本篇发表於2004年的综述,针对「灵芝抗肿瘤与免疫调节的活性与机制」作了详细的回顾。本文先就灵芝的免疫调节活性与机制做阐述,根据研究了解,灵芝能增强树突细胞、吞噬细胞的活性,并强化特异性(如B细胞、抗体)与非特异性免疫功能(如自然杀手细胞、T细胞),而这些作用正是灵芝之所以能抗肿瘤的重要原因。
撰文/林志彬教授、张慧娜(北京大学医学部药理系) 编译/吴亭瑶
原文出处/Acta Pharmacol Sin 2004 Nov; 25 (11): 1387-1395
◎中译版本原载於2005年4月《健康灵芝》第28期 19~25页
摄影/连震黎
灵芝自古以来就被认为是「扶正固本」的药草,它能增强抵抗力、强壮一个人的体质(1)。现代的科学研究亦证实,灵芝有很好的抗肿瘤与免疫调节活性,而且它的毒性极低。
用在癌症的辅助治疗上,灵芝能缩短疗程、提升疗效、增强免疫系统对抗放化疗伤害的能力,以及减轻放、化疗的毒性。有些体力虚弱而无法接受放疗或化疗的癌症患者,还能透过灵芝调理,强壮体质,进而有能力接受放、化疗。
已知灵芝水萃取物、灵芝多醣、灵芝酒精萃取物和灵芝三萜类等,都有抗肿瘤或调节免疫的功能。灵芝多醣调节免疫的功能,不论是体内(在一个完整的活体物上进行的)或体外(只在培养基或试管中进行的)实验均已得到证实;而灵芝的抗肿瘤功效,则是透过调节免疫与直接毒杀癌细胞而实现的(2)。
Part 1 灵芝的免疫调节活性与机制
灵芝调节免疫功效相当广泛,包括增强树突细胞与吞噬细胞(包括单核细胞、巨噬细胞、嗜中性白血球)活性,以及强化特异性免疫功能(如B细胞、抗体)与非特异性免疫功能(如自然杀手细胞、T细胞)。根据目前的研究了解,灵芝对免疫系统的调节作用,主要是集中在免疫细胞增殖、分化的过程。
灵芝对吞噬细胞的调节作用
(一) 增强巨噬细胞的吞噬活性与杀菌作用,诱导巨噬细胞释出介白素 1
Lin 等细胞实验发现,灵芝子实体水萃取质和灵芝多醣 D6,能大幅提升小鼠腹腔巨噬细胞对鸡红血球的吞噬作用(3)。
当巨噬细胞把细菌大口大口吞进肚里之後,会分泌溶菌酶(lysozyme)将吃进来的细菌加以溶解。Gu 等的研究即发现,将小鼠腹腔巨噬细胞与浓度 5~20 mg/L 的薄盖灵芝(Ganoderma capense)菌丝体一起培养 24 小时以上,不仅能提高巨噬细胞的吞噬能力,还能使巨噬细胞内溶菌酶的浓度增加。此外,薄盖灵芝水萃取物还能促使巨噬细胞释出介白素 1(IL-1),引起发炎反应,进而提升免疫系统的备战等级 (4)。
在小鼠皮下注射灵芝孢子水萃取液,然後观察其对巨噬细胞的影响。结果发现,巨噬细胞内的溶菌酶、酸性磷酸酶(acidic phosphatase)、β-葡萄糖醛酸酶(β-glucoronidase)的活性大增,巨噬细胞在吞噬病菌时会产生的过氧化氢(H2O2)也显着增加,这些都说明灵芝在动物体内也有活化巨噬细胞的作用(5)。
Gao 和 Yang 的实验也发现,树舌灵芝(G. applanatum)能刺激巨噬细胞分泌类似 IL-1 的物质(6)。
(二) 促进巨噬细胞合成TNF-α
Lin 将取自老鼠腹腔的巨噬细胞与灵芝多醣一起培养,结果发现不仅 IL-1a,连 TNF-α(肿瘤坏死因子)的数量也明显增加(7)。
Berovic 等从灵芝分离出一种以 β-D-glucanes 为主结构的多醣体。把这个多醣注入培养皿里的「人类外周血单核细胞」(取自人体微血管里的单核细胞),结果培养皿里竟出现 TNF-α 的踪影,显然灵芝多醣有活化单核细胞,进而促使 TNF-α 合成的作用(8)。
研究人员再把同样的灵芝多醣(25~400 mg/L)与巨噬细胞一起培养,结果大幅提升了 TNF-α mRNA 的表达,这说明灵芝多醣能提高巨噬细胞合成 TNF-α的活性,而且效果与多醣的剂量成正比 (9)。
前面说的都是细胞实验,也就把细胞从 物体内取出来,放到培养皿里,直接让细胞与灵芝多醣接触,观察作用的效果。科学家想知道,当灵芝经由消化道进入体内是否也能产生同样的效果。
他们把 5、10、20 g/kg 不同剂量的灵芝多醣萃取物(GLE)给各小鼠进行灌胃,最後出来的结果和细胞实验一致,受多醣刺激的小鼠腹腔巨噬细胞,TNF-α mRNA 的表达明显增加(10)。
上述诸研究共同说明了一件事,那就是灵芝的抗癌能力,有一部分是透过多醣的刺激,提高巨噬细胞合成 TNF-α 的浓度,进而强化对癌细胞的清除。
(三) 减少自由基,保护巨噬细胞;增加钙离子浓度,活化巨噬细胞
灵芝能活化巨噬细胞的功能已被证实,不过科学家还想进一步了解为什麽灵芝能调控巨噬细胞。一项研究显示,灵芝能减少小鼠腹腔巨噬细胞内自由基的产生,并增加钙离子(Ca2+)的浓度 (11,12)。细胞内钙离子浓度增加有助於启动巨噬细胞的免疫反应,而减少自由基则有保护巨噬细胞的作用。
巨噬细胞在进行吞噬作用的时候,细胞内会产生自由基来杀死被吞入的病原菌,不过如果产生的自由基数量多过实际所需,那麽多出来的自由基反而会伤到巨噬细胞本身,使细胞内启动免疫反应的讯息传递受到干扰。如果能减少巨噬细胞内自由基的数量,就能保护巨噬细胞,使其能正常发挥作用,而上述研究即证实了灵芝有此一功能。
(四) 调节 cAMP 浓度,抑制巨噬细胞活性
另一项研究则指出,灵芝多醣能提高小鼠腹腔巨噬细胞内的 cAMP(环磷酸腺酶)的浓度,而且效果与巨噬细胞受到灵芝刺激的剂量和时间成正比 (13)。cAMP 是巨噬细胞内负责调控免疫反应的讯息分子之一,cAMP 浓度高时,会抑制巨噬细胞的活性,例如减少 TNF-α的合成,缓解发炎。
由前述实验,我们看到了灵芝多醣能双向调节巨噬细胞的端倪──量少时能提升免疫,加强巨噬细胞对癌细胞和病原菌的战斗力;量多时则抑制免疫,避免巨噬细胞在清除异己之後,杀红了眼失去控制伤害自家人。
(五) 激活 PKC 等酵素,增强嗜中性白血球活性
还有一个实验则是以人类嗜中性白血球(human neutrophils)为主角,了解灵芝多醣对它的作用。嗜中性白血球是吞噬细胞家族的成员之一,它能办识且杀死病原菌和癌细胞。在嗜中性白血球里面有许多酵素,这些酵素被 化後能使嗜中性白血球进入备战状态。
即有研究发现,灵芝芝能活化嗜中性白球里的一些酵素,包括蛋白质激酶 C(protein kinase C, PKC)、p38 MARK、造血细胞激酶(hematopoietic cell kinase, HCK)和 Lyn 酪氨酸激酶(tyrosine kinase Lyn)等,进而增强嗜中性白血球发挥非特异性免疫功能(14)。
此外,另一个细胞实验则发现,灵芝能活化人类嗜中性白血球里的 Akt 讯号传导路径,此作用不仅使得嗜中性白血球的吞噬活性大增,还会让它在血液里的移动更为迅速敏捷 (15)。
灵芝对树突细胞和自然杀手细胞的作用
(一) 提升树突细胞的抗原递呈功能与效率,增强毒杀性T细胞的毒杀作用
「树突细胞」(dendritic cells)是专职的「抗原呈现细胞」(antigen-presenting cells),它们分布在全身各组织,主要的工作就是把入侵的病原或癌细胞大口吞入,然後把它们切成碎片,将这些碎片放到细胞外面呈现给T细胞看,让这位免疫兵团的总司令确切知道要对付的是什麽样的敌人,然後才能拟定作战计划,启动後续一连串的保卫战役。少了树突细胞递呈抗原这个步骤,即使警报声响个不停,T细胞也不会有所动作。
树突细胞的动作愈快,免疫系统就能在愈短的时间内作出反应,而最近我们以小鼠骨髓来源的树突细胞进行观察的结果发现,灵芝多醣(Gl-PS)在 0.8、3.2 和 12.8 mg/L 等剂量下,不仅能促进树突细胞成熟,还能提高树突细胞的工作效率,使後续的免疫反应能在更短的时间内展开(16)。
接续上述的实验,我们还进一步发现,灵芝多醣(Gl-PS)还能促使「毒杀性T细胞」(specific cytotoxic T lymphocytes)分泌更多的干扰素 α(IFN-α)和颗粒酶 B(granzyme B),进而增强其细胞毒 (17)。
这是相当重要的免疫机制,因为当树突细胞将敌人的军情向上传达给总司令T细胞之後,通常第一支被派出来应战的部队就是毒杀性T细胞。它们能分泌 IFN-α 等具毒杀性的物质,歼灭特定的入侵者和癌细胞,在抗体形成之前负起悍卫家园的重大责任。
(二) 增加自然杀手细胞的数量与活性
相较於毒杀性T细胞需要「收到军令」才能针对入侵的病原或癌细胞展开猎杀行动,同样具有毒杀作用的自然杀手细胞(nature killer),在行动上就比较具机动性,不用等T细胞指示,它就能在第一时间辨识并肃清癌细胞、病原菌和受感染的细胞。
和其它免疫细胞一样,自然杀手细胞也是从干细胞演变而来。而根据Chien等的研究指出,灵芝水萃取质(F3)能使脐带血干细胞分化成的自然杀手细胞的数量,从用药前的 1.1% 大幅增至 3.2%。显然灵芝有增加自然杀手细胞数量和活性的作用(18)。
灵芝对 T 细胞的作用
(一) 提升T细胞的作战能力
我们把不同来源的淋巴细胞放在一起培养。这些不同来源的淋巴细胞会把对方当作入侵者,而启动各自的T细胞互相攻击,此即所谓的「混合淋巴细胞反应」(mixedlymphocyte reaction)。这时我们把灵芝加进去,反而让这场混战撕杀得更惨烈,显然灵芝能促进T细胞的免疫反应 (19,20)。
(二) 促进第一型T细胞,即使对衰老的T细胞也有作用
刀豆蛋白A(Con A)是实验室经常用来诱导淋巴细胞增殖的物质,而且它只对淋巴细胞中的T细胞有效,对B细胞没作用。体外实验发现,不论是来自正常年轻小鼠或老年的小鼠淋巴细胞,灵芝多醣BN3A、BN3B 和BN3C 都能增强刀豆蛋白A诱导它们增殖的能力,并提高介白素2(IL-2)的合成量;其中BN3A 和BN3C 还能抗拮类固醇对小鼠脾脏细胞增殖的抑制作用(21)。
上述实验证明两点,其一,灵芝多醣对年轻、老化和功能低下的T细胞都能有所助益。其二,介白素2(IL-2)是第一型T细胞(Th1)受刺激後所分泌的一种细胞激素。
显然灵芝促进的是有助对抗感染和癌细胞的第一型T细胞,而不是会诱发过敏反应的第二型T细胞(Th2)。由於第一型和第二型T细胞会互相制衡,一个高另一个就低,因此灵芝对第一型的拉抬作用,无异也减少或延迟过敏的发生。
(三) 促进T细胞增殖
为了了解灵芝多醣为什麽能促进T细胞增殖,研究人员做了更深入的实验。结果发现,原来灵芝多醣能促进DNA 聚合酶反应,进而增加年轻和衰老小鼠脾脏细胞的DNA 合成(20)。
其实灵芝多醣不只能增加小鼠脾脏细胞在增殖时要用的DNA 和RNA,另有实验证实,灵芝能改变了小鼠脾细胞的超微结构,这个微小的改变使得脾细胞分化、增殖的工作变得更容易进行 (22)。
(四) 灵芝能促进T细胞制造更多干扰素 γ,并修护受损T细胞
干扰素 γ(IFN-γ)也是第一型 T 细胞活化後会生成的细胞激素,其能增强树突细胞和吞噬细胞的功能,并且有抗病毒和抗肿瘤双重作用。即有实验观察到,灵芝能大幅提高T细胞 IFN-γ mRNA 的表达,促使更多的 IFN-γ 合成 (9),这相对反应出灵芝有活化T细胞和增加T细胞数量的作用。
此外,灵芝还能有效防护因照射放射线受损的小鼠脾脏 T 细胞 (23),这点与灵芝能减轻放疗对癌症患者免疫功能的伤害有关。
灵芝对B细胞的作用
(一) 灵芝多醣能增强B细胞的抗体反应
为了了解灵芝对动物体液免疫功能(即由B细胞所主导的特异性免疫功能)的作用,我们以一种叫做 PFC(plaque forming cells)的「抗体形成细胞」作为灵芝抗体反应能力的指标。
在正常小鼠腹腔注射灵芝多醣 BN3C,再给予会引起抗体反应的抗原(SRBC),结果发现 PFC 的数目明显超越比未注射灵芝多醣的小鼠,显然灵芝能增强小鼠B细胞产生抗体的能力。在老年小鼠身上进行同样的实验,结果依然相同,显然灵芝也能改善因衰老而变弱的免疫功能。(21)
脂多醣(LPS)是实验室经常用来诱导淋巴细胞增生的物质,不过它只对淋巴细胞中的B细胞有效,对T细胞没作用。即有研究发现,灵芝多醣能增强脂多醣诱导淋巴细胞增殖的能力 (24,25)。
(二) 灵芝多醣能直接活化B细胞
另一个研究也观察到,分离自灵芝子实体的活性多醣(GLIS)有促进B淋巴细胞活性、增殖、分化的功效。实验观察到,灵芝多醣 GLIS 不仅能使B细胞的体积变大,还能刺激细胞表面 CD71 和 CD25 分子表达(这表示B细胞被活化了),并提高免疫球蛋白(抗体)合成的数量。
依照正常的免疫反应程序,B细胞须仰赖T细胞的辅助才能发挥作用,然而上述实验却发现,GLIS 能直接活化B细胞,不用透过T细胞居间协调。究其原因,应是 GLIS 激发了B细胞里负责传递免疫讯息的蛋白激酶Cα(protein kinase C alpha)和蛋白激酶Cγ(protein kinase C gamma)的活性,进而启动了B细胞的免疫反应。不过,GLIS 对B细胞里的钙离子浓度却没有影响 (26)。
(三) 灵芝多醣主要透过与免疫细胞特定受体的结合,同时启动多项免疫反应
灵芝的免疫调节功效主要来自多醣体,其免疫活性之广泛令人叹为观止。以目前科学所能了解,它之所以能同时调节巨噬细胞、T细胞、自然杀手细胞??等多种免疫细胞,主要是因为灵芝多醣(尤其是以 β-D-glucans 为主结构的活性多醣体)能与淋巴细胞表面特定的受体或蛋白结合 (27)。这个动作就好像把一个开关打开,这个开关原本在设计上就与多种免疫反应有联动关系,所以只要开了开关,後面的连锁反应自然就一个接着一个发生。
(四) 口服灵芝菌丝会抑制 IgA 抗体的合成
不过,灵芝对於B细胞所主导的体液免疫反应(产生抗体),似乎也不全然是促进的作用。一项以小鼠为实验模式的研究发现,同时口服霍乱疫苗和灵芝菌丝的年轻小鼠,不论是小肠、粪便和血清里的 IgA 抗体浓度,都比只有口服霍乱疫苗的小鼠来得低。
霍乱口服疫苗对动物的保护作用,主要就是诱发 IgA 抗体,而这类抗体也是保护肠道主要的抗体。而上述实验则呈现灵芝菌丝有抑制 IgA 抗体合成的倾向,不过该实验并没有进一步确认,是灵芝菌丝里的什麽成分抑制了 IgA 抗体 (28)。
灵芝对其它免疫机制的调节作用
大多数研究都显示,灵芝有「提升免疫」的功效,不过也有部分研究指出,灵芝能「抑制免疫」。这种双向作用,似乎与灵芝多醣对细胞激素(cytokines)的调节机制有关。
(一)灵芝多醣能抑制 TNF-α,改善胃溃疡
适度的发炎反应有助免疫功能的发挥,然而过度的发炎反应就会对正常组织造成伤害。动物实验发现,灵芝多醣对於非类固醇消炎止痛药所引起的胃溃疡有很好的治疗效果,原因之一便是灵芝多醣对肿瘤坏死因子α(TNF-α)发挥了抑制作用──由 T 细胞所分泌的TNF-α是免疫系统引起发炎反应主要的因素 (29)。
(二)灵芝三萜类能缓解肝炎
灵芝多醣对於肝脏因发炎引起的肿大现象也有很好的改善效果。我们以卡介苗(BCG)使小鼠得到免疫性肝损伤,此时受损的肝脏会释放大量的 ALT(丙氨酸氨基转移)到血液里,而血清里的一氧化氮(NO)浓度也会升高(一氧化氮是巨噬细胞所分泌的发炎性细胞因子之一)。
然而经灵芝三萜类治疗後,ALT 和 NO 的水平均显着降低,此结果说明灵芝有缓解肝脏发炎的效果,能防止慢性和急性肝炎的恶化。其中的相关机制之一,与灵芝多醣抑制了 iNOS 的活性有关── iNOS 是一种蛋白酶,它会诱导 NO 的合成,引起炎症反应 (30)。
灵芝缓解肝脏发炎的物质主要是三萜类。不论是细胞或动物实验都显示,灵芝三萜类对於卡介苗和脂多醣所共同引起的免疫性肝损伤,有很好的保护作用 (31)。
(三)灵芝多醣能改善自体免疫性糖尿病
我们实验室最近的研究则发现,腹腔注射灵芝多醣能改善以链尿佐霉素(streptozotocin)所诱发的自体免疫性糖尿病(即第一型的糖尿病)──不仅降低血糖,还能降低发病率 (32)。
(四)LZ-8 能调节抗体生成,抑制过盛的免疫反应
由 Kino 等自灵芝取得的免疫调节蛋白 LZ-8 也有抑制免疫活性。其以两种对B型肝炎表面抗原(HBsAg)反应相当良好(即会产生大量B肝抗体)的小鼠作实验,以灌胃方式喂给 LZ-8,每个星期两次,每次剂量各别是 8 和 12 mg/kg,结果发现B肝抗体的数量大幅减少,抑制率高达 83.3% 和 96.8%,不过对於T细胞则无影响。显然 LZ-8 对特定抗体的生成有调节作用,有助於抑制过盛或异常的免疫反应 (33)。
还有一种取自灵芝破壁孢子、分子量为 1.26×105 的多醣,对於抗体生成和刀豆蛋白A或脂多醣诱发的淋巴细胞增殖,也都有抑制作用 (34)。
(五)松杉灵芝能改善红斑性狼疮
红斑性狼疮是一种自体免疫疾病,因免疫系统分泌抗体攻击身体器官(尤其是肾脏)所造成,治疗效果不佳,可是科学家却在动物型式的实验中,看到灵芝改善红斑性狼疮病情的成效。
研究人员以系统性红斑狼疮的动物模式 NZB/NZW F1 小鼠进行实验,喂给松杉灵芝(G. tsugae)萃取物,结果发现,这些喂食灵芝的小鼠生存率提高、体重增加、蛋白尿和血清中自体免疫抗体(anti-dsDNA)含量则相对减少。
从实验小鼠的病理组织切片也发现,松杉灵芝萃取物还能抑制肺、肾和肝脏组织病变。以 HPLA 分析松杉灵芝萃取物的成分,至少包含了多醣体、核苷酸、三萜类和 LZ-8,在这些活性成分的共同作用下,松杉灵芝对红斑性狼疮发挥了治疗效果。(35)(待续)
参考文献
请至原文查询:Lin ZB, et al. 2004. Anti-tumor and immunoregulatory activities of Ganoderma lucidum and its possible mechanisms. Acta Pharmacol Sin. 25 (11) : 1387-1395.