黄芪多糖的研究应用

和兴

郭小清、黄文伟

黄芪为豆科植物膜荚黄芪及蒙古黄芪的根。传统中医认为：黄芪性温味甘，入肺、归脾经，具有补气升阳、固表止汗、托毒生肌、利水消肿等功效，是临床上最常用的补气药物之一。现代医学发现其药理作用甚广，除能增强机体免疫功能、增强细胞代谢、调节DNA复制以及RNA和蛋白质的合成外，还有固肾降压、保肝抗炎的功能。
近年来的研究发现黄芪中含多糖、皂甙、黄酮、氨基酸等多种有效成分，这些活性成分均有促进抗体生成和免疫反应的作用，其中以对黄芪多糖(Astragalus Polysacharin，APS)的研究报道为多。黄芪多糖是黄芪的主要活性成分之一，经过高科技萃取、分离而得到的。可作为免疫促进剂或调节剂，同时具有抗病毒、抗肿瘤、抗衰老、抗辐射、抗应激、抗氧化等作用。
一、黄芪多糖成分、药动学及毒性研究
     1.成分
国内学者刘星楷从黄芪中分离纯化得白色粉末状多糖，分子37500，证明为a-糖甙键连接，水解多糖检出葡萄糖、丰乳糖和阿拉伯糖，克分子比为：1:0.95:O.70。有人用硫酸——苯酚比色法比较测定了黄芪地上部分多糖的含量。表明根的含量最高、茎叶次之、种子最少。由于茎叶产量大，易采收，是很有潜力的黄芪多糖药源。
    2.药动学
吴华兵等采用药物体内累积动力学方法对黄芪注射液（主含黄芪多糖）进行药效学研究。结果表明：黄芪注射液在体内蓄积性较小，属快速消除代谢方式。
     3.毒性
刘润珍等采用6222毫克/千克和200毫克/千克的剂量对小白鼠进行了急性毒性和亚慢性毒性试验，各试验组全部健活。体征、体重、外观、行为无异常，剖检心、肝、肺、肾等无毒性损害。试验结果未发现该制剂任何毒副反应，表明长期使用无毒副作用、安全可靠。吴华兵等采用小白鼠64只随机分为6组，静脉给药，求得LD50为35.76±1.02毫克/千克。结果表明：黄芪注射液的半数致死量很大，对人几乎没有毒副作用。

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二、药理作用
     (一)对免疫系统的影响
免疫系统是机体的防御系统，可特异性地或非特异性排除侵入机体的异物。黄芪多糖具有免疫增强作用，对非特异性免疫或特异性免疫均有促进作用。
对免疫器官的促进作用
免疫器官的发育状况会直接影响机体免疫力的高低，对动物免疫器官的影响主要体现在对胸腺、脾脏、法氏囊重量的影响以及对创伤动物免疫器官重量减轻的拮抗作用。黄芪多糖腹腔注射，能增加小鼠的脾脏重量及脾细胞数，并且能对抗免疫抑制剂泼尼松龙、强的松龙或环磷酰胺对脾、胸腺、肠淋巴结等免疫器官所造成的萎缩作用。梁华平报道黄芪多糖对创伤性小鼠脾脏、胸腺重量的减轻均有拮抗作用。龚国华报道黄芪多糖能促进鸡法氏囊、脾的发育并能增加其重量。
对特异性免疫促进作用
特异性免疫是指由淋巴细胞参与的针对特定病原体的免疫反应。包括T淋巴细胞参与的细胞免疫(通过致敏淋巴细胞产生各种淋巴因子消灭侵入机体的特定病原微生物)和B淋巴细胞参与的体液免疫(通过浆细胞产生特异抗体而消灭病原微生物)。黄芪多糖能显著提高机体的细胞免疫和体液免疫。胡庭俊报道黄芪多糖能使小鼠脾淋巴结细胞PKC活性明显升高，可增加PHA诱导的小鼠体内淋巴细胞的转化率，并能对抗环磷酰胺引起的淋转率下降；也可增加小鼠外周淋巴细胞酸性非特异性酯酶（ANAE）活性细胞的阳性率，对抗强的松龙引起的ANAE阳性淋巴细胞的降低。陈洪亮等报道黄芪多糖能显著提高脾淋巴细胞免疫功能，其作用是通过改变细胞内信息传导实现的。郝钰等证实黄芪多糖可通过增强淋巴细胞与内皮细胞的粘附而促进淋巴细胞再循环，增加淋巴细胞与抗原的接触机会，从而扩大免疫反应，增强机体免疫功能。
对非特异性免疫的增强作用
非特异性免疫主要是机体单核巨噬细胞系统的各种巨噬细胞产生的非针对某特定病原体的防御机能。这些巨噬细胞具有强大的吞噬能力，能吞噬侵入机体的各种病原微生物，并且能产生各种细胞因子(如白细胞介素)杀灭病原微生物或调控机体的免疫机能。此外，这些巨噬细胞也是机体产生特异性免疫的基础。试验证明：黄芪多糖能显著提高机体的非特异性免疫。郭世宁等报道黄芪多糖经腹腔注射，可增加小鼠腹腔巨噬细胞数量，显著促进小鼠巨噬细胞的吞噬功能；还可对抗强的松龙或环磷酰胺对吞噬功能的抑制作用和促进网状内皮质系统的吞噬功能，并能提高红细胞免疫小鼠血清中溶血素的浓度，诱导白细胞介素的产生。
（二）抗病毒作用
黄芪多糖对干扰素系统有明显的刺激作用，能促进机体对抗病毒诱生干扰素的能力，从而一定程度地抑制病毒的繁殖。邹宏宇等研究表明黄芪多糖在体外实验中有抗HBV和抑制HepG2-2.2.15细胞增殖的作用。李丽娅等观察了其对流感病毒性肺炎小鼠肺指数及肺指数抑制率的作用以及对小鼠体内流感病毒增殖的影响。结果表明：黄芪多糖有明显的抗流感作用。胡元亮等研究了黄芪多糖在鸡胚成纤维细胞(CEF)上对鸡新城疫病毒细胞感染力的影响，结果表明：黄芪多糖对新城疫病毒Ⅰ系和新城疫病毒Ⅳ系均有抑制作用，且抑制强度随黄芪多糖浓度升高而增强。谢麟等报道黄芪多糖能使动物体诱生内源性干扰素，作用于细胞后产生抗病毒蛋白而抑制病毒蛋白合成，从而产生抗病毒感染作用。
（三）抗肿瘤作用
黄芪多糖主要通过调节细胞免疫功能，增强IL-2/LAK抗肿瘤作用或促进抗癌细胞因子的分泌、IL-2R受体的表达、LAK前体细胞的增生、防止过氧化等作用达到对肿瘤细胞的杀伤和抑制。姚金凤等报道黄芪多糖能促进巨噬细胞合成，并能显著增强小鼠腹腔巨噬细胞对黑色素瘤细胞的杀伤作用。黄芪多糖对肝癌BEL-7404细胞有杀伤作用；与顺铂联合使用具有协同抗肿瘤作用。王光等实验研究表明黄芪多糖可增强IL-2/LAK对小鼠黑色毒瘤（B16）有抗肿瘤作用。
（四）抗应激作用
黄芪多糖能明显增加肾上腺重量，对小鼠数种缺氧模型具有显著改善作用，能使正常及虚损小鼠抗寒生存时间明显延长，对正常及阳虚小鼠具有明显抗疲劳作用，还能显著延长氢化可的松耗竭小鼠游泳时间。韩燕报道黄芪多糖对辐射后小鼠的体重、白细胞数目及肝细胞结构都有明显的保护作用。曾广仙等采用小鼠截肢应激模型，探讨创伤应激状态下小鼠免疫功能变化及黄芪多糖对应激状态下机体免疫功能影响。结果表明创伤后小鼠细胞免疫功能明显紊乱；而黄芪多糖体内应用可有效恢复其免疫功能。李树鹏等试验表明：给药组小鼠的游泳时间均明显延长，其中腹腔注射2％的黄芪多糖延长率达到94.14％。
（五）其它作用
黄芪多糖可显著增强小鼠脾脏细胞RNA和DNA含量；对小鼠实验性肝损伤有明显保护作用，可对抗四氯化碳、对乙酰氨基酚和无水乙醇引起的小鼠血清谷丙转氨酶（ALT）和谷草转氨酶（AST）的升高，同时可明显改善小鼠肝组织的病理变化；对糖尿病及其肾脏病变患者有降低血糖、减少蛋白质、提高对胰岛素敏感性等作用。APS对成骨细胞增殖、活性有双向调节作用；对人骨髓粒单集落、红细胞集落的形成均有促进作用，对造血功能障碍有明显保护作用，对血细胞下降有明显的回升作用等。此外，黄芪多糖有较好的抗氧化作用，从而起到抗衰老的作用。

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三、黄芪多糖的研究应用
    (一)在增强机体免疫力上的应用
能促进机体的免疫器官发育
黄芪多糖能促进鸡法氏囊、脾的发育并能增加其重量，并且能促进鸡脾等免疫活性，增强免疫器官重量；能使环磷酰胺所造成的免疫抑制转至正常水平。李宏全等试验表明黄芪多糖可提高鸡的抗氧化作用，提示其可通过增强免疫器官中GSH-PX、SOD活性提高免疫防御和免疫监视。刘永杰等报道黄芪多糖能促进雏鸡未成熟T淋巴细胞转化并提高其活性，刺激T淋巴细胞和B淋巴细胞的功能。陈洪亮等报道黄芪多糖可显著提高鸡脾淋巴细胞的免疫功能。王金宝等报道复方黄芪多糖可显著提高鸡血液中白细胞、淋巴细胞数量，提高淋巴细胞百分率，并使因环磷酰胺降低的白细胞及淋巴细胞数量、淋巴细胞百分率恢复至正常水平。唐雪明等报道黄芪多糖能促进肉鸡淋巴细胞的增殖，对35日龄雏鸡NKC活力有显著的增强作用。高文学等研究表明黄芪多糖能显著或极显著增强雏鸡巨噬细胞(Mψ)活性和IL-1活性。郝艳红等
以AA肉用雏鸡为试验动物，对雏鸡注射黄芪多糖，结果表明：黄芪多糖注射组雏鸡，IL-2诱生活性和淋巴细胞增殖反应均高于或显著高于对照组雏鸡。高学军等以1日龄健康AA肉用雏鸡为研究对象，结果表明黄芪多糖等对雏鸡红细胞免疫功能具有继发性增强作用。
增强疫菌苗的免疫力
黄芪多糖除本身具有增强机体免疫力外，还可使疫菌苗的免疫力大大增强。谢明权等研究报道黄芪多糖能增强鸡球虫免疫保护力的效果，能有效抵抗5万和25万E.Tenella卵囊的攻击。刘海清等研究结果表明黄芪多糖注射液与新城疫病毒Ⅳ疫苗联合使用能提高免疫后鸡的血清HI抗体效价。李繁等在确定黄芪多糖能增强鸡球虫免疫保护力，开展了免疫增强剂促进鸡球虫细胞免疫的机制研究。张乐萃等研究表明黄芪多糖作为新城疫油乳苗佐剂有明显的增加免疫器官重量的作用。张述斌研究表明黄芪多糖对鸡新城疫疫苗有明显的免疫增强作用。王自然研究表明黄芪多糖注射液可以作为RHD疫苗的免疫增强剂，显著加快HI抗体的产生速度、提高抗体水平以及延长抗体有效滴度的持续时间。中国农业科学院中兽医研究所以黄芪煎剂作为口蹄疫疫苗佐剂，保护率提高20%。此外，樊福好等报道的免疫调节剂与抗球虫药物合用的抗球虫效果表明黄芪多糖可明显提高抗球虫药物的抗球虫指数，改善球虫感染鸡的临床症状，提高增重速度。
     (二)防制病毒性疾病的应用
新城疫
陆纲等报道黄芪多糖注射液对14400只患有鸡新城疫的肉鸡和蛋鸡进行了治疗试验，结果APS注射液对自然感染鸡新城疫的治愈率达到88.54%，比空白对照组高40%，差异极显著，优于鸡新城疫Ⅳ系疫苗紧急接种。实验结果表明黄芪多糖注射液有较强的杀灭鸡新城疫病毒的作用。
鸡传染性法氏囊病
黄芪多糖注射液能诱导机体产生干扰素，调节机体免疫功能，促进抗体形成。时秀梅等试验研究表明复方黄芪多糖冲剂对传染性法氏囊病毒具有较强的抑制作用，鸡胚在120小时死亡1只外，其余均健活。王令等(2004)报道黄芪多糖注射液治疗传染性法氏囊，治愈率达98.6%。余建国(2000)应用黄芪多糖悬液发挥免疫促进剂作用，提高雏鸡的免疫功能，注射3日龄雏鸡，能显著降低传染性法氏囊病的发病率和死亡率。
鸡马立克氏病
近代研究发现黄芪多糖可以增强机体体内抗氧化酶系统的功能，降低LPO含量，减少活性氧自由基对机体的损伤，从而降低鸡马立克氏病的发病率和死亡率。郝艳红等实验表明：1日龄雏鸡马立克氏病强毒vMDV人工感染并注射APS后，可使鸡马立克氏病的发病率、死亡率下降，对照组62%，34%；APS组40%，9%，显著增强中枢、外周淋巴器官和主要实质器官的含硒谷胱甘肽过氧化物酶(Se-GSHPX)活性，明显降低各器官组织中过氧化脂质(LPO)的含量。刘永杰等报道，1日龄AA肉用雏鸡以马立克氏病强毒vMDV人工感染后，发病率33.75%，死亡率11.25%；而vMDV感染注射黄芪多糖的发病率为17.5%，死亡率为5%，且IL-2诱生活性和T淋巴细胞增殖反应显著升高。
传染性喉气管炎
时秀梅等试验研究表明复方黄芪多糖冲剂对传染性喉气管炎病毒具有较强的抑制作用。姜力等利用黄芪多糖注射液对患传染性喉气管炎的鸡只，进行了用药(肌注、饮水及不用剂量)，前后以强毒攻击的治疗和防治试验。试验结果表明，黄芪多糖注射液对鸡传染性喉气管炎具有明显的预防和治疗效果。时秀梅等试验表明复方黄芪多糖冲剂配成10%悬液口服，每日1次，对人工感染传染性喉气管炎病毒的病鸡的治愈率达95.8%，明显高于对照药物；预防试验组无一发病。郎景华等用黄芪多糖注射防制5万余只3个月以上患喉气管炎的成年鸡，连用2～3天，治愈率在94.4%以上。
禽成髓细胞性白血病
魏萍等报道，3日龄AA肉鸡在感染禽成髓细胞性白血病病毒(vAMV)的同时给予黄芪多糖，可降低禽成髓细胞性白血病的发病率和死亡率，提高脾和胸腺等免疫器官中脂质过氧化物(LPO)含量，显著加强脾和胸腺等免疫器官对髓源性肿瘤细胞的清除作用。迟玉杰等研究表明: 3日龄肉用AA雏鸡禽成髓细胞性白血病强毒(vAMV)人工感染后，禽成髓细胞性白血病(AMB)发病率86.70%、死亡率70.00%；vAMV感染雏鸡注射黄芪多糖后，发病率64.10%、死亡率51.30%，且感染APS组的T-SOD、Mn-SOD活性初期显著降低，中后期明显高于感染组，而Cu、Zn-SOD活性则无明显变化。
其它
试验表明，黄芪多糖注射液可以诱导动物机体产生干扰素，从而具有广谱抗病毒，促进抗体形成，增强机体免疫功能的作用，对猪圆环病毒病、猪流感、蓝耳病等病毒性疾病有一定疗效。
（三）作为饲料添加剂
黄芪多糖能增强细胞生理代谢作用，促进血液循环，增强动物机体的代谢，起到营养保健作用。研究表明：黄芪多糖可以促进双歧杆菌和乳酸菌的生长，具有益生素的作用。因此，在禽饲料中适量添加APS，可达到保健促生长作用。
（四）抗应激
黄芪多糖可阻止应激反应警戒的肾上腺增生和胸腺萎缩,阻止应激反应抵抗期和衰竭期出现的异常反应从而起到抗应激作用,特别对营养物质代谢过程中酶的双向调节效果显著,在一定程度上减轻和消除了热应激对蛋鸡生理机能的影响。
此外，刘润珍等用黄芪多糖注射液对4批次8000只健康京白鸡从7日龄开始注射，产蛋前共注射5次，产蛋后改为饮水服用黄芪多糖注射液，可大大提高雏鸡的抗病力和成活率，且对雏鸡的增重、生长发育和蛋鸡产蛋无任何不良影响。

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四、存在的问题及展望
（一）问题
重复性研究多，机理阐述不清；
不同的提取方法、不同的品种，提取的黄芪多糖组成成分不完全相同，其功能也有差异；
黄芪多糖的使用剂量同效应并不是完全成正比的，最佳剂量在不同的动物和不同的发育阶段也是不同的；
黄芪多糖作为免疫增强剂，只是一个增强作用，不可代替疫苗的使用，单用黄芪多糖的非免疫动物的免疫保护效果很差；
实验室的研究是不能完全适用于生产实践的，因为两者的环境条件相差很大；
畜禽在整个饲养期内，为预防各种疾病的流行需接种多种疫苗，添加各种化学药物，这些成分很可能影响APS免疫效能的发挥，其影响程度如何，是否需要改变使用方法，如何制定切合生产实际的黄芪多糖使用策略等有待深入研究。
（二）展望
黄芪多糖具有增强机体的免疫、抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、抗衰老等多种功能，能影响动物胸腺、脾脏和法氏囊等免疫器官的发育，促进淋巴细胞转化和增殖及巨噬细胞吞噬功能，提高动物机体的细胞免疫和体液免疫能力。在兽医临床上，黄芪多糖不仅作为促生长饲料添加剂，还可以增强机体免疫力、防制畜禽病毒性疾病、抗应激等。由于黄芪多糖具有毒副作用小、无残留等特点，已得到国际上的认可。