新型免疫增强剂黄芪及其多糖提取物的研究

黄芪是豆科植物蒙古黄芪或膜荚黄芪的干燥根,具有“扶正固本,补中益气”的功效[1]。Keith等(2003)[2]报道,黄芪能提高机体免疫活性。黄芪含有多糖、蛋白质、生物碱、氨基酸、黄酮类、甙类、微量元素等多种生物活性物质,其中多糖的免疫活性尤为突出[3]。黄芪多糖(Astragalus Polysaccharides, APS)是葡萄糖和阿拉伯糖的多聚糖,是黄芪中含量最多、免疫活性较强的一类物质,具有增强免疫和抗病毒作用,并且毒性较低[4]。因此,黄芪及其多糖提取物作为一种新型免疫增强剂将在动物养殖中得到广泛应用。
1 黄芪及其多糖提取物的生理功能
1.1 增强机体免疫力
免疫系统由中枢及外周免疫器官(胸腺、骨髓、脾)、淋巴上皮组织(淋巴结、扁桃体、与粘膜相关的淋巴组织等)、造血淋巴细胞、免疫辅助细胞、免疫效应分子(抗体、细胞因子)、免疫相关抗原和分子(CD抗原、MHC抗原、黏附分子、补体)及有关的基因等组成[5]。
1.1.1 对免疫器官的作用
免疫器官是T、B淋巴细胞定居和对抗原刺激进行免疫应答的场所。花象柏等(1993)[6]试验表明,在饲料中添加黄芪(40 g/kg)能明显促进鸡脾脏、腔上囊的发育。张乐萃等(1998)[7]报道,黄芪多糖能促进鸡的脾脏等免疫器官的发育,提高免疫活性,增强免疫器官重量;能使环磷酞胺所造成的免疫抑制转至正常水平。许杜鹃等(2003)[8]研究表明,黄芪多糖能促进小鼠脾细胞的增殖反应,对亚适量ConA(伴刀豆球蛋白A)和LPS(脂多糖)诱导的脾细胞增殖反应也有显著的促进作用。梁华平等(1994)[9]研究了APS对烧伤后小鼠免疫功能的影响,结果显示,烧伤后6 d小鼠的脾脏指数和胸腺指数降低,APS经腹腔注射(250 mg/kg,每天一次,连续5 d)不仅可明显提高正常小鼠的脾脏指数和胸腺指数,还可使烧伤小鼠的脾脏指数和胸腺指数恢复正常。
1.1.2 对免疫细胞的作用

黄芪及其多糖提取物对T淋巴细胞和B淋巴细胞有较好的保护作用和双向调节作用,能明显刺激T、B淋巴细胞的活性,增强T淋巴细胞的增殖,对淋巴细胞具有明显的直接活化作用。梁华平等(1994)[9]的研究结果还表明,烧伤小鼠脾细胞的T淋巴细胞转化、白介素2(IL-2)的产生均明显受抑;烧伤小鼠血清、巨噬细胞对T淋巴细胞转化的抑制作用明显增强,抑制性T细胞(Ts)的抑制指数也高于正常。刘俊英等(2004)[10]研究了创伤应激状态下小鼠免疫功能的变化以及黄芪多糖(APS)对应激状态下机体免疫功能的影响,结果发现,创伤后小鼠细胞免疫功能受到抑制;而黄芪多糖的应用可有效恢复其免疫功能。陈洪亮等(2003)[11]报道,黄芪多糖可显著提高鸡的脾脏淋巴细胞的免疫功能。Xiangfeng Kong等(2004)[12]研究了中草药对接种后小鸡外周淋巴细胞增殖和血清抗体效价的影响,发现黄芪多糖能促进外周淋巴细胞增殖,也能提高血清抗体效价。Kun Yeong Lee等(2005)[13]研究了黄芪多糖对巨噬细胞活性的影响,最终证明黄芪多糖能通过NF-nB/Rel因子刺激巨噬细胞表达诱生一氧化氮合酶基因。
1.2 抗病毒作用

黄芪及其多糖提取物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了病毒的繁殖。胡元亮等(2004)[14]的研究结果表明,黄芪多糖在饲料中的添加浓度为1 200、1 600 μg/ml时能显著促进鸡胚成纤维细胞(CEF)的增殖,在300、600 μg/ml时能显著促进CEF抵抗新城疫病毒(NDV)的感染。孔样峰等(2004)[15]报道,黄芪多糖能够影响或显著影响新城疫病毒的感染活性,且与感作时间有一定的相关性。李丽娅等(2002)[16]报道,黄芪多糖有明显的抗流感作用。刘永杰等(1999)[17]报道,对人工感染马立克氏病强毒的雏鸡注射黄芪多糖能降低雏鸡的发病率和死亡率。
1.3 抗肿瘤作用

近年来,有关黄芪及其多糖提取物在抗肿瘤免疫机制方面的研究较多,从目前的研究结果可知,黄芪多糖通过调节免疫系统来发挥抗肿瘤作用:①通过调节整体细胞免疫功能来增强IL-2/LAK抗肿瘤作用;②通过促进抗癌细胞素的分泌、IL-2R受体的表达、LAK前体细胞的增生而达到抗肿瘤作用[18]。胡俊波等(1998)[19]研究结果表明,给大鼠饲喂含有黄芪的口服液后,致癌剂加中药组比单纯致癌剂组的癌结节形成少且小,癌周组织细胞核及胞浆细胞器基本保持完整,NK活性及IL-2活性单位显著升高。张宏颖等(2000)[20]在全肠外营养(TPN)添加黄芪对胃癌围手术期病人免疫功能影响的研究中发现,TPN添加黄芪组人的淋巴细胞转化率和白介素2(IL-2)活性明显增高,而血清可溶性白细胞介素2受体(sIL-2R)和肿瘤坏死因子(TNF)水平显著降低。
1.4 增强疫苗菌苗免疫力的作用

黄芪及其多糖提取物除本身具有增强机体免疫力外,还使疫苗菌苗的免疫力大大增强,并且对疫苗菌苗具有很好的保护效果。樊福好等(2000)[21]报道,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。李宏全等(2002)[22]报道指出,APS可作为鸡疫苗的免疫佐剂来提高鸡的免疫力,点眼、滴鼻和注射的接种方式不影响APS提高鸡免疫力的作用。

除了以上功能外,黄芪及其多糖提取物还能改善动物机体内某些物质的活性。李宏全等(2002)[23]报道,通过不同方法对正常雏鸡使用黄芪多糖,发现各试验组血清GSH-Px、SOD活性均显著升高,MDA含量均显著降低,表明APS可提高鸡的抗氧化作用。张波等(1999)[24]试验表明,应用黄芪多糖注射液可以增强哺乳仔猪的免疫功能,降低发病率,提高成活率,促进哺乳仔猪的生长发育。
2 黄芪及其多糖提取物在动物养殖中的应用
2.1 增强免疫能力,提高抗病能力

已有试验证明,饲料中添加活性多糖能显著提高动物免疫功能,促进免疫器官发育、抗体生成,激活淋巴细胞,并且能够促进动物生长,降低动物死亡率[25,26]。

在畜禽养殖方面,陈洪亮(2002)[27]研究指出,黄芪多糖对鸡胚内新城疫病毒有一定的抑制作用;毛晓峰(2005)[28]的研究表明,APS显著增强了LPS刺激后断奶仔猪外周血淋巴细胞转化率和白介素2的活性,并呈一定线性关系;谢明权等(2000)[29]用不同浓度的黄芪多糖刺激体外培养不同时间的猪外周血单个核细胞(PBMC),结果证明,这种佐剂均对猪PBMC有明显刺激作用,且与浓度有依赖关系,浓度过高时对其有抑制作用;钟丕等(1998)[30]用黄芪多糖注射1日龄雏鸡发现,雏鸡法氏囊淋巴细胞化学发光(CL)值在第2、4、6、8周龄时显著高于对照组。

在水产养殖上,简纪常等(2002)[31]以黄芪为主药、当归为辅药,按一定比例混合制成药饵,再以0.5%和1.0%的量拌入饵料中投喂建鲤,结果1.0%的药物饵料既能明显提高建鲤的吞噬细胞、中性粒细胞和巨噬细胞的数量,又能提高其溶菌酶的活力,从而明显提高建鲤的非特异性免疫能力;阮国良等(2005)[32]在黄鳝的饲料中添加黄芪,试验结果表明,黄芪能够显著提高黄鳝血液中白细胞的吞噬活性、血清的溶菌酶活性和SOD活性。

另外,贺生中(2005)等[33]给犬口服黄芪提取液(含黄芪多糖),发现黄芪多糖能极显著地提高犬血清SOD活性和淋巴细胞转化率。
2.2 促进生长,降低饵料系数

在畜禽养殖方面,毛晓峰(2005)[28]在断奶仔猪饲料中添加黄芪多糖,能够缓解因注射脂多糖(LPS)对断奶仔猪的生长性能的下降;孙高成等(2004)[34]在仔猪饲料中添加黄芪的试验中发现,仔猪饲养35 d后添加2%黄芪组相对于对照组净增重提高了2.2 kg,料肉比下降了0.29,明显提高了断奶仔猪的生长性能;吕美(2005)[35]研究指出,饲料中添加0.3%黄芪多糖粗提取物能使肉仔鸡的平均日增重较对照组提高了3.41 g(P<0.05),料重比降低了0.11%(P<0.05),显著改善了肉仔鸡的生长性能;添加0.1%黄芪多糖粗提取物能显著提高鸡血清中谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶(SOD)活性,显著降低了血清中丙二醛的含量,提高肉仔鸡的抗氧化功能;饲料中添加0.2%和0.3%黄芪多糖粗提取物显著降低了肉仔鸡肝脏和胸肌中胆固醇的含量,增强了十二指肠食糜消化酶活性。张庆茹等(2005)[36]在奶牛饲料中添加黄芪等中草药发现,其能显著提高奶牛产奶量,但对牛奶成分无显著影响。

在水产养殖方面,阮国良等(2005)[32] 在黄鳝的饲料中添加黄芪,结果表明,黄芪添加组黄鳝的增重率比对照组提高了41.7%,显著促进了黄鳝的增重。王永玲等(2002)[37]研究了黄芪对鲫鱼的促生长效果,结果表明,饲料中添加1%的黄芪组鲫鱼的增重率比空白对照组高7.36%,而饲料系数也低于空白对照组,二者存在显著差异,证明黄芪有促生长的作用。
3 前景与展望

大量研究表明,黄芪及其多糖提取物提高了动物对疾病预防及治疗效果,对机体生理功能没有明显损害,不产生抗药性和毒副作用,安全性好,无药物残留,不会造成环境污染,并且黄芪在我国种植面积广,价格低廉[18,24]。以黄芪及其多糖提取物作为饲料添加剂在畜牧业上已有部分研究并取得了较好的效果,但将其作为水产饲料添加剂来研究还处于起步阶段。

目前实际生产应用中存在许多问题,如添加量的确定、作用机理不清楚等,今后可着重开展以下几个方面的研究工作:①利用现代生物化学分析手段,改进提取、分离、纯化黄芪多糖的技术以提高黄芪多糖的得率,提高资源利用率;②对黄芪多糖的作用机理进行深入研究,更具体了解黄芪多糖的免疫增强作用;③加强黄芪多糖的成品和原料的质量控制,进行产品的毒理安全研究和使用技术,如针对不同的饲养对象,研究最适的饲料添加量、注射的最佳剂量、用药时间、用药程序等;④与其它饲料添加剂配伍,如与其它有益菌配伍复合为合生元,最大程度发挥它们的协同互作作用[38]。 

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2018年6月8日 16:29
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