食物中活性成分對機體的免疫調節作用研究進展

李喜泉，楊巍巍，李淑珍

（1.沈陽醫學院公共衛生學院食品質量與安全專業2016級本科生，遼寧 沈陽 110034；2.公共衛生學院營養與食品衛生學教研室；3.基礎醫學院免疫學教研室）

機體免疫系統通過特異性免疫與非特異性免疫共同發揮免疫監視、防御和自穩的功能，進而維持機體內生理功能的穩定，如果機體免疫能力下降或出現異常，則很容易導致多種疾病的發生，如腫瘤、持續性感染等［1］。隨著人們對疾病認識的不斷加深，免疫調節劑以及保健食品逐漸受到了人們的青睞，而食物中的天然活性成分更是成為了研究的主要對象。本文就植物多糖、黃酮類化合物、皂苷、揮發油等食物中的天然活性成分對機體免疫功能的調節進行綜述，為其日后的研究及應用提供理論依據。

1 植物多糖

多糖是生物體中廣泛存在的物質之一，是由許多相同或不同的單糖通過α-或β-糖苷鍵連接形成的天然高分子化合物，主要包括：動物多糖、植物多糖、海藻多糖以及微生物多糖［2］。其中以植物多糖的來源最為廣泛，目前某些植物多糖已成為人類生活中的重要組成部分，如淀粉、果膠、纖維素等。隨著人們對多糖研究的不斷深入，發現多糖不僅具有天然、高效、安全等特點，同時還具有極強的功能性，如免疫調節、抗氧化、殺菌消炎、降血糖、延緩衰老等［3-4］，因此廣泛應用于食品科學、臨床藥物、保健食品等諸多領域。而植物多糖的免疫調節作用作為其最重要的藥理作用，一直都是人們的研究熱點，且植物多糖可以從免疫細胞、免疫分子、免疫器官三個方面對機體免疫進行調節 （表1）［5］。研究表明，猴頭菇多糖可顯著提高小鼠吞噬細胞的吞噬活性，并提高T細胞亞群的比例、自然殺傷細胞 （NK細胞）活性，同時還可以促進白細胞介素IL-2、IL-6、腫瘤壞死因子TNF-α、干擾素IFN-γ等細胞因子的分泌量［6］。 尹美珍等［7］使用低、 中、 高三個劑量組的艾葉多糖分別作用于小鼠腹腔巨噬細胞，檢測發現中劑量組可明顯提高巨噬細胞酸性磷酸酶 （ACP）和非特異性酯酶 （NSE）的活性，高劑量組則可使NSE和琥珀酸脫氫酶 （SDH）的活性明顯提高，進而增強機體免疫作用。

表1 植物多糖的免疫調節作用［5］

研究發現，植物多糖對巨噬細胞的調控主要通過Toll樣受體TLR2、TLR4、白細胞分化抗原14（CD14）、白細胞整合素 CR-3、甘露糖受體（MR）、β葡聚糖受體Dectin-1等介導的信號通路，對T、B淋巴細胞的調控主要通過膜免疫球蛋白 （mIg）復合受體、TLR2、TLR4等介導的信號通路［5］。 余強［8］選用巨噬細胞和脾淋巴細胞， 證實黑靈芝多糖是以 ROS／PI3K／Akt／MAPK／NF-κB信號通路激活巨噬細胞，以 NO／cGMP、cAMP／PKA、 Ca2＋／PKC／Calcineurin／NFAT 信號轉導通路激活脾淋巴細胞，共同發揮免疫調節作用，同時認為TLR-4的表達不僅與PSG-1增強巨噬細胞的吞噬能力有關，還有可能是作用于脾淋巴細胞的受體，同時PSG-1恢復免疫抑制小鼠的免疫作用，也可能與激活脾淋巴細胞 NO／cGMP、cAMP／PKA、 Ca2＋／PKC／Calcineurin／NFAT 信號轉導通路有關。

2 黃酮類化合物

黃酮類化合物屬多酚類化合物，是一種廣泛存在于自然植物根、莖、葉等不同部位的次生代謝產物，其母核結構為2-苯基色原酮 （2-phenylchromone），基本骨架具有C6-C3-C6單元，主要以與糖結合形成的苷類形式存在，少數以游離態的苷元形式存在［9］。按三碳鍵結構的氧化程度等特點可分為黃酮、黃烷酮 （二氫黃酮）、異黃酮以及查耳酮等［10］。近年來，黃酮類化合物的抗腫瘤、抗氧化、抗炎、抗病毒等活性功能不斷被深入研究，其藥理活性與自身母核、取代基等特殊結構密切相關［11］，同時黃酮類化合物對免疫的調節作用也引起了科研人員的廣泛關注。皮建輝等［12］研究發現，金銀花黃酮可以顯著提高免疫抑制小鼠的免疫臟器指數、血漿中ACP、溶菌酶 （LSZ）的活力及其他免疫相關酶的活性。沈楠等［13］以15、30、60 mg／kg的萱草花黃酮結合免疫性肝損傷小鼠模型，結果發現萱草花黃酮對免疫性肝損傷的保護作用可能是由于抗凋亡基因Bcl-2表達水平的上調以及促凋亡基因Bax表達的下調。黃酮類化合物主要以NF-κB信號通路、MAPK信號通路以及TLR信號通路發揮其免疫調節作用 （表2）。

表2 黃酮類化合物對機體免疫作用的調節

3 皂苷

皂苷 （saponin），又稱皂甙，是苷元為三萜或螺旋甾烷類化合物的一類糖苷，故分為甾族皂苷和三萜皂苷兩種結構，主要分布在高等植物中，少數存在于海參、海星等海洋生物中。皂苷作為人參、三七、桔梗、柴胡等植物的主要生理活性成分，經藥理分析發現皂苷具有耐缺氧、抗癌等功效，同時對心血管、神經等系統疾病的防治均具有一定的積極作用［17］。人參單體皂苷主要包括Rb1、Rg1等，稀有皂苷包括 Rg3、Rh2、CK等［18］，已有大量研究表明人參皂苷的免疫調節、抗腫瘤等作用 （表3）。由于人參皂苷單體提取難度較大，目前國內對人參總皂苷提取較多。汪永忠等［23］研究發現，三七總皂苷可一定程度上保護免疫性肝損傷小鼠，主要原因是三七總皂苷能夠抑制血清中丙氨酸氨基轉移酶 （ALT）、丙二醛（MDA）等酶的含量，并抑制TNF-α的表達，升高SOD、谷胱甘肽過氧化物酶 （GSH-Px）的活性。

4 揮發油

揮發油 （Benzine）是一類通過水蒸汽蒸餾出來，具有揮發性的油狀液體。脂肪族化合物、萜類、芳香族化合物及其含氧衍生物如醇、酚、醚等皆是揮發油的主要成分。隨著揮發油中成分分析的不斷深入，發現植物揮發油對呼吸、消化系統均具有積極作用，同時還具有一定的免疫調節功能和抗病原微生物的作用［24］。揮發油是艾葉的有效成分之一， 隆雪明［25］以 0.25、 0.5、 1 ml／kg 3個劑量組結合小鼠血液生化指標TP（總蛋白）、ALB（白蛋白）等酶活性、細胞因子如IL-2、IL-4、IFN-γ的表達水平的提高，說明其對機體的抗病能力。李剛［26］通過靶向途徑使蒼艾揮發油進入中樞神經系統，發現肺氣虛型大鼠血液中IL-6、IL-1β的含量均開始出現下降，而IFN-γ的含量開始增高，肺氣虛型大鼠的炎癥反應也得到了抑制，同時發現蒼艾揮發油進入中樞神經系統后可使神經膠質細胞活化參與免疫調節。

表3 人參皂苷的免疫調節作用

研究表明，某些植物的揮發油還具有雙向調節作用，金線蓮揮發油在低濃度時可增加IL-2、IL-4等基因表達水平進而增強免疫活性，而高濃度時則會降低免疫活性［27］。

5 脂肪酸

脂肪酸不僅是許多復雜脂類的組成成分，也是機體能量的主要來源之一，主要含C、H、O三種基本元素。脂肪酸主要對機體信號傳導及細胞因子基因的mRNA表達、細胞代謝產物的調節不同程度地影響機體的免疫作用［28］。自1929年亞油酸 （LA）被列為人體必需脂肪酸后，多不飽和脂肪酸 （polyunsaturated fatty acid，PUFA） 生理作用的研究掀起了一波熱潮［29］。目前主要以ω-3及ω-6多不飽和脂肪酸為主體，探討其抗炎、抗腫瘤、免疫、基因調控等多方面的作用及可能的機制。

膿毒癥是重癥監護病房內非心臟病患者死亡的主要原因，其死亡率已趕超心肌梗死，研究發現，ω-3多不飽和脂肪酸可有效增加膿毒癥大鼠腸道內雙歧桿菌、乳酸桿菌的含量，并降低大腸埃希菌的含量，進而維持腸道菌群平衡，同時還可調節大鼠免疫細胞含量，增強腸黏膜免疫功能［30］。此外，研究人員還發現，ω-3多不飽和脂肪酸可顯著提高結直腸癌根治術患者T細胞亞群的數量以及TP等營養、免疫指標，有效降低術后腸梗阻、臟器功能衰竭等并發癥的患病率［31］。

亞油酸、花生四烯酸是當前主要研究的ω-6多不飽和脂肪酸，劉小娟等［32］使用液體芯片檢測技術檢測了經口服、腹腔注射、耳靜脈注射ω-6亞油酸處理的小鼠不同細胞因子含量的變化，結果發現不同的處理方式對小鼠免疫系統的調節作用也大不相同 （表4）。

6 其他

除上述介紹的生物活性物質外，部分低聚糖、蛋白質、生物堿等對機體的免疫系統也具有一定的調控作用。

低聚糖普遍存在于高等植物中，是腸道的有益菌，可促進雙歧桿菌的增殖。研究表明，不同劑量的蔗果低聚糖可通過細胞免疫、體液免疫以及非特異性免疫顯著增強小鼠的免疫調節作用（表 5）［33］。

表4 不同處理方式對小鼠免疫系統的調節作用［32］

表5 蔗果低聚糖對小鼠的免疫作用研究［33］

金屬硫蛋白 （Metallothionein，MT）是一類廣泛存在于生物體中的小分子金屬結合蛋白，富含半胱氨酸，研究表明Zn-MT對PM2.5導致的機體氧化損傷起到一定的緩解作用，同時可以保護自身的免疫系統［34］。

腫瘤的主要發病原因之一是IL-6、IL-10等細胞因子的高表達導致機體處于免疫抑制狀態，程亮等［35］研究發現，由松果體分泌的吲哚胺類激素——褪黑素可以介導STAT3信號通路，降低巨噬細胞表面PD-L1以及炎癥因子的表達，進而產生抗腫瘤免疫效應。

近年來，心血管疾病和癌癥等發病率逐漸上升，發病的主要原因之一就是機體免疫的失調，這一公共衛生問題一定程度上推動了食物中生物活性成分的研究，為其在食品、臨床藥物、飼料等領域中的應用提供了理論依據。但需要注意的是，由于各種生物活性物質調節免疫作用所涉及的細胞不同，其免疫機制還需要進一步研究，毒性也需要進行相關的研究。