贝类多糖生物学活性研究进展

湛孝东，王克霞 ，李朝品 (安徽理工大学医学院，安徽淮南 232001) 多糖(polysaccharide，PS)是由单糖之间脱水形成糖苷键，并由糖苷键线性或者分枝连接组成的链状聚合物，广泛地分布于动物、植物、微生物、海藻等几乎所有的有机体中。多糖除了作为生物体的能量资源和构成材料外，还是一种生物效应调节剂，能控制细胞的分裂与分化，调节细胞的生长与衰老，增强机体的免疫功能。1943年，多糖作为广谱免疫促进剂被首次应用于临床，此后应用越来越广。20世纪70年代发现多糖类物质具有抗病毒、抗凝血、诱导干扰素产生、促进蛋白质、核酸生物合成等功能。 贝类多糖是存在于贝类体内的一种生物活性物质，又可分为海洋贝类多糖如鲍鱼多糖、文蛤多糖等；淡水贝类多糖如河蚌多糖等和陆生贝类多糖如蜗牛多糖。贝类多糖中关于粘多糖(mu—copolysaccharide)等的研究最多。粘多糖又称氨基多糖(Glyco。saminogycan)、结缔组织多糖、糖胺聚糖和氨基葡聚糖，是动物中含氨基的一类多糖，是动物体内的一类重要大分子物质。本文结合近年贝类多糖的研究文献，就贝类多糖生物活性作一概述。 1 贝类多糖的生物学活性 贝类多糖的结构非常复杂，不仅因为组成多糖的单糖品种繁多，而且即使只是由一种单糖组成，因其连接方式不同(有无支链)，多糖的结构或功能也不尽相同。贝类多糖药理作用与植物多糖相似，但贝类多糖药理作用的报道很少阐明具体成分，而大多属于粘多糖。现有文献报道贝类多糖具有抗肿瘤、抗病毒和增强机体免疫等多种生物学功能，目前大多还处于动物实验阶段，因此贝类多糖逐渐成为当今新药开发的重要方向之一。 1．1 抗肿瘤作用有关贝类多糖抗肿瘤作用近年来研究较多，相比较贝类多糖的其他生物学活性也最受关注。多糖的抗肿瘤作用与单糖间糖苷键的结合方式有关。实验证明海洋生物多糖的抗肿瘤作用与糖链部分和糖链的大小密切相关。从栉孔扇贝提取的糖蛋白，经水解后，蛋白肽链变短，单糖组分未变，分子中相对糖含量增加，水解后20 μg/g剂量与未水解40 μgg剂量具有相当的抑瘤率，分别为47％和46％，说明其抗肿瘤活性与糖链部分直接相关。水溶性D一葡聚糖有抗肿瘤作用，尤其是直链、无过长支链和不易被体内D一葡聚糖酶水解的多糖具有确切的抗肿瘤活性。目前认为以(1---3)．β．D．葡聚糖和以(1---4)．BD。葡聚糖占优势的多糖具有明显的抗肿瘤活性。 贝类多糖抗肿瘤作用的主要机制与其免疫调节和抗氧化作用有关。 免疫调节是目前公认的多糖抗肿瘤作用的主要机制之一。多糖是一种免疫增强剂。不但能激活T细胞、B细胞、M中、NK细胞、CTL细胞、LAK等免疫细胞的活性，激活网状内皮系统(RES)吞噬、清除老化细胞和异物以及病原体的作用，还能促进IL-1、IL-2、TNF-a和INF-p等生成，调节机体抗体和补体的形成，提高机体抗肿瘤免疫力。 陈倩超研究证实鲍鱼多糖具有抑制肿瘤生长，延长Sl80腹水型小鼠、艾氏腹水型小鼠和肝癌腹水型小鼠寿命的作用。同时认为多糖的抗癌活性与其化学结构，给药途径、剂量选择有密切关系。β一(1---3)键葡聚糖的结构是多糖具抗肿瘤活性的基本结构。采用人癌棵鼠移植模型以及电镜观察，对从杂色的Haliotisdiversicolor Reeve中提取得到的鲍鱼多糖(AbMone Polysaccha．ride，AP)进行抗肿瘤药理作用研究，结果表明AP能明显抑制裸鼠移植入鼻咽癌的生长，诱导肿瘤细胞调亡和坏死，对荷癌裸鼠体重增长无明显抑制作用，并且未出现毒副作用(4)。文蛤多糖(Meretrix Polysaccharide，MP)能显著地降低小鼠的S180实体瘤的重量，可显著延长EAC腹水瘤和肝癌腹水瘤(HepA)荷瘤小鼠的存活时间，其作用机理是MP能提高白细胞的数量和吞噬能力。吴红棉等研究表明珠母贝糖胺聚糖PG2-3-2对S180肉瘤和艾氏腹水癌有一定的抑制作用，与临床抗癌药(5．F。与替加氟)合用可显著增强抗癌药的抑瘤作用，抑瘤率分别从34．5％和25．6％提高到61．96％和46．3％。褶纹冠蚌Cristaria plicata提取物能抑制小鼠S,so肉瘤、EAC腹水瘤和L1210淋巴白血病瘤，且能增强荷瘤小鼠NK细胞杀伤活性，其作用机制类似于抑制因子的抗肿瘤作用。 胡健饶等用从三角帆蚌中提取的贝类多糖(HCP)进行小鼠体内外抑制实验，结果显示HCP对HepA癌细胞的增殖具有明显的抑制作用，HCP对HepA瘤细胞DNA合成具有抑制作用。其作用机制可能是HCP具有免疫激活作用，可抑制癌转移；同时又可能是一种免疫佐剂，随着担负免疫机能的辅助性T细胞与杀伤性T细胞的活化，将会诱导出干扰素等免疫信息传递蛋白。 恶性肿瘤患者血液或组织中超氧化自由基的特异性清除酶超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化氢酶(CA7)的活性明显下降，而脂质过氧化物(LPO)含量增高，DNA被过量的活性氧氧化损伤造成碱基破坏，如果持续损伤或不能有效地修复，则导致细胞癌变。 许东晖等实验表明，从软体动物皱纹盘鲍中分离提取的纯多糖对体外培养的小鼠移植性肉瘤S真u0、肝癌HepA细胞无细胞毒作用，但能明显延长HepA小鼠的生存时间，抑制小鼠移植性肉瘤S180生长，在抑瘤的同时能明显提高胸腺、脾脏的重量，降低荷瘤小鼠肝脏中脂质过氧化物的水平。提示鲍鱼多糖可能是通过增强荷瘤小鼠的免疫功能和抗氧化作用而发挥其抗肿瘤活性。 Bobek等研究表明，从牡蛎中提取的一种(1--3)．β-D-葡聚糖能显著降低Wistar鼠红细胞、肝脏和结肠中过氧化物共轭二烯(conugated diene)的含量，显示其具有抗氧化作用。 此外，崔悦礼等研究表明从淡水贝类河蚌和玛瑙螺中提取的河蚌多糖(MPa)和玛瑙螺多糖(MPf)对离体肺腺癌细胞(GLC)和胃癌细胞(SJC)显示较强的抑制活性，提示了一些贝类多糖对某些肿瘤细胞可能勿需宿主中间介导，而直接具有细胞毒性作用。体外抗肿瘤活性实验表明，1．0 mg/mL菲律宾蛤仔氨基多糖粗制品CRG具有显著的抗肿瘤作用，其对人早幼粒白血病 细胞HL-60的杀伤率24h内可达59．8％。 1．2 抗病毒作用病毒必须吸附与穿人敏感细胞才能起始感染。 贝类多糖能与病毒或宿主细胞的受体结合，从而阻断病毒对宿主细胞的吸附，防止合细胞的形成，而达到抗病毒的作用。吸附可分为2个阶段，一是病毒体与细胞接触，进行静电结合。此过程是非特异可逆的。二是病毒体表面位点(蛋白质结构)与宿主细胞膜上相应受体结合。此过程是特异非可逆的。这一识别、吸附的过程多由细胞表面蛋白质和糖蛋白介导。贝类多糖大多是多聚阴离子，带有负电荷，能与病毒外膜糖蛋白上带有正电荷的氨基酸残基相互作用，且在结构上与细胞表面糖胺聚糖相类似。可以受体竞争抑制方式阻止病毒与寄主细胞结合；同时它又有许多细胞奉平分子的模拟配体，能够直接与细胞结合，阻碍病毒的吸附。 动物实验表明，一种提取自贻贝的多糖具有良好的抗流感病毒活性，可以使致死剂量感染的小鼠死亡率降低50％-60％．并对流感病毒引起的小鼠肺炎病理改变有明显抑制作用从文蛤中分离的多糖通过与T细胞表面的CD4受体结合，直接于扰HIV一1外膜蛋白即120与C1M受体间的相互作用。同时还可以直接遮蔽HIV糖蛋白gpl20上的第三变异环区，此区富含正电荷氨基酸残基，是病毒融人细胞所必须的物质，通过以上作用文蛤多糖能阻碍HIV对T细胞的粘附和融合从而发挥抗HIV活性。 张超等研究表明，和植物多糖一样，从陆生贝类江西巴蜗牛中提取的多糖同样具有体外抑制乙型肝炎病毒复制的生物学功能。 1．3 增强机体免疫作用贝类多糖能激活机体的非特异性免疫和特异性免疫系统，从而增强机体的免疫功能。大量研究表明多糖的抗肿瘤作用主要是通过免疫途径实现的。 多糖有时被称为巨噬细胞活化剂，能激活巨噬细胞从而加强机体抵御各种感染和抗肿瘤的作用。免疫活性细胞的活化和协同作用中，巨噬细胞(本身表面是糖蛋白)与多糖的识别可以产生TNF和IFN，从而杀伤肿瘤细胞而对正常细胞元影响。许东晖等研究表明鲍鱼多糖能明显增强荷瘤小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能和迟发型超敏反应。作用机制可能为鲍鱼多糖通过激活巨噬细胞及T细胞，直接或间接地促进细胞毒因子的释放、杀伤肿瘤细胞，从而抑制肿瘤细胞的生长，发挥其抗肿瘤作用。 文蛤多糖对环磷酰胺(C7X)造成的小鼠免疫功能损伤有对抗作用，能使免疫器官胸腺、脾脏增重，外周血液白细胞数量增加，吞噬能力增强，血清溶血素抗体水平增高，SRBC和PC所致超敏反应增强。王兵等报道鲍鱼多糖对CTX同样具有增效和减毒作用。崔悦礼等研究表明河蚌多糖(MPa)能显著增强小鼠腹腔Mφ的吞噬能力，姚治等的实验研究也同样阐述了上述观点。 陈文星等用体外细胞培养的方法发现珠蚌多糖对免疫正常或免疫低下小鼠脾淋巴细胞都有促进转化和增殖的作用，说明珠蚌多糖可通过促进免疫细胞增殖转化来增强机体免疫功能。同时还发现珠蚌多糖能引起血浆中cAMP含量降低、cGMP含量增加。而一般认为cAMP抑制DNA合成及淋巴细胞分化增殖，而cGMP则相反。这说明贝类多糖能促进细胞DNA合成，促进免疫细胞的分化增殖，促进免疫功能的增强。文蛤(Meretfix mcr—ethx L．)多糖对不同剂量的环磷酰胺(C子X)引起的迟发型超敏反应(D了H)有双向调节功能，对受CTX抑制的D7H反应有上调作用；而对大剂量CTX所致过高的D7H反应有下调作用，均可恢复到正常水平。 l．4 其他作用有文献报道河蚌多糖、田螺多糖和玛瑙螺多糖能明显对抗实验性高胆固醇血症的形成，使血清总胆固醇含量显著下降。结果与许多具有生理活性的植物多糖药理作用类似。珠母贝糖胺聚糖还具有一定的体外抗凝血作用16)。 2 结语 植物多糖类药物作为抗肿瘤、抗病毒药物已应用于临床，具有毒副作用小等特点。贝类多糖同样具有抗肿瘤、抗病毒、增强机体免疫等多种生物活性作用，可能成为人类战胜肿瘤、AIDS等疾病的武器。但关于贝类多糖的研究还处于和体外动物实验阶段，因此有必要加强对贝类多糖的研究如构效关系、化学修饰等，以开发出更多的高效低毒的新型多糖药物，同时也丰富了中国传统医药的内涵。我国贝类资源丰富，贝类多糖的研究前景广阔。

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