糖類的研究已有百余年的歷史，近20多年來(lái)，隨著膜的化學(xué)功能，免疫物質(zhì)的化學(xué)研究的進(jìn)展以及探尋新藥物資源的不斷拓展和研究的深入，發(fā)現(xiàn)糖類在生物體中的作用不僅是作為能量資源或結(jié)構(gòu)材料，更重要的是還參與了生命現(xiàn)象中細(xì)胞的各種活動(dòng)，具有多種多樣的生物學(xué)功能。多糖一般由十個(gè)分子以上的單糖通過(guò)糖苷鍵連接而成的高分子多聚物。多糖按來(lái)源大致可分為植物多糖、動(dòng)物多糖、海藻多糖、微生物多糖即細(xì)菌多糖和真菌多糖等。其中，具有很強(qiáng)生物活性的真菌多糖的研究日益受到重視，真菌多糖從真菌子實(shí)體、菌絲體、發(fā)酵液中分離，是一類可以控制細(xì)胞分裂分化、調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和衰老的活性多糖。真菌多糖作為藥物研究始于20世紀(jì)50年代，在60年代以后成為免疫促進(jìn)劑受到廣泛關(guān)注，其中香菇多糖(1entinan，LNT)是研究得較透徹的多糖之一。 香菇[Lentinus edodes(Berk．)Sing]為擔(dān)子菌綱傘形科真菌，是世界名貴食用菌兼藥用菌之一。1968年日本千原吳郎首先利用熱水從香菇子實(shí)體中浸提出6種胞外多糖，1970年Chihard和Sasaki用熱水浸提結(jié)合有機(jī)溶劑沉淀從香菇中提取到另外4種多糖，20世紀(jì)80年代以來(lái)，LNT的研究受到廣泛的重視，取得了一系列進(jìn)展。
1 香菇多糖的分子結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)
1．1結(jié)構(gòu)
有關(guān)香菇多糖的成分和結(jié)構(gòu)報(bào)道甚多，但已明確結(jié)構(gòu)與免疫活性關(guān)系的只有β一葡聚糖物質(zhì)。該多糖的一級(jí)結(jié)構(gòu)具有β-(1→3)連接的吡喃葡聚糖主鏈，在主鏈中葡萄糖的c6位上含有支點(diǎn)(每5個(gè)葡萄糖有2個(gè)支點(diǎn))，其側(cè)鏈?zhǔn)怯?#946;-(1→6)鍵和β-(1→3)鍵相連的葡萄糖聚合體組成，在側(cè)鏈上也含有少數(shù)內(nèi)部β-(1→6)鍵(圖1)。x．射線衍射分析證明，其立體結(jié)構(gòu)為右旋三重螺旋的六方晶系，晶格常數(shù)a=b=1．5 nm，c=0．6 nm。采用高分辨13C-核磁共振(13CNMR)研究表明，其二級(jí)結(jié)構(gòu)為凝結(jié)型的單螺旋構(gòu)象。Sureniav~3j等從4種香菇中分離出的4種高分子抗腫瘤活性多糖，經(jīng)檢測(cè)都是(1→3)-β-D-葡聚糖，并含有4．6％～15．2％的蛋白質(zhì)。但4種多糖分別被破壞了三螺旋(1→3)-β-D-構(gòu)型、被超聲波打成碎片、被除去結(jié)合蛋白質(zhì)后，檢測(cè)它們的抗腫瘤活性，發(fā)現(xiàn)比天然物質(zhì)有所降低。這就表明，多糖的構(gòu)型、相對(duì)分子質(zhì)量及結(jié)合蛋白質(zhì)也可能影響其抗腫瘤活性。
1．2理化性質(zhì)
香菇多糖為白色或棕黃色粉末，對(duì)光和熱穩(wěn)定，具吸濕性，相對(duì)分子質(zhì)量較大，無(wú)甜味和還原性，部分能溶于水，在水中的溶解度隨分子質(zhì)量增大而降低，水溶液為中性，不溶于甲醇、已醇、丙酮等有機(jī)溶劑。
2 香菇多糖的生物活性
2．1免疫調(diào)節(jié)作用
香菇多糖的免疫調(diào)節(jié)活性是其生物活性的重要基礎(chǔ)。香菇多糖是典型的T細(xì)胞激活劑，體內(nèi)外均能促進(jìn)細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞(cTL)的產(chǎn)生，提高CTL的殺傷活力，增強(qiáng)正常或免疫功能低下小鼠的遲發(fā)型超敏反應(yīng)(DTH)，提高抗體依賴性細(xì)胞毒細(xì)胞(ADDC)活性。Oka等通過(guò)體外香菇多糖與宿主細(xì)胞共培養(yǎng)，流式細(xì)胞儀免疫熒光檢測(cè)，研究香菇多糖免疫調(diào)節(jié)活性的觸發(fā)機(jī)制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)多數(shù)香菇多糖能結(jié)合到人單核細(xì)胞上，認(rèn)為香菇多糖結(jié)合到人單核細(xì)胞上可能是其影響免疫系統(tǒng)的首要因素。
2．2抗腫瘤作用
香菇多糖能有效預(yù)防化學(xué)性或病毒性腫瘤的發(fā)生，對(duì)小鼠S180實(shí)體瘤的抑制率高達(dá)70％～100％，其中90％小鼠的腫瘤完全消退；還能抑制化學(xué)致癌劑3一甲蔥酮的致癌作用，防止小鼠腸潰瘍惡化導(dǎo)致的結(jié)腸癌的發(fā)生。作為免疫輔助藥物，香菇多糖與化療劑聯(lián)合使用有減毒增效的作用，主要被用來(lái)抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)移，通過(guò)免疫調(diào)節(jié)作用或影響一些關(guān)鍵酶的活性來(lái)提高腫瘤對(duì)化療藥物的敏感性，改善患者的身體狀況，延長(zhǎng)其壽命。
香菇多糖在治療胃癌、結(jié)腸癌、乳腺癌、肺癌等方面具有良好的療效，能夠延長(zhǎng)腫瘤患者的存活時(shí)間，特別是胃癌和結(jié)腸直腸癌。目前香菇多糖抗腫瘤活性的機(jī)理還沒(méi)有完全搞清楚，但香菇多糖的免疫調(diào)節(jié)功能是抗腫瘤活性的基礎(chǔ)這一點(diǎn)得到了一致的認(rèn)可。
2．3抗感染作用
據(jù)資料報(bào)道，香菇多糖可用于治療結(jié)核桿菌感染，能使耐藥性結(jié)核病人痰菌轉(zhuǎn)陰，病人外周血嗜中性粒細(xì)胞吞噬活性增加。香菇多糖還能延長(zhǎng)李司忒氏菌感染小鼠的生存時(shí)間，這與其提高巨噬細(xì)胞功能有關(guān)，其抗感染的機(jī)制與多糖本身的特性有關(guān)。
香菇多糖的作用機(jī)理可能是多糖分子表面與病原體表面發(fā)生粘附作用，阻截了病原體與正常細(xì)胞表面糖分子的結(jié)合，從而阻斷其感染途徑。硫酸化香菇多糖具有顯著抗HIV作用，體外10 mg／L就能完全抑制HIV抗原的表達(dá)，其作用機(jī)理可能是干擾HIV對(duì)宿主細(xì)胞的粘附作用，抑制逆轉(zhuǎn)錄酶的活性。
2．4其他功能
香菇多糖可以增強(qiáng)機(jī)體的排毒能力，降低由CCl4升高的血清轉(zhuǎn)氨酶活性，刺激被切除部分肝的老鼠的殘留肝再生，增強(qiáng)對(duì)洋地黃毒素的抵抗能力。香菇多糖藥用功效多樣，除上述外，還可以降血脂、抗衰老、抗病毒等。
3 臨床應(yīng)用
動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和體外實(shí)驗(yàn)研究顯示，香菇多糖雖無(wú)直接的細(xì)胞毒副作用，但可激活多種活性免疫細(xì)胞如T細(xì)胞、NK細(xì)胞，使動(dòng)物腫瘤縮小及提高宿體免疫功能。國(guó)內(nèi)外已開(kāi)發(fā)了多種香菇多糖制劑，如能治難、天地欣等。
3．1治療肝炎
香菇多糖配合其他藥物治療慢性乙型肝炎，可提高乙肝病毒標(biāo)志物的轉(zhuǎn)陰作用，減少抗病毒藥物的副作用，降酶作用快而且穩(wěn)定。在臨床應(yīng)用中證明，香菇多糖加干擾素用于控制慢性乙型肝炎，可達(dá)到滿意的療效。
3．2治療癌癥
在圍手術(shù)期將香菇多糖溶解于5％葡萄糖液中靜脈滴注，每次2 nlg，每周2次，連續(xù)用藥12～16 mg為1療程，結(jié)果有助于提高中晚期腫瘤患者術(shù)后NK，LAK細(xì)胞活性，促進(jìn)LTR的恢復(fù)，也可恢復(fù)手術(shù)創(chuàng)傷引起的T細(xì)胞亞群分布異常，從而有利于改善患者的細(xì)胞免疫功能，促進(jìn)患者手術(shù)后的恢復(fù)，延長(zhǎng)癌癥患者的生存時(shí)間并提高其生存質(zhì)量。肺癌患者在化療過(guò)程中加用香菇多糖，可明顯改善腫瘤患者的免疫狀態(tài)、生活質(zhì)量以及生存率，尤其對(duì)小細(xì)胞肺癌患者的治療效果更為顯著。在化療前3 d，將2 nlg香菇多糖溶解于5％葡萄糖溶液250 mL中，靜脈滴注，每周2次，連續(xù)8周，則可以增強(qiáng)化療的療效，同時(shí)使患者的白細(xì)胞下降概率、胃腸毒性、肝功能損害及嘔吐發(fā)生等明顯降低，表明香菇多糖與化療并用，可以增效、減毒、增強(qiáng)患者機(jī)體的免疫功能等。
3．3治療各種感染
符耀華研究表明，糖尿病并發(fā)感染的患者在口服降糖藥或注射胰島素抑制血糖的同時(shí)，應(yīng)用香菇多糖可改善機(jī)體全身狀況，增強(qiáng)機(jī)體免疫力，從而使感染得到有效控制，加快疾病的康復(fù)。
應(yīng)用香菇多糖沖劑治療反復(fù)呼吸道感染患兒60例，臨床觀察總有效率達(dá)96．7％，表明香菇多糖對(duì)反復(fù)呼吸道感染患兒有廣泛的免疫刺激作用。另?yè)?jù)資料報(bào)道，香菇多糖注射液與抗生素合用，能有效防治反復(fù)呼吸道感染的發(fā)生。
3．4治療其他疾病
采用口服香菇多糖加二氧化碳激光治療尖銳濕疣，比單獨(dú)用二氧化碳激光治療的疾病復(fù)發(fā)率明顯降低?？诜愎蕉嗵墙Y(jié)合皮膚處外用皮質(zhì)類固醇制劑治療銀屑病，有效率達(dá)92．11％。
4香菇多糖的制備
香菇多糖多從子實(shí)體中提取，也有研究者用香菇下腳料提取多糖，潘繼紅等以香菇柄為原料，用蒸餾水、0．5％草酸銨溶液兩種提取劑提取香菇柄粗多糖，其提取率分別為0．103％，0．164％，表明香菇柄有一定的開(kāi)發(fā)價(jià)值。
香菇子實(shí)體生產(chǎn)周期長(zhǎng)，產(chǎn)量及多糖提取率均較低。采用深層發(fā)酵技術(shù)培養(yǎng)香菇菌絲體，不僅發(fā)酵液中含有與子實(shí)體相同且含量更高的營(yíng)養(yǎng)成分，且可利用農(nóng)副產(chǎn)品作原料，成本低，周期短，易于大規(guī)模生產(chǎn)，已得到廣泛重視及應(yīng)用。邵偉等采用液體發(fā)酵培養(yǎng)的方法獲得香菇發(fā)酵液(LEL)，發(fā)酵液經(jīng)離心收集菌絲體，并從菌絲體中提取胞內(nèi)粗多糖(LEPI)。劉美琴等將從香菇菌絲體中提取的粗多糖，經(jīng)DE52柱層析，得到均一的多糖成分，命名為L(zhǎng)E。為了提高發(fā)酵過(guò)程中香菇多糖的產(chǎn)量，滕利榮等_21_通過(guò)正交設(shè)計(jì)法對(duì)香菇發(fā)酵培養(yǎng)基中氮源最佳配比進(jìn)行探索，發(fā)現(xiàn)香菇多糖的產(chǎn)量在發(fā)酵130 h時(shí)最大，其濃度可達(dá)25．1mg/mL，經(jīng)分離純化得到兩種組分的香菇多糖。鄭典元等L22j采用正交設(shè)計(jì)法研究了香菇菌絲液體發(fā)酵碳源對(duì)香菇多糖產(chǎn)量的影響，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵生產(chǎn)香菇多糖的最佳碳源為6％葡萄糖，4％淀粉，2％蔗糖，添加淀粉作碳源有利于香菇菌絲生長(zhǎng)發(fā)育和多糖的積累。孫永林等E23]在培養(yǎng)基中加入木質(zhì)纖維素后，香菇胞外多糖含量最多可提升0．99 g／L。
從子實(shí)體和發(fā)酵培養(yǎng)的菌絲體中分離的多糖分子結(jié)構(gòu)有一定的差異。目前對(duì)香菇多糖研究較多的是一種商品名為L(zhǎng)entinan的β-(1→3)-D-葡聚糖。Shida等L241用3％三氯乙酸和1 mol／L NaOH溶液，從香菇子實(shí)體中分別提取出一種雜半乳糖和β-(1→3)-D-葡聚糖。Tomati等將從發(fā)酵香菇菌絲體中得到的香菇多糖進(jìn)行一維及二維NMR分析，確定兩種多糖分別為木聚糖及葡聚糖。
5 香菇多糖的提取純化
多糖的分離提純涉及兩個(gè)方面：(1)將多糖與低分子有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽等成分分離，或者與蛋白質(zhì)、酯類等高分子量的自然產(chǎn)物分離；(2)單一多糖的分離提純。
5．1香菇多糖的提取
香菇多糖一般采用不同溫度的水或稀堿溶液提取。在其浸提參數(shù)中，溫度是影響多糖提取的主要因素，另外浸提固液比、浸提時(shí)問(wèn)等也均影響提取率。此外，還有其他的一些提取方法。曾智平等發(fā)現(xiàn)微波法的提取率高于傳統(tǒng)熱水法，并且縮短提取時(shí)間和減少能耗。念保義等127J研究了超聲波提取香菇多糖，發(fā)現(xiàn)將香菇粉末用功率為80 W的熱水超聲提取13 min，可以防止多糖降解和多糖活性的降低，并且能縮短提取時(shí)間，減小料液比，提高提取效率，降低生產(chǎn)成本。張欣等采取復(fù)合酶解法結(jié)合熱水浸提法提取香菇柄多糖，提取率達(dá)71．3％，是熱水浸提法的3．43倍，酶解的最適條件為pH 4．5、溫度46℃、提取時(shí)間80 min。Yap和Ng將水提醇沉后的香菇粗多糖在液氮中凍干，凍干物用熱水溶解，離心除去不溶物，上清液用等體積的95％乙醇在4℃下沉淀過(guò)夜，離心，將沉淀物凍干后得β-D-葡聚糖，其純度經(jīng)糖柱分析后可達(dá)到87．5％，與傳統(tǒng)的方法相比這種方法更加省時(shí)、高效、成本低。
5．2香菇多糖的純化
常用的純化方法有：沉淀法、柱層析法、制備性高效液相法、制備性區(qū)域電泳法、超濾法等。目前多采用各種不同的凝膠層析柱色譜和離子交換柱色譜。
凝膠色譜是一種分辨率低、載樣量少的分離技術(shù)，但方法簡(jiǎn)單、快速。常用的凝膠有葡聚糖凝膠(Sephadex)和瓊脂糖凝膠(sepharose)，以不同濃度的鹽溶液和緩沖溶液作為洗脫劑，使不同大小的多糖分子得到分離純化。離子交換色譜是通過(guò)載體表面帶電基團(tuán)與樣品離子和淋洗離子進(jìn)行可逆交換、離子偶極作用和離子吸附，來(lái)實(shí)現(xiàn)色譜分離。不同多糖尤其是多糖與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起的復(fù)合多糖，在一定pH條件下所帶電荷不同，根據(jù)各多糖上電荷的差異來(lái)達(dá)到分離目的。燕航等L30 J將香菇多糖粗制品用DEAE-纖維素柱層析，經(jīng)NaCl洗脫，得到6個(gè)香菇多糖級(jí)分A～F；然后用sephadex G-200柱進(jìn)一步純化香菇多糖B級(jí)分，得到香菇多糖亞級(jí)分B-1和B-2。邵偉等E19]采用液體發(fā)酵培養(yǎng)的方法獲得香菇胞內(nèi)粗多糖，再經(jīng)DEAE柱層析和Supdex200凝膠層析到一種蛋白多糖復(fù)合物。劉美琴等將香菇粗多糖進(jìn)行DE52柱層析，得到均一的多糖成分，其平均分子量為5．08×105。阮征等用香菇水提物，經(jīng)過(guò)DEAE-Sephadex A-25和Sephadex G-200凝膠柱色譜得到均一多糖級(jí)分L-2A。
超濾技術(shù)是一種膜過(guò)濾技術(shù)，其原理主要是篩分作用，其中分子大小是其分離的主要依據(jù)，但分子形狀和電荷也起著重要作用。利用膜的選擇性，通過(guò)在膜兩側(cè)存在的能量差而造成溶液中各組分通過(guò)膜的遷移速率的不同，實(shí)現(xiàn)非均相物系的分離。利用超濾分離技術(shù)，易獲得多糖粗品，得糖率高，工藝流程簡(jiǎn)單，工序少，提取時(shí)間短。李志洲[321利用超濾膜分離裝置進(jìn)行香菇多糖的提取分離，建立了香菇多糖提取液超濾過(guò)程修正凝膠極化模型，這種工藝的香菇多糖提取率達(dá)6．10％，多糖粗品含量在90％以上。鄭宗昆等采用螺旋卷式超濾器對(duì)香菇多糖進(jìn)行提取研究，結(jié)果在此試驗(yàn)范圍內(nèi)，用微濾作預(yù)處理的好于離心法處理，用超濾溫度為250C，pH值接近浸提介質(zhì)的pH值，超濾壓力為0．15～O．18 MPa，制得的香菇多糖純度達(dá)74．4％，回收率為79．6％。謝紅旗等采用截留分子量為50 kD和300 kD的兩種陶瓷膜，將預(yù)處理過(guò)的香菇料液分成三種不同分子量范圍的多糖。
6 展望
隨著分子生物學(xué)的發(fā)展和香菇多糖研究的不斷深入，科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)始在基因水平探討香菇多糖生物活性的機(jī)制。多糖生物活性與結(jié)構(gòu)問(wèn)的關(guān)系的研究還落后于核酸與蛋白質(zhì)的研究。目前主要集中在香菇中β-(1→3)-D-葡聚糖的研究上，其他多糖組分與生物活性之間的關(guān)系還有待進(jìn)一步的明確。目前多糖的提取率普遍不高，提高香菇多糖的提取率已成為多糖產(chǎn)品開(kāi)發(fā)需要解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。不僅可以考慮將多種提取手段結(jié)合起來(lái)優(yōu)化提取工藝，還可以通過(guò)遺傳育種、基因重組、物種誘變等手段選育出高產(chǎn)多糖的香菇菌株，提高香菇的多糖含量，以增加多糖的提取率，降低生產(chǎn)成本。
今后對(duì)lentinan和其他活性類多糖的研究主要著重于3個(gè)方面：(1)多糖生物活性的生理機(jī)制的探索。雖然研究和發(fā)表的文章很多，但其機(jī)理還沒(méi)有完全搞清楚，需要作進(jìn)一步的探究；(2)多糖構(gòu)效關(guān)系的研究。多糖是一種承載著巨大構(gòu)相變量的生物大分子，可以傳遞細(xì)胞之間海量的生物信息，要完全闡明這個(gè)關(guān)系，單憑生物學(xué)的手段是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有通過(guò)物理、計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、化學(xué)等綜合手段的應(yīng)用，才能獲得突破性的進(jìn)展和成果，這也必將對(duì)21世紀(jì)生命科學(xué)產(chǎn)生巨大的影響；(3)應(yīng)用研究。通過(guò)化學(xué)手段對(duì)多糖分子進(jìn)行改性，使其具有更多的生物活性或者強(qiáng)化已有的生物活性，能夠更廣泛地應(yīng)用于臨床。
呂國(guó)英，范雷法，張作法，潘慧娟
(浙汀省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，浙江杭州310021)
浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)2009.2
裴紅羅采集；江洪濤編輯審核；程彬彬加工上傳。
來(lái)源:2009-06-11
