黄芪多糖对猪免疫功能影响的研究进展

刘瑞生

（甘肃省平凉市崆峒东路143号，甘肃 平凉 744000）

黄芪多糖（APS）是一种从豆科类植物黄芪或膜荚黄芪的根茎中提取出来的水溶性多糖成分，色泽微黄，细腻粉末状，味微甜，具引湿性，是黄芪的有效活性成分之一。近年来研究发现，黄芪多糖对畜禽具有免疫增强作用，可作为免疫促进剂或调节剂，改善猪免疫功能。综述如下。

1 黄芪多糖免疫增强作用机理

研究表明，黄芪多糖可以促进动物免疫器官生长发育，激活体内多种免疫活性细胞，增强巨噬细胞吞噬能力，提高特异性（细胞免疫和体液免疫）和非特异性免疫反应，对正常及非正常机体都发挥免疫作用。可改善机体肿瘤而致的免疫功能低下，促进免疫细胞活化释放内源因子，防止过氧化作用从而造成对肿瘤细胞的杀伤和抑制作用。彭祥鄂等（1984）观察到黄芪多糖有促进小鼠体内自然杀伤细胞（NK细胞）活性的作用[1]。李先荣等（1989）从黄芪根中提取制得的APS-G粉针，具有显著的免疫增强作用，能显著增强小鼠巨噬细胞的吞噬功能；促进血清溶血素形成，提高空斑形成细胞的溶血能力和明显的碳粒廓清作用和明显增加脾重；这些作用在正常生理状态下存在，在机体免疫功能低下时同样显示明显作用[2]。张晓明等（1991）试验结果表明，白细胞介素-2（IL-2）、APS均能不同程度地增强小鼠NK细胞活性、刺激NK细胞增殖，IL-2与APS合用时其效果更佳[3]。赵克胜等（1992）将黄芪多糖注射于14～16月龄的小鼠，可通过促进脾细胞产生IL-2及增强脾细胞对IL-2的增殖反应，改善老年小鼠的免疫功能[4]。梁华平等（1994）测定发现，烧伤后6 d小鼠的脾脏指数和胸腺指数降低，腹腔注射250 mg/kg体重黄芪多糖，每天1次，连续5 d，不仅可以明显提高正常小鼠的脾脏指数和胸腺指数，还可使烧伤小鼠的脾脏指数和胸腺指数恢复正常；黄芪多糖能明显增加小鼠脾脏、胸腺重量，同时能对抗免疫抑制剂泼尼松龙或强的松龙所造成的对脾、胸腺、肠淋巴结等免疫器官的萎缩作用，也能对抗环磷酰胺引起的脾脏萎缩[5]。张艳等（1995）研究结果提示，APS对烧伤小鼠的免疫调节作用依赖于巨噬细胞，通过调节其分泌白细胞介素-1（IL-1），抑制前列腺素E2（PGE2）合成，而促进IL-2产生及IL-2受体（IL-2R）表达，进而增强T淋巴细胞增殖[6]。陆琮明等（1998）用香菇多糖（LNT）与APS混合物在150 mg/（kg·d）剂量时可以抑制S-180移植性肉瘤的生长；LNT与APS混合物在37.5 mg/（kg·d）及以上剂量时具有提高小鼠吞噬细胞功能，增强NK细胞活性的作用[7]。程富胜等（2001）检测结果显示，黄芪多糖能够显著促进小白鼠腹腔巨噬细胞一氧化氮（NO）生成，提示黄芪多糖可通过NO介导信号传递通路而发挥其免疫调节作用[8]。程志斌等（2002）报道，黄芪多糖能使小鼠脾脏脾内浆细胞增生，促进抗体合成，增强体液免疫[9]。许杜娟等（2003）试验证明，APS能促进正常小鼠脾脏细胞增殖反应，对亚适量刀豆蛋白A（ConA）和脂多糖（LPS）诱导脾脏细胞增殖反应也有显著促进作用，对脾细胞干扰素-γ（IFN-γ）和腹腔巨噬细胞肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的产生有显著促进作用[10]。储岳峰等（2004）测定发现，黄芪多糖等中药成分均能显著或极显著促进ConA和LPS诱导的小鼠外周血和脾脏淋巴细胞增殖，提高小鼠腹腔巨噬细胞和NK细胞活性，增加小鼠抗体生成细胞数[11]。姚金凤等（2005）检测表明，黄芪多糖能够促进巨噬细胞NO合成，显著增强小鼠腹腔巨噬细胞对黑色素瘤细胞的杀伤作用，认为黄芪多糖能增强小鼠腹腔巨噬细胞的免疫功能，可能是其抗肿瘤作用的机理之一[12]。邱培勇等（2006）研究发现，环磷酰胺对小鼠免疫功能有明显抑制作用，黄芪多糖不仅能有效对抗免疫抑制，对正常小鼠也有免疫增强作用[13]。颜培宇等（2007）发现，APS能够重建免疫功能低下小鼠机体正常的免疫功能，促进机体ThO向Thl分化，维持TH1的优势状态，增强机体细胞免疫功能[14]。代丽莉（2008）试验结果表明，低分子量黄芪多糖（LMw-APS）能显著促进ConA和LPS诱导的小鼠脾淋巴细胞增殖，显著促进小鼠抗血清中免疫球蛋白G（IgG）、IgG1 和 IgG2b 抗体产生[15]。王庭欣等（2009）测定结果表明，黄芪多糖对正常小鼠的细胞免疫、体液免疫及巨噬细胞功能均有明显的增强作用[16]。杜全宇（2010）试验表明，黄芪多糖对“肺气虚”型小鼠具有改善细胞免疫功能，提高机体免疫的作用[17]。蒋瑞雪等（2011）以黄芪多糖低、中、高浓度给小鼠连续灌胃7 d，能够增加小鼠免疫器官重量，提高巨噬细胞吞噬功能及增加B细胞产生抗体能力，认为黄芪多糖具有调节免疫功能，对非特异性免疫和体液免疫均有一定的增强作用[18]。邹品文等（2012）发现，黄芪多糖对S180肉瘤小鼠有显著的瘤抑制作用,可使外周血CD4+T细胞表达增加，CD8+T细胞表达降低，提高IL-2水平，降低IL-4水平，认为黄芪多糖通过调节异常的免疫状态而发挥抗S180肉瘤作用[19]。张晋强等（2013）连续1周以腹腔注射方式给予小鼠 APS（100 mg/kg和 200 mg/kg），可显著促进巨噬细胞诱导型一氧化氮合酶（iNOS）基因的表达和NO的产生，并显著增强巨噬细胞吞噬性功能，APS的作用呈浓度依赖性；体内条件下APS增强巨噬细胞功能的机制之一可能是促进巨噬细胞iNOS基因的表达进而催化产生NO[20]。吕鑫（2014）给小鼠分别灌胃黄芪多糖、酵母细胞壁多糖和虫草菌丝体多糖140 mg/kg体重，结果3种多糖均可显著提高小鼠增重率、免疫器官指数及外周血IgG含量[21]。尹伟等（2015）试验表明，黄芪多糖不能促进体外培养小鼠T淋巴细胞增殖，甚至还抑制植物血凝素（PHA）诱导的T淋巴细胞的增殖活性；但黄芪多糖可以协助红细胞对淋巴细胞的免疫调控功能，双方共同作用，引起淋巴细胞数目的增加和增强增殖功能[22]。史晶晶等（2016）采用腹腔注射环磷酰胺致小鼠免疫抑制模型，分别连续灌服高、中和低剂量黄芪多糖7 d，能显著提高免疫抑制小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能，促进溶血素、溶血空斑的形成，提高免疫外周血淋巴细胞转化率，从而显著提高环磷酰胺所致免疫抑制模型小鼠的免疫功能[23]。李任军等（2017）给小鼠口服黄芪多糖，能显著促进小鼠淋巴细胞对ConA和LPS的刺激反应，并增加十二指肠黏膜上皮内淋巴细胞（IELs）和固有层IgA+细胞数量；口服黄芪多糖后接种口蹄疫（FMD）疫苗，能够显著增强血清FMD特异性IgG及其亚类水平[24]。

2 黄芪多糖对猪免疫功能的影响

2.1 黄芪多糖对猪的免疫调节作用

黄芪多糖具有明显的免疫调节作用，能提高猪淋巴细胞转化率和抗病力，对于各种药物及不同应激模式下的免疫功能降低，均具有明显的免疫增强作用，从而减少猪发病率，提高生产性能。毛晓峰等（2004）测定发现，黄芪多糖能够提高免疫应激后断奶仔猪的细胞免疫功能，降低炎性因子和应激激素的分泌，从而发挥抗免疫应激作用[25]。边传周等（2005）在28日龄断奶仔猪饲粮中添加0.1%黄芪多糖，断奶后第7和14天淋巴细胞百分数分别增加7.7%和18.2%，中性粒细胞百分数分别减少15.2%和28.6%，断奶仔猪的绵羊红细胞（SRBC）抗体效价分别提高0.47和1.49个滴度，单核细胞增殖率分别提高11%和25%，腹泻率显著低于28日龄断奶对照仔猪[26]。魏凤仙等（2006）在杜长大三元杂交小母猪基础饲粮中添加500 mg/kg黄芪多糖饲喂，能提高生产性能和猪血清中球/白比值，显著提高牛血清白蛋白（BSA）免疫抗体效价（OD值）及PHA刺激皮褶厚度增加值[27]。欧德渊等（2007）研究发现，黄芪多糖抑制仔猪巨噬细胞TNF-α表达及分泌炎性因子，可能是黄芪多糖维持仔猪健康的重要机制之一[28]。肖华丽等（2008）在断奶仔猪饲粮中添加复方A免疫增强剂（黄芪多糖+刺五加皂甙），显著提高了仔猪血清中IgG水平和NOS活性[29]。邵珊等（2009）以APS和白花蛇舌草多糖（OPS）联合猪高致病性繁殖与呼吸综合征灭活疫苗免疫26日龄断奶仔猪，均能极显著促进外周血淋巴细胞增殖，显著提高仔猪的CD3+、CD4+、CD8+淋巴细胞的百分数，提高 IL-2 表达水平[30]。赵娟等（2010）研究结果显示，APS能显著增加猪圆环病毒2型（PCV2）阳性猪外周血T淋巴细胞、氯化硝基四氮唑蓝（NBT）阳性细胞、CD4+T细胞百分数及IL-2、IL-4、IFN-γ含量，显著降低CD8+T细胞百分数，推测黄芪多糖通过上调CD4+细胞百分数、CD4+/CD8+及Th1反应恢复正常免疫机能[31]。刘操等（2010）对人工接种感染猪附红细胞体菌血仔猪分别给予防风多糖溶液0.1 mL/kg、黄芪多糖注射液0.1 mL/kg和左旋咪唑注射液0.05 mL/kg，连用7 d，结果黄芪多糖、左旋咪唑能显著提高感染仔猪的血清总蛋白含量和溶菌酶活力，3种免疫调节剂均能显著提高感染仔猪的血清球蛋白含量，显著降低免疫抑制酸性蛋白（IAP）含量；可见3种免疫调节剂均能提高感染仔猪的非特异性免疫，其中以黄芪多糖效果最好[32]。朱辉（2011）通过猪体试验表明，黄芪多糖具有提高猪体外周血液中淋巴细胞活性，提升血清中多种淋巴细胞因子含量、猪瘟抗体水平以及免疫球蛋白含量的作用[33]。侯喜娥等（2012）于仔猪3、7和21日龄分别肌注黄芪多糖注射液各0.5、1和1.5 mL和长效土霉素各0.5、1和1.5 mL，35 d黄芪多糖组和土霉素组仔猪腹泻率显著低于对照组，黄芪多糖组血清中IgG含量、CD3+细胞在外周血中所占百分比和CD4+/CD8+显著高于土霉素组和对照组，CD8+细胞低于抗生素组和对照组[34]。王超锋等（2013）在21日龄断奶仔猪基础饲粮中分别添加 2×10-4、3×10-4、4×10-4黄芪多糖，连续饲喂7 d后用猪瘟弱毒疫苗免疫，能提高仔猪外周血猪瘟抗体水平1个滴度以上，具有提高CD3+、CD4+T淋巴细胞百分数的趋势；说明黄芪多糖能提高仔猪特异性免疫力，是良好的免疫增强剂[35]。邹云等（2014）在断奶仔猪基础饲粮中单独或合并使用牛膝多糖（ABP）、白术多糖（AMP）、APS，可促进断奶仔猪外周血淋巴细胞转化率和血清细胞因子 TNF、白细胞介素-1β（IL-1β）、IL-2、IL-6、干扰素-γ（IFN-γ）的分泌；ABP、APS、AMP对断奶仔猪具有促生长效应和提高免疫力效应，降低猪腹泻率，促进免疫器官发育，提高免疫球蛋白和补体含量；3种多糖还通过上调IL-1β、IL-2、IL-6、TNF-α、IFN基因表达，增进细胞因子分泌，提高淋巴细胞转化率，发挥免疫调控作用[36-37]。胥世洪（2014）在基础饲粮中分别添加500、1 000 mg/kg饲料复合抗菌肽“态康利保”和400 mg/kg黄芪多糖，均具有提高断奶仔猪脾脏指数，降低G0/G1期脾脏淋巴细胞数量，提高S期、G2+M淋巴细胞数量及淋巴细胞PI值，降低脾脏淋巴细胞凋亡百分率，提高外周血淋巴细胞亚群 CD3+、CD3+CD4+、CD3+CD8+百分率、CD4+/CD8+及淋巴细胞转化率，提高外周血红细胞补体受体花环百分率和降低红细胞免疫复合物花环百分率的作用，从而促进断奶仔猪免疫器官脾脏的发育，促进淋巴细胞增殖，减少淋巴细胞凋亡，提高机体细胞免疫功能[38]。邹知明等（2015）使用精氨酸+益生菌、谷氨酰胺+益生菌和谷氨酰胺+黄芪多糖3组合，能显著促进仔猪血液中IgG含量，各组合均能极显著抑制机体炎性因子（IL-1β及IFN-γ）的产生，保障仔猪健康、快速生长，其中与黄芪多糖的组合效果较好；试验组合均能在一定程度上促进机体免疫系统生长发育，促进仔猪始终保持良好的免疫状态，而在调节体液免疫及抗炎症作用方面以精氨酸、谷氨酰胺与黄芪多糖的互作效果最优，值得在生产实践中推广[39]。王志龙等（2016）分别在基础饲粮中添加100、200和300 mg/kg大豆异黄酮（SI）和APS混合物饲喂哺乳母猪21 d，各试验组血清IgG和IL-2含量均显著高于对照组，200、300 mg/kg水平组的血清IgA含量显著高于对照组[40]。史同瑞等（2017）在5周龄杜长大断奶仔猪基础饲粮中分别添加0.3%和0.5%发酵黄芪饲喂28 d，能极显著提高仔猪增重，显著降低料重比，提高仔猪血清中IgG和IgA含量，但对仔猪腹泻的防治效果不明显；表明发酵黄芪能显著促进仔猪生长，对仔猪的免疫功能具有积极作用[41]。

2.2 黄芪多糖在猪疫苗免疫中的作用

黄芪多糖是一种很好的疫苗保护剂，能发挥佐剂作用，强化与之配合使用的抗原免疫原性，从而加速诱导机体免疫应答反应，提高抗体水平和作用时效。免疫后连用1～2 d，效果更好。中国农业科学院中兽医研究所以黄芪煎剂作为猪口蹄疫疫苗佐剂，保护率提高20%（杨再，2006）[42]。解慧梅（2006）以黄芪多糖和人参皂甙Rb1直接与口蹄疫疫苗混匀肌肉注射免疫小鼠和猪，均能起到疫苗佐剂的作用，提高猪口蹄疫疫苗抗体效价，保护微血管内皮细胞免受损伤[43]。许静波等（2007）对20日龄断奶三元杂交仔猪注射猪瘟疫苗同时及15 d后肌肉注射2、4和6 mL的黄芪多糖，能极显著提高仔猪猪瘟疫苗抗体水平，显著提高仔猪外周血嗜中性白细胞百分数和淋巴细胞转化率，表明黄芪多糖对仔猪的免疫功能具有一定的促进作用[44]。刘自逵等（2008）分别用1、2和3 mL复方黄芪多糖注射液配合猪瘟疫苗免疫注射21日龄仔猪，猪瘟抗体水平均有较大提高，阳性率达100%；而用生理盐水稀释的对照组抗体水平相对较低，阳性率达不到100%，表明复方黄芪多糖注射液可明显提高猪瘟的抗体水平，提高猪瘟的保护力[45]。邵珊（2009）对（26±1）日龄 PRRS（蓝耳病）检测阴性猪注射PRRSV灭活疫苗，同时分别肌肉注射高、中、低剂量OPS和APS，每天1次，连续3 d，均能提高小猪抗体水平，促进抗体提前达到峰值，OPS各组抗体水平维持时间优于对照组和APS试验组，OPS中剂量组免疫增强作用优于低剂量组和高剂量组[46]。张红英等（2010）将山药多糖（17.10、8.55 mg/kg）和黄芪多糖（11.50、5.75 mg/kg）分别以高、低2个剂量和猪PRRSV灭活苗同时注射35日龄断奶仔猪，2种多糖均能提高PRRSV抗体水平，其中高剂量黄芪多糖效果较好；2种多糖均能促进猪CD3+细胞增殖，其中以山药多糖效果较好，提示2种多糖对PRRSV灭活苗免疫效果均有较好的增强作用[47]。邵珊等（2011）以APS和OPS联合猪高致病性猪繁殖与呼吸综合征灭活疫苗免疫仔猪，均能显著提高仔猪的CD3+、CD4+、CD8+淋巴细胞百分比和特异性抗体滴度，即APS和OPS均能提高猪高致病性猪繁殖与呼吸综合征灭活疫苗免疫水平[48]。朱辉（2011）通过体外、兔体、猪体体内三部分试验证明，黄芪多糖注射液完全可以作为猪瘟活疫苗稀释液以及作为猪瘟活疫苗的佐剂或者现有猪瘟疫苗专用稀释液的改良剂[33]。熊祺琰等（2012）选用左旋咪唑、免疫刺激复合物基质、黄芪多糖、卡波姆与猪支原体肺炎活疫苗配合肌肉注射免疫小鼠，可以显著增加机体对猪肺炎支原体抗原的细胞免疫应答，表明利用适当佐剂可以实现猪支原体肺炎活疫苗在肌肉注射条件下对机体细胞免疫应答的有效刺激[49]。杜继红等（2013）于22日龄三元杂交猪接种猪瘟疫苗前3 d起，分别添加100、200和400 g/t黄芪多糖粉拌料给药，连用7 d，猪瘟平均抗体滴度均高于对照组1个滴度以上，其中200和400 g/t剂量组增重显著高于对照组[50]。杜立中等（2014）用0.5%黄芪多糖稀释猪瘟耐热保护剂活疫苗免疫猪，比生理盐水对照组可以显著提高血清中IgG及其亚型和细胞因子IL-2、IL-6含量；比疫苗专用稀释液组免疫后第7、14、28天，分别提高IgG含量1.6%、6.4%和7.1%，提高IL-2含量12.1%、2.9%和15.3%，IL-6含量差异均不显著；表明黄芪多糖作为疫苗稀释液对猪瘟活疫苗具有良好的佐剂作用[51]。黄保平等（2014）在断奶仔猪基础饲粮中拌入500和1 000 mg/kg黄芪多糖，日增重、料重比、血清中猪瘟抗体效价、IL-4和INF-γ含量方面与对照组差异均显著，添加500和1 000 mg/kg黄芪多糖均能显著提高断奶仔猪的生产性能，增强猪瘟疫苗免疫效果[52]。李安定等（2015）选用1%黄芪多糖注射液稀释猪瘟疫苗免疫60日龄保育猪，免疫合格率比猪用活疫苗专用稀释液和生理盐水组分别高10和33.34个百分点，免疫增效作用明显[53]。姚敬明等（2016）选用黄芪多糖注射液直接稀释高效猪瘟活疫苗（细胞源）进行免疫试验，不但可以提高猪瘟疫苗IgG抗体水平，还可以提高猪IFN-γ和TNF-α浓度，降低猪IL-4浓度，证明在使用猪瘟疫苗免疫防控中添加黄芪多糖可增强猪群免疫力，为控制猪瘟流行提供了依据[54]。邱树磊等（2016）在仔猪21 d时肌肉注射猪瘟疫苗1.0 mL/头，同时免疫前后3 d各组分别灌喂5 mL黄芩苷、苦参碱和黄芪多糖药物（高、中和低剂量组给药量分别为12、8和4 mg/头），可协同增强猪瘟疫苗免疫效果，不影响猪只机体健康[55]。孟兴华等（2017）在约克仔猪25和40日龄时分别肌内注射APS、LNT和APS+LNT 4.0 mL，对猪瘟抗体水平、血液嗜中性白粒细胞百分数及淋巴细胞转化率均有不同程度的提升，APS与LNT联合应用极显著提高猪瘟疫苗抗体水平，显著提高嗜中性白粒细胞百分数和淋巴细胞转化率，说明APS与LNT联合应用可提高猪瘟抗体水平，产生协同作用[56]。万思敬（2017）对断奶仔猪接种黄芪多糖稀释液稀释的猪瘟疫苗，免疫后7、14、21和28 d猪瘟抗体效价较对照组分别提高5.3%、9.8%、14.0%和14.2%，表明利用黄芪多糖稀释液稀释猪瘟疫苗可显著提高猪瘟疫苗免疫后的抗体水平，增强猪瘟疫苗免疫效果[57]。

综上所述，黄芪多糖对猪免疫功能具有重要作用。但是黄芪多糖作为免疫增强剂，只是一个增强作用，不可替代疫苗的使用，单用黄芪多糖的非免疫动物的免疫保护效果很差。因此今后应该继续深入研究黄芪多糖作用机理，更具体了解黄芪多糖的免疫增强作用，对于增强猪疫苗免疫效果，减少疾病发生，保证猪肉安全生产，促进养猪业健康持续发展具有重要意义。