多糖类药物提取方法及抗病毒活性研究

作者:未知

  [摘要]多糖是自然界中含量最为丰富的生物聚合物分子,而多糖类药物是一种新型的能够产生高药物活性的同时可以降低对机体细胞和组织副作用影响的药物。其中以糖苷键、糖链作为重要的生物信息载体,是基因信息的延续,参与细胞生物几乎所有的生命过程。本文通过浅析多糖类药物的作用机制和影响因素,对比了多种常见多糖类药物在抗病毒及抗肿瘤领域的重要应用,总结研究多糖类药物发展趋势及完善方法。
  [关键词]多糖类药物;提取分离;抗病毒;抗肿瘤;药物活性
  [中图分类号]R96
  [文献标识码]B
  [文章编号]1002—8714(2019)03—0120—01
  1 引言
  多糖(polyaccharide)廣泛存在于自然界中,是自然界中含量最为丰富的生物聚合物分子1,主要存在于藻类、菌类、高等动植物体内等,比肽链、核苷酸链含有更多的生物学信息,是生命活动中重要的第3种链状生物大分子,同时也是构成生物新陈代谢等生命活动的四大基本物质之一。多糖聚合物的结构多种多样,化学性质与生物活性也有很大的差异性,糖链分子结构的区别会:直接影响到生物代谢过程。大量文献表明,多糖类化合物一方面是重要的生物体能量来源,另一方面也参与了生命科学中细胞的各种活动,同时还可以表达出不同特征的生物学信息和功能。多糖链的研究目前在新药研发领域及医疗工程领域已经成为科研人员关注的重要化合物,并逐渐发展完善。糖类化合物分子主要通过糖苷键链接,常见的葡萄糖、果糖为单糖,麦芽糖、蔗糖为双糖,2—9个单糖我们则称之为寡糖,我们研究的多糖指含有10个以上的糖分子通过糖苷键彼此链接得到[2]。另外,多糖的活性可参与细胞的多种活动,主要有抗肿瘤、抗病毒、调节免疫、抗感染等生物活性,同时其临床显示副作用较低。伴随着分子生物学及生命体化学的飞速发展,现有多糖的特殊生物学活性正不断得到发展和应用。
  2 多糖类药物的提取和含量测定
  多糖主要存在于高等动植物的细胞膜及微生物细胞壁中。一种是植物多糖,包括人参、当归、枸杞、海藻等天然药物均含有多糖,分别发挥不同的重要生理或病理作用;另一种则是动物多糖,包括肝素类、壳聚糖等。迄今为止已经有上百种多糖类化合物从天然产物中提取分离出来,可溶于水的多糖类是最常见也是临床上使用较多的。不同种类的多糖其生物活性也多种多样,有的可以作为广谱免疫促进剂,不仅能激活机体的巨噬细胞、自然杀伤细胞等免疫细胞,而且还能促进细胞因子的生成及补体活化,有的则在抗病毒、抗肿瘤和衰老等方面发挥着特殊的功效。同时,多糖还具有降血糖和血脂等作用。
  由于多糖存在上述多种来源,来源不同其在生物体内发挥的药理及生理作用也不尽相同。因此,不同的提纯工艺和流程的优劣直接影响到多糖类药物在临床的药效和应用推广。
  多糖类药物的质量控制是考查药品稳定性的重要依据,也是保障药物临床使用安全的重要环节,多糖类药物种类较多,结构差异较大,繁琐复杂。常见的经典化学分析法中的碘量法、二硝基氨基己糖测定法等,都是通过计算分解为单糖的个数及种类,体现多糖生物活性的一个重要参数,也是多糖类药物的重要质控标准。
  3 多糖类药物的抗病毒作用
  糖类、蛋白质和核酸是人体维持新陈代谢的重要营养物质,其中多糖与蛋白质的关系密不可分,多糖是维持各种蛋白质三维立体构象的重要基团,如果缺少了某种多糖分子则该蛋白质的立体构象就会随之而发生改变[3],进而其对应的正常生理功能也会受到严重影响,我们熟知基因是知道生理功能的最重要物质,但在上述情形下,即使基因和相应功能的蛋白都像往常一样存在于组织细胞中,蛋白质的功能却已经不复存在甚至有些极端情况下还会呈现相反的副作用。另外,多糖除了维持蛋白质的正常生理功能外,还可以增加蛋白质分子的稳定性,防止其发生水解而失效或消失,同样,如果在某种情形下丧失了多糖分子的蛋白质在生物体内会很快的被各种蛋白酶水解从而导致细胞会缺失某种重要功能,严重影响新陈代谢的进行。因此,可以说多糖是维持正常蛋白及细胞生物活性的重要化合物,进一步加强对各种多糖立体结构的研究才能更加清楚认知相对应的蛋白质和组织细胞的彼此关系,详细研究多糖类药物的作用机理,同时还能进一步指导多糖类新药的开发研究。
  目前对多糖结构的分析手段主要有紫外光谱法、红外分析法、气相色谱法、核磁共振及质谱分析法等仪器分析和酸水解、碱降解、甲基化反应等化学分析方法[4),当前多数情况下采用仪器分析和化学分析相结合进行多糖结构的测定。多糖链是具有组织性和特异性的化合物,不同的构象异构体有不同的生物活性作用。糖链只有在细胞内进行与肽链的结合,才能发挥识别与激活或抑制相关因子的作用,而无肽链所具备的生物活性链效应。
  目前治疗乙型肝炎的主要方法是抗乙肝病毒治疗,临床上人们不断寻找更多更有效、更安全的治疗药物,天然多糖指自然界中广泛存在的各种纤维素及其衍生物等天然高分子化合物。人们对天然多糖类活性物质研究不断深入,对天然多糖类物质作用于乙肝病毒的机理和方式等领域进行了深入探讨并取得了一定的进展,为乙型肝炎的抗乙肝病毒治疗引入了新的方向。日常生活中我们可以经常见到各种各样的多糖,例如,茶多糖(TPS)是存在于茶叶中可以起到降血糖功用的酸性糖蛋白。香菇多糖对水泡性口炎病毒感染引起的小鼠脑炎有治疗作用,对十二犁腺病毒有较强的抑制作用。紫球藻胞外多糖具有良好的抗柯萨奇B3病毒活性。银耳胞外多糖可用于治疗慢性延性肝炎,能使HBsAg转阴;此外,从海藻中分离得到的各种硫酸糖酯、岩藻聚糖等多糖类化合物还表象出抗HIV、HSV等逆转录病毒的活性,海藻多糖能诱导干扰素的产生,有抗流感病毒的作用。
  4 具有抗肿瘤作用的多糖
  多糖还具有抗肿瘤的重要作用。通过自由基的清除、抑制肿瘤细胞的生长、诱导肿瘤细胞凋亡及基因的表达等方式达到抗肿瘤的作用。多糖类药物作用于相对应的疾病毒副作用小,除了提高机体免疫功能抑制肿瘤生长外,还能与化疗药物适当组合产生协同作用,降低或免除化疗药物的骨髓抑制等情,   多糖的溶解度、分子大小、黏度等物理性质是影响其生物活性的重要指标。(1)溶解度大小:例如茯苓多糖,基本上无抗肿瘤活性且不溶于水,但水解产物或经甲基化、羟基化键合后的多糖,在水中的溶解度显著增加,使得药效跟强,抗肿瘤活性更好。(2)黏度高低:多糖的黏度是临床上影响药效发挥的关键因素之一。粘度多高流动性及水溶性差,會直接影响多糖的吸收和药物的代谢过程,通过解聚作用,降低多糖类药物分子的分子量和黏度,保持其抗肿瘤的高活性,是目前处理特殊多糖药物并使其保持药物活性的重要方式。
  日常许多高等植物、微生物及藻类等生物中均含有抗肿瘤活性的多糖,经研究发现,多糖类药物能刺激机体的各种免疫活性细胞的成熟和繁殖,诱导肿瘤细胞凋亡,恢复机体免疫平衡,其中香菇多糖目前已应用于癌症的免疫治疗。从泥鳅黏液中提取的新型多糖(MAP)在体外对人急性髓性白血病HL—60细胞系有抗增殖及诱导细胞凋亡的作用。刺参酸性黏多糖能抑制小鼠S180肉瘤及乳腺癌细胞的DNA合成,同时还可以促进正常肝细胞DNA合成,其对皮肤癌的抑制率可达50%~60%[5]。
  5 多糖的免疫调节作用
  多糖是一种良好的机体免疫促进剂,而且对正常细胞不会产生毒副作用或负面影响。多糖的免疫调节方式包括以下几种途径:激活巨噬细胞、T和B淋巴细胞、促进细胞因子和抗体产生等。
  虎眼万年青中性多糖活性组分S3可以增加小鼠脾细胞中溶血素抗体的形成,增强ConA诱导的淋巴细胞增殖能力,增强NK细胞的细胞毒活性并同时促进IL—2的产生,促进脾细胞中细胞因子IL—2的mRNA表达,有较强的增强机体多种免疫功能的作用。
  6 小结
  多糖类药物是一种新型的能够产生高药物活性的同时降低对机体细胞和组织副作用影响的药物。其中以糖苷键、糖链作为重要的生物信息载体,是基因信息的延续,参与细胞生物几乎所有的生命过程,尤其在细胞分化、发育、免疫、老化等生命基础活动和重大疾病过程中起着特异性的识别、介导与调控作用。本文通过浅析多糖类药物的作用机制和影响因素,对比了多种常见多糖类药物在抗病毒及抗肿瘤领域的重要应用,总结多糖类药物的优势和待完善的方面。多糖类物质作为新药开发的重要来源,未来将更加普遍并广泛的应用于各种临床疾病的治疗,发挥其应有的作用!
  参考文献
  [1]高小荣,刘培勋。多糖构效关系研究进展[J].中草药,2004;35(2):229—231.
  [2]张群,雷林生,吴曙光.多糖类药物作用的受体及信号转导机制的研究进展[J].中草药,2005;36(4):614—616.
  [3]陈惠黎.糖复合物的结构和功能[M].上海:上海医科大学出版社,1996:58—110
  [4]郭牧,余晓晖.多糖的研究概况[J].甘肃中医学院学报,1994;11(2):55.
  [5]宋迪,吉爱国,梁浩,等。刺参生物活性物质的研究进展[J].中国生化药物杂志,2006,27(5):316—319.
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