文/马传贵，张志秀1，肖宝2
（1. 北京京诚生物科技有限公司 北京 102600；2. 中国医学科学院&北京协和医学院生物医学工程研究所 天津 300192）
摘要：食用菌多糖作为食用菌的主要活性成分之一，由于在抗肿瘤及免疫调节过程中发挥了重要功能，食用菌多糖作为一种免疫调节剂对癌症患者具有明显的辅助治疗作用，目前已受到广泛关注。食用菌多糖要通过细胞周期阻滞、诱导肿瘤细胞凋亡，影响抗氧化功能以及调节肿瘤微环境，直接抑制肿瘤生长发育，发挥其抗肿瘤作用。同时，食用菌多糖通过影响巨噬细胞和树突状细胞、MAPK和NF-κB信号通路以及调节肠道菌群等，调节宿主的免疫系统，发挥免疫调节作用。本文综述了食用菌多糖抗肿瘤和免疫调节的最新进展，总结了其作用机制，为食用菌多糖的开发提供了新的指导。
关键词：食用菌多糖；抗肿瘤；免疫调节；活性；机制
食用菌是可供人类食用的大型真菌，目前有650种已被报道具有药用价值[1]。食用菌含有多种生物活性成分，包括多糖、活性蛋白、糖苷、生物碱、酚类、酮类和有机酸，被发现具有免疫调节、抗肿瘤、抗低血糖等活性[2-3]。其中，食用菌多糖作为食用菌的主要成分之一，因具备抗肿瘤、抗炎、免疫调节、降血糖和降血脂等生物活性[4-5]而受到广泛关注。目前我国传统药用及研究报道具有疗效的菌物有500种左右，菌物药的药准字成品有云芝菌胶囊、香菇多糖片、注射用香菇多糖以及银耳孢糖胶囊等，在蓬勃发展的天然健康产业和保健行业，菌物产品作为特殊的生物界中间态成员，开发价值日益凸显。
癌症是一大类疾病的总称，目前，我国每年新发癌症病例超过350万，死亡病例超过200万，防控形势严峻。我国最常见的癌症包括肺癌、乳腺癌、胃癌、肝癌、结直肠癌、食管癌、子宫颈癌、甲状腺癌等。多种食用菌多糖作为抗肿瘤免疫调节剂已取得显著临床疗效，因此探索食用菌多糖抗肿瘤和免疫调节活性及其机制已经成为研制抗肿瘤药物的新途径，本文通过对近年来食用菌多糖抗肿瘤和免疫调节活性及其作用机制的研究进展进行综述，对食用菌多糖的深入研究和进一步的开发利用提供参考依据。
1 食用菌多糖的抗肿瘤活性及其作用机制
1.1 食用菌多糖的抗肿瘤活性研究进展
肿瘤是影响和危害人类健康的主要疾病之一，如何抑制肿瘤细胞的增殖是抗肿瘤研究的重中之重。天然多糖具有较好的生物相容性和独特的肿瘤免疫调节活性, 是临床重要的抗肿瘤辅助治疗药物。李梦圆等人（2020）[6]将硫酸化修饰后的黄山花菇多糖进行抗肿瘤活性检测，通过噻唑蓝(MTT)比色法检测发现硫酸化修饰能提高黄山花菇多糖的抗肿瘤活性，且不同硫酸化条件下修饰的多糖表现出不同的质量浓度依赖性。姜艳红等人（2016）[7]发现杏鲍菇多糖组分PEP-2具有极强的抗肿瘤活性，其通过组分PEP-2处理的细胞出现核质浓缩核仁破碎的现象。孙晓燕等人（2022）[8]发现通过对杏鲍菇多糖自溶之后增强了低分质子量多糖（619.72 Da）的体外抗氧化和抗肿瘤活。杨晶莹等人（2023）[9]指出富硒灵芝菌丝体其硒多糖能够显著抑制肿瘤细胞（HCCLM、A549和HSC-3）的增殖。
1.2 食用菌多糖抗肿瘤活性的机制
中药具有多成分、多靶点、多途径的协同调节作用，具有多种活性成分，作用机制复杂多样。在肿瘤的起始、发展、转移和免疫调节等多个阶段发挥着多样化的治疗作用。食用菌多糖可直接或者间接作用于肿瘤细胞而发生抗肿瘤作用，其中直接作用主要包括影响细胞周期组织、诱导肿瘤细胞凋亡等，间接作用主要包括抗氧化及影响肿瘤微环境等。
1.2.1 食用菌多糖影响细胞周期阻滞
在正常细胞中，细胞周期停滞有助于维持基因的稳定性。通过启动细胞周期阻滞，细胞可以在应激和损伤过程中避免细胞分裂[10]。比如，当细胞周期正常时，如果DNA出现损伤，细胞周期停在相应检查点，细胞周期阻滞为细胞提供额外的时间用于修复损伤，从而减少突变的发生，避免肿瘤的产生。其中，许多天然多糖能够通过阻断细胞分裂来抑制肿瘤细胞的增殖。例如，研究发现，巴西盖氏菌多糖Gb1可能导致细胞周期停滞在G1期，从而阻止DNA开始复制[11]。此外，孟敏等人（2022）[12]探究了硒化秦巴硒菇多糖（Se-ABM）对人非小细胞肺癌细胞（A549）细胞周期阻滞的分子机制，最终发现，Se-ABM能够显著抑制A549细胞的增殖，在G2/M期阻滞A549细胞，并呈浓度依赖性，且明显诱导DNA损伤，导致细胞凋亡。
1.2.2 食用菌多糖影响诱导肿瘤细胞凋亡
肿瘤细胞凋亡对抑制肿瘤有着极大的影响。细胞凋亡是一种由细胞信号控制以维持内部环境稳定的自主有序的细胞死亡。有研究发现，诱导肿瘤细胞凋亡是各种天然多糖，尤其是食用菌多糖发挥抗肿瘤效应的分子机制，而这些多糖对正常细胞的毒性作用较小[13]。肿瘤细胞凋亡主要有两种途径：外部或死亡受体途径和内部或线粒体途径[14]。已有研究发现各种天然多糖通过作用于线粒体途径诱导肿瘤细胞凋亡，例如，Elmor等人（2007）[15]研究发现，平菇多糖Se-POP-3能够增加Bax的表达，降低Bcl-2的表达，从而促进细胞凋亡。此外，Yu等人(2014)[16]从中国被毛孢中分离的HSP-III多糖组分，可以破坏线粒体膜电位，释放细胞色素C，激活胱天蛋白酶-3和胱天蛋白酶9，最终诱导人类非小细胞肺癌癌症H1299细胞凋亡（61）。赵佳男等人（2021）[17]指出虫草多糖可以有效抑制TNFα诱导的L02正常肝细胞凋亡，表现出有效的抗肿瘤活性。
1.2.3 食用菌多糖影响抗氧化功能
氧化应激是指体内氧化与抗氧化作用失衡的一种状态，可严重干扰免疫细胞的正常生理功能，促进局部高炎症反应和肿瘤免疫逃逸。研究发现氧化应激和机体癌症产生的病因使有关[18]。比如，慢性和累积的氧化应激会诱导各种大分子损伤，如DNA损伤[19]，而DNA损伤被认为是肿瘤发生的机制之一。研究发现，Lobayense口蘑多糖已被发现在体内消除超氧阴离子和羟基自由基，防止DNA损伤，并在一定程度上抑制肿瘤细胞的增殖[20]。此外，活性氧是机体氧化应激时产生的一类分子，其在肿瘤部位表达水平异常高，并与肿瘤免疫耐受密切相关，潘云霞（2023）[21]指出灵芝多糖可显著增强细胞内活性氧的水平，显著下调GCLM、GCLC、TXNRD1、ME1、TXN等抗氧化相关基因mRNA的水平，促进乳腺癌MCF-7、MDA-MB-231细胞的凋亡。
1.2.4 食用菌多糖调节肿瘤微环境
肿瘤微环境（TME）为肿瘤的生长发育提供了重要的支持。TME的确切组成因不同类型的肿瘤和不同阶段的肿瘤而异。通常，TME由免疫细胞、基质细胞、血管和细胞外基质组成。天然多糖具有广泛的免疫激活作用，在靶向肿瘤微环境的局部肿瘤治疗中具有广阔的应用前景。其中，Wang等人（2015）[22]发现香菇多糖可以增加Lewis肺癌小鼠中M1- TAMs（TAMs为肿瘤组织中浸润的巨噬细胞），降低M2-TAMs，促进IL-12和γ-干扰素表达增加，降低转化生长因子-β的产生，改善TME中的免疫抑制。此外，钱晶晶等人（2022）[23]发现灵芝多糖可通过促进抗原分化簇85表达量的提升，有待TAM是向M1型极化，显著抑制MC38结肠癌荷瘤小鼠的肿瘤细胞增殖。
2 食用菌多糖的免疫调节活性及其作用机制
2.1 食用菌多糖免疫调节活性的研究进展
食用菌多糖在免疫调节方面作用明确，已经得到广泛关注。其中，董楠等人（2021）[24]指出银耳多糖、茯苓多糖、香菇多糖、猴头菇多糖和竹荪多糖这五种多糖在一定浓度下表现出显著增强巨噬细胞RAW264.7的细胞活力，提高巨噬细胞的吞噬能力,促进细胞因子TNF-α的分泌效果，表现出极强的细胞免疫调节作用。艾亮等人（2019）[25]通过联合使用灵芝多糖肽和香菇多糖，发现其能够显著降低肺癌小鼠模型中的TNF、IFN-γ、IL-2和IL-17A含量，表现出显著的免疫促进作用。王靖（2023）[26]指出香菇多糖可显提高京海黄鸡翅静脉血清中的IFN-γ和TNF-α含量，改善京海黄鸡的免疫功能。王小建等人（2023）[27]发现茯苓多糖可显著提升仔猪血清中的IgA、IgM、IgG、IL-2含量，改善仔猪的免疫功能。
2.2 食用菌多糖免疫调节活性的机制
2.2.1 食用菌多糖对巨噬细胞和树突状细胞的影响
巨噬细胞在宿主防御系统中发挥重要作用，宿主防御系统产生各种炎症介质、细胞因子和吞噬活性来攻击入侵者，如细菌或病毒。植物多糖可以促进巨噬细胞的增殖，增强巨噬细胞的吞噬作用，并刺激细胞因子如NO、TNF-α和IL-6的释放。食用菌多糖被发现和验证能够调控巨噬细胞的凋亡来发挥其免疫调节活性。其中，沈凌筠等人（2022）[28]发现香菇多糖可通过下调miR-221的表达，抑制结核分枝杆菌生长，调控巨噬细胞的表达，提升肺结核大鼠的免疫能力。此外，谌淑平等人（2021）[29]指出16 0μg/mL的银耳多糖、茯苓多糖和香菇多糖的复配物能有效促进TNF-α的分泌和增强RAW264.7的吞噬能力，进一步调节RAW264.7巨噬细胞的免疫活性。而对树突状细胞（DCs）来讲，其是固有免疫的重要组成，具有抗原呈递和活化T细胞的重要功能，诱导免疫活化和免疫耐受。吴宇（2023）[30]指出红托竹荪多糖能够通过Mincle(Clec4e)受体调节DCs中的AKT-STAT1信号通路进而促进DCs成熟，进一步缓解环磷酰胺诱导的免疫抑制。刘莉等人（2023）[31]指出香菇多糖(100 mg·L-1)可以显著刺激DC2.4细胞分泌IL-6、TNF-α和IL-12，且对DC功能的调节涉及尿素循环、精氨酸和脯氨酸代谢等在内的多种氨基酸代谢通路。
2.2.2 食用菌多糖对MAPK和NF-κB信号通路的影响
核因子κB（NF-κB）转录因子控制与细胞凋亡、细胞衰老、免疫和炎症相关的基因的活性。且丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs）在NF-κB转录激活中发挥作用。研究证明，食用菌多糖可通过NF-κB和MAPKs信号通路进一步调节细胞因子和其他因子的分泌表达，发挥其免疫调节活性。其中，姚艳婷等人（2023）[32]指出富硒蛹虫草多糖组分SeCMP0.2通过激活MAPKs和NF-κB信号通路，诱导上调iNOS、IL-6及IL-1β等mRNA的表达，进一步发挥其免疫调节活性。邢友哲等人（2023）[33]指出银耳多糖主要通过激活小鼠淋巴细胞PI3K/Akt和NF-κB信号通路，发挥免疫调节作用，且最终发现当银耳多糖的含量为80 mg/L表现出较优的免疫调节活性。桑锐（2020）[34]指出桦褐孔菌多糖能够调控小鼠脾淋巴细胞NF-κB、p38、JNK信号通路，抑制IL-1β、IL-4、IL-6、TNF-α及MIP-1、MCP-1 mRNA等炎症因子和趋化因子的表达，抑制炎症反应，发挥其免疫调节活性。
2.2.3 食用菌多糖对肠道菌群的影响
随着研究的深入，学者们开始将机体的免疫系统与肠道菌群联系在一起。大量研究发现，肠道微生物菌群在肠道免疫系统的形成上扮演着重要作用，如果改变肠道菌群的组成将会增加食品过敏或者肠道炎性疾病的风险，且存在一种免疫抑制性受体，控制着肠道菌群的构成，如果这种受体缺失，肠道内的微生态环境就会紊乱，进而导致全身免疫系统过度活跃[35-36]。目前，食用菌多糖被证明可通过调节肠道菌群改善免疫低下小鼠的免疫功能。刘鑫（2023）[37]发现灰肉红菇多糖RGP1能够显著调节小鼠肠道中Lactobacillus、Faecalibacterium、Odoribacter等菌属的丰度，并且其中肠道微生物介导的代谢通路更是直接富集在免疫调节上。此外，Tian等人（2023）[38]发现指出猴头菇多糖可促进肠道短链脂肪酸群落的产生，缓解了免疫抑制引的起血清免疫细胞因子下降，改善肠道免疫功能。
3 结论与展望
食用菌多糖作为一种免疫调节剂，表现出有效的抗肿瘤活性，对癌症患者具有明显的辅助治疗作用。一方面，食用菌多糖通过细胞周期阻滞、诱导肿瘤细胞凋亡，影响抗氧化功能以及调节肿瘤微环境，直接抑制肿瘤生长发育，发挥其抗肿瘤作用。另一方面，食用菌多糖通过影响巨噬细胞和树突状细胞、MAPK和NF-κB信号通路以及调节肠道菌群等，调节宿主的免疫系统，通过刺激非特异性免疫和特异性免疫间接发挥抗肿瘤作用。
因此，食用菌多糖将成为天然高效的免疫调节和抗肿瘤药物，具有广阔的应用前景。在未来研究过程中，可重点关注食用菌多糖的结构和成分，确定不同食用菌多糖组分的构效关系；同时，目前报道的食用菌多糖免疫调节活性研究大多是在体内或体外进行的，不能完全反映多糖在人体中的实际作用。因此，多糖在体内的作用机制和应用还有待进一步研究；此外，在临床应用中，有些肿瘤往往需要多种真菌多糖联合应用，才能获得理想的效果，中药配伍具有协同增效、解毒减毒、双向调节等作用，未来可重点关注不同的食用菌多糖和不同重要配伍的作用研究，为食药用菌多糖的临床应用提供基础和依据。
参考文献
[1] B. Muszyńska, A. Grzywacz-Kisielewska, K. Kała, et al. Anti-inflammatory properties of edible mushrooms: a review. [J] Food Chemistry, 2018,243:373-381.
[2]刘虎.5种食用菌生物活性肽对高强度运动耐力训练中生化指标的影响[J].中国食用菌,2020,39(04):43-45.
[3]马传贵,张志秀,孙思胜等.食用菌的活性成分及其物理提取技术研究[J].中国果菜,2021,41(06):94-100.
[4]魏奇,钟鑫荣,翁馨等.食用菌多糖制备工艺及其生物活性研究进展[J].宁德师范学院学报(自然科学版),2023,35(02):180-186.
[5]赵炳杰,郭岩彬.食用菌多糖的提取纯化及生物活性研究进展[J].中国生物工程杂志,2022,42(Z1):146-159.
[6]李梦圆,徐金龙,刘咏等.黄山花菇多糖硫酸化修饰条件的优化及修饰产物抗肿瘤活性研究[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2020,43(07):992-995+1008.
[7]姜艳红,张玲帆,吕瑛等.杏鲍菇多糖PEP-2的结构表征及其对肝癌细胞HepG-2抑制作用的研究[J].食品工业科技,2016,37(19):111-116
[8]孙晓燕,郭慧,余君彤等.自溶对双孢菇多糖体外抗氧化和抗肿瘤活性的影响[J].食品科学,2022,43(17):74-83.
[9]杨晶莹,商龙臣,张驰.富硒灵芝菌丝多糖、蛋白的提取及其体外抗氧化和抗肿瘤活性研究[J].天然产物研究与开发,2023,35(03):453-459.
[10] Mazgaeen L, Gurung P. Recent advances in lipopolysaccharide recognition systems. [J] Int J Mol Sci (2020) 21(2).
[11] Chen Y, Li X-H, Zhou L-Y, Li W, Liu L, Wang D-D, et al. Structural elucidation of three antioxidative polysaccharides from tricholoma lobayense. [J] Carbohydr Polymers (2017) 157:484–92.
[12]孟敏,安红霞,俞永智等.硒化秦巴硒菇多糖对A549细胞增殖的抑制作用[J].甘肃农业大学学报,2022,57(03):17-24.
[13]赵霏,马虎山,席思凡等.灰树花多糖诱导肿瘤细胞凋亡作用的Meta分析[J].兰州大学学报(医学版),2016,42(05):14-20.
[14] Li W, Hu X, Wang S, Jiao Z, Sun T, Liu T, et al. Characterization and anti-tumor bioactivity of astragalus polysaccharides by immunomodulation. [J] Int J Biol Macromol, 2020, 145:985–97.
[15] Elmore S. Apoptosis: A review of programmed cell death. [J] Toxicologic Pathol, 2007, 35(4):495–516.
[16] Yu Q, Nie SP, Wang JQ, Yin PF, Huang DF, Li WJ, et al. Toll-like receptor 4-mediated ROS signaling pathway involved in ganoderma atrum polysaccharide-induced tumor necrosis factor-alpha secretion during macrophage activation. [J] Food Chem Toxicol, 2014, 66:14–22.
[17]赵佳男,彭景华,刘平等.虫草多糖对肿瘤坏死因子α诱导肝细胞凋亡的影响[J].临床肝胆病杂志,2021,37(06):1368-1372.
[18]郭瑞俊,郭佩俊,韩云彪等.基于氧化应激探讨Nrf2/HO-1信号通路与临床疾病关系研究进展[J].河北医药,2022,44(20):3157-3162.
[19]吴海峰,李曼,李玉静等.白藜芦醇通过降低氧化应激改善过氧化氢诱导精子活力和DNA损伤[J].中国男科学杂志,2021,35(06):24-28.
[20] Liu WB, Xie F, Sun HQ, Meng M, Zhu ZY. Anti-tumor effect of polysaccharide from hirsutella sinensis on human non-small cell lung cancer and nude mice through intrinsic mitochondrial pathway. [J] Int J Biol Macromol, 2017, 99:258–64.
[21]潘云霞. 灵芝多糖调控抗氧化因子表达抑制乳腺癌恶性表型研究[D].安徽中医药大学,2023.
[22] Wang W J, Wu Y S, Chen S, et al. MushroomB-glucan may immunomodulate the tumor-associated macrophages in the lewis lung carcinoma lJl. Biomed Res Int, 2015.2015:1-15.
[23]钱晶晶,魏娟,孟桂霞等.灵芝多糖微乳诱导结直肠癌肿瘤相关巨噬细胞M1极化及其联合PD-1抑制剂协同抗肿瘤研究[J].中国医院药学杂志,2023,43(03):278-284.
[24]董楠,李明智,徐德昌等.5种食用菌多糖及复配多糖对RAW264.7细胞的免疫调节作用[J].食品研究与开发,2021,42(09):1-10.
[25]艾亮,王晓东.香菇多糖联合云芝糖肽对Lewis肺癌小鼠免疫调节与抗肿瘤作用的研究[J].新中医,2019,51(01):12-17.
[26]王靖.香菇多糖对京海黄鸡生长性能和免疫功能的影响[J].畜禽业,2023,34(10):24-26.
[27]王小建,李果,孙秋枝等.茯苓多糖对仔猪生长性能、养分表观消化率及免疫功能的影响[J].中国饲料,2023(18):37-40.
[28]沈凌筠,李莉,王戈等.香菇多糖通过调控miR-221表达对肺结核大鼠巨噬细胞凋亡的影响[J].中医药导报,2022,28(03):18-23+29.
[29]谌淑平,李明智,董楠等.不同食用菌多糖复配物对RAW264.7巨噬细胞的免疫调节作用[J].食品工业科技,2021,42(17):366-372.
[30]吴宇. 红托竹荪多糖通过激活树突状细胞缓解环磷酰胺诱导的免疫抑制机制初探[D].南昌大学,2023.
[31]刘莉,张宝宸,李秀运等.香菇多糖对树突状细胞代谢的影响[J].中国药理学通报,2023,39(05):932-938.
[32]姚艳婷,杨小兵,陈旭洁等.富硒蛹虫草多糖的结构表征及体外免疫调节活性[J].食品科学，2023：1-16.
[33]邢友哲,杨侃侃,张屿楠等.银耳多糖对小鼠淋巴细胞免疫调节作用及PI3K/Akt、NF-κB信号通路的影响[J].饲料研究,2023,46(17):71-75.
[34]桑锐. 桦褐孔菌多糖对弓形虫感染小鼠脾淋巴细胞免疫调节的研究[D].延边大学,2020.
[35]Kawamoto S,Tran H T,Maruya M, et al. The Inhibitory Receptor PD-1 Regulates IgA Selection and Bacterial Composition in the Gut[J]. Science,2012,336(6080).
[36]Ganal C S,Sanos L S,Kallfass C, et al. Priming of Natural Killer Cells by Nonmucosal Mononuclear Phagocytes Requires Instructive Signals from Commensal Microbiota[J]. Immunity,2012,37(1).
[37]刘鑫. 灰肉红菇多糖的结构表征及其基于免疫调节的促造血功能研究[D].吉林大学,2023.
[38]Baoming T,Renjian L,Tianrui X, et al. Modulating effects of Hericium erinaceus polysaccharides on the immune response by regulating gut microbiota in cyclophosphamide-treated mice.[J]. Journal of the science of food and agriculture,2022,103(6).
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