来源于粪产碱菌几丁质酶的壳寡糖对环磷酰胺诱导免疫抑制小鼠的免疫调节作用

《Current Research in Biotechnology》：The immunomodulatory effects of chito-oligosaccharides derived from Alcaligenes faecalis chitinase on cyclophosphamide-induced immunosuppression in mice

本研究针对环磷酰胺化疗引发的严重免疫抑制问题，探讨了来源于粪产碱菌几丁质酶的壳寡糖（COS）的免疫调节作用。研究通过小鼠模型证实，酶法合成（E-COS）与化学合成（C-COS）的壳寡糖均能显著逆转环磷酰胺导致的白细胞、红细胞减少，恢复胸腺、脾脏结构，降低氧化应激标志物MDA并提升GSH水平，同时上调血清和肠道中TNF-α、IL-6、IL-1β等促炎细胞因子。结果表明，壳寡糖具有显著的免疫保护潜力，为化疗辅助治疗提供了新策略。

　　

在癌症治疗中，环磷酰胺（Cyclophosphamide）是一种广泛使用的化疗药物，但它在杀死癌细胞的同时，也会“误伤”正常的免疫细胞，导致患者出现严重的免疫抑制。这就好比在消灭敌人的战斗中，不慎削弱了自身的防御力量，使患者更容易受到感染，甚至影响后续的治疗效果。因此，寻找能够减轻或抵消环磷酰胺免疫抑制作用的辅助治疗剂，成为了一个重要的研究方向。自然界中蕴藏着许多潜在的“帮手”，壳寡糖（Chito-oligosaccharides, COS）——一种来源于虾蟹等甲壳类动物外壳中几丁质的短链聚合物——便是其中之一。它以其良好的生物相容性和多种生物活性（如抗氧化、抗炎）而备受关注。那么，这种天然的壳寡糖，能否成为保护免疫系统、对抗化疗副作用的“盾牌”呢？发表在《Current Research in Biotechnology》上的一项最新研究，正是围绕这一问题展开的探索。

为了回答这个问题，研究人员设计了一项严谨的动物实验。他们以瑞士白化雄性小鼠为模型，通过腹腔注射环磷酰胺（80 mg/kg）来模拟临床上的免疫抑制状态。随后，他们给小鼠口服两种不同来源的壳寡糖：一种是实验室通过酶法合成的（E-COS），另一种是商业购买的化学合成品（C-COS），剂量均为20 mg/kg/天，持续15天。研究团队随后系统性地评估了壳寡糖干预的效果。

本研究主要运用了以下关键技术方法：通过网络药理学（Network pharmacology）预测壳寡糖的潜在作用靶点；建立环磷酰胺诱导的免疫抑制小鼠模型进行体内药效评价；通过全自动血细胞分析仪进行血常规检测（Haematological analysis）；计算胸腺、脾脏和肝脏的器官指数（Organ index）；采用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测血清和肠道组织中的细胞因子（TNF-α, IL-6, IL-1β）水平；通过组织病理学（Histopathological examination）技术（H&E染色）观察胸腺、脾脏和空肠的组织结构变化；并分别采用硫代巴比妥酸法和DTNB法检测肠道组织中的氧化应激指标丙二醛（MDA）和谷胱甘肽（GSH）水平。

3.1. 网络药理学分析壳寡糖

研究人员首先利用计算生物学方法预测壳寡糖可能的作用靶点。然而，分析结果显示，预测到的靶点蛋白之间的相互作用网络连接稀疏，未能形成显著的核心作用集群或通路。这提示壳寡糖的免疫调节作用可能涉及复杂的、间接的机制，难以通过单纯的计算机模拟完全揭示，因此后续的实验验证显得尤为重要。

3.2. 壳寡糖对血液细胞的影响

环磷酰胺对造血系统的打击是直观的。模型组小鼠的白细胞（WBC）、红细胞（RBC）和血红蛋白（HGB）数量均急剧下降，这表明免疫系统和携氧能力都受到了严重损害。令人鼓舞的是，无论是E-COS还是C-COS治疗，都显著逆转了这一趋势，使这些关键血液指标得到了大幅提升，接近正常水平。这说明壳寡糖能有效对抗环磷酰胺引起的骨髓抑制，保护造血功能。

3.3. 壳寡糖对免疫器官指数的影响

免疫器官是免疫细胞产生和成熟的“大本营”。环磷酰胺攻击下，小鼠的胸腺和肝脏指数显著降低，意味着这些器官萎缩、功能受损；而脾脏指数却异常升高，可能提示病理性代偿或炎症。壳寡糖干预后，胸腺和肝脏指数得到恢复，同时异常升高的脾脏指数也趋于正常。这表明壳寡糖对主要的免疫器官具有保护作用，有助于维持其正常的结构和功能。

3.4. 壳寡糖对组织病理学改变的影响

显微镜下的观察提供了更直接的证据。与健康小鼠相比，环磷酰胺模型组小鼠的胸腺结构紊乱，皮质和髓质的界限变得模糊，淋巴细胞数量明显减少；脾脏的白髓结构遭到破坏，淋巴细胞凋亡增加。而经过壳寡糖治疗的小鼠，其胸腺和脾脏的组织结构得到了明显的修复和改善，淋巴细胞密度增加，显示出更好的免疫活性。

3.5. 壳寡糖对血清细胞因子的影响

细胞因子是免疫细胞之间传递信息的“信使”。环磷酰胺抑制了免疫系统，导致血清中关键的促炎细胞因子（TNF-α, IL-6, IL-1β）水平显著降低。壳寡糖治疗则能显著提升这些细胞因子的浓度，表明它能够重新“唤醒”和调动机体的免疫应答能力。

3.6. 壳寡糖对肠道形态的影响

肠道不仅是消化器官，也是人体最大的免疫器官。环磷酰胺对肠道造成了严重损伤，模型组小鼠的空肠绒毛变得短小、排列紊乱，隐窝深度变浅，这意味着营养吸收和免疫屏障功能都受损了。壳寡糖治疗则显著改善了肠道形态，绒毛高度和隐窝深度都得以恢复，保护了肠道黏膜的完整性。

3.7. 壳寡糖对肠道细胞因子的影响

与在血清中的效果类似，环磷酰胺也抑制了肠道局部组织的促炎细胞因子水平。壳寡糖治疗同样能在肠道这一重要免疫部位提升TNF-α, IL-6, IL-1β的水平，强化肠道的局部免疫防御。

3.8. 壳寡糖对氧化应激指标的影响

环磷酰胺的毒性部分源于其引起的氧化应激。模型组小鼠肠道组织中，代表脂质过氧化损伤的丙二醛（MDA）水平升高，而重要的抗氧化剂谷胱甘肽（GSH）水平下降。壳寡糖治疗有效降低了MDA，提升了GSH，这表明其具有抗氧化特性，能够减轻环磷酰胺对组织细胞的氧化损伤。

综上所述，本研究通过多维度、系统性的实验证据表明，来源于粪产碱菌几丁质酶的壳寡糖（E-COS）以及化学合成的壳寡糖（C-COS）在环磷酰胺诱导的免疫抑制小鼠模型中展现出强大的免疫保护潜力。它们能够有效改善造血功能、修复免疫器官损伤、调节系统性和肠道局部免疫反应，并减轻氧化应激。这些作用共同构成了壳寡糖对抗化疗药物免疫抑制效应的坚实基础。该研究不仅为壳寡糖作为一种天然的免疫调节剂提供了有力的科学依据，也为开发用于减轻化疗副作用、改善癌症患者生活质量的辅助治疗策略开辟了新的前景。未来，进一步探究其精确的分子机制以及在不同模型中的应用效果，将推动这一天然产物向临床转化迈出更坚实的步伐。