多糖类物质免疫调节的研究进展

多糖类物质免疫调节的研究进展

糖是自然界中最常见的生物聚合物，在植物、动物和微生物中广泛传播。经过大量研究表明,外源性多糖对正常机体可以产生明显生物效应,对患病机体可以产生有效的治疗作用。目前已发现数百种多糖具有确切的药物效应,从最初提高免疫功能到现在抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、抗自由基、抗衰老、降血糖、降血脂以及治疗艾滋病和心脑血管疾病等药理作用。近年来还发现一些多糖具有抗糖尿病、促进伤口愈合、镇咳、抗炎、治疗自身免疫疾病等生物活性。多糖作为一种免疫调节和促进剂对巨噬细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞、自然杀伤细胞(NK)和淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)的功能都有调节作用。多种多糖可以刺激树突状细胞(DC)成熟及增强其功能,包括增强DC表面分子的表达,增强细胞因子的表达,提高DC的抗原提呈能力,增强DC促淋巴细胞增殖的能力等。近年来从分子水平研究表明,多糖是通过与淋巴细胞表面多糖受体相结合,影响淋巴细胞的信息传递过程,从而影响淋巴细胞基因表达和淋巴细胞功能,调节机体免疫功能。多糖还可以通过影响淋巴细胞内钙离子浓度、cAMP和cGMP的含量和相对比值、巨噬细胞中NO含量等调节机体免疫功能。近年来已有多种具有免疫调节作用的天然来源的多糖物质被研究开发成功,并应用于多种疾病的预防和治疗,如香菇多糖、灵芝多糖、黄芪多糖、猪苓多糖等。也有研究者从非致病性分枝杆菌中提取多糖物质,对其免疫调节作用进行了研究。1免疫抑制剂的免疫调节作用自20世纪20年代用于预防结核的卡介苗(BCG,减毒的牛型结核分枝杆菌)问世以来,不断有研究发现其他非致病性分枝杆菌如草分枝杆菌(Mycobacteriumphlei)、母牛分枝杆菌(Mycobacteriumvaccae)等也可以用于结核病的免疫治疗,而且非致病性分枝杆菌具有非特异性免疫调节作用,对结核病患者原有的慢性气管炎、感冒、哮喘、风湿性疾病、神经性慢性皮炎等疾病也有疗效。目前国内外研究较多的分枝杆菌制剂主要有卡介菌制剂、母牛分枝杆菌制剂、草分枝杆菌制剂等。1.1bcg的临床应用卡介苗是牛型结核分枝杆菌的减毒活疫苗,是目前预防结核病最有效的疫苗,也是一种有效的细胞免疫增强剂,用于治疗恶性黑色素瘤,或在肺癌、急性白血病、恶性淋巴瘤根治性手术或化疗后用作辅助治疗药物。在浅表膀胱癌的防治实践中,BCG疗效明确,是目前公认的首选疗法。由于卡介菌苗毒副作用较大,人们开始寻找低毒性的小分子免疫活性物质。卡介菌细胞壁骨架(BCG-CW)具有免疫佐剂功能,腹腔注射BCG-CW可以明显提高荷瘤小鼠NK细胞杀伤性,且能促进胸腺细胞的增殖能力。胞壁二酰肽(MDP)是分枝杆菌细胞壁骨架中具有免疫活性的最小结构单位,有很强的免疫调节功能,通过激活单核巨噬细胞的细胞毒性和释放大量过氧化离子发挥非特异性抗肿瘤和杀灭病原体的作用。BCG的细胞壁成分PGN(peptidoglycan)可以促进DC表面分子CD80和CD86的表达,BCGPGN刺激后的DC其TNF-α表达显著增加。1.2乌体林斯是免疫药物维持治疗的重要纽带灭活草分枝杆菌注射剂(乌体林斯)是一种多功能的免疫增强剂,对人类是一种非病原性细菌,主要通过影响免疫应答反应而调节机体免疫功能,从而达到治疗目的。它能显著增强特异性细胞免疫功能,表现在:①促进淋巴细胞转化、增殖;②促进白细胞介素2(IL-2),白细胞介素4(IL-4),肿瘤坏死因子(TNF)和γ-干扰素(IFN-γ)等各种细胞因子的产生;③可显著增强NK细胞活性。临床药理实验证明,使用乌体林斯后CD3、CD4、CD8,CD4/CD8均有明显增加,乌体林斯刺激B淋巴细胞增殖活化,使血清IgG、IgM滴度增高。乌体林斯刺激T淋巴细胞使之释放巨噬细胞凝集因子(MAF)、巨噬细胞移动抑制因子(MIF)、巨噬细胞趋化因子(MCF)等细胞因子,对单核-巨噬细胞功能和代谢等各方面都有促进作用,还可以促进单核-巨噬细胞释放大量O2-(这与杀灭病原体和肿瘤细胞有关);增强和恢复宿主抗肿瘤免疫应答,增加宿主对细胞毒化学治疗的耐受力,调节机体的免疫功能,从而提高机体抗肿瘤作用,减少肿瘤复发;它不仅能直接抑制癌细胞增殖,而且能通过调控癌细胞的细胞周期而促进其凋亡,乌体林斯与化疗联合应用时可显著减轻化疗对机体免疫功能的抑制,增强机体对化疗的耐受性,有利于提高肿瘤的综合治疗效果。乌体林斯佐治耐药肺结核的研究统计表明,该制剂能显著增强耐药肺结核化疗的效果,适合作为免疫治疗药物佐治耐药肺结核。乌体林斯在临床上主要用于肺结核、肺外结核以及免疫功能低下性疾病如慢性支气管炎、肿瘤、肝炎及糖尿病等。草分枝杆菌细胞壁骨架也可作为免疫佐剂用于黑素瘤、卵巢癌、乳腺癌、膀胱癌的治疗。1.3临床治疗及效果母牛分枝杆菌菌苗(Mycobacteriumvaccaevaccine)在结核病的免疫治疗、结核病感染高危人群(HIV感染者)的预防性治疗、癌症治疗(非小细胞肺癌、恶性间皮瘤、前列腺癌)、哮喘及过敏性皮炎的治疗等方面均有应用。我国研制生产的注射用母牛分枝杆菌(微卡)具有明显的双向免疫调节功能,可促进外周血T淋巴细胞增殖反应,使CD3和CD4值明显升高,CD8值明显降低,改善细胞免疫功能。微卡能增强肺结核患者抵抗结核菌感染的细胞免疫功能;加速初治复治及耐多药难治性肺结核短程化疗痰菌阴转、结核病灶吸收好转、空洞缩小及关闭的速度,缩短肺结核治疗疗程;显著提高复治和耐多药难治性肺结核的疗效。其主要机理是微卡可提高巨噬细胞产H2O2和NO水平,吞噬杀灭结核杆菌,从而消除巨噬细胞内的顽固滞留菌,并具有直接抗结核作用。目前,微卡主要用于对结核病的免疫辅助治疗,并在肿瘤、乙肝、类风湿关节炎、感冒、皮肤病、哮喘等疾病的治疗上均具有潜在的临床价值。1.4megatimegati王国治等研究的耻垢分枝杆菌制剂由耻垢分枝杆菌(MycobacteriumSmegmatis)经破碎裂解制备而成,是一种安全、有效的免疫调节剂,具有双向免疫调剂作用,能促进Th1应答、抑制Th2应答,对结核病、肝炎如乙肝以及哮喘等疾病有潜在的预防或/和治疗效果。目前无细胞耻垢分枝杆菌制剂已批准进入临床研究。2糖质多糖组成分枝杆菌全菌制剂抗原性强,不良反应较多,近年来研究表明,从分枝杆菌可提纯多糖物质,它具有一些特殊的理化和生物学性质,在临床和科研上已开始得到应用,并在免疫调节方面具有一定药效,逐步引起人们的重视。分枝杆菌的细胞通常含有4种多糖,即:阿拉伯半乳聚糖(AG)、阿拉伯甘露聚糖(AM)、甘露聚糖以及糖原样葡聚糖。有研究表明,阿拉伯半乳聚糖主要分布在细胞壁,阿拉伯甘露聚糖、甘露聚糖、糖原样葡聚糖分布在荚膜样外膜中,阿拉伯甘露聚糖和甘露聚糖是主要的抗原性多糖。很多研究者已证实用热水从分枝杆菌细胞提取的多糖具有免疫调节和抗肿瘤活性。Tian等用沸水提取母牛分枝杆菌(M.vaccae)完整细胞,认为3.6ku的多糖是抗肿瘤蛋白-多糖复合物的主要糖部分,核磁共振光谱(NMR)显示该糖是由α位连接的O-甲基化甘露糖组成的同聚糖。Dinadayala等从BCGTice次代菌株中用沸水法提取到一种抗肿瘤多糖为6-α-葡聚糖。阿拉伯甘露聚糖也能刺激和激活免疫细胞,可用作疫苗以抵抗分枝杆菌的感染,也可作为免疫治疗剂用于癌症治疗。目前国内研究较多的是卡介菌多糖和草分枝杆菌多糖。2.1t细胞活性化合物卡介菌多糖核酸(BCG-PSN)是由卡介菌中提取得到的一种具有免疫调节作用的生物活性物质,其中多糖占75%,核酸约20%,多糖主要由D-葡萄糖组成。卡介菌多糖核酸的作用机理是:①促进单核-巨噬细胞系统增生,增强巨噬细胞的吞噬与消化活力,并激活T细胞使之释放多种活性因子;②增强机体内NK活力、白细胞介素-2(IL-2)和白细胞介素-2受体(IL-2R)表达、干扰素诱生水平的活性;③使IL-4、IL-10趋于正常化,抑制IgE合成,稳定肥大细胞膜等调节机体免疫水平,从而发挥抗炎、抗病毒、抗过敏、抗肿瘤等作用。在临床上主要用于防治慢性支气管炎、哮喘、感冒、慢性感染、风湿性关节炎、神经性皮炎、肿瘤、免疫功能缺陷等。另外,卡介菌多糖核酸对辅助治疗肺结核、多药耐药结核、肺外结核、复治肺结核等也有较好的临床疗效。有研究认为,卡介菌多糖是卡介菌多糖核酸的主要组成成分,也是其发挥免疫调节功能的重要有效成分。目前国内有6家企业批准生产卡介菌多糖核酸制剂,主要商品名为斯奇康、卡舒宁、迪苏、凯杰舒、康的弗、维尔本。2.2mps和环磷酰胺等多糖制剂的临床使用广泛陈仁等选用非致病性分枝杆菌(草分枝杆菌M.phlei),经细菌培养、去蛋白、除核酸、脱脂肪等处理和柱层析纯化,提取制备了非致病性分枝杆菌多糖(Mycobacterialpolysaccharides,MPS),主要单糖组成为阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、葡萄糖,多糖相对分子质量在2000~20000。MPS可增强巨噬细胞吞噬杀伤活性、NK细胞的细胞毒活性和LAK细胞的杀伤活性,具有促进细胞因子如IL-2、IFN等产生能力,还可提高小鼠产生抗SRbc抗体能力,并能消除免疫抑制剂(环磷酰胺)所致的小鼠白细胞减少并促进其回升,增强小鼠造血母细胞的功能和提高血清GM-CSFB水平。自体瘤苗加MPS治疗能改善胃肠癌症患者细胞免疫功能,提高术后的近期治愈率,阻止和延缓转移灶的生长扩散。另外,也有临床试验证实,MPS能使反复上呼吸道感染患儿SIL-2R的水平下降,提高复感儿的细胞免疫力;MPS在提高小儿机体免疫功能,注射乙肝疫苗后促进抗体阳转方面具有较好疗效。在临床上MPS可适用于化疗患者的白细胞回升,并可用于类风湿性关节炎、慢性乙型肝炎、反复呼吸道感染、哮喘以及其他伴有免疫功能降低或因免疫功能低下而引起的多种疾病的治疗。毒理学研究表明,MPS毒副作用很小,在临床应用剂量下是安