中藥免疫調(diào)節(jié)劑的研究和開發(fā)

關(guān)鍵詞：中藥　植物多糖　糖生物學(xué)　免疫調(diào)節(jié)

　　現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)及分子生物學(xué)的發(fā)展，使人們認(rèn)識到免疫系統(tǒng)的紊亂不僅會(huì)產(chǎn)生多種疾病，而且與人體衰老及老年人的多發(fā)病如腫瘤、高血壓、糖尿病甚至精神病的發(fā)生均有密切關(guān)系。愛滋病(AIDS)的危害，使人們對免疫缺損的嚴(yán)重后果有了更深刻的認(rèn)識，因此尋找具有良好免疫調(diào)節(jié)作用的藥物已成為當(dāng)代新藥的發(fā)展方向之一。

　　80年代以來，科學(xué)家們對植物多糖，特別是對中藥中的多糖研究產(chǎn)生了濃厚的興趣，至今已相繼報(bào)道了100多種具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗病毒、抗感染、降血糖等多種生理活性的中藥多糖，有的已在臨床用于腫瘤、肝炎、心血管等疾病的輔助治療和康復(fù)，其中最重要的藥理作用當(dāng)推免疫促進(jìn)作用。已有的大量藥理和臨床應(yīng)用表明，這些功能確切的多糖，其原生藥大多屬于補(bǔ)益類中藥，如人參多糖、黃芪多糖的原生藥人參、黃芪均是知名的補(bǔ)氣中藥；銀耳、枸杞子均是滋陰中藥，淫羊霍多糖、肉蓯蓉多糖的原生藥淫羊霍、肉蓯蓉是最常用的壯陽藥；當(dāng)歸多糖、阿膠多糖的原生藥當(dāng)歸、阿膠是最具傳統(tǒng)的補(bǔ)血中藥等等；還有牛膝多糖(Achyranthan,Abps)，近來的藥理研究和臨床應(yīng)用均表明其具有顯著的免疫增強(qiáng)作用，它的原生藥牛膝是具有“強(qiáng)筋骨、治腰膝酸麻”功效的傳統(tǒng)中藥，而這些功效無不與免疫功能有關(guān)。至今中藥免疫調(diào)節(jié)劑絕大多數(shù)是免疫促進(jìn)劑，而其有效成分為多糖或糖綴合物(glycoconjugates)，包括糖肽、蛋白多糖等。

1　中藥免疫調(diào)節(jié)劑的研究水平隨著糖生物學(xué)的發(fā)展而不斷提高

　　在生命科學(xué)研究領(lǐng)域里，糖生物學(xué)一直是該領(lǐng)域的研究前沿和熱點(diǎn)。國外近期的研究表明，參與細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)相互作用的主要細(xì)胞粘附分子絕大多數(shù)是糖綴合物，盡管目前對糖鏈在細(xì)胞識別和粘附分子中的作用仍未完全闡明，但生物體內(nèi)的這些細(xì)胞粘附分子的重要性和藥用潛力已展現(xiàn)出巨大的誘人前景。如1990年發(fā)現(xiàn)的E-Selectin，即血管內(nèi)皮細(xì)胞-白細(xì)胞粘附分子，能識別白細(xì)胞表面唾液酸化的四糖分子SLex,當(dāng)組織受到損傷或感染時(shí)，白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞粘附，然后沿壁滾動(dòng)穿過血管壁進(jìn)入受損組織以殺滅入侵的病原體。再如癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移、病原體的感染等過程也是通過糖蛋白的介導(dǎo)，而糖鏈參與其識別和粘附。國外曾報(bào)道通過某些多肽或糖類化合物進(jìn)行阻斷實(shí)驗(yàn)性肺癌的轉(zhuǎn)移，取得了一些可喜進(jìn)展，當(dāng)然要達(dá)到臨床應(yīng)用尚有較大距離。國內(nèi)近20年來對大量中草藥來源的多糖及糖綴合物，如黃芪多糖、牛膝多糖、豬苓多糖以及枸杞子糖綴合物等近百種多糖進(jìn)行了化學(xué)和廣泛的活性研究，相繼報(bào)道了這些多糖及糖綴合物具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、降血糖等多方面的藥理作用，有的已在臨床應(yīng)用，為創(chuàng)制新藥邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。如牛膝多糖，它是從中藥牛膝中分離得到的一種小分子量多糖化合物，自1983年以來我們對它進(jìn)行了系統(tǒng)的藥學(xué)、藥理學(xué)和毒理學(xué)的研究，并進(jìn)行了臨床預(yù)試驗(yàn)。藥效學(xué)的研究表明，牛膝多糖具有顯著的增強(qiáng)機(jī)體免疫功能的作用，它能升高血清溶血素和脾臟內(nèi)抗體形成細(xì)胞數(shù)，提高血清免疫球蛋白IgG水平；能激活網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的吞噬功能，激活巨噬細(xì)胞促進(jìn)TNF和IL-2的生成；促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖，增強(qiáng)NK細(xì)胞和CTL細(xì)胞的活性。臨床預(yù)試驗(yàn)結(jié)果表明，牛膝多糖在體內(nèi)具有CSF樣作用，對治療腫瘤患者因化療和放療引起的白細(xì)胞下降的有效率可達(dá)97%,并同時(shí)可恢復(fù)免疫系統(tǒng)的損傷。臨床預(yù)試驗(yàn)結(jié)果還表明，牛膝多糖對慢性肝炎患者能恢復(fù)其肝功能，并能顯著改善患者的體征如胃納、乏力、黃疸等。毒理試驗(yàn)表明，牛膝多糖幾乎無毒性，最大耐受性試驗(yàn)一次劑量大于20g/kg(口服有效劑量為0.5g/kg)。大鼠以5g/kg的極限劑量連續(xù)灌胃喂養(yǎng)90d，其活動(dòng)、耗食量、體重、血常規(guī)、血液生化、主要臟器重量以及病理切片等除白細(xì)胞明顯升高外(升高值均在正常范圍內(nèi))均無明顯毒性反應(yīng)。牛膝多糖的純度可達(dá)98%以上，易溶于水，與一些國內(nèi)外已在臨床使用的多糖類藥物如香菇多糖、云芝糖肽等相比，具有分子量小、無抗原性、水溶性好、人體易吸收、生化提取、質(zhì)量穩(wěn)定、人工栽培、資源豐富等優(yōu)點(diǎn)。其全分子化學(xué)結(jié)構(gòu)已被測定，1995年被批準(zhǔn)列為國家新藥研究的“1035工程”預(yù)選項(xiàng)目。再如枸杞多糖曾有多家單位報(bào)道具有免疫活性，有的已制成保健品上市銷售，但從化學(xué)角度講，它還是一種粗提取物，內(nèi)含多種雜質(zhì)。我們自1987年對枸杞子中的免疫活性有效成分進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，從生藥枸杞子中先后分離、純化到5個(gè)糖肽類化合物，分別命名為LbGP1～LbGP5，這5個(gè)糖肽類化合物均易溶于水，具有很強(qiáng)的免疫活性，小鼠口服有效劑量僅1～2mg/kg，而且不同的枸杞糖肽其免疫活性的表現(xiàn)形式也不相同，有的表現(xiàn)為細(xì)胞免疫功能強(qiáng)，有的表現(xiàn)為體液免疫功能強(qiáng)，而有的還具有顯著的抗脂質(zhì)過氧化作用，抑制LDL的氧化。這些糖肽類化合物的結(jié)構(gòu)分析表明，它們的共同特點(diǎn)是多糖含量高，有的可高達(dá)90%，我們已測定了其中3個(gè)枸杞糖肽化合物的多糖結(jié)構(gòu)。初步的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的研究表明，這些多糖結(jié)構(gòu)有其共性，即均以Ara為末端，但也各具個(gè)性，有的主鏈?zhǔn)铅?→6連結(jié)，有的是β1→4連結(jié)，有的還結(jié)合色素。藥理研究結(jié)果還表明這些糖肽類化合物中不但整體分子具有免疫活性，而且分子中的多糖鏈也具有免疫活性，有的比整體分子的作用還要強(qiáng)，這些研究結(jié)果對從分子水平上闡明枸杞子的藥理作用和作用機(jī)制是很有意義的。

2　中藥免疫調(diào)節(jié)劑的作用方式和途徑

　　通過調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能來達(dá)到防治疾病的目的，這是免疫治療學(xué)的基礎(chǔ)。大量研究表明，中藥免疫調(diào)節(jié)劑對機(jī)體的作用，主要通過以下幾個(gè)途徑：①激活巨噬細(xì)胞和T，B淋巴細(xì)胞；②激活網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)和補(bǔ)體；③誘生多種細(xì)胞因子，如：促進(jìn)干擾素生成、促進(jìn)白細(xì)胞介素生成、誘生腫瘤壞死因子等。

　　近期的研究表明，中藥免疫調(diào)節(jié)劑在體內(nèi)的作用不僅只與免疫系統(tǒng)的作用有關(guān)，而且與神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的作用也密切相關(guān)。最近，中國醫(yī)科院李電東教授通過對牛膝多糖的免疫調(diào)節(jié)作用機(jī)制的研究，認(rèn)為牛膝多糖是通過作用于體內(nèi)神經(jīng)內(nèi)分泌免疫網(wǎng)絡(luò)而發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)作用的。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)牛膝多糖在體內(nèi)能增強(qiáng)LPS誘導(dǎo)MΦ分泌TNF-α的作用，而在體外沒有這種增強(qiáng)效應(yīng)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)牛膝多糖能促進(jìn)PMΦ產(chǎn)生NO和提高NO合成酶NOS的活性，NO是第二信使，具有類似神經(jīng)遞質(zhì)的信息傳遞功能。美國的3位科學(xué)家羅伯特.弗奇戈特、路易斯.伊格納羅和弗里德.默拉德因發(fā)現(xiàn)NO是心血管系統(tǒng)中傳播信號的分子，某些細(xì)胞可以產(chǎn)生NO，這些NO從這些細(xì)胞中穿出后，作用于其他細(xì)胞，并能控制其他細(xì)胞的行為，而被授于1998年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。牛膝多糖的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了Besedovskg于1977年提出的神經(jīng)內(nèi)分泌免疫調(diào)節(jié)(neuroendocrine-immuno-modulation,NIM)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，說明免疫系統(tǒng)與神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)與功能上具有密切的關(guān)系，在神經(jīng)內(nèi)分泌與免疫系統(tǒng)之間有一個(gè)由多種神經(jīng)遞質(zhì)、激素和免疫活性物質(zhì)(如細(xì)胞因子)構(gòu)成的完整調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，共同維持機(jī)體免疫功能使其處于既靈敏又穩(wěn)定的平衡狀態(tài)(健康狀態(tài))。

3　中藥免疫調(diào)節(jié)劑的結(jié)構(gòu)與功能及目前研究開發(fā)中存在的主要問題

　　中藥免疫調(diào)節(jié)劑的結(jié)構(gòu)與功能，主要是多糖的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，至今并不十分清楚，但高級結(jié)構(gòu)對功能的影響比一級結(jié)構(gòu)還重要，這一點(diǎn)已成為科學(xué)家們的共識，而決定高級結(jié)構(gòu)的重要因素是多糖分子鏈內(nèi)和鏈外的氫鍵。經(jīng)X射線分析，表明香菇多糖及裂褶多糖均具β-三股繩狀螺旋型立體構(gòu)型。如果在香菇多糖中加入尿素或二甲亞砜，使分子的立體構(gòu)型發(fā)生改變，則其活性也就喪失；另一方面，主鏈結(jié)構(gòu)同是β-1,3,又有β-1,6側(cè)鏈的葡聚糖，有些具有強(qiáng)的活性，而有些卻無活性。如香菇多糖以1mg/kg劑量給藥，抗S-180肉瘤活性幾乎為100％，云芝多糖抗腫瘤活性>90%，豬苓多糖抗肺鱗癌活性為80％。而茯苓多糖、昆布多糖化學(xué)結(jié)構(gòu)雖然與香菇多糖相似，但它們無抗腫瘤活性。昆布多糖給藥劑量高達(dá)25mg/kg(為香菇多糖的25倍)，其抗S-180的活性僅為1.5%；但如果將茯苓多糖中的一些β-1,6支鏈，用類似過碘酸氧化、Smith降解的方法將其切去，結(jié)果獲得了具有強(qiáng)烈抗腫瘤活性的多糖，稱為次茯苓多糖；如果再將次茯苓多糖-羧甲基化，其活性就更高。

　　除了立體構(gòu)型是決定多糖生物活性的決定因素之外，多糖的分子量、取代基、溶解度、粘度，甚至給藥劑量、給藥途徑等也能影響其生物活性。如相對分子質(zhì)量為9萬左右的右旋糖酐具有一定的活性，但它的活性隨著大于或小于此相對分子質(zhì)量而迅速降低。多糖分子中的取代基對多糖的活性影響很大，如牛膝多糖沒有抗病毒活性，經(jīng)過化學(xué)修飾，在多糖分子中引入一定量的硫酸基團(tuán)，則它就具有較強(qiáng)的抗乙型肝炎病毒HBsAg和HBeAg的活性。多糖的溶解度對活性也有影響，如β(1→3)-D-葡聚糖cardlan不溶于水，如果將它部分羧甲基化后，使其水溶性提高，則它的抗腫瘤活性也明顯提高。多糖的粘度有時(shí)會(huì)影響實(shí)際使用，如裂褶多糖是一個(gè)很有應(yīng)用前景的抗腫瘤藥物，但起初因?yàn)檎扯忍?，無法臨床使用，后來通過部分解聚，使其分子量降低，粘度也隨之減小。但由于其基本重復(fù)結(jié)構(gòu)不變，從而仍保持抗腫瘤活性，已提供臨床使用。近來，多糖受體的發(fā)現(xiàn)，對闡明其作用機(jī)制有重要意義。當(dāng)多糖與受體作用時(shí)，只有分子中的幾個(gè)寡聚糖片段與受體結(jié)合，因此可以推測，多糖象蛋白質(zhì)和酶一樣，可能在多糖分子中存在一個(gè)或幾個(gè)寡糖片段的“活性中心”，如有報(bào)道認(rèn)為分子量為50萬的香菇多糖，其分子中的七糖重復(fù)單元是它的“活性中心”，肝素的抗凝血活性僅取決于一個(gè)五糖片段，當(dāng)然這種“活性中心”的假設(shè)還有待于更多的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

　　目前無論是國內(nèi)還是國外，中藥免疫調(diào)節(jié)劑的研究領(lǐng)域里存在幾個(gè)重要問題有待于深入研究：①目前用于實(shí)驗(yàn)藥理學(xué)研究的中藥免疫調(diào)節(jié)劑，大多數(shù)是一些粗制劑，這使得要在分子水平上闡明它們的藥理作用和作用機(jī)制受到了很大的限制；②國內(nèi)雖有不少的中藥免疫調(diào)節(jié)劑已應(yīng)用于臨床，但由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)不明確，質(zhì)量也很難控制，造成藥效重復(fù)性較差，不符合國際規(guī)范，因而難以進(jìn)入國際市場；③作為中藥免疫調(diào)節(jié)劑的多糖及糖綴合物的結(jié)構(gòu)測定本身因分離、純化及研究技術(shù)的限制仍有很多困難，因而諸如寡糖和多糖的立體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、寡糖是否是多糖發(fā)揮藥理作用的最小單位、是否就是多糖的活性片斷等等問題均未得到闡明，因此加強(qiáng)這方面的研究非常必要。選擇作用可靠、化學(xué)結(jié)構(gòu)明確的中藥免疫調(diào)節(jié)劑，在分離、純化及確定其化學(xué)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，開展活性及作用機(jī)制的研究，不僅能在分子水平上揭示這些天然免疫調(diào)節(jié)劑的藥理作用、闡明結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系有重要意義，而且對創(chuàng)制具有我國特色、并能符合國際規(guī)范的新藥有重要的指導(dǎo)意義。

4　中藥免疫調(diào)節(jié)劑的開發(fā)、應(yīng)用及發(fā)展趨勢

　　近20年來，中藥免疫調(diào)節(jié)劑因其獨(dú)特的功能和低毒性，已在以下幾個(gè)方面得到開發(fā)和應(yīng)用。

4.1　抗腫瘤藥　將多糖作為抗腫瘤藥是由于人們對當(dāng)前癌癥化療藥物不滿意。雖然化學(xué)家們合成了無數(shù)個(gè)對癌細(xì)胞有相當(dāng)強(qiáng)殺傷作用的化合物，但在殺死癌細(xì)胞的同時(shí)也同樣損傷正常細(xì)胞，臨床上表現(xiàn)出很多副作用，特別是化療藥物對患者免疫系統(tǒng)造成損害，因此多糖類免疫調(diào)節(jié)劑在腫瘤的治療上很有吸引力，尤其是它可與一些抗癌藥如5-FU、環(huán)磷酰胺等合用，可恢復(fù)由化療所導(dǎo)致的免疫功能低下，增強(qiáng)抗腫瘤的作用。如香菇多糖1986年在日本上市，我國衛(wèi)生部也于1996年批準(zhǔn)生產(chǎn)香菇多糖制劑。目前除香菇多糖外已有不少免疫調(diào)節(jié)劑作為抗腫瘤免疫治療藥物正式用于臨床，其中有代表性的如裂褶多糖、云芝多糖、豬苓多糖等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，來源于植物的抗癌制劑已占抗癌劑總數(shù)的32.5%。

4.2　抗病毒藥　近年來發(fā)現(xiàn)硫酸化多糖，如硫酸葡聚糖、角叉菜膠、肝素、硫酸軟骨素等對HIV有抑制作用。其作用機(jī)制可能有3種途徑：①硫酸化多糖能抑制逆轉(zhuǎn)錄酶的活性，而HIV是一種逆轉(zhuǎn)錄酶病毒；②能抑制靶細(xì)胞與病毒的結(jié)合；③能增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，這可能是多糖在整體狀況下抗HIV的重要機(jī)制之一。Ito報(bào)告，硫酸化葡聚糖可抑制HIV與靶細(xì)胞的結(jié)合，當(dāng)多糖濃度為10，5和2.5mg/L時(shí)，HIV與MT-4培養(yǎng)細(xì)胞的結(jié)合有95%以上被抑制。硫酸化多糖抑制HIV的作用，不僅與濃度呈量-效關(guān)系，而且與分子中硫酸鹽含量有關(guān)，含量愈高，其抗HIV的作用愈強(qiáng)，不含硫酸鹽的葡聚糖對HIV的復(fù)制無抑制作用。實(shí)驗(yàn)證明，硫酸鹽陰離子對硫酸化多糖抑制HIV是必需的離子結(jié)構(gòu)。最近Tabba從堇菜屬植物(violayedoensis)和中藥夏枯草中分離出來的硫酸化多糖都具有抗HIV作用，后者對HIV致H9細(xì)胞損傷的最小抑制濃度為1.4～2.8mg/L?？茖W(xué)家們還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)硫酸化多糖能從多個(gè)環(huán)節(jié)和步驟上干擾HIV對宿主細(xì)胞的侵襲，并對HIV有很高的選擇性抑制作用。Veno經(jīng)體外實(shí)驗(yàn)表明，硫酸化葡聚糖與AZT有協(xié)同抗HIV作用。由此推測，若硫酸化葡聚糖(右旋糖酐)與AZT合并用于AIDS患者，可以減少AZT的用藥劑量和降低毒副作用。在美國硫酸化右旋糖酐和多硫酸聚戊糖已進(jìn)入I期臨床試驗(yàn)，在德國人工合成的木聚糖(Hoe/Bay946)也已試用于臨床。給30名帶病毒者連續(xù)用Hoe/Bay946治療4個(gè)月，結(jié)果發(fā)現(xiàn)此藥可被患者很好的耐受，沒有大的毒副反應(yīng)，是一個(gè)很有前途的藥物。目前現(xiàn)有抗AIDS的藥物，如AZT，ddc和天花粉蛋白等毒性均較大，存在著嚴(yán)重的毒副作用。為此，國外近來采用稱謂“雞尾酒”式的復(fù)合用藥來提高治療效果和減輕副反應(yīng)，取得了較好結(jié)果，而多糖類的免疫調(diào)節(jié)劑是很有希望成為這類“雞尾酒”的一種調(diào)制劑。

4.3　延緩衰老藥　到目前為止，對衰老發(fā)生的機(jī)制有眾多的學(xué)說，如遺傳學(xué)說、自由基學(xué)說、交聯(lián)學(xué)說以及免疫功能下降學(xué)說等等。其中持免疫功能學(xué)說的科學(xué)家認(rèn)為：免疫功能具有增齡性變化，即年齡增大，其免疫功能下降或紊亂，結(jié)果胸腺萎縮，T細(xì)胞損耗，從而導(dǎo)致機(jī)體衰老，壽命縮短。由于中藥免疫調(diào)節(jié)劑可以增強(qiáng)老年人的免疫功能，因此很有希望將它們作為延緩衰老藥應(yīng)用于臨床。近十多年來，化學(xué)家們已從扶正固本等補(bǔ)益類中藥中得到了多種多糖類化合物，不但能促進(jìn)機(jī)體的免疫功能，而且證實(shí)了有些多糖確實(shí)有抗老延壽的作用。如刺五加多糖可延長果蠅平均壽命11.7%～23.0％；藥理證明從枸杞子中提取出來的一種枸杞子多糖復(fù)合物，不但具有很強(qiáng)的免疫活性，而且有顯著的抗衰老作用，實(shí)驗(yàn)表明，它可延長家蠶五齡壽命5.14%。

　　但由于開發(fā)新藥的周期長、投資大，因而國內(nèi)許多公司和廠家首先考慮將中藥免疫調(diào)節(jié)劑開發(fā)為具有多種保健功能的藥品或食品，其名目繁多，僅1998年向衛(wèi)生部申報(bào)的保健食品就有數(shù)百種之多，其中大部分含中藥免疫調(diào)節(jié)劑。今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)，中藥免疫調(diào)節(jié)劑的發(fā)展，將有以下幾個(gè)趨勢：①從單味中藥多糖的研究向中藥復(fù)方多糖體系的研究發(fā)展；②從單一免疫系統(tǒng)作用的研究向神經(jīng)內(nèi)分泌免疫網(wǎng)絡(luò)作用的研究發(fā)展；③從藥品向食品，從治療向保健發(fā)展。

　　中藥是我國的醫(yī)藥寶庫，當(dāng)前又是我國創(chuàng)制新藥的一個(gè)重要源泉，要與國際接軌，進(jìn)行可持續(xù)性發(fā)展，中藥現(xiàn)代化是中藥發(fā)展的必由之路。而中藥免疫調(diào)節(jié)劑的研究無論是在藥學(xué)還是藥理學(xué)方面都已取得明顯的進(jìn)步，它的深入研究和開發(fā)將成為中藥現(xiàn)代化的一個(gè)典范。