唾液酸的生物活性及其检测方法的研究进展

徐 佳，张瑞廷，马利平，张彩芳

（漯河食品职业学院，河南 漯河 462000）

唾液酸（Sialic acid，SA） 是以九碳糖神经氨酸为基本结构的一类衍生物总称[1]，也被称做N- 乙酰神经氨酸，是一种天然存在的氨基糖，最初由牛颌下腺黏蛋白中分离而出，也因此而得名唾液酸。唾液酸主要以低聚糖、糖蛋白或糖脂的形式存在，以短链残基的形式存在于糖蛋白或糖脂的末端。唾液酸在自然界广泛分布，在许多生物体内均被发现，通常在细胞膜最外层的糖类部分，与复合碳水化合物（如糖脂、糖蛋白或脂多糖） 结合并占据在显著的位置，是糖复合物结构和功能多样化的重要物质基础[2-3]。尤其是脊椎动物与哺乳动物的体内均存在唾液酸。唾液酸在人和动物体内也广泛存在，其中人体中大脑部分的唾液酸含量最高，动物体内（如猪脑等动物脑） 位于脑灰质中的唾液酸含量达到肝、肺等内脏器官的15 倍。

唾液酸的主要来源是母乳，也存在于牛奶、鸡蛋和奶酪中。尤其是初母乳中的含量最高，可达到1.5 g/L，而普通脱脂奶粉中唾液酸含量平均为172 mg/100 g[4]。唾液酸的其他重要来源是蛋类食品[5-6]，其中蛋壳含量为0.028%，蛋壳膜含量为0.020%，蛋清含量为0.010%，蛋黄含量为0.095%，蛋黄膜含量为0.153%，蛋黄韧带含量为0.180%[7]。

1 唾液酸的生物活性研究

随着研究分析手段的进步和现代生物技术的蓬勃发展，越来越多的研究表明唾液酸对生物神经细胞连接、调节细胞聚合、细胞运动起着重要的作用，同时唾液酸还参与人体内特异性生物功能的调节。最新研究表明，唾液酸不仅与病原菌的生存[8]有关，还与细胞恶性转化、肿瘤的发展密切相关[9]，同时对人体的神经系统发育也具有重要的作用。

1.1 促进大脑发育，提升认知能力和记忆力

唾液酸是大脑神经节苷脂的重要组成成分，在神经细胞膜中的含量是其他细胞的20 倍左右[10]，因为大脑信息传递和神经冲动的传导经由突触实现，所以唾液酸作为作用在大脑细胞膜和突触的脑部营养素，对记忆力、智力发育具有较为明显的促进作用[11]。外源性唾液酸的供给，不仅能够调节动物大脑中神经节苷酯的浓度，还能够提高其学习能力和认知水平[12]。Wang B Y 等人[13]通过在代乳粉中补充唾液酸喂食猪幼崽，再对仔猪的学习和记忆能力进行研究，结果表明唾液酸能够提升猪幼崽的学习能力。一般认为人脑发育的黄金期是在妊娠期至2 周岁，此时期是脑细胞数量调整、功能完善、体积增大、神经联结网络形成的关键时期，所以在孕期补充足量的唾液酸对胎儿的发育显得尤为重要。研究表明，母乳中唾液酸含量充足（0.3～1.5 mg/mL），所以婴儿出生后，喂养母乳成为婴儿补充唾液酸的有效途径。Oliveros Elena 等人[14]对大鼠哺乳期补充唾液酸，并对其行为进行评估，结果表明唾液酸可以有效改善成年大鼠的记忆力。因此，母乳中的唾液酸是婴儿正常的生长发育的重要保障，而且婴儿奶粉产品中添加足量的唾液酸也会对婴儿智力发育产生影响。

1.2 保护神经细胞，抗神经系统疾病

Wu Jianrong 等人[15]对唾液酸与寡甘露糖醛酸偶联物进行了研究，结果表明其偶联物可以有效抑制Aβ42 对小鼠BV-2 细胞的刺激，而 Aβ42 是引起阿尔茨海默病的重要物质。位于神经细胞膜表面的蛋白酶与Neu5AC 结合后，避免被细胞外的蛋白酶降解，使得Neu5AC 对神经细胞具有保护和稳定作用，一些神经性疾病，如早老年性痴呆及精神分裂等患者血液或脑中的唾液酸含量会下降，在药物康复治疗后，唾液酸含量随即恢复正常，表明唾液酸参与了神经细胞的代谢过程[16]。脑部唾液酸含量非常丰富，主要以神经节苷脂的形式存在，张小平等人[17]采用神经节苷脂对60 例老年帕金森病患者进行治疗，治疗后各指标评分精神状态、日常生活能力及运动指数均显著降低，结果表明对老年帕金森病患者给予神经节苷脂治疗能使患者迟缓明显改善，降低血清TNF-α 水平，具有显著的临床治疗效果。

1.3 改善肠道环境，促进肠道对营养素的吸收

由于唾液酸具有九碳氨基糖的独特结构，人体消化系统中缺乏降解该物质的酶，所以其在体内形成的多肽结合体通过消化系统时很难被消化道内的酶降解，从而能够顺利进入肠道，在肠道内唾液酸多肽结合体能够与进入肠道的致病菌、毒素及病毒粒子形成竞争性结合，进而阻止肠道毒素、致病菌及病毒粒子与肠道黏膜细胞相结合，提升肠道的抗病毒能力，达到改善肠道环境的作用。Liang Q 等人[18]研究发现唾液酸对肠道细菌病原体在体内的代谢有着至关重要的作用。Ma Jie 等人[19]研究发现经口服唾液酸可以降低血清谷草转氨酶（GPT） 活性，改变肠道病理状态，影响肠道菌群的组成。李宏越等人[11]研究表明肠道中的矿物质元素及部分维生素均带有正电荷，这些物质与带有负电荷的唾液酸能够有效结合，能够促进肠道对矿物质元素和维生素的吸收。

1.4 抑菌和抗病毒作用

与糖缀合物末端结合的唾液酸能够有效抑制细胞表面某些重要的抗原位点，还能够识别标记，进而避免这些糖缀合物不被其周围的免疫系统识别和降解。唾液酸还存在“诱导”入侵病菌的作用，能够有效阻止病菌的入侵。同时，唾液酸还是流感病毒的受体，是其结合在黏液细胞中的重要结合位点，微生物/恶性细胞等通过其细胞表面的唾液酸化利用了这一现象，达到受人和细胞免疫系统保护的目的。巨细胞病毒、鼻病毒、腮腺炎病毒AM9 及流感病毒均可以利用唾液酸作为受体[20]，通过抑制唾液酸的活性能够有效干扰或阻止病毒的复制，进而达到治疗目的。Nicholls J M 等人[21]研究发现呼吸道上皮的唾液酸能够被DAS181 唾液酸酶清除，防止病毒以唾液酸为受体而引起继发性感染，可用于人流感的预防和治疗。

1.5 作为肿瘤标志物用于临床诊断

唾液酸中的神经节苷脂具有促进神经系统发育的作用，对肿瘤的发生、发展有一定的影响作用[22]。贾克东等人[23]研究表明血清中唾液酸的含量在恶性黑色素瘤、结肠癌、胃癌等肿瘤患者的体内明显升高。肿瘤患者体内的唾液酸含量异常，可能与肿瘤细胞的迁移和转移有关[24]。细胞表面的唾液酸浓度与细胞恶性程度呈正相关，研究表明细胞膜表面唾液酸含量高的肿瘤细胞，其肿瘤转移风险也高。表面经过神经节糖苷或唾液酸修饰后的脂质体在抗肿瘤化学治疗中具有一定的作用，主要是因为唾液酸可以避免免疫系统对脂质体的清除，进而延长脂质体在体内的作用时间。Azeem Mahnaaz Sultana 等人[25]从患有口腔鳞状细胞癌（OSCC） 的烟草咀嚼者、没有癌前病变或癌变的烟草咀嚼者和健康对照的每组96名参与者中收集唾液样本，发现唾液酸的含量有一定程度的升高，所以其可以作为早期口腔癌的肿瘤标志物。

2 唾液酸的检测方法研究

唾液酸的检测方法种类较多，均具有不同的特点，早期的检测方法有高碘酸盐- 硫代巴比妥酸测定法和间苯二酚比色法，其中间苯二酚比色法是《中国药典》收录的方法，具有快速准确、重现性良好等优点[26]，但这2 种方法抗干扰性差，容易受样本中不饱和脂肪酸、脱氧核糖及其他糖苷的影响，灵敏度较低[27]。随着分析技术的发展，建立了酶法测定血清中唾液酸的方法，极大地提高了唾液酸检测的灵敏度及特异性。Teshima S 等人[28]和Horiuchi T 等人[29]分别建立了抗丙酮酸干扰的血清中唾液酸的酶法测定体系。

随着现代仪器分析方法的不断完善和发展，唾液酸的检测分析方法也在不断更新，如高效液相色谱、光电化学传感器、气相色谱、质谱联用、核磁共振等。这些检测方法和分析技术不仅可以测定唾液酸浓度水平，还能对唾液酸的结构进行分析[30]。下面仅对几种检测方法进行介绍。

2.1 高效液相色谱检测法

张昂等人[31]采用高效液相色谱法，采用邻苯二胺作为衍生试剂，测定了鸡蛋蛋黄中唾液酸的含量，该方法与紫外检测法比较，具有方便快捷、灵敏度高等优点，可以准确地测定鸡蛋中唾液酸的含量。李金慧等人[32]建立了高效液相色谱荧光法测定奶粉中唾液酸含量的分析方法，此方法操作步骤简单，具有快速便捷、定量准确、成本低廉的特点，能够为今后唾液酸的含量检测研究提供参考依据。王天娇等人[33]采用高效液相色谱- 二极管阵列检测器检测人血清中唾液酸含量，该法简单快速且灵敏度高，回收率和重现性良好。茹元朴等人[34]采用高效阴离子交换色谱- 脉冲安培法测定母乳及婴幼儿配方奶粉中的唾液酸，利用酸水解法释放唾液酸，再用离子色谱前处理柱纯化水解液，结果表明该方面样品前处理简单，稳定性、重复性及回收率均良好。赵非等人采用高效液相色谱- 荧光检测法对红肉及其加工肉中的唾液酸含量进行分析，并利用单因素试验对衍生化与样品酸解条件进行优化，采用盐酸作为酸解试剂，4,5 - 亚甲二氧基- 1,2 - 邻苯二胺盐作为衍生剂，检测方面的灵敏度及重复性均较好。唾液酸液相色谱检测方法的研究热点是样品前处理，将唾液酸从样品基质中水解出来仍将是今后的重点研究方向。

2.2 光电化学传感器检测法

姚静静等人[35]利用氧化铟锡（ITO） / 二氧化锡（SnO2） / 二氧化钛（TiO2） / 金纳米粒子（Au NPs）制备纳米复合电极（ITO/SnO2/TiO2/Au NPs），并发展了可以选择性检测唾液酸（SA） 的光电化学（PEC）法，该方法具有灵敏度高、成本低、操作方法简便等特点。

2.3 液质联用检测法

吉素娜等人[36]建立了液质联用测定猪内脏和肌肉组织中的唾液酸含量，重复性平均RSD 为1.2%，稳定性平均RSD 为1.9%，日间和日内精密度试验RSD均小于6.7%，平均回收率为92.9%～106.4%，该方法简便、快速、灵敏度高，可广泛运用于组织和体液中唾液酸的测定。庄滢滢等人[37]采用液相色谱- 质谱联用法测定常见食物中 N - 乙酰神经氨酸含量，在奶类、蛋类、禽肉类、红肉类及水产品类等16 种食物检测出了唾液酸。翁加玉等人[38]利用UPLCTOF-MS 分析成熟母乳中主要神经节苷酯双唾液酸神经节苷脂GD3 和单唾液酸神经节苷脂GM3，采用C18柱对神经节苷脂进行分离，ESI 负离子模式进行分析，结果表明线性关系良好，相关系数及加标回收率均符合方法学要求。

3 结论

目前，唾液酸已被证明具有诸多的生物学活性，包括对抗不同的毒素、恶性细胞黏附、抗氧化性、促进大脑发育及作为肿瘤标记物等功能，随着检测方法和分析技术的更新，能够不断提高唾液酸的检测灵敏度。目前，有关唾液酸的医学研究主要集中在药物中间体领域，但作为营养补充剂添加到食品中仍需要深入研究，尤其是检测方法的不断更新拓宽了唾液酸的应用领域，也为今后以唾液酸为活性成分的新资源食品的开发利用奠定了理论基础。