贝类多糖的生物活性研究现状及其药用价值

摘要论述近年来贝类多糖生物活性的研究进展。多糖的抗肿瘤、抗病毒、抗衰老、降血糖、降血脂等生物活性具有较广阔的开发和应用前景。同时，简要概述贝类多糖的药用价值。

关键词贝类多糖；生物活性；药用价值

中图分类号S986.2文献标识码A文章编号0517-6611（2015）24-017-03

生物体内活性物质的研究是研制功能药物、保健食品和生物制品的基本前提。多糖作为主要活性物质之一，是一种由10个以上的单糖通过脱水缩合形成糖苷键聚合而成的高分子糖链。多糖被发现参与许多生物学过程，如细胞-细胞通讯，胚胎发育，细菌或病毒感染以及体液免疫和细胞免疫。近年来，对多糖的研究涉及多个领域如临床医药、生物燃料、化妆品、营养保健品等。多糖的多种生物学功能活性及多糖资源的开发与利用成为人们近代研究的热点。

贝类多糖是能调节细胞和机体“生老病死”的一类重要生物大分子，其中以一种含氨基的酸性黏多糖为主。根据其不同来源，可分为海洋贝类多糖、淡水贝类多糖和陆生贝类多糖。贝类多糖因成分复杂，结构多变，导致其生物学活性存在差异。研究表明，贝类多糖具有抗肿瘤、抗衰老、抗病毒、降血糖血脂等生物活性。笔者综合近年关于贝类多糖的研究，对贝类多糖的生物学活性及其药用价值进行概述。

1贝类多糖的生物学活性

1.1抗肿瘤活性

多糖抗肿瘤活性一直是生物学活性研究的重点，也是新药开发的研究热点。多糖的抗肿瘤活性与糖链大小、分支结构以及单糖间糖苷键的缩合方式等内在影响因素有关，同时与给药剂量、浓度和作用时间、抗肿瘤药物联合应用和缀合物的影响等外在因素密切相关。多糖抗肿瘤主要通过3种方式：一是诱导肿瘤细胞凋亡，抑制其增殖；二是增强机体的免疫功能，通过激活巨噬细胞提高其吞噬功能，促进T、B淋巴细胞增殖，增强N、K细胞活性，抑制肿瘤的生长；三是与多糖抗氧化和清除自由基的功能有关。

研究表明，多糖的抗肿瘤活性与其结构中（1→3）βD-葡聚糖和（1→4）βD-葡聚糖的含量呈正相关关系，而多糖分子结构的改变对多糖抗肿瘤活性的影响也较显著。经化学修饰后多糖结构与理化性质的改变可提高多糖的生物活性。硫酸化修饰后的多糖具有更强的抗肿瘤活性。杜挺挺等采用三氧化硫吡啶法对厚壳贻贝多糖的结构进行硫酸化修饰，并对修饰前后的2种多糖的体外抗肿瘤活性进行比较，发现硫酸化修饰后的多糖（MTS）的提取率高于原牡蛎多糖（MT1）。体外抗肿瘤活性测定结果显示，当多糖浓度均为8 mg/ml时，MTS和MT1对前列腺癌DU145细胞72 h后的抑制率分别为85.04%、79.35%，对人肺癌H1299细胞作用的抑制率分别为85.32%、81.28%。该研究结果表明，硫酸化修饰可提高牡蛎多糖的抗肿瘤活性。Chen等对乌墨贼多糖TBA1进行特殊结构的硫酸化修饰，发现修饰后的多糖TBA1能够明显抑制血管生成，对HepG2肿瘤细胞的增殖没有明显影响，但剂量依赖性抑制HepG2细胞的侵袭和迁移。该研究首次发现乌墨贼多糖TBA1可以作为预防肿瘤转移的一个潜在候选化合物。

吴红棉等通过体外试验发现近江牡蛎糖胺聚糖粗制品 CG、纯化级分 CGIa、CGIIa 对 K562、CNE2Z 和 Hela 3种肿瘤细胞增殖均表现一定的抑制作用，且对前2种肿瘤细胞的抑制率表现出较好的量效关系和时效关系，其中对 K562 细胞作用最为敏感，抑制作用最强，但是对 Hela 细胞增殖的抑制作用和敏感度不强。3个不同纯度的样品组分表现出不同抑制肿瘤的效果，表明多糖的结构、组成以及与蛋白质的连接与其肿瘤细胞增殖抑制作用有较大关系。由半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖和甘露糖组成且相对分子质量大于100 kDa的多糖或蛋白多糖一般具有较高的生物活性，试验中牡蛎多糖高分子组分CGIa则表现出较强的体外肿瘤抑制作用。3种多糖组分与抗肿瘤药物联合使用时均具有相加效果。体内试验结果表明，CG 对S180实体瘤的抑瘤效果有剂量效应关系，与 CTX 合用能起协同增强抗肿瘤效果，延长L1210腹水瘤小鼠和荷EAC小鼠的生命，且对CTX损伤导致胸腺与脾脏缩小的小鼠有一定的修复作用，推测可能通过增强小鼠的免疫功能而起到抑制肿瘤生长作用。

1.2抗氧化、抗衰老作用

免疫系统功能下降以及機体自由基的产生与累计是导致人体衰老的主要原因。正常的新陈代谢会产生具有强氧化性但寿命极短的自由基。自由基强夺电子的能力可使脂质、生物膜以及DNA氧化性损伤。过量自由基可引起机体多种慢性疾病及衰老。研究发现，多糖可以增强机体的特异性和非特异性免疫，并可有效抑制自由基的氧化作用。多糖可以通过2种方式达到清除自由基的功效。一是直接抑制，多糖通过捕获、供氢、自身被氧化等形式直接作用于活性氧；二是间接抑制，通过提高抗氧化酶的活性、络合活性氧形成所必须的金属离子、促进活性氧的释放等方法降低自由基含量。邹艳君等利用传统热水浸提法提取出紫贻贝粗多糖，采用分光光度法、Fenton法检测多糖的还原能力和对DPPH自由基和羟基自由基的清除能力，结果表明紫贻贝多糖具有良好的抗氧化活性，并在10～60 μg/ml浓度范围内多糖抗氧化活性与含量呈良好的量效关系。钟城城等利用热水浸提和两步联合酶解法分别提取、分离出RT（热水浸提法提取的粗多糖）多糖和MT（两步联合酶解法提取的粗多糖）多糖，2种多糖均表现出对DPPH、超氧阴离子和脂质过氧化物较强的清除能力，并且推测出MT多糖中含量较多的类糖胺聚糖可能是导致MT多糖的抗氧化活性强于RT多糖的原因，并且后续的分离纯化及抗肿瘤结果表明类糖胺聚糖也是贻贝多糖中主要的抗肿瘤成分。陈文星等利用珠蚌多糖作用于免疫正常或免疫低下小鼠的淋巴细胞，同时进行体外培养和转化增殖的观察；采用3HTdR掺入法进行研究，发现珠蚌多糖可有效促进B细胞的增生，但对于T淋巴细胞增殖效果不明显，同时能提高血浆中cGMP/cAMP的比值，表明珠蚌多糖能促进DNA合成，免疫细胞增殖分化，从而提高机体的免疫功能。

1.3抗病毒作用

病毒感染是与敏感细胞结合和侵入的过程。结合主要分为非特异性结合和特异性结合。多糖通过静电作用与病毒非特异性结合，以受体竞争抑制的方式阻止病毒与寄主细胞作用，同时多糖也可以和细胞表面受体进行特异性结合以阻断病毒感染。当病毒侵入机体后，多糖抑制病毒的方式主要是通过抑制病毒的复制和抗原的表达。硫酸根的存在、分子量的大小及多寡都直接影响多糖的抗病毒作用。艾滋病毒（HIV1）是人类最恐惧的病毒之一。硫酸多糖不仅可以通过与HIV病毒的gp120或宿主细胞的CD4受体结合阻断病毒对宿主细胞的吸附，而且可以与HIV1 Ta蛋白结合，从而抑制HIV1。多糖的抗病毒作用为新药的研发开辟了一个新的方向。李江滨等研究牡蛎多糖对流感病毒的抑制效果，通过MDCK细胞中流感病毒的增殖情况，发现低剂量的牡蛎多糖和利巴韦林一样具有较好的抗病毒效果，同时牡蛎多糖与利巴韦林的联合使用比单独使用更好地抑制增殖，具有相加效应。WOO等从文蛤中提取、分离出来的一种多糖通过阻碍HIV对T细胞的黏附和融合，发挥抗HIV的活性。乙型肝炎病毒（HBV）的持续感染和复制是肝脏病变活动和发展的基本病因。范巧云等研究发现，扇贝多糖通过抑制HBV DNA的复制直接阻断HBV的侵染。

1.4降血糖、血脂、血压

多糖可以通过清除体内自由基、抑制脂质过氧化物和增强冠体流量与心肌供氧，预防与治疗动脉粥样硬化。多糖降血糖的机制可能是通过提高组织对葡萄糖的利用率，提高机体对胰岛素的敏感度，增加胰岛素受体数目，提高胰岛素受体敏感度。范秀萍等提取、分离出波纹巴非蛤多糖（PUG1），对小鼠进行体内给药，并通过阳性药物（辛伐他汀）进行对照试验，发现PUG1对高脂模型小鼠具有较好的降低血脂与预防动脉粥样硬化作用。高剂量组文蛤多糖可显著降低四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖含量，延长小鼠游泳时间、常压耐缺氧时间、耐高温及耐低温时间。

1.5其他作用

贝类多糖还具有多种活性。马氏珠母贝多糖和企鹅珍珠贝多糖都具有较好的保湿效果，一般强于化妆品中常规的保湿剂。分别用贻贝多糖和鮑鱼内脏多糖制作的润肤霜和水洗面膜的感官指标、理化指标符合标准指数。根据紫外吸收强度值，发现这2种多糖均具有良好的抗紫外UVA和UVB的能力。多糖可以通过修复免疫损伤、保护造血组织、清除自由基和抗脂质过氧化等方面来达到抗辐射的效果。珠母贝糖胺聚糖、紫贻贝多糖具有抗凝血活性，其作用机理与肝素类似。皱纹盘鲍多糖AAP被认为是通过影响多凝过程的方式，从而达到抗凝血的作用，尤其是最后一步凝血酶介导的纤维蛋白的形成凝结的过程。Xu等从厚壳贻贝提取出一种多糖MP1。它对小鼠急性肝损伤具有保护作用，能够抑制参与肝功能衰竭组织损伤过程中的脂质过氧化。从皱纹盘鲍分离得到的多糖AVAP I具有较强的刺激细胞生长的能力，能明显降低CDK6和cyclin E1 mRNA水平，增强细胞周期蛋白B1、CDK1和cyclin F表达，因此AVAP I可以通过调节基因表达和促进细胞周期进程的方式来促进HepG2细胞的增殖。这可能是一个有用的通过补充血清来刺激哺乳动物细胞增殖的方式。

2贝类多糖的药用价值

2.1临床用药

2.1.1抗肿瘤药。

恶性肿瘤又称为癌症。肿瘤细胞能侵犯、破坏邻近的组织和器官。癌症目前仍然是人类最害怕也是最难攻克的难题之一。目前，市场上有多种化学合成的抗肿瘤药物，但治疗效果和药物产生的毒副作用使人们对此并不满意，而从动植物体内提取出来的天然多糖具有抑制肿瘤细胞增殖的效果且毒副作用较小的优点，因此将天然多糖药用化对目前市场产生巨大的吸引力。多种贝类多糖具有抗肿瘤和提高机体免疫力的功能。翡翠贻贝多糖可以抑制乳腺癌QKBD细胞增殖。贻贝多糖对前列腺癌DU145细胞有较高的抑制率。抗肿瘤药物如5FU、环磷酞胺与多糖联合使用，不仅可以大大提高抗肿瘤效果，而且多糖可以修复抗肿瘤药物产生的免疫功能下降。这给研制抗肿瘤新药开辟了一个重要的方向。目前，已有不少用多糖制成的抗肿瘤增强免疫的药物经卫生部批准已被应用于临床，其中植物多糖占多数。贝类多糖对肿瘤的高抑制率具有光明的开发与应用前景。

2.1.2抗病毒药。

近年来发现硫酸化多糖如硫酸葡聚糖、角叉菜胶、肝素、硫酸软骨素等对HIV有抑制作用。硫酸根离子是多糖抗HIV 的必须结构。硫酸多糖用作抗病毒药的突出例子是抗HIV药物 Hoe/Bay 946。它是一种蛋白激酶-C抑制剂，主要干扰HIV穿透进入CD4细胞，体内外试验给药均获得满意结果。临床试验表明，硫酸多糖的耐受性较高且毒副作用小。贝类多糖具有较好的抗病毒功效，如河蚌多糖可以抑制HepG22，2，15HBsAg和HBeAg的分泌；扇贝多糖体外可以抗HBV作用，体内可以抑制DHBV作用等。研究表明，贝类多糖如近江牡蛎糖胺聚糖和贻贝多糖胶囊急性毒性分级属无毒级，无遗传毒性。

2.2药用保健品

随着人们生活水平的提高，三高人群的比例逐渐上升。高血压、高血脂、高血糖严重威胁着人类的健康。天然贝类多糖有降血脂、降血糖、抗凝血、提高机体免疫功能的活性，并且无毒副作用，可供开发为药用保健品。贝类多糖具有抗氧化活性，可清除自由基能力，降低血脂和脂褐素含量，满足了人们对长寿或克服早衰的渴望。多糖的抗氧化延缓衰老的功效目前已被应用到化妆品行业中且广受好评。贝类多糖的药用保健品也具有较好的应用和开发前景。

3展望

目前，关于植物多糖的生物活性研究及其在功能食品、临床药物的使用上更加成熟，然而贝类多糖的生物活性及药理效应与植物多糖的医疗效果也有许多相似之处。由于贝类多糖结构复杂，关于贝类多糖的研究还停留在动物试验的基础上。只有弄清贝类多糖结构与生物活性的构效关系，才能“对症下药”地研制出高效、有用、无毒的良药，从而为人类的健康增加一重保障。

43卷24期程知庆等贝类多糖的生物活性研究现状及其药用价值

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