李飛飛(綜述),沈建平,莊海峰(審校)
(1.浙江中醫(yī)藥大學,杭州310053;2.浙江中醫(yī)藥大學附屬第一醫(yī)院浙江省中醫(yī)院,杭州310006)
黃芪為豆科植物膜莢黃芪[Astragalus mem branaceus(Fisch)Bge]和內蒙古黃芪[A.mongho licus Bge]的干燥根,其味甘、性溫,入肺、歸脾經。有補氣升陽、固表止汗、托毒排膿、利水消腫和生肌等功效,為補氣之要藥?,F(xiàn)代醫(yī)學發(fā)現(xiàn)其藥理作用廣泛,近年來研究發(fā)現(xiàn)黃芪中含多糖、皂苷、黃酮、氨基酸等多種有效成分,這些活性成分均有促進抗體生成和免疫反應的作用,能增強機體免疫功能,增強細胞代謝,調節(jié)DNA復制及RNA和蛋白質的合成,并具有固腎降壓、保肝抗炎等功能[1]。黃芪多糖(astragalus polysaccha rides,APS)是黃芪的主要活性成分之一,可作為免疫促進劑或調節(jié)劑,同時具有抗病毒、抗腫瘤、抗衰老、抗輻射、抗應激、抗氧化等作用,臨床上已經用于治療肝炎、腫瘤等疾?。?]。目前,APS在免疫調節(jié)方面已廣泛應用,并取得了可喜的進展,現(xiàn)綜述如下。
免疫器官包括中樞免疫器官(胸腺、骨髓、法氏囊)和外周免疫器官(脾臟、淋巴結、黏膜相關淋巴組織、皮膚相關淋巴組織)。免疫器官的發(fā)育狀況會直接影響到機體免疫力的高低。APS對動物機體免疫器官的促進作用主要表現(xiàn)為增加動物胸腺、脾臟、法氏囊等免疫器官的重量及對創(chuàng)傷動物免疫器官重量減輕的拮抗作用[3]。劉俊英等[4]建立小鼠截肢應激模型,探討創(chuàng)傷應激狀態(tài)下小鼠免疫功能變化及APS對應激狀態(tài)下機體免疫功能影響,結果表明APS在體內應用可有效拮抗創(chuàng)傷應激導致的胸腺、脾臟減重,從而有效地拮抗應激所介導的免疫功能的抑制狀態(tài)。
1.1 APS對脾臟的作用 APS能增加脾臟重量,抑制免疫抑制劑對脾臟的萎縮,刺激脾造血祖細胞的增殖分裂。寧康健等[5]用1%的APS對小鼠進行腹腔注射,連續(xù)注射10 d后,小鼠脾臟指數比生理鹽水對照組大,表明APS注射液采用腹腔注射給藥能明顯增加脾臟重量。腹腔注射APS能抑制免疫抑制劑潑尼松龍或環(huán)磷酰胺對等免疫器官(脾臟、胸腺、腸淋巴結)造成的萎縮。夏星[6]對小鼠腹腔注射絲裂霉素C,皮下注射APS,采用造血細胞集落培養(yǎng)法觀察APS的藥理作用,證明APS是在絲裂霉素C腹腔注射后的后期階段可以刺激脾造血祖細胞的增殖分裂,表明APS對腹腔注射絲裂霉素C后的小鼠脾和骨髓造血祖細胞有刺激發(fā)育的作用。
1.2 APS對胸腺的作用 APS能增加胸腺重量,提高胸腺細胞活性,抑制胸腺細胞凋亡。張帆等[7]通過體內給藥,18 h后處死小鼠,取胸腺,通過普通光鏡下細胞形態(tài)學檢查,細胞活力的測定、瓊脂糖凝膠電泳檢測,研究黃芪水提物對地塞米松(dexamethasone,DEX)在小鼠體內誘導胸腺細胞凋亡的影響,得出在體內黃芪水提物可提高胸腺細胞活力,抑制DEX誘導的胸腺細胞凋亡的結論。楊燕萍等[8]以地塞米松磷酸鈉(dexamethasone sodium phosphate,Dex-p)誘導的胸腺細胞凋亡和胸腺細胞的自發(fā)凋亡為研究模型,通過流式細胞儀、電鏡檢測胸腺細胞亞二倍體百分率和形態(tài)結構的變化,證實APS可不同程度地抑制胸腺細胞的自發(fā)凋亡及由Dex-p誘導的胸腺細胞凋亡。朱麗紅等[9]采用腹腔注射DEX誘導小鼠胸腺細胞凋亡,觀察對小鼠胸腺指數、脾指數的影響和胸腺形態(tài)學的改變,并采用體外細胞培養(yǎng)法、3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽(MTT)法、流式細胞儀分析技術進行觀測,結果顯示DEX組(5 mg/mL)出現(xiàn)典型的胸腺萎縮表現(xiàn),黃芪注射液高劑量組(2000 μg/mL)較DEX組有一定程度的恢復,證明黃芪注射液對DEX誘導的胸腺細胞凋亡具有一定的抑制作用。
免疫細胞包括固有免疫的組成細胞和適應性免疫應答細胞(T細胞、B細胞),其中固有免疫的組成細胞包括吞噬細胞、樹突狀細胞(dendritic cell,DC)、自然殺傷(natural killer,NK)細胞、NKT細胞、嗜酸粒細胞和嗜堿粒細胞等。APS能顯著提高機體的細胞免疫作用。在免疫細胞中,受抗原刺激后能分化增殖,發(fā)生特異性免疫應答,產生抗體或淋巴因子的細胞為免疫活性細胞(主要是T細胞和B細胞),而單核細胞系的細胞和粒細胞則主要起協(xié)同作用[3]。
2.1 對T細胞和B細胞的影響 國內外學者認為多糖作為藥用主要是提高細胞免疫作用。聶小華等[10]報道,無論體內外,APS均可降低脾臟T細胞對伴刀豆球蛋白和植物血凝素的應答反應,其作用隨濃度增大而加強,這說明APS對T細胞的功能有抑制作用。APS對小鼠體內淋巴細胞轉化率有明顯促進作用,但對植物血凝素誘導的體外淋巴細胞轉化無明顯影響,說明APS必須經過體內的外代謝環(huán)節(jié)才能參與淋巴細胞的分化與成熟,這與APS對B細胞的功能增強作用的觀點相一致。APS對于刀豆蛋白A誘導的脾臟、胸腺T淋巴細胞增殖具有顯著促進作用。毛小娟等[11]從黃芪中提取得到的紅芪多糖和APS均可明顯對抗?jié)娔崴升堃种蒲迥亍⑷苎乜贵w的產生;可提高正常小鼠的酸性α萘酚醋酸酯酶陽性淋巴細胞比率及植物血凝素誘導的體內淋巴細胞轉化率,并能完全糾正環(huán)磷酰胺及潑尼松龍的免疫抑制作用,說明兩藥對T淋巴細咆介導的細胞免疫功能不僅有增強作用,而且還有較強的調節(jié)作用。
2.2 對NK細胞的影響 NK細胞是一類重要的免疫調節(jié)細胞,也是目前已被公認的免疫監(jiān)視細胞中最理想的效應細胞,其對B細胞、T細胞、骨髓干細胞等的功能均有調節(jié)作用。張曉明等[12]指出APS可增強NK細胞活性,刺激NK細胞增殖,協(xié)同白細胞介素(interleukin,IL)2,使NK細胞活性和刺激NK細胞增殖的作用明顯高于IL-2的單一作用,而不是兩者效果的簡單相加。
2.3 對腹腔巨噬細胞的影響 巨噬細胞是一種非特異性免疫細胞,它能吞噬和消滅外來異物和自身死亡細胞,在殺滅和清除抗原的過程中起著重要作用。APS不僅能顯著促進小鼠腹腔巨噬細胞吞噬功能,還能完全對抗?jié)娔崴升垖ν淌晒δ艿囊种谱饔?。APS對巨噬細胞的激活作用表現(xiàn)在增加巨噬細胞的數量,促進腹腔巨噬細胞分泌腫瘤壞死因子α,增強巨噬細胞的吞噬功能[13]。王庭欣等[14]對小鼠 APS灌胃15 d后,檢測吞噬率和吞噬指數,與其對照組比較均有顯著性差異,表明APS能明顯提高巨噬細胞吞噬雞細胞的吞噬率和吞噬指數。曹麗萍等[15]采用香菇多糖和APS作用鯉頭腎巨噬細胞24 h后,兩種多糖均能顯著增強IL-1β的體外誘導表達,作用96 h后APS能顯著誘導巨噬細胞的氧爆發(fā)活性,表明APS能增強巨噬細胞的吞噬功能。
2.4 對DC的影響 DC是目前已知的功能最強的專職抗原呈遞細胞,它能顯著刺激初始T細胞的增生。CD1a是未成熟DC的標志,隨著 DC的成熟,CD1a的表達逐漸降低;CD83是成熟DC的特異性標志;CD80、CD86是DC表面重要的共刺激分子,在DC發(fā)揮功能過程中起重要作用。APS能刺激DC的成熟和促進其功能。邵鵬等[16]通過體外試驗證明APS能夠提高DC表面分子CD11c和人類主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex,MHC)Ⅱ的表達,并且呈APS濃度依賴性;APS能夠促進DC IL-12的表達。電鏡觀察DC的超微結構,可見APS處理組DC突起增多,形態(tài)上更加成熟。實驗結果證實,APS能促進小鼠骨髓來源的DC表型及功能的成熟。雷美清等[17]分離急性髓細胞白血病完全緩解期患者骨髓單個核細胞,采用含有重組人粒細胞巨噬細胞集落刺激因子和重組人IL-24的RPMI1640,完全培養(yǎng)基培養(yǎng)在37℃ 5%CO2細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)至第7天。陽性對照組加常規(guī)量的脂多糖,實驗組用APS 50、100、200 g/L刺激DC,陰性對照組加相同體積的培養(yǎng)基,培養(yǎng)36 h后,分級分離法提取DC培養(yǎng)上清液中DC來源的外泌體(Dex),在透射電鏡下觀察Dex的形態(tài),流式細胞儀檢測Dex表面分子人白細胞抗原DR、CD80、CD86的表達,并對 DC進行形態(tài)學和表面分子鑒定。結果發(fā)現(xiàn)中劑量APS組中Dex表面分子(CD80、CD86、人類白細胞抗原DR)表達量較其他各組顯著增高。表明APS可以增加急性髓細胞白血病患者骨髓單個核細胞來源的DC誘生的Dex表面分子的表達量。劉立民等[18]報道APS可顯著提高pDC分泌的干擾素α、腫瘤壞死因子α、IL-6的含量,促進pDC向DC的分化和成熟。
免疫分子包括模型分子(T細胞抗原受體、B細胞抗原受體、CD分子、黏附分子、MHC分子、細胞因子受體)和分泌型分子(免疫球蛋白、補體、細胞因子)。
3.1 模型分子的影響 MHCⅡ類分子是呈現(xiàn)在免疫系統(tǒng)特定細胞表面的由α鏈和β鏈非共價鍵相連組成的一組高度多態(tài)性的跨膜糖蛋白,主要分布在一些抗原呈遞細胞的表面。MHCⅡ類分子在宿主免疫系統(tǒng)識別外來病毒抗原和產生抗病毒免疫應答等過程中起關鍵作用,由于是T細胞的信使,為了逃避免疫監(jiān)視,某些微生物下調或調節(jié)它們所感染細胞的MHCⅡ類分子表達,從而逃避宿主的免疫識別與免疫清除[19]。研究表明,靜止的內皮細胞只表達極少量或不表達MHCⅡ類分子,但是在受刺激后,內皮細胞可以活化而表達MHCⅡ類分子。徐巨等[20]報道APS能明顯提高MHCⅡ類分子的表達量,表達了MHCⅡ類分子的內皮細胞具有抗原呈遞功能,能夠介導免疫反應,表明APS的免疫增強作用與其上調MHCⅡ類分子的表達密切相關。
3.2 對分泌型分子的影響 APS注射液能有效的提高機體各項免疫指標,尤其在補體 C3、C4、IgA、IgG、IgM上表現(xiàn)尤為明顯,在給藥后期還能提高機體淋巴細胞的數量。肖嘯等[21]通過對犬肌內注射不同劑量(0.1、0.5、1 mL/kg)的 APS 注射液,進行實驗前后免疫球蛋白 IgG、IgA、IgM、C3、C4、白細胞、淋巴細胞、紅細胞含量的測定比較分析,結果表明適量的APS注射液能提高犬的機體免疫球蛋白(IgG、IgM、IgA)、補體C3、C4和細胞、淋巴細胞、紅細胞的含量,中劑量(0.5 mL/kg)的APS對犬的免疫增強效果比高劑量組和低劑量組的效果要好。
APS可從多層面發(fā)揮免疫增強作用:①可增加動物胸腺、脾臟、法氏囊等免疫器官的重量,對創(chuàng)傷動物免疫器官重量減輕有拮抗作用。②能顯著提高機體的細胞免疫作用。對T淋巴細咆介導的細胞免疫功能不僅有增強作用,而且還有較強的調節(jié)作用;能刺激DC的成熟和促進其功能;還能增強NK細胞活性,刺激NK細胞增殖;不僅能顯著促進小鼠腹腔巨噬細胞吞噬功能,還能完全對抗?jié)娔崴升垖ν淌晒δ艿囊种谱饔?。③能有效地提高機體各項免疫指標,對模型分子和分泌型分子均有增強作用[22]。APS具有廣泛的藥理作用,是很有價值的免疫增強劑,對靶器官有明顯的保護作用,具有全面升高全血細胞、調節(jié)機體免疫功能及抗腫瘤的作用已得到學術界的普遍認可。
[1]胡庭俊,梁紀蘭,程富勝,等.APS對小鼠脾淋巴細胞蛋白激酶C 活性的影響[J].中獸醫(yī)醫(yī)藥雜志,2003,(2):11-12.
[2]隆雪明,劉湘新,文利新,等.黃芪多糖及其應用[J].中獸醫(yī)醫(yī)藥雜志,2007,(2):24-04.
[3]侯海鋒,李茜,史萬玉,等.黃芪多糖的免疫調節(jié)作用及其在獸醫(yī)臨床上的應用[J].黑龍江畜牧獸醫(yī),2008,(4):19-20.
[4]劉俊英,曾廣仙,熊金蓉,等.黃芪多糖對創(chuàng)傷應激小鼠胸腺、脾臟淋巴細胞中NF-κBmRNA與IL-10 mRNA表達影響的形態(tài)計量學研究[J].中國體視學與圖像分析,2004,9(2):21-24.
[5]寧康健,陳浩.黃芪多糖注射液對小鼠脾臟和耐力的影響[J].安徽技術師范學院學報,2002,16(4):1-3.
[6]夏星.黃芪多糖對絲裂霉素C(MMC)致骨髓抑制小鼠骨髓及脾臟造血祖細胞的生成作用的影響[J].中國藥理學通報,2003,19(7):812-813.
[7]張帆,李嘯紅,董建華,等.黃芪對小鼠胸腺細胞凋亡的抑制作用[J].中醫(yī)藥學報,2004,32(6):37-38.
[8]楊燕萍,胡冬根,陳新,等.黃芪多糖對小鼠胸腺細胞凋亡的調節(jié)作用[J].中華微生物學和免疫學雜志,2001,21(6):589-589.
[9]朱麗紅,楊巧紅,劉小東,等.黃芪注射液對地塞米松誘導小鼠胸腺細胞凋亡的調節(jié)作用[J].中醫(yī)研究,2009,22(1):17-19.
[10]聶小華,史寶軍,敖宗華,等.黃芪多糖的提取及其對淋巴細胞增殖的影響[J].安徽農業(yè)大學學報,2004,31(1):34-36.
[11]毛小娟,王軍志,王鳳連,等.紅茂多糖和黃茂多糖的免疫調節(jié)作用[J].中國藥理學通報,1989,5(6):367-371.
[12]張曉明,苗榕生,唐巖,等.白細胞介素2和黃芪多糖對人NK細胞活性和增殖的影響[J].北京中醫(yī)藥大學學報,2000,12(23):27-29.
[13]許杜娟,陳敏珠.黃芪多糖對小鼠免疫功能的影響[J].安徽醫(yī)藥,2003,7(6):418-419.
[14]王庭欣,王庭祥,吳廣臣,等.黃芪多糖增強小鼠免疫功能的實驗研究[J].時珍國醫(yī)國藥,2009,20(7):1763-1764.
[15]曹麗萍,丁煒東,張柳,等.香菇多糖和黃芪多糖對鯉免疫細胞的活性和IL-1β體外誘生表達的影響[J].水產學報,2008,32(4):628-635.
[16]邵鵬,趙魯杭.黃芪多糖對樹突狀細胞表型及功能成熟的影響[J].中華微生物學和免疫學雜志,2006,26(7):637-640.
[17]雷美清,張連生,柴曄,等.黃芪多糖對白血病患者樹突狀細胞來源的外泌體促成熟作用的研究[J].臨床薈萃,2009,24(12):1029-1032.
[18]劉立民,張彥明,陸沭華,等.黃芪多糖對漿細胞樣樹突狀細胞功能及成熟的影響[J].中國免疫學雜志,2010,26(8):712-715.
[19]劉艷,林洋,任利樞,等.MHCⅡ類分子的生物學功能及其在基因治療中的作用[J].黑龍江動物科學和獸藥,2011,34(2):32-34.
[20]徐巨,張濤,呂娟,等.黃芪多糖對大鼠心肌膜微血管內皮細胞免疫相關分子表達的影響[J].中國獸醫(yī)雜志,2010,46(1):26-27.
[21]肖嘯,張開偉,沈學文,等.黃芪多糖對犬免疫指標的影響[J].山東畜牧獸醫(yī),2009,30(11):3-5.
[22]楊五彪,陳群力,馬靈筠,等.黃芪多糖對兔動脈粥樣硬化內皮細胞功能的影響[J].陜西醫(yī)學雜志,2005,34(8):914-918.