多糖具有显著的免疫调节活性，在食品和医药领域有较好的开发价值，目前关于多糖的化学结构和免疫活性的研究较多。多糖的构效关系是指多糖的物理性质、化学性质、一级结构和高级结构与其药理活性的关系。多糖的分子量、结构、空间构象等决定了其生物功能活性。此外，针对多糖结构中异构体糖元连接顺序、取代基位置和主链柔韧性及螺旋构象等复杂结构的改变也会使多糖活性发生改变，分子修饰是研究多糖构效关系的重要途经之一。

       1、物理性质与多糖免疫活性的关系

       物理性质主要是指多糖的粘度、溶解度和分子量。降低多糖粘度，提高多糖水溶性，往往能增强其生物活性。一般而言，将较高分子量多糖降解为较低的分子量，能明显提高其药理活性，但是并非是分子量越低越好，研究表明，多糖相对分子质量较低无法形成具有活性的聚合结构，但相对分子质量太大则不利于多糖穿过细胞膜进入体内发挥其活性，不同多糖发挥免疫活性的最 佳相对分子质量范围不同。如利用RAW264. 7巨噬细胞模型评价不同相对分子质量羧甲基茯苓多糖（CMP）对NO 和TNF-α 释放量的影响，不同相对分子质量CMP 均能激发RAW264. 7巨噬细胞的免疫反应，其中中等相对分子质量CMP 活性最强，而低相对分子质量CMP 活性最弱，用LPS 诱导RAW264. 7炎症模型中，相对分子质量越大对 NO 和 TNF-α 合成抑制作用越强。

       2、糖基组成、糖苷键类型与多糖免疫活性的关系

       不同种类的单糖组成和糖苷键类型所构成的多糖，其生物活性存在显著差异。糖苷键的类型和位置可能影响多糖的抗炎活性，而多糖发挥抗炎活性与机体的免疫调节密切相关。研究香菇不同发育阶段子实体多糖的体外免疫活性，发现幼菇期香菇子实体多糖免疫活性最强，其单糖组成中半乳糖和甘露糖比例高于其他时期，表明糖基组成是其免疫活性较高的主要因素之一。研究发现大部分具有免疫活性的多糖都具有半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖和甘露糖，还具有半乳糖醛酸、鼠李糖、木糖、岩藻糖、果糖和葡萄糖醛酸等。如枳实多糖由半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖和甘露糖组成，金樱子多糖由半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖、甘露糖、鼠李糖、木糖和半乳糖醛酸组成，且富含阿拉伯糖、葡萄糖的多糖免疫效果更好，如枳实多糖CAVAP-Ⅰ和 CAVAP-Ⅱ 中，都由相同种类的单糖组成，但它们的含量有显著差异。CAVAP-Ⅱ的阿拉伯糖含量明显高于CAVAP-Ⅰ，CAVAP-Ⅱ 比 CAVAP-Ⅰ 表现出更好的免疫增强活性。

       多糖糖基之间的糖苷键对多糖分子链的局部构象起决定性作用，能够影响多糖在空间上的形态结构，因此，糖苷键的类型对多糖发挥免疫活性作用有着极其重要的影响。大多数具有良好免疫活性的多糖都与 β-( 1→3) 糖苷键有关。例如，β-(1→3) -D-Glc对5种食用菌多糖，包括平菇、茶树菇、香菇、木耳、金针菇多糖的免疫活性具有重要影响，随着β-( 1→3) -D-Glc 含量的增加，5种多糖的免疫活性增强。香菇多糖主链是由( 1→3) 糖苷键连接的葡聚糖，具有较强的免疫活性，而糖苷键为( 1→4) 键型的以葡聚糖为主链的淀粉，却没有免疫生物学活性。此外，主链为 β-( 1→3) 糖苷键、侧链为 β-( 1→6) 糖苷键的多糖也具有良好的免疫活性，部分多糖的免疫活性与( 1→4) 糖苷键也有密切关系。

       3、取代基团与多糖免疫活性的关系

       有无取代基团和取代基的种类对多糖免疫活性有重要影响。取代基团可通过化学方法进行添加或消除，常用的方法有硫酸化、乙酰化、羧甲基化、磷酸化等，其中以硫酸化修饰最为常见，对多糖的开发利用具有重要的意义。

       ①硫酸化。多糖的硫酸化修饰主要是通过氯 磺 酸-吡啶法将硫酸基团引入多糖分子，通过改变多糖结构和构象来改变多糖的生物活性。大量的实验研究表明，经硫酸化修饰的多糖免疫调节活性得到了提高。如山药多糖( S-CYP) 硫酸化可增加脾淋巴细胞增殖，促进细胞因子如TNF-α 和 IL-1β 的释放，并刺激血清中 IgG 和IgM 的产生，从而提高了山药多糖的免疫调节活性。枸杞多糖 ( S-LbGp1、S-LbGp2)硫酸化修饰后能明显增强枸杞多糖的免疫调节活性，具体表现为更加明显刺激 RAW264. 7细胞的增殖，更能有效促进细胞因子的分泌，有效促进枸杞多糖 LbGp4 刺激细胞内 NO 的产生， 提高巨噬细胞胞内酸性磷酸酶活力。

       ②羧甲基化。多糖的羧甲基化常用方法是将多糖与氯 乙 酸反应得到羧甲基化多糖，即将羧甲基引入多糖分子，改变多糖的结构，从而提高多糖的免疫活性。研究发现羧甲基化的五味子多糖（CSPP）在水溶液中呈随机卷曲结构，具有较好的溶解性，且与未修饰的多糖相比，CSPP 对多氯联苯 126( PCB126) 暴露小鼠表现出更高的免疫调节活性。有学者通过小鼠体内实验研究红须腹菌粗多糖和羧甲基红须腹菌酸多糖的免疫调节活性，结果表明羧甲基红须腹菌酸多糖具有更强的免疫活性。

       ③乙酰化。多糖经过乙酰化修饰后，羟基暴露在外面，增加了多糖在水中的溶解度，有利于免疫调节活性的增强。研究青钱柳多糖( CPP0. 1 ) 和乙酰化青钱柳多糖( Ac-CPP0. 1) 对免疫抑制小鼠免疫器官指数、细胞因子的影响，结果表明 CPP0. 1和Ac-CPP0. 1 都具有免疫调节效果，其中，乙酰化青钱柳多糖免疫调节活性最高。以脾淋巴细胞体外增殖和RAW264.7细胞释放NO量为指标考察黄蜀葵茎叶多糖( SLAMP-a) 以及 3 种乙酰化修饰的黄蜀葵茎叶多糖( Ac-SLAMP-a1、Ac-SLAMP-a2、Ac-SLAMP-a3) 的免疫调节活性，结果表明 SLAMP-a 无免疫调节活性，而AcSLAMP-a1 可显著提高体外免疫调节活性。另有研究表明，乙酰化修饰后的苍术多糖溶解度得到提高，且与未修饰前、羧甲基化以及磷酸化修饰相比，经乙酰化修饰后的苍术多糖刺激RAW264. 7 巨噬细胞释放 TNF-α 和 IL-6 的能力最强，苍术多糖的免疫调节活性也得到提高。

       ④硒化。硒通过化学反应与多糖结合在一起可形成一种低副作用、易吸收的硒多糖。硒多糖的免疫调节活性普遍高于硒和多糖，且更易于被机体吸收和利用。研究结果显示硒化的金樱子果肉多糖( Se-PPRLMF-2) 能够增强RAW264. 7 细胞的胞饮和吞噬能力，促进细胞因子( TNF-α、IL-6 以及 NO) 的分泌，其免疫调节活性得到显著提高。采用HNO3-Na2SeO3 法合成硒酸化白术多糖( sAMP) ，并以未修饰的AMP 和亚硝酸钠为对照，分别测定其对环磷酰胺致免疫功能低下的小鼠的免疫器官指数、吞噬系数、细胞因子和脾淋巴细胞增殖的影响，结果表明硒化修饰提高了AMP 的免疫调节活性。另有研究发现，硒化后的灵芝菌丝多糖 ( SeMPN) 能够显著增加 RAW264. 7 细胞的胞饮和吞噬能力以及 NO、TNF-α 和 IL-6 的产生。

       4、高级结构与多糖药理活性的关系

       多糖的高级结构较初级结构影响其免疫活性更大，多糖已知的构象有无规则卷曲、单螺旋、双螺旋、三螺旋、棒状、蠕虫状、球形等，这些结构特征会影响多糖与免疫细胞的识别，因此影响免疫活性。多糖不同的构象由于连接模式、分支结构、分支度、分子间氢和取代基的静电排斥等差异而导致不同的活性。具有免疫调节活性的多糖多以三螺旋构象为主，因为三螺旋结构形成了刚性的三级构象，因此表现出更强的生物活性，可通过增强细胞吞噬增殖能力、激活相应信号转导通路、增加细胞因子的分泌来发挥免疫调节作用。

       参考资料

       [1]谭西,周欣,陈华国.植物多糖构效关系研究进展[J].中国中药杂志,2017,42(21):4104-4109.

       [2]商婷婷,李天凤,周靖等.植物多糖的构效关系的研究进展[J].广东化工,2019,46(08):99-100+122.

       [3]陈诺,席文杰,胡美芬等.多糖免疫调节作用与结构关系研究进展[J].中国中药杂志,2023,48(10):2667-2678.

       作者简介：小泥沙，食品科技工作者，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品及功能性食品的开发与研究。