芦静波 陈靠山 曹剑锋 王国栋 朱 磊

皖南医学院药学院，安徽省芜湖市 241002

多糖抗肿瘤活性
及其机制研究＊

芦静波 陈靠山 曹剑锋 王国栋 朱 磊

皖南医学院药学院，安徽省芜湖市 241002

恶性肿瘤的治疗仍是世界难题，作为生物反应调节剂的多糖来源广泛，产业化成本低，配伍传统抗肿瘤药物使用具有疗效佳、毒副作用小等优点，给抗肿瘤药物的开发带来很大的前景。因此，本文就多糖抗肿瘤的活性及机制研究作一综述，探讨多糖抗肿瘤作用，为开发更多有抗肿瘤活性的多糖提供一定的参考。

恶性肿瘤 多糖 活性机制

恶性肿瘤是威胁人类健康的重大疾病，各国对它都展开了积极广泛的研究。肿瘤细胞是机体内的正常细胞在内外部因素长期共同作用下发生的一种过度增生异常分化的结果。机体免疫系统对异己肿瘤细胞有免疫监视的作用，但仍有一部分肿瘤细胞通过免疫逃逸可以躲过机体卫士的监控，有时微环境中的免疫细胞还会促进肿瘤的生长。因此，肿瘤细胞与宿主的免疫监视是一种相生相克的复杂关系，肿瘤形成与否，取决于两者的较量。

现阶段恶性肿瘤的发病机制及防治研究虽已取得较大进步，但肿瘤的形成是多因素、多阶段长期相互作用的结果，机制复杂，很多问题还有待研究解决。目前临床上主要应用肿瘤治疗的手段是放化疗，有很大的副作用，导致病人的生存质量明显下降，整体治疗效果并不满意。因此寻求高效低毒的天然抗肿瘤药物显得尤为迫切。

多糖（Polysaccharide）是由10个及以上单糖通过糖苷键形成的多羟基醛酮类的高分子聚合物。多糖在细胞构建、生物合成、生命活动调控、免疫功能调节、物质运输、细胞转化、信号转导等过程起到举足轻重的作用。天然来源的多糖是一类重要的生物活性物质，具有抗病毒、抗氧化、免疫调节、抗肿瘤等[1］多种功能，且细胞毒性小、免疫原性低、安全性高，已经成为开发癌症治疗药物的重要来源之一。

多糖的抗肿瘤活性主要在两方面发挥作用：一是激活免疫系统，通过提高机体免疫力间接发挥抗肿瘤作用，各种天然多糖能够激活B淋巴细胞，T淋巴细胞、树突状细胞、NK细胞和巨噬细胞；二是对肿瘤细胞直接毒性，通过改变细胞膜流动性，调节细胞增殖、凋亡、血管生成等相关基因的表达抑制肿瘤细胞生长。目前，已有多种天然活性多糖作为辅助治疗肿瘤的药物在临床应用，如香菇多糖、云芝多糖等。本文以多糖对免疫功能的影响为重点，从增强免疫活性和诱导肿瘤凋亡两个方面进行阐述。

1 多糖对免疫功能的影响

免疫系统在肿瘤发生发展中扮演了重要角色，肿瘤的免疫治疗是目前肿瘤治疗的策略之一，肿瘤免疫疗法的临床目标是通过利用免疫系统靶向肿瘤，以提供被动或主动免疫对抗恶性肿瘤[2］，多糖对免疫功能的调节主要包括细胞免疫和体液免疫，其中以细胞免疫为主导。

肿瘤细胞大多缺乏或者具有较弱的提供共刺激信号的能力，对肿瘤抗原免疫应答反应之前，首先要由抗原提呈细胞（APC）对其加工，才能为免疫效应细胞所识别。APC包括树突状细胞（Dendritic cells，DC）、巨噬细胞和B淋巴细胞。

1.1 对抗原提呈细胞的影响

1.1.1 树突状细胞：负责高效地摄取、加工处理和递呈抗原，是公认功能最强的专职抗原递呈细胞（Antigen presenting cells，APC），未成熟DC具有较强的迁移能力，成熟DC能有效激活初始型T淋巴细胞，引起一系列的免疫应答。台湾灵芝多糖PS－F2体外能够刺激DC产生TNF－α、IL－6和IL－12等细胞因子，刺激DC表达成熟标记物CD40、CD80、CD86和Ⅱ类MHC，提高机体适应性免疫反应[3］。Abbi L等人研究发现，蛋白键合的云芝多糖（PSK），可以使树突状细胞（DC）的Toll样受体2（TLR2）上调，使DC高表达其成熟标记物CD40、CD80、CD86和Ⅱ类MHC[4］。黄芪多糖[5］诱生DCs显著激发同种异体T淋巴细胞增殖，诱生过的DCs负载肿瘤抗原后可诱导肿瘤特异性细胞杀伤性T细胞（CTL），产生白血病细胞毒效应。

1.1.2 巨噬细胞：巨噬细胞作为APC启动免疫反应，由它们分泌的细胞因子参与抗肿瘤的反应，增强宿主防御能力。并作为效应细胞介导肿瘤细胞溶解。Takeda K等人发现用岩藻依聚糖刺激过的RAW264.7与S180共培养后，通过核因子NF－κB依赖性信号传导途径产生大量具有细胞毒作用的NO抑制S－180的增殖[6］。云芝多糖（PSK）体外可以促进外周单核细胞和巨噬细胞的增殖，增强免疫功能，起到抗肿瘤的作用[7］。从五味子叶中提取的多糖给L5178Y淋巴癌细胞的荷瘤小鼠灌胃，能升高血清TNF－α的分泌水平，使荷瘤小鼠的存活率显著提高，抑制肿瘤生长，体外可增强巨噬细胞的吞噬能力，并促进巨噬细胞分泌NO和TNF－α，显著增强免疫系统的功能[8］。从真姬菇Hypsizygus marmoreus（Peck）Bigelow中分离一种多糖蛋白复合物（HM－3A）可以刺激人体的单核－巨噬细胞成熟分泌细胞因子IFN－c和TNF－α，从而抑制人髓性白血病U937细胞的生长[9］。

1.1.3 B淋巴细胞：B淋巴细胞主要执行机体的体液免疫（Humoral immunity），抗原刺激后可分化为浆细胞，浆细胞可以分泌免疫球蛋白。海洋真菌茎点霉YS4108菌丝中提取的多糖YCP，使小鼠脾B淋巴细胞大量增殖，产生IgM抗体。激活免疫系统产生强大的抗肿瘤作用[10］。葛淑芝[11］等人研究发现酵母多糖浓度为2.00g/L时鼠脾淋巴细胞的IL－2的分泌量高达15.6μg/L，CD3＋、CD19＋标记的细胞百分比大大升高，表明酵母多糖可以大大增加T细胞和B细胞数量，对机体细胞和体液免疫均有明显的增强。

1.2 对效应淋巴细胞的影响 效应淋巴细胞，能特异的识别肿瘤抗原，接受肿瘤抗原刺激，并通过增殖分化分泌抗体、细胞因子，直接或者间接杀伤肿瘤细胞，主要包括T细胞、NK细胞。T淋巴细胞来源于骨髓的多能干细胞，后转移到胸腺中分化成熟。按照功能和表面标记可以分为细胞毒T细胞（CTL）、辅助T细胞（Th1和Th2）、调节性T细胞（Treg）和记忆T细胞（Tm），其中与抗肿瘤密切相关的是细胞毒T细胞和辅助T细胞。

1.2.1 细胞毒性T细胞：表型为CD8＋，是肿瘤免疫反应的主要杀伤细胞，通过FAS途径和穿孔素颗粒酶途径起到杀伤肿瘤细胞作用。PSK可以通过TLR2受体提高CD8＋T淋巴细胞杀伤活性，从而起到抗肿瘤作用[12］。

1.2.2 辅助性T细胞（Th）：表型为CD4＋，分为Th1和Th2。Th1主要介导细胞免疫，分泌IL－2、TNF－α，促进CTL的增殖和CTL细胞毒作用，放大免疫效应，是机体抗肿瘤免疫的主要形式；Th－2细胞主要介导体液免疫，体内主要参与超敏反应和自身免疫疾病，分泌IL－4、IL－10。Th2细胞在肿瘤患者体内处于优势的分化状态，其产生的细胞因子对Th1细胞增殖分化和细胞毒性T淋巴细胞的功能具有抑制作用，会使机体免疫功能减弱，使肿瘤发生免疫耐受、逃逸等。所以维持机体正常免疫功能的关键是Th1/Th2型细胞处于动态平衡。马齿苋多糖可以使荷瘤小鼠脾细胞分泌细胞因子的稳态失衡得到纠正，促进荷瘤小鼠分泌IL－2，刺激CTL的杀瘤活性，起到抗肿瘤的作用[13］。在鼠脾细胞培养时发现用台湾灵芝多糖（PS－F2）处理后可以上调表达T－bet和干扰素（IFN）－γ的T淋巴细胞数量；与卵白蛋白（OVA）抗原共同使用时能刺激OVA特异性抗体的产生，诱导产生OVA特异性CTL，提高机体适应性免疫反应[3］。PS－F2可以有效刺激Th0向Th1分化，诱导Th1极化[14］。田头菇多糖（APP）联合应用化疗药环磷酰胺能调节Th1/Th2平衡，纠正细胞因子的表达变化，还能拮抗因环磷酰胺引起的白细胞减少，促进免疫功能的恢复，延长小鼠存活时间，增强了小鼠抗肿瘤的能力[15］。黄芪多糖体外显著刺激小鼠脾淋巴细胞增殖，促进细胞因子IL－2和IFN－r的分泌，具有明显的量效关系[16］；诱导脾DC的分化，增强T淋巴细胞的免疫功能并通过IL－12介导的Th2细胞向Th1转移[17］。蛋白结合的云芝多糖PSK能刺激OVA特异性T细胞的增殖，并诱导产生IFN－γ、IL－2和TNF－α[4］。槐耳多糖可以提高CD4＋T细胞数量，抑制肝癌细胞的生长[18］。

1.2.3 NK细胞：NK细胞是体内一类重要的免疫细胞，无需抗原预先致敏，直接杀伤肿瘤细胞[19］。NK细胞经黄芪多糖作用48h后与HL－60细胞在不同效靶比（5∶1、10∶1、20∶1）条件下共培养，NK细胞杀伤敏感性增加显著[20］。光棘球海胆卵多糖（SEP）在体内可以通过TLR2和TLR4介导，促进NK细胞的细胞毒作用，具有抗肺癌的活性[21］。

2 对肿瘤的抑制作用

2.1 直接抑制肿瘤 多糖对肿瘤直接的细胞毒作用。经桑黄多糖[22］诱导HepG2（Human hepatocellular carcinoma cells）细胞通过减少钙网蛋白表达和激活P27kip1蛋白－细胞周期蛋白A/D1/ECDK2途径阻滞在S期，与对照相比桑黄多糖处理的小鼠（200mg/kg）的实体肿瘤的重量显著降低，荷瘤小鼠的体重增加。

2.2 诱导细胞凋亡 地榆多糖SRP[23］、姬松茸多糖（ABP）[24］可以破坏白血病细胞HL－60的线粒体膜电位，引起细胞色素C释放入胞质中，升高的Bax/Bcl－2的比率，激活caspase－9和caspase－3，经线粒体途径介导的信号转导诱导HL－60细胞的凋亡。

灵芝多糖GLP可以激活caspase－8，上调caspase－3和Fas，通过死亡受体途径对人结肠癌细胞株HCT－116有显著的抗癌活性[25］。石磊研究发现经南极海洋菌多糖PEP[26］处理后的乳腺癌细胞MDA－MB－231细胞CHOP和caspase12基因的表达量增加，表明内质网通路参与了该凋亡过程。褐藻多糖硫酸酯结合物[27］能耗竭细胞中还原型GSH，导致ROS过度积累使线粒体损伤，促使SMMC－7721细胞凋亡。

3 小结与展望

随着抗肿瘤治疗的发展，抗癌药物将由细胞毒性药物转向非细胞毒性药物。在这一转变趋势中生物治疗将起到重要作用。多糖是一种良好的生物调节剂，具有提高自身免疫能力和抗肿瘤的双重作用。但其结构复杂，产量少，目前的研究还不够全面，深入，因此在多糖的分离纯化、结构分析、作用机理及产业化研究还有很长一段路要走。随着各种基因，发酵等生物工程的发展，各种检测分离技术的不断进步，相信多糖的功能将会得到广泛的应用。

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R73

A

1001－7585（2015）22－3048－03

2015－06－04

（编辑羽飞）

1国家高技术研究发展计划863项目（2012AA021501）；2安徽省自然科学基金项目（1408085MH197，1508085MH191）；3安徽高校省级优秀青年人才基金重点项目（2013SQRL054ZD）。通讯作者：陈靠山