自然杀伤细胞(natural killer cell,NK cell)作为人体免疫系统抵御外来病原体侵入的第一道防线,在宿主抵抗病毒感染、肿瘤的先天和获得性免疫防御中发挥着重要作用。NK细胞可以通过分泌IFN-γ、TNF-α等细胞因子及释放穿孔素、颗粒酶杀伤靶细胞。这种天然杀伤活性不受主要组织相容性复合体(MHC)限制,不依赖抗体,也不需要抗原致敏,作为新兴的免疫治疗手段成为了医学界的研究热点。除了强大的杀伤功能外,其还具有很强的免疫调节功能,可与其他多种免疫细胞相互作用,调节免疫状态。
《素问·刺法论篇》有云“正气存内,邪不可干”,中医学很早就认识到人体具有对抗疾病的自然免疫力,可通过扶正固本,调节阴阳平衡,治疗疾病。中医观点认为,免疫活动是以脏腑为核心,联系组织、器官、经络、气血、津液等,共同形成的一个整体活动。中药活性成分能显著促进胸腺、法氏囊等免疫器官及相关组织细胞发育,并能滋养肺腑、补益气血,提高机体免疫应答能力,具有活性刺激、免疫调节功能。中药中多糖、黄酮、皂苷、生物碱类活性成分可以通过改变NK细胞S+G2/M周期比例,增加其增殖率,以及上调表面受体等途径来增强其杀伤活性,增强免疫治疗效果。本文围绕活性成分对NK细胞的免疫调控作一综述,期望为中药免疫治疗研究和临床应用提供参考。
1、多糖
多糖是构成生命的四大基本物质之一,现已发现100多种中药含有多糖成分。《类经·脏象类》道“人之生也,必合阴阳之气。”阴阳为人之根本,阴阳平衡是维持生命活力的基础。“阴平阳秘,精神乃治;阴阳离决,精气乃绝”。健康与疾病,都取决于阴阳的平衡与否,阴平阳秘契合西医的免疫平衡。中药多糖作为常用的免疫增强剂,可以纠正阴阳,补益气血,维持机体免疫内环境稳态。研究表明多糖通过促进细胞因子的分泌及活性配体的表达来增强NK细胞的杀伤作用。
1.1当归多糖(ASP)
正气以血为基,“血为气之母,气为血之归,气行血通,气滞血瘀,气血相辅相成。”当气血充盈,免疫功能正常,则不易为外邪入侵。当归被中医称之为“血中之圣药”,ASP能补血活血,促进人体的造血功能,激活造血微循环中的淋巴细胞,增强机体免疫力,并在抗肿瘤、肝损伤等方面都有显著的效果。Zhao Yan等 [1]研究发现碱溶性多糖(AASP)可以显著提高细胞因子IL-2、IFN-γ和TNF-α的表达水平的,增强了NK细胞毒活性和巨噬细胞的吞噬功能,有效抑制H22荷瘤小鼠的肿瘤生长。马丙旭等 [2]发现ASP通过调节NKG2D信号传导的平衡,上调NK细胞活性受体MICA、MICB表达,促进细胞因子TNF-α、IFN-γ分泌,增强抗结肠肿瘤效果。Tian Zhang等[3]研究发现ASP-4I和ASP-4II对B16黑色素瘤细胞有直接抑制作用,同时增加了小鼠外周NK细胞和T细胞等淋巴细胞的数量和血清中IL-2、IFN-γ和TNF-α的含量,提高了体内抗肿瘤能力。刘永奇等[4]研究发现,ASP可上调镉染毒大鼠血清中IL-2的水平表达并抑制转化生长因子TGF-β1,通过调节两者之间的平衡可促进NK细胞的杀伤活性,有效改善免疫功能损伤和肝损伤。
1.2人参多糖(GPS)
五脏中肝、肺功能的衰竭常会导致机体血气亏虚,从而易患虚劳之症。《神农本草经》记载,人参有“补五脏、安精神、定魂魄、止惊悸、除邪气”的功效。人参补益肺气,肺气充盈,推动其它脏腑的气机旺盛,使得机体免疫功能得以恢复,而GPS是人参调节免疫功能的主要活性组分。Xiao Zhou [5]等研究发现GPS可上调肺癌小鼠血清中IL-2和IFN-γ水平,激活其NK细胞活性以及巨噬细胞吞噬能力。YaoYao Sun [6]等发现GPS可以增加免疫抑制小鼠体内NK细胞中穿孔素以及颗粒酶B的表达水平,从而增强NK细胞活性。此外,王欢等[7]研究表明GPS可以显著提升NK细胞的活性受体NKp30、NKp46和NKp44以及杀伤介质的表达水平,激活NK细胞的细胞毒性,有效抵御慢性骨髓性白血病。
1.3枸杞多糖(LBP)
肝藏血,肾藏精,肝肾两虚就是精血亏虚,气血不足。《本草纲目》记载:“枸杞子甘平而润,性滋而补,能补肾、润肺、生精、益气,此乃平补之药”。现研究也证实枸杞能增强机体免疫功能,提高细胞因子的抗氧化水平,缓解肝肾阴虚的状态,发挥滋养肝肾作用。LBP可通过上调细胞因子、活性配体的表达水平,增强NK细胞的杀伤活性。Huyan[8]等研究表明LBP可以通过促进IFN-γ和穿孔素的分泌以及提高了活性受体NKP30的表达从而增强NK细胞活性,并且恢复活性受体NKG2D的表达抑制其早期凋亡和晚期坏死,增强模拟微重力条件下NK细胞的功能。黄振华[9]等研究发现LBP可以恢复NK细胞增强因子NKEF-A、NKEF-B的表达水平,增强其对肿瘤细胞的杀伤活性。肖芳等[10]研究发现LBP上调了人急性早幼粒白血病细胞表面MICA蛋白的表达水平,促进了NK细胞与之结合并有效杀伤,提升人体对白血病的抵抗机能。
1.4其他多糖
板蓝根多糖(RIP)和红花多糖(SPS)也可激活NK细胞活性加速靶细胞的凋亡。梁宗英[11]等研究发现RIP可以上调肿瘤细胞表面 NKG2D配体表达,NKG2D通过与肿瘤细胞表面配体MHIC类相关蛋白MICA/B、ULBP结合激活NK细胞活性,促进细胞因子的分泌,有效抑制食管癌细胞增值。李洁萍[12]等研究表明RIP还可以提高荷瘤小鼠血清中IL-2的含量,从而提升NK细胞的杀伤活性。韦喜生等[13]发现SPS可以通过上调 NK 细胞的TNF-α、IFN-γ分泌及活化性配体MICA、MICB、ULBP1表达水平,增强NK细胞的抗肿瘤作用。
2、黄酮
中医认为疾病的发生和发展与先天禀赋不足,营卫气血失调,肝脏功能紊乱等因素密切相关。肝脏虽然不直接产生抗体,但可借助聚集在内的NK细胞,发挥着强大的免疫作用。黄酮作为免疫调节剂,对肝具有很强的保护作用,能增强人体免疫功能。现代研究表明其可通过促进分泌细胞因子,上调表面激活受体的表达及增强细胞溶解活性来激活NK细胞以发挥其杀伤作用,提高机体的免疫功能。
Rong Han等[14]发现黄芪种子中的黄酮成分(FAC)可以促进NK-92细胞分泌IFN-γ,上调靶细胞上的死亡受体和应激配体,增强其杀伤活力。此外在IL-2刺激下,FAC可显著提高NK-92细胞CD69、CD25抗原的表达,并通过提高表面激活受体NKp44、NKG2D的mRNA及蛋白表达水平来激活NK-92细胞。张萌等[15]将黄豆苷元代谢产物6,7,4'-三羟基异黄酮(THIF)和Hela细胞共同培养后,Hela细胞表面NK细胞配体达增强,NK细胞表面的NKG2D受体结合能力提高,杀伤活性增强,抑制宫颈癌细胞免疫逃逸。柳木麻浩等[16]发现藤类提取物二甲氧基化的黄酮(Cirsiliol)可通过增强NK细胞的细胞溶解活性来增强其溶解性颗粒的胞吐作用,诱导细胞凋亡,增强NK细胞抗肿瘤能力。Kesan Apigenin等[17]发现芹菜素、木犀草素和槲皮素联合使用可以促进NK细胞有丝分裂,其所具有的高度毒性亦可以通过降低细胞微环境中毒性分子水平来促使NK细胞增殖。李美等[18]用白花蛇舌草总黄酮灌胃宫颈癌U14 荷瘤小鼠后,小鼠血清中IL-2含量显著升高,NK细胞中IL-12表达水平升高,杀伤肿瘤作用增强。
3、皂苷
《素问·通评虚实论》:“邪气盛则实,精气夺则虚。”虚和实,是指人体免疫力的强弱和病邪的盛衰,也即机体内正气与病邪之间斗争的表现。中医的正邪对抗亦是免疫系统不断维持自身平衡的过程。皂苷可补偏救弊调和机体因血不调而出现的虚症、实症,补正去邪,维持免疫平衡。研究证实其可通过促进NK细胞与靶细胞接触、识别,释放颗粒酶B、穿孔素使靶细胞凋亡,并通过促进NK细胞的增殖及NKG2D受体的表达,及拮抗NK细胞的抑制作用来提高NK细胞杀伤活性。
邹莹香等[19]用黄芪甲苷干预脑缺血损伤的小鼠后,小鼠脾脏和外周中NK细胞数量增多,NKG2D受体水平升高,NK细胞活性增强,外周免疫抑制得到改善,脑缺血损伤缓解。马冉冉[20]等发现人参皂苷可以提高肝脏肿瘤组织浸润的NK细胞数量,还可提高NK细胞中穿孔素、颗粒酶B的表达,改变靶细胞的渗透压并激活caspase凋亡酶系统,抑制肿瘤生长。颜春鲁等[21]研究表明黄芪总苷干预镉染毒大鼠后,大鼠血清中的IL-2含量增加,NK细胞数量增多,活性增强。曹法昊等[22]发现党参总皂苷纳米乳能拮抗氢化可的松对NK细胞的抑制作用,增强NK细胞杀伤活性,有助于增强免疫抑制小鼠的免疫功能。
4、生物碱
生物碱能提高免疫抑制小鼠脾指数、胸腺指数和单核-巨噬细胞的吞噬功能,并可提高小鼠血清免疫球蛋白的含量,且对免疫性肝损伤具有很好的干预作用。此外,生物碱在肿瘤免疫响应和肿瘤免疫治疗中发挥多方面的作用,参与协调先天性和适应性免疫反应,介导促肿瘤和抗肿瘤反应。生物碱可通过上调靶细胞表面NKG2D受体的表达,增加其与配体的识别几率来增强NK细胞的杀伤活性,增强机体免疫力。
卢克曼·阿弗拉比等[23]研究发现用胡椒长桂胺预处理肿瘤细胞后,NK细胞激活受体及肿瘤细胞上相应配体的表达提高,增强了肿瘤细胞对NK细胞溶解的敏感性,还可促进活性氧、肿瘤及NK细胞的偶联,从而诱发肿瘤细胞凋亡。闫学伟等[24]发现玫瑰树碱对非小细胞肺癌细胞有较强的抑制作用,可诱导癌细胞的DNA损伤,并使其表面NKG2D受体MICA/B的表达升高,识别并激活NK细胞。陈冬玲等[25]发现氧化苦参碱可通过上调MCF-7细胞表面ULBP1、ULBP2 和MICA/B 配体蛋白表达并促进NK-92MI 细胞分泌TNF-α和IFN-γ来增强其杀伤作用。
5、其他
除以上几种中药活性组分外,二酮类、蒽醌类也对NK细胞有活化的作用。余建国等[26]研究发现二酮类化合物姜黄素可抑制黄嘌呤脱氢酶向黄嘌呤氧化酶的转化,增加谷胱甘肽的水平,从而达到活化NK细胞来提高机体免疫调节的作用。徐进等[27]发现姜黄素可以显著提高乳腺炎小鼠血清中IL-2的表达水平,增强脾脏中NK细胞活性。王晓艳等[28]发现蒽醌类化合物大黄素通过改变NKG2D信号通路的平衡,上调NK细胞的特异性配体MIC A/B,从而强化了NK细胞对肺癌细胞A549的杀伤效应。
6、小结与展望
自然杀伤细胞作为重要固有免疫细胞,因其独特的异己识别机制和强大的杀伤功能,可监视清除体内感染和恶变的细胞,逐渐成为一种理想的免疫治疗工具。与西药相比,在免疫调节方面,中药是很好的生物应答调节剂,并在增强防御免疫功能的同时,调理改善机体,降低易感性。多种性温味甘中药材可补脾益气,其活性成分具有免疫调节作用,可通过释放特殊细胞分泌因子、与配体结合等途径促进NK细胞发挥杀伤作用,增强机体免疫力。近年来国内外学者对其进行大量研究,中医药促进NK细胞免疫治疗为患者治疗带来一种新思路,期望本文为研究和临床应用提供参考。
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作者简介:
王思远(1989-),男,汉族,黑龙江哈尔滨人,讲师,博士研究生,研究方向:中医药、免疫治疗、药剂学。