隨著分子生物學(xué)的飛速發(fā)展，糖的生物功能已被逐步揭示和認(rèn)識(shí)。多糖的糖鏈能控制細(xì)胞的分裂與分化，調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長與衰老，能增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能等。20世紀(jì)70年代，對(duì)多糖生物活性的研究領(lǐng)域日趨廣泛，相繼發(fā)現(xiàn)糖類物質(zhì)具有抗炎、抗病毒、抗輻射、降血脂、抗水腫、抗消化性潰瘍、誘導(dǎo)干擾素產(chǎn)生、促進(jìn)蛋白質(zhì)、核酸生物合成等功能。80年代后，發(fā)現(xiàn)一些天然的或人工合成的 多糖硫酸酯對(duì)艾滋病病毒有明顯的抑制作用，這引起了人們極大的關(guān)注與興趣。目前，全世界對(duì)糖類藥物的研制與開發(fā)空前活躍，有些藥物已投放市場，已從天然產(chǎn)物中分離出300種以上糖類化合物，并進(jìn)行了生物功能的檢測(cè)。已有數(shù)種多糖類藥物用于臨床。下面簡要介紹幾種多糖藥物及多糖藥物的作用機(jī)理。

　　一、多糖類藥物的作用機(jī)理

　　人體內(nèi)發(fā)揮免疫功能的系統(tǒng)是由分散在全身的補(bǔ)體、抗體、淋巴因子、吞噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、淋巴結(jié)、胸腺、脾臟等分子及細(xì)胞與器官組成，它們之間靠血液與體液相互溝通，相互配合，相互協(xié)調(diào)，使人體發(fā)揮正常的免疫功能。

　　多糖類藥物主要作用于免疫系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)表明，多糖增強(qiáng)機(jī)體免疫功能主要表現(xiàn)在：

　　1．對(duì)細(xì)胞吞噬功能的影響

　　機(jī)體中單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)、淋巴細(xì)胞系統(tǒng)和粒細(xì)胞系統(tǒng)能吞噬細(xì)菌、真菌等病原體，能清除吞噬衰亡突變的細(xì)胞（如癌細(xì)胞）及其異物的作用。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，銀耳多糖、構(gòu)杞多糖、甘草多糖、杜仲多糖、竹節(jié)人參多糖、蟲草多糖均能激活巨噬細(xì)胞、網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞吞噬的功能。鹿茸多糖、靈芝多糖等可調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞系統(tǒng)，明顯增加免疫能力低下的小鼠的T細(xì)胞總數(shù)，促進(jìn)小鼠淋巴細(xì)胞的的轉(zhuǎn)化等。

表2 多糖藥物的生理活性

免疫系統(tǒng) 激活補(bǔ)體系統(tǒng)

抗腫瘤活性性凝血活性 抗凝血活性抗嘔吐性

其它 降血糖活性抗青光眼活性刺激性功能活性

　　對(duì)多種多糖抗腫瘤作用機(jī)理的研究表明，多糖類藥物并非直接殺死癌細(xì)胞，而是通過刺激機(jī)體各種免疫活性細(xì)胞的成熟、分化和繁殖，使機(jī)體免疫系統(tǒng)恢復(fù)平衡，發(fā)揮機(jī)體自身的抵抗力去清除、吞噬癌細(xì)胞。

　　2．多糖藥物能激活補(bǔ)體系統(tǒng)

　　血清中的補(bǔ)體系統(tǒng)由9種血清球蛋白組成。補(bǔ)體能協(xié)助、配合吞噬細(xì)胞殺滅病原微生物。促進(jìn)被細(xì)菌、病毒感染細(xì)胞的溶解與死亡。有實(shí)驗(yàn)證明，因中華眼鏡蛇蛇毒因子造成的動(dòng)物低補(bǔ)體狀態(tài)，在黃花、黨參、人參多糖的作用下，補(bǔ)體活性明顯提高。

　　3．多糖藥物可促進(jìn)干擾素及其它細(xì)胞活性因子的產(chǎn)生

　　1957年Isancs和Lindermann在研究病毒干擾現(xiàn)象過程中發(fā)現(xiàn)的一種因病毒及其它誘生劑誘生的一種保護(hù)周圍細(xì)胞抗病毒感染的糖蛋白。干擾素因具有控制病毒細(xì)胞復(fù)制、抑制腫瘤生長和調(diào)節(jié)免疫活性細(xì)胞而廣泛應(yīng)用于抗病毒、抗腫瘤的臨床治療。

　　白細(xì)胞介素（IL）、集落刺激因子（CSF）、腫瘤壞死因子（TNF）是由免疫活性細(xì)胞釋放的，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的高活性、低分子量的多肽或蛋白質(zhì)。這些生物活性因子能作用于淋巴細(xì)胞、肝細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞，使機(jī)體的免疫功能加強(qiáng)，進(jìn)而增強(qiáng)抵抗疾病的能力。多糖類藥物能促進(jìn)干擾素的產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)表明甘草多糖、樹舌多糖，對(duì)促進(jìn)人的血細(xì)胞、單核細(xì)胞干擾素的產(chǎn)生均有誘生與協(xié)同作用。黃芪多糖、商陸多糖、牛膝多糖等均能提高白細(xì)胞介素、腫瘤壞死因子的活性。

　　我國傳統(tǒng)中藥其精髓是扶正固本作用。目前從100多種中藥中提取的多糖類化合物具有免疫促進(jìn)作用，這對(duì)深入闡明中藥的作用機(jī)理將提供有力佐證。

　　二、臨床應(yīng)用于抗腫瘤的真菌多糖

　　目前，人們尚沒尋找到根治癌癥有滿意療效的藥物。一些化療藥物如5-F-尿嘧啶，環(huán)磷酰胺等對(duì)癌細(xì)胞有較強(qiáng)的殺傷力，但它敵我不分，在殺死癌細(xì)胞的同時(shí)，也同樣損傷正常細(xì)胞，損害免疫系統(tǒng)。多糖藥物輔助治療癌癥因無毒副作用而備受人們的關(guān)注。

　　1．香菇多糖

　　從人工栽培香菇[en tinus edodes (Berk)]的實(shí)體中分離純化的葡聚糖，由β（1-3）糖苷鍵構(gòu)成主鏈骨架，每5個(gè)糖殘基有β（1-6）鍵形成的2個(gè)分支點(diǎn)，日本已將香菇多糖注射液（靜脈給藥）應(yīng)用于胃癌、直腸癌、結(jié)腸癌、乳腺癌等癌證的治療。臨床表明，香菇多糖可提高病人50%生存時(shí)間，而且無副作用。中國科學(xué)院上海藥物所、東北師大生命科學(xué)學(xué)院也將靜脈注射香菇多糖研制成功。

　　2．裂褶菌多糖

　　裂褶菌多糖是由高等真菌裂褶菌（Schinophyllum commune）分離純化的β（1-3）糖苷鍵構(gòu)成主鏈骨架，6位上有分支的葡聚糖。1986年日本采用深層發(fā)酵法生產(chǎn)該多糖，臨床上主要應(yīng)用治療子宮頸癌。

　　3．云芝多糖

　　云芝多糖是由真菌(Coriolus Versicola)發(fā)酵菌絲中分離的由β（1-3），與β（1-4）葡聚糖構(gòu)成的主鏈骨架，側(cè)鏈為β（1-6）葡聚糖，因多糖中含有15%的結(jié)合蛋白又稱其為云芝糖肽。

　　70年代日本用云芝糖肽治療食管癌、結(jié)腸癌、肺癌、乳腺癌、黑色素瘤及急、慢性肝炎。東北師大生物系研制，由長春化學(xué)制藥廠生產(chǎn)的云芝肝泰是從長白山采集的云芝子實(shí)體中提取的多糖，當(dāng)時(shí)主要用于治療肝炎，曾為該廠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

　　4．茯苓多糖

　　從真菌茯苓poria cocos(Schco)的子實(shí)體中分離到的β（1-3）葡聚糖，含少量β（1-6）葡萄糖殘基構(gòu)成的側(cè)鏈。將該多糖進(jìn)行化學(xué)修飾制成羧甲基茯苓多糖，在臨床上主要用于鼻咽癌、胃癌的治療。

　　三、具有抗艾滋病作用的硫酸化多糖

　　艾滋病（AIDS）正以極快的速度在全球蔓延。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）預(yù)測(cè)，20世紀(jì)最后一年，全球?qū)⒂?000萬人感染上艾滋病。中國艾滋病感染者也呈現(xiàn)出持續(xù)增加的趨勢(shì)。艾滋病致病病毒HIV-1致病能力強(qiáng)，屬于反轉(zhuǎn)錄病毒科、慢性病病毒屬。目前應(yīng)用最廣泛的艾滋病治療藥物AZT（疊氮胸苷）、二脫氧肌苷是一種3脫氧的堿基類似物，是逆轉(zhuǎn)錄酶的抑制劑，有較大的毒副作用。世界衛(wèi)生組織希望開發(fā)天然抗艾滋病藥物。

　　20世紀(jì)80年代以來，一些天然的含硫酸根多糖如角叉芽膠（Carrageenin）、肝素（Heparin）、硫酸軟骨素（Choodroition）從堇菜和夏枯草中分離出來的硫酸化多糖，等對(duì)HIV均有抑制作用，分析其作用機(jī)理可能有三條途徑： 硫酸化的糖能抑制逆轉(zhuǎn)錄酶的活性； 是能抑制靶細(xì)胞與病毒結(jié)合；® 是能增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。

　　進(jìn)一步研究表明，從海藻中提取的原卡拉膠多糖的硫酸酯可以陰斷病毒對(duì)細(xì)胞的吸附。并抑制HIV的逆轉(zhuǎn)錄酶。地衣多糖和右旋糖苷的硫酸酯能有效抑制HIV-I的感染與復(fù)制能力。將右旋糖苷硫酸酯與AZT合并用于AIDS病人，可減少AZT的用藥計(jì)量和降低毒副作用。1987年，德國Bayer公司與Hoechse公司聯(lián)合研制了分子量為6000命名為Hoe/Bay946的木聚糖硫酸酯，可干擾HIV病毒穿透進(jìn)入受體CD4細(xì)胞，此藥試用于臨床取得良好效果，并且無明顯毒副作用。硫酸化多糖有希望成為高效低毒的治療艾滋病藥物。

　　四、殼聚糖的開發(fā)與應(yīng)用

　　甲殼質(zhì)是一種與纖維素類似的含氮多糖類物質(zhì)。廣泛存在于蝦、蟹、昆蟲的外骨骼及真菌的細(xì)胞壁中。在自然界中，年生物合成量約為1X109-1X1011噸。是地球上僅次于纖維素的第二大類有機(jī)資源。甲殼質(zhì)及其脫乙酰衍生物殼聚糖可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)藥、食品、日用化工、國防、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等科技領(lǐng)域。國際社會(huì)十分重視甲殼質(zhì)再生資源的研究開發(fā)。至1977年在美國波士頓召開第一屆國際甲殼質(zhì)殼聚糖學(xué)術(shù)會(huì)議，1982年在日本召開第二屆會(huì)議，至今已先后召開了六屆國際學(xué)術(shù)會(huì)議。近二十年，甲殼質(zhì)開發(fā)應(yīng)用研究突飛猛進(jìn)碩果累累。每年研究論文上萬篇，申請(qǐng)的專利3000件，全世界從事商品開發(fā)的企業(yè)達(dá)千余家。有人說：“從來沒有一種物質(zhì)像甲殼質(zhì)樣，被如此廣泛地研究和應(yīng)用”，“二十一世紀(jì)多糖的研究最有希望的是甲殼質(zhì)”無論這些觀點(diǎn)是否準(zhǔn)確，但足以說明人們對(duì)甲殼質(zhì)研究的重視。

　　１、殼聚糖的制備

　　提取甲殼質(zhì)通常以蝦殼、蟹殼為原料，蝦殼含量約為20%-25%，蟹殼含量約為15%-18%。甲殼質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)如下：

　?。ǎ保┪r殼、蟹殼清洗成凈殼 4%-6%脫蛋白的鹽酸 浸酸脫鈣 0.5%KmnO4 粗甲殼質(zhì)

　?。ǎ玻┢?p> 　　粗甲殼質(zhì) 0.5%KmnO4浸泡1h 水洗――1%苯酸60-70℃、30分鐘――水洗干燥

　　（３）脫乙?；讱べ|(zhì)――5%NaOH、140℃、1h―――白色殼聚糖―――――白色甲殼質(zhì)　甲殼質(zhì) 殼聚糖

　　２、殼聚糖的性質(zhì)

甲殼質(zhì)為無定型物質(zhì)，不溶于一般有機(jī)酸和水，難于被機(jī)體利用。

殼聚糖為結(jié)晶型粉末，能溶于部分有機(jī)酸和無機(jī)酸。

　?。ǎ保ぞ厶堑恼承?p> 　　在酸性水溶液中，殼聚糖分子中的氨基、羥基等極性集團(tuán)與水分子相互作用而水合，殼聚糖具有較高的粘度。

　　（２）殼聚糖的吸濕性

　　殼聚糖分子中含有氨基、羥基等極性集團(tuán)，因此具有較強(qiáng)的吸濕性。其吸濕性僅次于甘油，比聚乙二醇三梨醇高。

　　（３）殼聚糖的仿絲性與成膜性

　　將殼聚糖的稀酸溶液噴濕于酮氨液中凝固后經(jīng)處理可得粘度較好的纖維。將殼聚糖的醋酸溶液涂布于玻板上，干燥后可得到透明膜。

　?。ǎ矗ぞ厶堑奈张c排泄

　　殼聚糖與植物性食品牛奶、雞蛋等一起食用可被吸收。植物和細(xì)菌中，含有的殼聚糖酶、可將殼聚糖分解為寡聚糖而被吸收。

　?。ǎ担ぞ厶羌?xì)胞親和性與安全性

　　殼聚糖的基本單位��葡萄糖胺，是體內(nèi)存在的物質(zhì)。對(duì)人體細(xì)胞有良好的親和性，無排斥反應(yīng)，無任何副作用。

　　３、殼聚糖的應(yīng)用前景

　　（１）殼聚糖在保健功能食品上的應(yīng)用

　　作為保健性功能食品，除滿足人們營養(yǎng)上的需要外，應(yīng)具有A.強(qiáng)化免疫；B. 抑制老化；C. 預(yù)防疾??；D.恢復(fù)健康；E.調(diào)節(jié)生理機(jī)能等五大功能。殼聚糖具有如下保健功能：

　　1）對(duì)消化系統(tǒng)的保護(hù)作用

　　殼聚糖可與胃酸作用成膠狀液，附在胃壁上形成保護(hù)膜，防止胃酸對(duì)胃損傷面的刺激。雙歧桿菌在人腸道內(nèi)可抑制病原菌與腐敗菌的生長；可預(yù)防腸道感染造成的功能紊亂，減少有害物質(zhì)的滯留。殼聚糖對(duì)腸內(nèi)雙歧桿菌的生長有促進(jìn)作用，因而對(duì)人體表現(xiàn)出良好的助消化功能。

　　2）降低血脂含量，預(yù)防心腦血管疾病

　　殼聚糖攜帶大量的氨基，是食物纖維素中唯一的陽離子聚合物。可吸附胃腸道中的脂質(zhì)，阻礙人體對(duì)脂肪膽固醇的吸收，從而降低血脂含量、具有抗血栓、預(yù)防心腦血管病變的功效，而且達(dá)到減肥效果。

　　3）預(yù)防高血病

　　目前醫(yī)學(xué)界已確認(rèn)，高血壓是由Cl-引發(fā)的。人體攝入食鹽后，由于Cl-的存在，增加了末梢血管的收縮力，致使血壓增高。帶正電荷的殼聚糖能吸附Cl-，因而能起到預(yù)防高血壓的作用。

　　4）提高機(jī)體免疫功能

　　甲殼質(zhì)能激活免疫系統(tǒng)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞的吞噬能力。增強(qiáng)殺傷性T細(xì)胞、NK細(xì)胞對(duì)衰老細(xì)胞、病毒感染的靶細(xì)胞，及對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷活性。由于殼聚糖能與血管內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)合，而具有一定的抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移與浸潤的能力。

　?。ǎ玻┰谏镝t(yī)學(xué)上的應(yīng)用

　　1）用做可吸收的外科手術(shù)線

　　外科手術(shù)時(shí)，原有的羊腸線因各種強(qiáng)力問題仍不盡人意。用甲殼質(zhì)制成的手術(shù)線，其相對(duì)韌度、伸長率、打結(jié)強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度都顯示了較好的適應(yīng)性。可用常規(guī)方法消毒和長期保存，毒性試驗(yàn)表明，它在所有誘變、急性中毒、發(fā)熱、溶血、皮膚反應(yīng)方面都顯示為陰性，說明無任何毒副作用。

　　2）用作人工透折膜（P61）

　　3）用作抗凝血?jiǎng)≒67）

　　4）用作人工皮膚

　　以甲殼質(zhì)為原料制成的人工皮膚，具有良好的組織相容性，能加速創(chuàng)面的愈合。用其貼敷各種創(chuàng)面，有消炎、止痛、促進(jìn)皮膚再生的功效。對(duì)創(chuàng)面無刺激性和任何毒性。

　　5）用作藥物緩釋劑

　　利用殼聚糖或甲殼質(zhì)等制備長效阿斯匹林，消炎痛、爭光雷素、心得安等可將藥物釋放速度變慢，從而達(dá)到減少給藥次數(shù)，減輕毒副作用等效果。

　?。ǎ常┰谄渌袠I(yè)的應(yīng)用

　　1）在化妝品方面的應(yīng)用

　　殼聚糖具有良好的增粘、保濕、抗靜電作用，將殼聚糖參與制成的摩絲涂沫在頭發(fā)上形成一層薄膜，硬度適中不發(fā)粘，無異味，無副作用，易于梳理、定型，光澤美觀。

　　2）在紡織、印染、造紙方面的應(yīng)用（P69）

　　3）在環(huán)保方面的應(yīng)用

　　殼聚糖有良好的吸附性能，可吸附染料、蛋白質(zhì)、金屬離子等?？捎糜诮饘俑患?、回收、分離、污水處理等。應(yīng)用殼聚糖從工業(yè)廢水中回收銅已達(dá)工業(yè)化。目前正研究利用殼聚糖從海水中提取鈾。作為絮凝劑，殼聚糖對(duì)于活性污泥有很強(qiáng)的絮凝作用，能有效地處理食品工業(yè)廢水，沉淀廢水中的懸浮物。