林志彬:靈芝抗腫瘤與免疫調節之活性與機制(上)

  • 列印

本篇發表於2004年的綜述,針對「靈芝抗腫瘤與免疫調節的活性與機制」作了詳細的回顧。本文先就靈芝的免疫調節活性與機制做闡述,根據研究瞭解,靈芝能增強樹突細胞、吞噬細胞的活性,並強化特異性(如B細胞、抗體)與非特異性免疫功能(如自然殺手細胞、T細胞),而這些作用正是靈芝之所以能抗腫瘤的重要原因。

撰文/林志彬教授、張慧娜(北京大學醫學部藥理系)      編譯/吳亭瑤

原文出處/Acta Pharmacol Sin 2004 Nov; 25 (11): 1387-1395

◎中譯版本原載於2005年4月《健康靈芝》第28期 19~25頁

28-0

攝影/連震黎

 

靈芝自古以來就被認為是「扶正固本」的藥草,它能增強抵抗力、強壯一個人的體質(1)。現代的科學研究亦證實,靈芝有很好的抗腫瘤與免疫調節活性,而且它的毒性極低。

用在癌症的輔助治療上,靈芝能縮短療程、提升療效、增強免疫系統對抗放化療傷害的能力,以及減輕放、化療的毒性。有些體力虛弱而無法接受放療或化療的癌症患者,還能透過靈芝調理,強壯體質,進而有能力接受放、化療。

已知靈芝水萃取物、靈芝多醣、靈芝酒精萃取物和靈芝三萜類等,都有抗腫瘤或調節免疫的功能。靈芝多醣調節免疫的功能,不論是體內(在一個完整的活體物上進行的)或體外(只在培養基或試管中進行的)實驗均已得到證實;而靈芝的抗腫瘤功效,則是透過調節免疫與直接毒殺癌細胞而實現的(2)

 

Part 1 靈芝的免疫調節活性與機制

靈芝調節免疫功效相當廣泛,包括增強樹突細胞與吞噬細胞(包括單核細胞、巨噬細胞、嗜中性白血球)活性,以及強化特異性免疫功能(如B細胞、抗體)與非特異性免疫功能(如自然殺手細胞、T細胞)。根據目前的研究瞭解,靈芝對免疫系統的調節作用,主要是集中在免疫細胞增殖、分化的過程。

靈芝對吞噬細胞的調節作用

(一) 增強巨噬細胞的吞噬活性與殺菌作用,誘導巨噬細胞釋出介白素 1

Lin 等細胞實驗發現,靈芝子實體水萃取質和靈芝多醣 D6,能大幅提升小鼠腹腔巨噬細胞對雞紅血球的吞噬作用(3)

當巨噬細胞把細菌大口大口吞進肚裡之後,會分泌溶菌酶(lysozyme)將吃進來的細菌加以溶解。Gu 等的研究即發現,將小鼠腹腔巨噬細胞與濃度 5~20 mg/L 的薄蓋靈芝(Ganoderma capense)菌絲體一起培養 24 小時以上,不僅能提高巨噬細胞的吞噬能力,還能使巨噬細胞內溶菌酶的濃度增加。此外,薄蓋靈芝水萃取物還能促使巨噬細胞釋出介白素 1(IL-1),引起發炎反應,進而提升免疫系統的備戰等級 (4)

在小鼠皮下注射靈芝孢子水萃取液,然後觀察其對巨噬細胞的影響。結果發現,巨噬細胞內的溶菌酶、酸性磷酸酶(acidic phosphatase)、β-葡萄糖醛酸酶(β-glucoronidase)的活性大增,巨噬細胞在吞噬病菌時會產生的過氧化氫(H2O2)也顯著增加,這些都說明靈芝在動物體內也有活化巨噬細胞的作用(5)

Gao 和 Yang 的實驗也發現,樹舌靈芝(G. applanatum)能刺激巨噬細胞分泌類似 IL-1 的物質(6)

 

(二) 促進巨噬細胞合成TNF-α

Lin 將取自老鼠腹腔的巨噬細胞與靈芝多醣一起培養,結果發現不僅 IL-1a,連 TNF-α(腫瘤壞死因子)的數量也明顯增加(7)

Berovic 等從靈芝分離出一種以 β-D-glucanes 為主結構的多醣體。把這個多醣注入培養皿裡的「人類外周血單核細胞」(取自人體微血管裡的單核細胞),結果培養皿裡竟出現 TNF-α 的蹤影,顯然靈芝多醣有活化單核細胞,進而促使 TNF-α 合成的作用(8)

研究人員再把同樣的靈芝多醣(25~400 mg/L)與巨噬細胞一起培養,結果大幅提升了 TNF-α mRNA 的表達,這說明靈芝多醣能提高巨噬細胞合成 TNF-α的活性,而且效果與多醣的劑量成正比 (9)

前面說的都是細胞實驗,也就把細胞從 物體內取出來,放到培養皿裡,直接讓細胞與靈芝多醣接觸,觀察作用的效果。科學家想知道,當靈芝經由消化道進入體內是否也能產生同樣的效果。

他們把 5、10、20 g/kg 不同劑量的靈芝多醣萃取物(GLE)給各小鼠進行灌胃,最後出來的結果和細胞實驗一致,受多醣刺激的小鼠腹腔巨噬細胞,TNF-α mRNA 的表達明顯增加(10)

上述諸研究共同說明了一件事,那就是靈芝的抗癌能力,有一部分是透過多醣的刺激,提高巨噬細胞合成 TNF-α 的濃度,進而強化對癌細胞的清除。

 

(三) 減少自由基,保護巨噬細胞;增加鈣離子濃度,活化巨噬細胞

靈芝能活化巨噬細胞的功能已被證實,不過科學家還想進一步瞭解為什麼靈芝能調控巨噬細胞。一項研究顯示,靈芝能減少小鼠腹腔巨噬細胞內自由基的產生,並增加鈣離子(Ca2+)的濃度 (11,12)。細胞內鈣離子濃度增加有助於啟動巨噬細胞的免疫反應,而減少自由基則有保護巨噬細胞的作用。

巨噬細胞在進行吞噬作用的時候,細胞內會產生自由基來殺死被吞入的病原菌,不過如果產生的自由基數量多過實際所需,那麼多出來的自由基反而會傷到巨噬細胞本身,使細胞內啟動免疫反應的訊息傳遞受到干擾。如果能減少巨噬細胞內自由基的數量,就能保護巨噬細胞,使其能正常發揮作用,而上述研究即證實了靈芝有此一功能。

 

(四) 調節 cAMP 濃度,抑制巨噬細胞活性

另一項研究則指出,靈芝多醣能提高小鼠腹腔巨噬細胞內的 cAMP(環磷酸腺酶)的濃度,而且效果與巨噬細胞受到靈芝刺激的劑量和時間成正比 (13)。cAMP 是巨噬細胞內負責調控免疫反應的訊息分子之一,cAMP 濃度高時,會抑制巨噬細胞的活性,例如減少 TNF-α的合成,緩解發炎。

由前述實驗,我們看到了靈芝多醣能雙向調節巨噬細胞的端倪──量少時能提升免疫,加強巨噬細胞對癌細胞和病原菌的戰鬥力;量多時則抑制免疫,避免巨噬細胞在清除異己之後,殺紅了眼失去控制傷害自家人。

 

(五) 激活 PKC 等酵素,增強嗜中性白血球活性

還有一個實驗則是以人類嗜中性白血球(human neutrophils)為主角,瞭解靈芝多醣對它的作用。嗜中性白血球是吞噬細胞家族的成員之一,它能辦識且殺死病原菌和癌細胞。在嗜中性白血球裡面有許多酵素,這些酵素被 化後能使嗜中性白血球進入備戰狀態。

即有研究發現,靈芝芝能活化嗜中性白球裡的一些酵素,包括蛋白質激酶 C(protein kinase C, PKC)、p38 MARK、造血細胞激酶(hematopoietic cell kinase, HCK)和 Lyn 酪氨酸激酶(tyrosine kinase Lyn)等,進而增強嗜中性白血球發揮非特異性免疫功能(14)

此外,另一個細胞實驗則發現,靈芝能活化人類嗜中性白血球裡的 Akt 訊號傳導路徑,此作用不僅使得嗜中性白血球的吞噬活性大增,還會讓它在血液裡的移動更為迅速敏捷 (15)

 

靈芝對樹突細胞和自然殺手細胞的作用

(一) 提升樹突細胞的抗原遞呈功能與效率,增強毒殺性T細胞的毒殺作用

「樹突細胞」(dendritic cells)是專職的「抗原呈現細胞」(antigen-presenting cells),它們分布在全身各組織,主要的工作就是把入侵的病原或癌細胞大口吞入,然後把它們切成碎片,將這些碎片放到細胞外面呈現給T細胞看,讓這位免疫兵團的總司令確切知道要對付的是什麼樣的敵人,然後才能擬定作戰計劃,啟動後續一連串的保衛戰役。少了樹突細胞遞呈抗原這個步驟,即使警報聲響個不停,T細胞也不會有所動作。

樹突細胞的動作愈快,免疫系統就能在愈短的時間內作出反應,而最近我們以小鼠骨髓來源的樹突細胞進行觀察的結果發現,靈芝多醣(Gl-PS)在 0.8、3.2 和 12.8 mg/L 等劑量下,不僅能促進樹突細胞成熟,還能提高樹突細胞的工作效率,使後續的免疫反應能在更短的時間內展開(16)

接續上述的實驗,我們還進一步發現,靈芝多醣(Gl-PS)還能促使「毒殺性T細胞」(specific cytotoxic T lymphocytes)分泌更多的干擾素 α(IFN-α)和顆粒酶 B(granzyme B),進而增強其細胞毒 (17)

這是相當重要的免疫機制,因為當樹突細胞將敵人的軍情向上傳達給總司令T細胞之後,通常第一支被派出來應戰的部隊就是毒殺性T細胞。它們能分泌 IFN-α 等具毒殺性的物質,殲滅特定的入侵者和癌細胞,在抗體形成之前負起悍衛家園的重大責任。

 

(二) 增加自然殺手細胞的數量與活性

相較於毒殺性T細胞需要「收到軍令」才能針對入侵的病原或癌細胞展開獵殺行動,同樣具有毒殺作用的自然殺手細胞(nature killer),在行動上就比較具機動性,不用等T細胞指示,它就能在第一時間辨識並肅清癌細胞、病原菌和受感染的細胞。

和其它免疫細胞一樣,自然殺手細胞也是從幹細胞演變而來。而根據Chien等的研究指出,靈芝水萃取質(F3)能使臍帶血幹細胞分化成的自然殺手細胞的數量,從用藥前的 1.1% 大幅增至 3.2%。顯然靈芝有增加自然殺手細胞數量和活性的作用(18)。  

 

靈芝對 T 細胞的作用

(一) 提升T細胞的作戰能力

我們把不同來源的淋巴細胞放在一起培養。這些不同來源的淋巴細胞會把對方當作入侵者,而啟動各自的T細胞互相攻擊,此即所謂的「混合淋巴細胞反應」(mixedlymphocyte reaction)。這時我們把靈芝加進去,反而讓這場混戰撕殺得更慘烈,顯然靈芝能促進T細胞的免疫反應 (19,20)

 

(二) 促進第一型T細胞,即使對衰老的T細胞也有作用

刀豆蛋白A(Con A)是實驗室經常用來誘導淋巴細胞增殖的物質,而且它只對淋巴細胞中的T細胞有效,對B細胞沒作用。體外實驗發現,不論是來自正常年輕小鼠或老年的小鼠淋巴細胞,靈芝多醣BN3A、BN3B 和BN3C 都能增強刀豆蛋白A誘導它們增殖的能力,並提高介白素2(IL-2)的合成量;其中BN3A 和BN3C 還能抗拮類固醇對小鼠脾臟細胞增殖的抑制作用(21)

上述實驗證明兩點,其一,靈芝多醣對年輕、老化和功能低下的T細胞都能有所助益。其二,介白素2(IL-2)是第一型T細胞(Th1)受刺激後所分泌的一種細胞激素。

顯然靈芝促進的是有助對抗感染和癌細胞的第一型T細胞,而不是會誘發過敏反應的第二型T細胞(Th2)。由於第一型和第二型T細胞會互相制衡,一個高另一個就低,因此靈芝對第一型的拉抬作用,無異也減少或延遲過敏的發生。

 

(三) 促進T細胞增殖

為了瞭解靈芝多醣為什麼能促進T細胞增殖,研究人員做了更深入的實驗。結果發現,原來靈芝多醣能促進DNA 聚合酶反應,進而增加年輕和衰老小鼠脾臟細胞的DNA 合成(20)

其實靈芝多醣不只能增加小鼠脾臟細胞在增殖時要用的DNA 和RNA,另有實驗證實,靈芝能改變了小鼠脾細胞的超微結構,這個微小的改變使得脾細胞分化、增殖的工作變得更容易進行 (22)

 

(四) 靈芝能促進T細胞製造更多干擾素 γ,並修護受損T細胞

干擾素 γ(IFN-γ)也是第一型 T 細胞活化後會生成的細胞激素,其能增強樹突細胞和吞噬細胞的功能,並且有抗病毒和抗腫瘤雙重作用。即有實驗觀察到,靈芝能大幅提高T細胞 IFN-γ mRNA 的表達,促使更多的 IFN-γ 合成 (9),這相對反應出靈芝有活化T細胞和增加T細胞數量的作用。

此外,靈芝還能有效防護因照射放射線受損的小鼠脾臟 T 細胞 (23),這點與靈芝能減輕放療對癌症患者免疫功能的傷害有關。

 

靈芝對B細胞的作用

(一) 靈芝多醣能增強B細胞的抗體反應

為了瞭解靈芝對動物體液免疫功能(即由B細胞所主導的特異性免疫功能)的作用,我們以一種叫做 PFC(plaque forming cells)的「抗體形成細胞」作為靈芝抗體反應能力的指標。

在正常小鼠腹腔注射靈芝多醣 BN3C,再給予會引起抗體反應的抗原(SRBC),結果發現 PFC 的數目明顯超越比未注射靈芝多醣的小鼠,顯然靈芝能增強小鼠B細胞產生抗體的能力。在老年小鼠身上進行同樣的實驗,結果依然相同,顯然靈芝也能改善因衰老而變弱的免疫功能。(21)

脂多醣(LPS)是實驗室經常用來誘導淋巴細胞增生的物質,不過它只對淋巴細胞中的B細胞有效,對T細胞沒作用。即有研究發現,靈芝多醣能增強脂多醣誘導淋巴細胞增殖的能力 (24,25)。 

 

(二) 靈芝多醣能直接活化B細胞

另一個研究也觀察到,分離自靈芝子實體的活性多醣(GLIS)有促進B淋巴細胞活性、增殖、分化的功效。實驗觀察到,靈芝多醣 GLIS 不僅能使B細胞的體積變大,還能刺激細胞表面 CD71 和 CD25 分子表達(這表示B細胞被活化了),並提高免疫球蛋白(抗體)合成的數量。

依照正常的免疫反應程序,B細胞須仰賴T細胞的輔助才能發揮作用,然而上述實驗卻發現,GLIS 能直接活化B細胞,不用透過T細胞居間協調。究其原因,應是 GLIS 激發了B細胞裡負責傳遞免疫訊息的蛋白激酶Cα(protein kinase C alpha)和蛋白激酶Cγ(protein kinase C gamma)的活性,進而啟動了B細胞的免疫反應。不過,GLIS 對B細胞裡的鈣離子濃度卻沒有影響 (26)

 

(三) 靈芝多醣主要透過與免疫細胞特定受體的結合,同時啟動多項免疫反應

靈芝的免疫調節功效主要來自多醣體,其免疫活性之廣泛令人歎為觀止。以目前科學所能瞭解,它之所以能同時調節巨噬細胞、T細胞、自然殺手細胞⋯⋯等多種免疫細胞,主要是因為靈芝多醣(尤其是以 β-D-glucans 為主結構的活性多醣體)能與淋巴細胞表面特定的受體或蛋白結合 (27)。這個動作就好像把一個開關打開,這個開關原本在設計上就與多種免疫反應有聯動關係,所以只要開了開關,後面的連鎖反應自然就一個接著一個發生。 

 

(四) 口服靈芝菌絲會抑制 IgA 抗體的合成

不過,靈芝對於B細胞所主導的體液免疫反應(產生抗體),似乎也不全然是促進的作用。一項以小鼠為實驗模式的研究發現,同時口服霍亂疫苗和靈芝菌絲的年輕小鼠,不論是小腸、糞便和血清裡的 IgA 抗體濃度,都比只有口服霍亂疫苗的小鼠來得低。

霍亂口服疫苗對動物的保護作用,主要就是誘發 IgA 抗體,而這類抗體也是保護腸道主要的抗體。而上述實驗則呈現靈芝菌絲有抑制 IgA 抗體合成的傾向,不過該實驗並沒有進一步確認,是靈芝菌絲裡的什麼成分抑制了 IgA 抗體 (28)

 

靈芝對其它免疫機制的調節作用

大多數研究都顯示,靈芝有「提升免疫」的功效,不過也有部分研究指出,靈芝能「抑制免疫」。這種雙向作用,似乎與靈芝多醣對細胞激素(cytokines)的調節機制有關。

(一)靈芝多醣能抑制 TNF-α,改善胃潰瘍

適度的發炎反應有助免疫功能的發揮,然而過度的發炎反應就會對正常組織造成傷害。動物實驗發現,靈芝多醣對於非類固醇消炎止痛藥所引起的胃潰瘍有很好的治療效果,原因之一便是靈芝多醣對腫瘤壞死因子α(TNF-α)發揮了抑制作用──由 T 細胞所分泌的TNF-α是免疫系統引起發炎反應主要的因素 (29)

 

(二)靈芝三萜類能緩解肝炎

靈芝多醣對於肝臟因發炎引起的腫大現象也有很好的改善效果。我們以卡介苗(BCG)使小鼠得到免疫性肝損傷,此時受損的肝臟會釋放大量的 ALT(丙氨酸氨基轉移)到血液裡,而血清裡的一氧化氮(NO)濃度也會升高(一氧化氮是巨噬細胞所分泌的發炎性細胞因子之一)。

然而經靈芝三萜類治療後,ALT 和 NO 的水平均顯著降低,此結果說明靈芝有緩解肝臟發炎的效果,能防止慢性和急性肝炎的惡化。其中的相關機制之一,與靈芝多醣抑制了 iNOS 的活性有關── iNOS 是一種蛋白酶,它會誘導 NO 的合成,引起炎症反應 (30)

靈芝緩解肝臟發炎的物質主要是三萜類。不論是細胞或動物實驗都顯示,靈芝三萜類對於卡介苗和脂多醣所共同引起的免疫性肝損傷,有很好的保護作用 (31)

 

(三)靈芝多醣能改善自體免疫性糖尿病

我們實驗室最近的研究則發現,腹腔注射靈芝多醣能改善以鏈尿佐霉素(streptozotocin)所誘發的自體免疫性糖尿病(即第一型的糖尿病)──不僅降低血糖,還能降低發病率 (32)

 

(四)LZ-8 能調節抗體生成,抑制過盛的免疫反應

由 Kino 等自靈芝取得的免疫調節蛋白 LZ-8 也有抑制免疫活性。其以兩種對B型肝炎表面抗原(HBsAg)反應相當良好(即會產生大量B肝抗體)的小鼠作實驗,以灌胃方式餵給 LZ-8,每個星期兩次,每次劑量各別是 8 和 12 mg/kg,結果發現B肝抗體的數量大幅減少,抑制率高達 83.3% 和 96.8%,不過對於T細胞則無影響。顯然 LZ-8 對特定抗體的生成有調節作用,有助於抑制過盛或異常的免疫反應 (33)

還有一種取自靈芝破壁孢子、分子量為 1.26×105 的多醣,對於抗體生成和刀豆蛋白A或脂多醣誘發的淋巴細胞增殖,也都有抑制作用 (34)。 

 

(五)松杉靈芝能改善紅斑性狼瘡

紅斑性狼瘡是一種自體免疫疾病,因免疫系統分泌抗體攻擊身體器官(尤其是腎臟)所造成,治療效果不佳,可是科學家卻在動物型式的實驗中,看到靈芝改善紅斑性狼瘡病情的成效。

研究人員以系統性紅斑狼瘡的動物模式 NZB/NZW F1 小鼠進行實驗,餵給松杉靈芝(G.  tsugae)萃取物,結果發現,這些餵食靈芝的小鼠生存率提高、體重增加、蛋白尿和血清中自體免疫抗體(anti-dsDNA)含量則相對減少。

從實驗小鼠的病理組織切片也發現,松杉靈芝萃取物還能抑制肺、腎和肝臟組織病變。以 HPLA 分析松杉靈芝萃取物的成分,至少包含了多醣體、核苷酸、三萜類和 LZ-8,在這些活性成分的共同作用下,松杉靈芝對紅斑性狼瘡發揮了治療效果。(35)(待續) 

 

參考文獻

請至原文查詢:Lin ZB, et al. 2004. Anti-tumor and immunoregulatory activities of Ganoderma lucidum and its possible mechanisms.  Acta Pharmacol Sin. 25 (11) : 1387-1395.