th1和Th2）、調(diào)節(jié)性T細胞（Treg）和記憶T細胞（Tm），其中與抗腫瘤密切相關(guān)的是細胞毒T細胞和輔助T細胞。

1.2.1 細胞毒性T細胞：表型為CD8＋，是腫瘤免疫反應(yīng)的主要殺傷細胞，通過FAS途徑和穿孔素顆粒酶途徑起到殺傷腫瘤細胞作用。PSK可以通過TLR2受體提高CD8＋T淋巴細胞殺傷活性，從而起到抗腫瘤作用[12］。

1.2.2 輔助性T細胞（Th）：表型為CD4＋，分為Th1和Th2。Th1主要介導(dǎo)細胞免疫，分泌IL－2、TNF－α，促進CTL的增殖和CTL細胞毒作用，放大免疫效應(yīng)，是機體抗腫瘤免疫的主要形式；Th－2細胞主要介導(dǎo)體液免疫，體內(nèi)主要參與超敏反應(yīng)和自身免疫疾病，分泌IL－4、IL－10。Th2細胞在腫瘤患者體內(nèi)處于優(yōu)勢的分化狀態(tài)，其產(chǎn)生的細胞因子對Th1細胞增殖分化和細胞毒性T淋巴細胞的功能具有抑制作用，會使機體免疫功能減弱，使腫瘤發(fā)生免疫耐受、逃逸等。所以維持機體正常免疫功能的關(guān)鍵是Th1/Th2型細胞處于動態(tài)平衡。馬齒莧多糖可以使荷瘤小鼠脾細胞分泌細胞因子的穩(wěn)態(tài)失衡得到糾正，促進荷瘤小鼠分泌IL－2，刺激CTL的殺瘤活性，起到抗腫瘤的作用[13］。在鼠脾細胞培養(yǎng)時發(fā)現(xiàn)用臺灣靈芝多糖（PS－F2）處理后可以上調(diào)表達T－bet和干擾素（IFN）－γ的T淋巴細胞數(shù)量；與卵白蛋白（OVA）抗原共同使用時能刺激OVA特異性抗體的產(chǎn)生，誘導(dǎo)產(chǎn)生OVA特異性CTL，提高機體適應(yīng)性免疫反應(yīng)[3］。PS－F2可以有效刺激Th0向Th1分化，誘導(dǎo)Th1極化[14］。田頭菇多糖（APP）聯(lián)合應(yīng)用化療藥環(huán)磷酰胺能調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡，糾正細胞因子的表達變化，還能拮抗因環(huán)磷酰胺引起的白細胞減少，促進免疫功能的恢復(fù)，延長小鼠存活時間，增強了小鼠抗腫瘤的能力[15］。黃芪多糖體外顯著刺激小鼠脾淋巴細胞增殖，促進細胞因子IL－2和IFN－r的分泌，具有明顯的量效關(guān)系[16］；誘導(dǎo)脾DC的分化，增強T淋巴細胞的免疫功能并通過IL－12介導(dǎo)的Th2細胞向Th1轉(zhuǎn)移[17］。蛋白結(jié)合的云芝多糖PSK能刺激OVA特異性T細胞的增殖，并誘導(dǎo)產(chǎn)生IFN－γ、IL－2和TNF－α[4］。槐耳多糖可以提高CD4＋T細胞數(shù)量，抑制肝癌細胞的生長[18］。

1.2.3 NK細胞：NK細胞是體內(nèi)一類重要的免疫細胞，無需抗原預(yù)先致敏，直接殺傷腫瘤細胞[19］。NK細胞經(jīng)黃芪多糖作用48h后與HL－60細胞在不同效靶比（5∶1、10∶1、20∶1）條件下共培養(yǎng)，NK細胞殺傷敏感性增加顯著[20］。光棘球海膽卵多糖（SEP）在體內(nèi)可以通過TLR2和TLR4介導(dǎo)，促進NK細胞的細胞毒作用，具有抗肺癌的活性[21］。

2 對腫瘤的抑制作用

2.1 直接抑制腫瘤 多糖對腫瘤直接的細胞毒作用。經(jīng)桑黃多糖[22］誘導(dǎo)HepG2（Human hepatocellular carcinoma cells）細胞通過減少鈣網(wǎng)蛋白表達和激活P27kip1蛋白－細胞周期蛋白A/D1/ECDK2途徑阻滯在S期，與對照相比桑黃多糖處理的小鼠（200mg/kg）的實體腫瘤的重量顯著降低，荷瘤小鼠的體重增加。

2.2 誘導(dǎo)細胞凋亡 地榆多糖SRP[23］、姬松茸多糖（ABP）[24］可以破壞白血病細胞HL－60的線粒體膜電位，引起細胞色素C釋放入胞質(zhì)中，升高的Bax/Bcl－2的比率，激活caspase－9和caspase－3，經(jīng)線粒體途徑介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)誘導(dǎo)HL－60細胞的凋亡。

靈芝多糖GLP可以激活caspase－8，上調(diào)caspase－3和Fas，通過死亡受體途徑對人結(jié)腸癌細胞株HCT－116有顯著的抗癌活性[25］。石磊研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)南極海洋菌多糖PEP[26］處理后的乳腺癌細胞MDA－MB－231細胞CHOP和caspase12基因的表達量增加，表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通路參與了該凋亡過程。褐藻多糖硫酸酯結(jié)合物[27］能耗竭細胞中還原型GSH，導(dǎo)致ROS過度積累使線粒體損傷，促使SMMC－7721細胞凋亡。

3 小結(jié)與展望

隨著抗腫瘤治療的發(fā)展，抗癌藥物將由細胞毒性藥物轉(zhuǎn)向非細胞毒性藥物。在這一轉(zhuǎn)變趨勢中生物治療將起到重要作用。多糖是一種良好的生物調(diào)節(jié)劑，具有提高自身免疫能力和抗腫瘤的雙重作用。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)量少，目前的研究還不夠全面，深入，因此在多糖的分離純化、結(jié)構(gòu)分析、作用機理及產(chǎn)業(yè)化研究還有很長一段路要走。隨著各種基因，發(fā)酵等生物工程的發(fā)展，各種檢測分離技術(shù)的不斷進步，相信多糖的功能將會得到廣泛的應(yīng)用。

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A

1001－7585（2015）22－3048－03

2015－06－04

（編輯羽飛）

1國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃863項目（2012AA021501）；2安徽省自然科學(xué)基金項目（1408085MH197，1508085MH191）；3安徽高校省級優(yōu)秀青年人才基金重點項目（2013SQRL054ZD）。通訊作者：陳靠山