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冬虫夏草抗炎免疫调节作用的研究进展
来源:安徽医药        作者:方士英,姚宏伟,李俊        发布时间:2015-07-24
摘要:冬虫夏草(cordycepssinensis(berk .)sacc.)属肉座菌目麦角菌科虫草属植物,为虫草菌的子座与其寄主蝙蝠蛾(hepialusarmoricanussoberthiir)幼虫尸体 的复合物,俗称虫草,是我国传统的滋补性中药,最早记载于唐代(公元863年)。

方士英,姚宏伟,李俊. 安徽医药,2004,8(3).

冬虫夏草(cordyceps sinensis(berk .)sacc.)属肉座菌目麦角菌科虫草属植物,为虫草菌的子座与其寄主蝙蝠蛾(hepialusarmoricanussoberthiir)幼虫尸体 的复合物,俗称虫草,是我国传统的滋补性中药,最早记载于唐代(公元863年)。虫草性温、味甘,具有补肺益肾、止血化痰之功效。用于久咳虚喘,劳嗽咯 血,阳痿遗精,腰膝酸痛等。现代药理学研究证明:虫草不但具有扩张支气管、调节心跳、镇静催眠、雄激素样作用,而且具有抗癌、降血糖、抗炎免疫调节作用等。特别是近年来,虫草的抗炎免疫调节作用成为人们研究的热点,许多专家学者对虫草的抗炎免疫调节作用进行了深入 研究,发现虫草具有增强单核-巨噬细胞吞噬功能,刺激t、b淋巴细胞增殖,增强cona、pha诱导的淋巴细胞增殖效应,拮抗强的松等免疫抑制剂的作用 等,并能对许多细胞因子产生影响。为此,现将虫草抗炎免疫调节作用的研究进展综述如下。

1.冬虫夏草的抗炎免疫调节作用

1.1 对急性炎症的抑制作用

冬虫夏草(5.0g·kg–1,ip)和蛹虫草(cordyceps mililaris,2.5、5.0g·kg–1,ip) 的水提液对二甲苯诱发的小鼠耳部肿胀具有明显抑制作用。以上两药相同剂量给大鼠腹腔注射,对蛋清诱发的大鼠足跖炎症也具有显著的抗炎效果,其抗炎作用可持续6h。包天桐等用人工发酵的虫草菌丝体经乙醇提取后,蒸去乙醇所得的膏状物(csb,5、10、20g·kg-1,sc),明显抑制巴豆油的乙醚乙醇溶液(0.2%,0.05ml)所致的小鼠耳部炎症。提示,虫草及人工虫草均具有良好抗炎作用。

1.2 对aa大鼠免疫细胞的调节作用

大鼠 佐剂性关节炎(adjuvant arthritis,aa)是一种免疫性炎症模型,其组织学特点包括滑膜增生、单核细胞浸润、关节软骨及骨组织破坏,较一般炎症模型更接近于人类类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,ra)。在采用aa大鼠的脾淋巴细胞体外给药培养中,虫草多糖(cordyceps polysaccharide,cp,0.01、0.1、1、10、100 mg·l–1)既对aa大鼠低下的cona(3mg·l-1)诱导的脾淋巴细胞增殖反应有明显的促进作用,又对aa大鼠过低的脾淋巴细胞il-2产生有明显的促进作用。提示,cp对aa大鼠的免疫细胞在体外培养过程中具有免疫调节作用。

1.3 对肝损伤的免疫调节作用

经研究证明:冬虫夏草不但对化学性肝损伤有保护作用,而且对免疫性肝损伤也有保护作用。既可用于乙肝和丙肝的辅助治疗,还可防治肝硬化、肝纤维化等,并使肝细胞变性和坏死得到明显改善和恢复。

虫草多糖脂质体(cordyceps polysaccharide liposomes,cpl,20、80、200mg·kg-1,ig×14d),能明显降低ccl4(100mg·kg–1,ig)和d-galn(650mg·kg–1,ip)诱导的小鼠肝损伤后alt、ast水平的升高,并对肝细胞的坏死有一定的保护作用。吴淦桐等研究证明cpl(50、100mg·kg-1,ip)可明显抑制硫代乙酰胺(taa,200 mg·kg-1,ip)诱导小鼠肝损伤后升高的alt水平。但对其损伤的肝组织无保护作用,推测可能由于taa致小鼠肝损伤的不可逆性所致。人工虫草也具有相似的保肝作用。黄赵刚等研究证明,人工虫草菌粉(500、1000、2000 mg·kg–1,ig)及其提取物(250、500、1000mg·kg-1 ,ig) 对ccl4(100mg·kg–1,ip)和d-galn(800mg·kg-1,ip) 诱导的小鼠化学性肝损伤后alt、ast水平的升高具有明显地抑制作用,但其保肝作用弱于联苯双酯(biphenyl dicarboxylate,150mg·kg–1,ig)。新疆阿尔泰人工虫草菌丝体(0.7,1.4,2.8 g·kg–1,ig)和培养液(5,10,20 ml·kg–1,ig)也具有同样的保肝、降酶作用。

cp对免疫性肝损害也具有一定的保肝作用,但不同来源的cp对免疫性肝损害的保护作用存在差异。6种不同来源菌株的cp(150mg/只,ig×12d)用于序贯注射bcg lps诱导小鼠免疫性肝损伤的实验中,6种cp均有抗肝脏脂质过氧化、降低肝匀浆mda含量,升高sod酶活性和改善肝坏死程度的作用,但地顶孢霉菌(patole)多糖相具有更好的保护肝损伤作用。

虫草也具有较好的抗肝纤维化的作用。体外研究表明,cp(0.1~10 mg·l–1)能抑制大鼠肝星状细胞增殖及胶原的合成,下调ⅰ、ⅲ型前胶原基因mrna的表达,并呈剂量和时间依赖性。在采用牛血清白蛋白(bovine serum albumin,bsa)制备大鼠免疫性肝纤维化整体模型中,cp(0.2 %~0.6 %,100 ml·kg–1,ig) 显著降低肝组织中hyp含量,抑制tgfβ1和tgfβr1的表达,减少肝窦星状细胞活化和细胞骨架蛋白dm 的表达而改善大鼠免疫性肝纤维化的病理变化。其作用与秋水仙碱(colchicine,1mg) 相似。邱德凯等研究表明,cpl(15 mg·100 g– 1,ip×10w)明显增强ccl4(0.3ml·100 g–1,sc)致大鼠肝纤维化肝组织中胶原酶mrna的表达。提示,cp具有较好的抗肝纤维化作用,其机制可能是通过抑制肝星状细胞增殖及胶原的合成,下调ⅰ、ⅲ型前胶原基因mrna的表达,增加肝组织胶原酶mrna的表达,促使ⅰ、ⅲ型纤维降解而实现的。

临床研究表明,cp(或cpl)对不同类型肝炎具有一定的辅助治疗作用。慢性乙型肝炎患者服用cpl(12ml,tid×3mon)。结果显示:治疗组患者的 肝功能显著改善,hbsag、hbeag、hbv-dna阴转率以及血清白蛋白、γ-球蛋白的复常率等均明显好于对照组。提示,cpl具有抑制乙肝病毒的 作用,有利于保护肝细胞,促进肝功能的改善与恢复。慢性丙型肝炎患者口服cp(15ml,tid×3mon)后,血清alt及γ-gt较治疗前显著降低, 血清ha、pⅲp及c-iv较治疗前显著下降。提示,cp能增强慢性丙型肝炎患者细胞免疫功能,从而改善肝功能。cpl对慢性肝炎的治疗作用,邱德凯等研 究表明,cpl可以从降酶、免疫调节和抗病毒3个方面发挥其治疗慢性肝炎作用。

1.4 对肿瘤免疫的调节作用

虫草水提物(5mg·kg-1,ip×10d)对小鼠皮下移植lewis肺癌的局部生长和自发肺转移均有明显的抑制作用。徐仁和等采用冬虫夏草醇提物(5g·kg-1,ip×3d)进行了肿瘤克隆形成试验,结果表明,虫草醇提物可明显抑制小鼠肺部瘤克隆的形成及由此所导致的肺重增加。cp(1、5mg·kg-1,ip×10d)对小鼠背部皮下接种s180细胞的生长具有明显的抑制作用,并呈现量效关系。cp(100mg·kg-1,ip或ig)对s180细胞的抑制率为16%~33%。丁瑞等研究证明,虫草提取物(0.355、0.71、1.42g·kg-1,ig×15 d)可使接种艾氏腹水癌的小鼠生存率增加39%~170%。

临床 上应用虫草制剂(心肝定胶囊)治疗晚期肺癌50例,发现其对提高免疫功能,控制肿瘤生长等有一定疗效。36例晚期癌症患者采用人工虫草菌粉(金水宝胶囊)治疗发现,金水宝胶囊能提高癌症患者的细胞免疫功能,改善临床症状。虫草与抗癌药环磷酰胺(cyclophosphamide,cy)、长春新碱 (vincristine,vcr)等联合应用,不但可以提高其抗癌活性,而且还能降低其毒性。杜德极等研究发现,虫草水剂(5g·kg-1,ip或ig×3d)还可增强巯嘌呤(6-mp)的抗癌作用。

2.冬虫夏草抗炎免疫调节作用机制

2.1 对免疫器官的影响

机体内参与免疫的主要器官是脾脏及胸腺。体外研究表明:不同浓度虫草水提液(250 mg·l-1~16 g·l–1)与小鼠脾细胞共孵育72h,脾细胞产生增殖反应,反应强度与虫草剂量有依赖关系,8g·l-1为最适剂量,低于最适剂量时细胞增殖反应随虫草浓度减少而减弱。龚晓健等研究了虫草胞内多糖(polysaccharide from cultural mycelium,pcm)和胞外多糖(polysaccharide from cultural fluid,pcf)(70、140mg·kg-1,ig×7d)对小鼠免疫功能的影响,结果显示:pcm和pcf(140mg·kg-1)均能显著增加脾脏和胸腺的重量,pcm(70 mg·kg-1)也可显著增加脾脏的重量,pcf(70 mg·kg–1) 虽可增加脾脏重量,但与对照组比较无明显差异。提示,pcm和pcf在较小剂量时对脾脏的作用略有差异。刘耕陶等研究发现,冬虫夏草(1g·kg–1,ip×4d)不但能使脾脏重量增加,而且能使整个脾脏内的dna、rna及蛋白质的含量显著增加。提示,脾脏增大是实质组织的增加。两侧肾上腺摘除的小鼠应用冬虫夏草制剂(3g·kg–1,ip×4d)后,其刺激脾脏增生的作用仍然存在。提示,虫草刺激脾脏增生并非通过肾上腺而实现的。

强的松(prednisone,pred)、强的松龙(prednisolone,predl)、cy等均可引起类淋巴组织的退化及免疫功能低下,虫草可增加脾脏血流量,拮抗pred、predl、cy等免疫抑制剂所导致的脾脏萎缩,对cy的拮抗作用尤为显著。

体外研究表明,虫草水提液(250mg·l-1~16g·l-1)可剂量依赖性地刺激小鼠胸腺细胞增殖,最适剂量为10g·l-1。与cona对胸腺的刺激强度相比,刺激指数为cona的1/56。整体模型上给予小鼠冬虫夏草(1、3g·kg-1,sc×4d)则小鼠胸腺明显萎缩。但是,对于免疫抑制剂可的松(cortisone,25mg·kg-1,sc)引起的胸腺萎缩,cp(100 mg·kg-1,sc×8d)则有明显的对抗作用,且不影响可的松的抗炎效果。提示,cp对胸腺具有双向免疫调节作用。在摘除两侧肾上腺后,冬虫夏草(1、3g·kg–1,ip×4d)使小鼠胸腺萎缩作用消失。提示,冬虫夏草引起胸腺的萎缩可能是通过肾上腺实现的。

2.2 对单核巨噬细胞系统的影响

单核 巨噬细胞系统(网状内皮系统,reticuloendothelial system,res)是机体非特异性免疫系统的重要组成部分,能迅速清除多种致病物质,是维持机体内环境稳定的一个重要系统。巨噬细胞是单核巨噬细胞系统的主要组成部分,具有吞噬和杀伤多种病原微生物、处理和呈递抗原、分泌细胞因子(il-1、il-6、il-8、il-12、tnf-α)等作用,在炎 症、感染和肿瘤等许多疾病过程中均发挥了重要作用,而单核巨噬细胞的吞噬能力又是衡量机体非特异性免疫功能的标志之一。小鼠碳廓清实验中所测得的廓清指数 k可反映网状内皮系统的吞噬功能,吞噬指数α则反映单核巨噬细胞的吞噬能力。

虫草水提液(5g·kg–1,ig或ip)可增强小鼠单核巨噬细胞系统的吞噬功能,提高血中胶体炭粒的清除速度,也可增强小鼠肝脾巨噬细胞对胶体炭粒的吞噬活性。cp(50、100mg·kg–1,ig)对res吞噬功能也具有明显的激活作用。cp(100mg•kg-1,sc)可使小鼠pmф细胞呈现明显的激活作用,但作用强度不如左旋咪唑(levomisole,2.5mg·kg-1,sc)。cp(100mg·kg-1,sc)显著改善可的松(25 mg·kg-1,sc)降低pmφ 吞噬功能的作用。

pcm和pcf(140 mg·kg-1,ig×7d)显著提高碳粒廓清指数和吞噬指数,pcm(70 mg·kg-1,ig×7d) 也具有增强单核巨噬细胞的吞噬功能,但pcf(70 mg·kg - 1,ig ×7 d) 则无上述作用。程琪琳等研究证明了虫草脂质体(cpl,0.5 ml,ip)可使小鼠pmφ吞噬鸡红细胞(crbc) 的能力显著增强和巨噬细胞酸性磷酸酶增高,并可对pmφfc受体产生影响。fc 受体的变化,可能导致mφ 多种功能状态的改变,包括识别、处理、传递抗原信息的功能,以及通过fc受体而实现靶细胞的adcc效应等。

赵跃然等研究表明,cp(5 mg·kg-1,ip×10d)明显增强荷瘤小鼠巨噬细胞吞噬中性红能力。肝、脾吞噬细胞在被激活过程中其组织形态也发生相应的变化。50%虫草和人工虫草水提液(5g·kg-1,im×7d)可使小鼠单核巨细胞体积增大,胞质丰富,细胞内溶酶体中的酶类增多,线粒体中细胞色素氧化酶及细胞呼吸率明显增高。张淑兰等研究表明,虫草(5g·kg-1,im×4d)可使小鼠pmф细胞体积明显增大,胞质内颗粒和空泡增多,吞噬小体增加。由于结构、成分的逐步完善,其免疫功能明显增强,从而从组织形态学变化上证实了冬虫夏草对单核巨噬细胞系统的免疫激活作用。

虫草水提物(5g·kg-1,im×4d) 可显著增强小鼠肝kupffer 细胞吞噬功能。镜下观察: kupffer 细胞体积较对照组明显增大,细胞质增多,边缘不规则呈伪足状突出,有的呈树枝样延伸较远,有的胞浆延伸呈捕获、摄取状态。细胞核也较对照组增大,呈椭圆形,核质疏松。在一些肝炎、肝硬化患者体内kupffer细胞功能及代谢均可能降低,而kupffer细胞在净化肝门脉血液起关键性作用,因 此,kupffer 细胞处于激活状态,对增加kupffer 细胞吞噬功能具有显著意义。

2.3 对t、b淋巴细胞的影响

虫草能促进t、b淋巴细胞的分化、增殖,提高t、b淋巴细胞的功能,并可对t淋巴细胞亚群、淋巴因子、ig的合成与分泌产生影响。

体外研究证明:cp(28.5~455 mg·l-1) 能促进t淋巴细胞的转化,cp(10、100 mg·l-1)对 aa 大鼠过低的cona增殖反应有明显的促进作用,cp(1 g·l-1) 具有有丝分裂原pha 样作用,可促进胸腺、脾淋巴细胞分裂,使cd25(il-2r)分子表达增加。虫草提取物(3 g·kg-1,sc×4d)可明显促进脾脏t、b淋巴细胞和外周血淋巴细胞增殖,提高脾t淋巴细胞e-玫瑰花结形成率,并可拮抗pred和cy引起的脾t淋巴细胞e-玫瑰花结形成率的减少。25%的虫草浓缩液(10ml·kg-1,ig×7d)能明显对抗硫唑嘌呤(azathioprne,100 mg·kg-1,im)所致的t 淋巴细胞数量减少和功能降低。进一步研究表明:虫草对t淋巴细胞亚群具有一定的影响。虫草水煮醇提液(2g·kg-1,ip×3d)可使小鼠外周血和脾脏t淋巴细胞亚群中的th细胞数和th/ts比例显著提高。虫草水提物和醇提物(75mg·kg-1,ip)可使小鼠脾脏内cd4和cd8之和显著增加,而cd4/cd8的比例却明显下降。沈敏等研究表明,cp、cpl(100 mg·kg-1,ip)能使胸腺中不成熟cd4/cd8双阳性细胞发育为成熟的单阳性细胞,从而增加胸腺中cd4和cd8的数量。cd4是一群功能不均一的t细胞,它具有辅助、抑制效应、诱导功能等活性。cd8的ts细胞是免疫应答中的重要调节细胞,能对th、td、tc和b淋巴细胞功能起负反馈调节作用,是稳定机体内环境的重要细胞。因此,cp可通过影响t细胞亚群细胞来调节机体的免疫功能。

迟发性变态反应(delayed type hypersensitivity,dth)是依赖细胞免疫的反应,其实质是变应原引起的t细胞介导为主的炎症反应,参与此反应的主要有th、td、tc和单核-巨噬细胞。变应原使th细胞活化,促使形成致敏的td和tc细胞,当机体再次接触相同变应原时,td细胞释放出多种淋巴因子,导致反应局部组织发生以单核细胞浸润为主的炎症反应,与机体细胞免疫能力相一致。虫草多糖(10、100 mg·kg-1,ip)能增强dth反应,增加外周血α-萘酯酶阳性(anae ) 细胞百分率 。cp(1、5 mg·kg-1,ip×7d)也可明显增强荷瘤小鼠的dth 反应,显著提高外周血α- anae 细胞百分率。提示,cp 可能是通过激活t细胞,直接和释放细胞毒因子杀伤肿瘤细胞,抑制肿瘤细胞的生长。

经抗thy-1 血清和补体处理的小鼠脾细胞,t淋巴细胞已被破坏,但虫草(10 g·l - 1) 仍能刺激其增殖反应,同时表达高水平的il-2r『28 』 。提示,虫草有直接刺激b淋巴细胞增殖的作用。cp(10、100 mg·kg-1,ip)能使小鼠血清中igg含量明显增加,并能提高igm水平。

2.4 对nk、lak细胞活性的影响

自然杀伤细胞(naturalkiller, nk) 和淋巴因子活化杀伤细胞(lymphokineactivatedkiller,lak) 在免疫学中被归类为非t、非b 淋巴细胞。nk细胞在抗肿瘤、抗病毒感染中起着重要的作用,lak细胞能溶解自身的和同种异体肿瘤细胞。虫草醇提物(1 、3 、5 g·kg- 1,ip ×3 d) 能明显增强小鼠nk细胞在体内、体外对yac-1靶细胞的杀伤活性,并具有保护cy所致免疫抑制小鼠nk细胞活性的降低。体外实验研究表明:虫草水提取液(1.56~25 g·l - 1) 呈剂量依赖性地增强正常人及活动期白血病患者的外周血nk细胞活性,促进外周血的单核细胞表面cd16抗原的表达以及与k562细胞的结合力和杀伤k562细胞的能力,但对缓解期白血病人体内nk和lak细胞的活性则表现为抑制作用。因此,虫草对nk和lak 细胞具有双向调节作用。绝大部分肿瘤均能分泌过量的前列腺素产物,虫草对nk细胞活性的增强作用可被pge1所阻断。

2.5 对细胞因子的影响

细胞因子(cytokine,ck)是指在细胞间传递信息、对细胞起活化作用、并可由多种细胞产生的可溶性多肽分子。它在机体内组成网络,促进靶细胞的增殖、分化,增强对感染的抵抗力,参与调节机体的免疫应答和炎症反应等。近年来,虫草对细胞因子的影响越来越受到人们的关注。

白细胞介素(interleukin,il)是在免疫细胞间传递信息的一组多肽介质,现已发现了18 种之多。il-1 作用于th 淋巴细胞产生il-2,il-2 再诱导其受体cd25表达。il-2 和其受体结合后促进dna 的合成,使淋巴细胞增殖。同时,使前细胞毒t细胞转化为细胞毒t细胞发挥作用。体外研究表明:小鼠脾细胞与虫草(8 g·l- 1)共育48h能刺激脾细胞分泌高滴度的il-1 和少量的il-2 ,且诱生il-2r 数量与cona诱导相近。北虫草多糖(cps ,0.1~10 mg·l- 1) 可剂量依赖性地刺激pbmc生成sil-2r,对cona刺激pbl分泌il-2 有明显促进作用。cp(0.01~100 mg·l- 1)可单独或协同pha-p诱导pbl对il-2r 的表达和sil-2r生成,但对pha-p诱导pbl的il-2、ifn-γ的生成则有选择性抑制作用。吲哚美辛(indomethacin ,2.5 mg·l - 1 )可部分或全部消除cp对il-2 、ifn-γ生成的抑制作用。提示,cp 对体外培养的pbl 具有双向免疫调节活性。

tnf-α主要是由活化单核巨噬细胞产生的细胞因子,是参与非特异性和特异性免疫的重要介质,它不仅能增强t、b淋巴细胞、单核巨噬细胞的活性,而且还具有抗病毒、抗肿瘤等多种生物学作用。张健等研究证明,北冬虫夏草多糖(10~50 mg·l- 1) 在体外具有明显刺激人pbmc分泌tnf-α的作用,且呈现剂量依赖性。提示,虫草通过刺激产生tnf-α在免疫调节、抗病毒、抗肿瘤中起到一定作用。

转化生长因子( transforming growth factor ,tgf)是一组刺激细胞增殖和维持细胞活力的因子。包括tgf-α和tgf-β。tgf-α可直接刺激肝细胞的有丝分裂,而tgf-β在肝纤维化过程中 起着重要作用。研究发现能产生大量tgf-β的转基因小鼠较正常小鼠更易发生肝纤维化。临床研究表明,血清中tgf-β1水平随着肝纤维化程度的加重而升 高 。bedossa等研究发现肝纤维化时肝脏纤维间隔中的间质细胞tgf-βmrna的表达明显增加。说明tgf-β1与肝纤维化程度关系密切。cp(0.2 %~0.6 % ,ig)、虫草菌丝(16 % ,ig)可明显抑制tgf-β1 和tgf-βr1的异常表达,同时抑制肝窦星状细胞活化细胞骨架蛋白dm的表达,抑制胶原的生成与沉积。因此,虫草可能是通过阻断tgf-β的合成和激活而产生较好的抗肝纤维化作用。

3.结语与展望

综上所述,虫草通过对免疫器官、单核巨噬细胞系统、免疫细胞和细胞因子的影响,产生较强的抗炎免疫调节作用。具有对抗急性炎症、保肝降酶作用,并对肿瘤免疫产生较好的调节作用。临床上可用于乙肝、丙肝以及肿瘤的辅助治疗。我国幅员辽阔,得天独厚的自然资源,为我们提供了丰富的中草药。目前,我国对中草药的培 育、研究、开发及中药药理的研究已进入了一个新阶段,不但对其综合成分进入了研究,也对其单体有效成分进行了研究,既在组织器官水平上进行了研究,也不断深入到分子水平阐明它们的药理作用和机制。随着科学技术和药理学的不断发展,必将对传统滋补药物——冬虫夏草的有效成分、药理作用、作用机制等进行更深层次的研究与开发,这对于发掘我国传统医学遗产,丰富中药药理学知识,促进中西医的进一步结合与交融,增强人类健康具有重要意义。

 

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