众所周知，糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源，是生物体合成其它化合物的基本原料，或充当生物体的结构原料。糖类化学的研究较早，但在核酸、蛋白质的研究处于鼎盛时期，对糖类化合物的研究一度受到冷落。直到20世纪70年代后，随着分子生物学的发展，人们逐步认识到，糖类是涉及生命活动本质的生物大分子之一糖类具有多个羟基，糖苷键又有α、β构型之分，单糖的连接可能产生数目很大的异构体，因此，糖链结构蕴含十分丰富的生物语言信息，是高密度的信息载体。
　　细胞是生物体的基本单位，种类繁多的细胞形成各种组织，所有细胞表面均覆盖着一层糖被。糖常常和蛋白质构成共价复合物—糖蛋白。许多酶、免疫球蛋白、载体蛋白、激素、毒素、凝集素等大多数蛋白质都是糖蛋白。在糖蛋白中，各种糖蛋白糖链的长短与结构，糖链的数目均相差很大，因而含糖量也相差很大。例如：卵白蛋白分子含一条糖链；而羊的颔下腺粘蛋白分子含800条寡糖链，焦原蛋白含糖量不到1%；可溶性血型物质含糖量高达85%。细胞与细胞的相互粘附、相互识别、相互作用、相互制约与调控均与糖蛋白的糖链有关。随着分子生物学的飞速发展，生命的奥秘正在逐渐被揭示。大量的研究已表明，各种错综复杂的生命现象的产生与疾病的形成过程均包含了许多分子变化和复杂的代谢过程，其中糖蛋白的糖链在受精、发生、发育、分化、炎症与自身免疫疾病，在癌细胞异常增殖及转移，病原体感染，植物与病原体相互作用，豆科植物与根瘤菌的共生过程中，都起到重要作用。糖生物学的研究方兴未艾，成为继蛋白质，核酸后又一热点领域。英国、日本、美国及欧洲一些发达国家均十分重视糖生物学的研究，出版了多种杂志，专门介绍糖生物学研究的进展。90年代以来，国际召开了一系列重大糖生物学学术研讨会议。1993年，在美国召开的首届糖工程会议上，主持人G.W.Hart说：“糖生物化学中，最后一巨大前沿糖生物学的时代，正在加速来临！”本章编选了部分糖生物化学知识，旨在促进对糖研究领域的了解及其重要性的认识。
第一节凝集素及其在生物学中的作用
　　一、凝集素的概念
　　凝集素是一类广泛存在于自然界的一大类非免疫来源的蛋白质或糖蛋白，它能与糖专一性地、非共价地可逆结合，并且有凝集血细胞的作用，故称为凝集素。
　　Sumner和Howell于1936年首先从刀豆(jackbean,Canavaliaensiformis)种子纯化了伴刀豆凝集素ConA。ConA能凝集溶液中的糖元和淀粉，ConA的血凝作用可被蔗糖抑制，因而推测ConA的血凝作用是与细胞表面糖作用的结果。
　　目前已有近千种植物被测得具有凝集素活性，植物中，不只种子中存在凝集素，根、茎、叶、皮、果实汁中也发现有凝集素。除植物外，其它生物，如各种真菌、某些病毒、无脊椎动物、脊椎动物乃至人体的各种组织和器官中都存在凝集素。
凝集素可与糖专一性地结合。目前按结合糖的类型，凝集素可分为六类：D-甘露糖或D-葡萄糖；N-乙酰氨基葡萄糖；N-乙酰氨基半乳糖；D-半乳糖；L-岩藻糖；±唾液酸。在植物凝集素中，只有麦胚凝集素（WGA）可专一结合唾液酸。除按糖结合专一性分类，还有按来源、按结构等其它分类方法，不在此详述。

　　二、凝集素与疾病
　　细胞间的粘附是细胞间相互作用起决定性作用的起始步骤。作为致病的微生物，首先对宿主细胞进行粘着，然后才能感染和致病。细胞表面的凝集素能专一地识别并结合另一细胞的糖链。凝集素的这种特性，在细胞与细胞，细胞与基质的粘附中起一定作用。
　　动物Se凝集素与炎症
　　1990年11月，三个不同的研究小组几乎同时发现了血管内皮细胞，与白细胞粘附分子选择素（Selection）。这是一类与白细胞运行与粘着相关动物凝集素，除E外还有L与P型。三种凝集素均可识别唾液酸化的四聚糖。
　　L型Se凝集素存在于淋巴细胞表面，可使血液循环系统中的淋巴细胞与淋巴节间产生器官专一性的粘着作用而使淋巴细胞分流回到淋巴系统，称其为淋巴细胞“归巢”。E型Se凝集素存在于内皮细胞表面。当组织受到损伤或感染时，白细胞与内皮细胞粘附，沿壁滚动，最后穿过血管壁进入受损组织以杀灭入侵病原物。过多的白细胞渗出则能引起炎症。在类风湿性关节炎等慢性炎症，银屑病等皮肤炎症病人，均检测到E-Se凝集素的增强。在结肠癌和肺癌细胞表面均发现有SLex的抗原决定簇。这些癌细胞容易和带有E型Se凝集素的内皮细胞结合，渗出血管而导致癌的转移。E、P、L至少三种凝集素与寡糖SLex之间的识别功能及与炎症、癌症的关系的阐明被认为是糖生物学研究的一场**，并引发了设计抗炎药物、抗癌药物的新思路。
　　炎症时，局部内皮细胞表面Se凝集素的表达加剧，导致白细胞在炎症部位大量堆积。若能抑制白细胞在内皮细胞表面的粘着，可能达到抗炎目的。SLex就是一种有效的抗炎药物。美国Scripps研究所华裔科学家王启辉用三种不同的糖基转移酶合成了SLex，取得世人瞩目的研究进展。利用核磁共振技术测定了SLex的立体结构。从近7500种化合物的结构数据库中找到了约400种和SLex结构相近的非糖化合物；其中有23种商品的化合物和药效团的结构更为接近，从中又筛选出甘草甜素与甘草酸与E、P、L型凝集素有着不同程度结合能力，因而具抗炎活性。
　　三、凝集素在生物学研究中的作用
　　由于凝集素与糖分子具有专一性可逆结合的特性，将凝集素固定化制成亲和层析柱用于对糖、糖肽、糖蛋白的分离纯化。可用于糖复合物的检测与鉴定。利用辣根过氧化物酶等方法标记的凝集素可用于糖复合物的组织化学检测与定位。可用于血型的鉴定，国外一些血库已用凝集素取代了血清。能够促进淋巴细胞的有丝分裂。除上述作用外，凝集素在以下几方面的应用前景更令人关注。
　　1、用于恶性肿瘤的诊断
　　前已述及，癌变的细胞其糖蛋白糖链与正常细胞相比有很大的变异。利用凝集素能专一性地识别糖链的功能，选择1种以上的凝集素对病人尿与血清中的糖蛋白进行检测，可对肿瘤诊断提供重要信息。例如诊断原发性肝癌涉及到甲胎蛋白.AEP是胎儿发育过程中，由胎肝合成的一种含糖量为4%的糖蛋白，由590个氨基酸残基组成。每分子AFP含一条糖链。胎儿出生时，脐带血中含AFP为10-100mg/L，出生1年后，降至与正常人水平，含量极低，难以检测。原发性肝癌病人血清AFP明显上升，因此临床上用免疫生化技术测定AFP做为诊断肝癌的依据。以后的研究表明胃癌、肠癌、胰腺癌等消化系统肿瘤血清AFP含量也升高，而肝炎、肝硬化病人血清也可伴有暂时性的AFP上升。
　　如何区别肝癌与良性肝病，肝癌与其它癌症,进一步的研究表明，肝癌AFP糖链最明显的变化是岩藻糖增加，而良性肝病无此变化。用岩藻糖化的AFP，借助凝集素可区分肝癌与良性肝病。肝癌AFP除岩藻糖增多外，（bis-GLCNAC）型天线也增多，ConA（刀豆凝集素）LCAC（小扁豆凝集素）WGA（麦胚凝集素）E-PHA（红腰豆凝集素）PSA（蔓陀罗凝集素）等与受体糖链结合各有其特异性。例如PSA只结合多天线和偏二天线糖链；而ConA能与PSA不结合的C2C2二天线和单天线糖链结合。利用AFP与不同的凝集素相互作用的特点，后经现代分离分析手段分离检测，即可将肝癌及其它癌症相区别。
　　2、按抗粘附机制，设计防治病毒与细菌致病的药物
　　由于病毒与细菌等病原体对受体细胞的识别与粘着是感染及引发疾病的第一步，那么阻断病原体对受体细胞的粘着，以凝集素为基础的药物设计应该是防治这类疾病最直接、最有效的途径。例如a-甲基甘露糖苷与大肠杆菌表面的凝集素结合，大肠杆菌则无法再与动物尿路表皮细胞的糖链结合，即无法与宿主细胞粘着。a-甲基甘露糖苷有可能成为防治尿路感染的药物。
　　胃炎和胃溃疡是由幽门螺旋杆菌感染致病的。在研究了螺旋杆菌的凝集素及糖结合专一性后，美国Neose公司开始酶促合成具抗粘附活性的糖类药物，并用于临床试验。
　　艾滋病致病病毒HIV对受体感染的分子基础不十分清楚。但一些研究表明，对甘露糖专一的凝集素在不同程度上可以影响HIV的感染。前面提到，gp120凝集素活性是与甘露糖基等结合，这就为艾滋病的防治提供了又一新的思路与线索。
3、生物导弹的研制
　　“生物导弹”通常是指治疗肿瘤的抗体和毒素形成的复合物免疫毒素。在复合物中，抗体由于能识别并与肿瘤细胞粘着而起到定向传送的作用，毒素部分则起到杀伤肿瘤细胞的弹头作用。由于抗肿瘤药物对机体产生的毒副作用，既要维持血药浓度不变又要对病灶有足够的杀伤力，生物导弹是解决这一矛盾的最佳策略。
　　一些凝集素和特定结构的糖链也可以象单克隆抗体那样起到导航作用，把杀伤癌细胞的药物定向传送到病变组织。例如肝细胞凝集素可以专一性地识别半乳糖，将药物与带有半乳糖的糖蛋白偶联，因糖蛋白可以和肝细胞凝集素专一性地结合，并使药物定向导入肝细胞，可达到治疗肝癌的目的。但凝集素或糖复合物作为药物定向传送的载体在理论上可行，在实际应用上，尚有许多问题有待于进一步解决。

第二节糖类与生物信息分子
　　一、糖类物质与血型
1900年，K.Landsteiner发现，人类的主要血型有A型、B型、AB型和O型。由于血型在输血、组织和器官移植及法医鉴定中的独特作用，尤其是在第一次世界大战中抢救伤员所做的重大贡献，K.Landsteiner获1930年诺贝尔医学奖。那么人类的血型是由什么物质决定的呢？科学家经过半个多世纪的研究，1960年由W.M.Watikins确定了决定血型的是糖蛋白中寡糖链末端糖基组成的不同，O型血型物质糖链末端半乳糖连接的仅是岩藻糖；A型是半乳糖上除连接岩藻糖外还连有N-乙酰氨基半乳糖；B型物质与A型相比，是由半乳糖代替了N-Z酰氨基半乳糖；AB型是A型与B型末端糖基的总和。

　　二、寡糖链与分子识别与细胞识别
　　
有重要生物功能的酶、激素、抗体和一些受体均是糖蛋白。人体红血球正常值为400-550000/mm3，白血球正常值为4000-10000/mm3。每个红血球细胞膜上约有50个糖蛋白（载糖蛋白A）分子，每个白血球细胞膜上也有约50万个糖蛋白（白唾液酸蛋白）分子。生命机体内如此众多的糖蛋白中，寡糖链的生物功能是什么？近年来，由于寡糖链生物功能研究方法的进步，使这一领域的研究取得突飞猛进的发展。大量的研究资料表明，寡糖链最重要的生物功能是参与分子识别及细胞识别。识别是重要的生命现象。生物细胞有多种多样的识别机制。识别由细胞外具有识别能力的分子与位于细胞质膜的具有可被识别标记的专一受体结合起始，或从不同细胞膜两种成份专一结合起始。这种结合可能诱导细胞生理和代谢状态的改变。识别机制可引导细胞作为细胞社会的一员正确行使自己的工作职责。以糖为识别标记的生命活动在生物体中广泛存在。
　　1．流感病毒对受体糖链的识别
　　流行性感冒病毒对细胞的侵袭依赖于病毒分子对细胞膜上糖复合物糖链末端唾液酸的识别与结合。其中A型和B型病毒识别5-乙酰神经氨酸或5-羟乙酰神经氨酸。如5-乙酰神经唾液酸广泛分布于细菌和动物组织中，是糖脂及糖蛋白的组成成份，唾液酸是20余种神经氨酸的总称。神经氨酸的9位羟基如被乙酰化，则不能被A型或B型流感病毒识别特定结构的唾液酸（5-乙酰神经氨酸），5-乙酰神经氨乙酯酸可介导病毒的粘着和侵入，同时也可被相应病毒的唾液酸酶所水解。各型病毒唾液酸的水解有利于病毒从细胞上脱落，从而使病毒对细胞的入侵受阻。但这种阻碍作用对其它类型病毒无效，此即人们反复易患流感的原因。流感是人群中的高发病常见病。人们一直试图制备流毒疫苗使人体具备抵御流感病毒的免疫能力。但流感病毒在遗传上常会发生变异称为转移。经过一段时期还能剧烈地变异称为漂移。转移与漂移均引起流感病毒抗原性的变化，因而从免疫的角度防治流感无法取得显著效果。
　　流感病毒无论发生怎样的变异，都需先和宿主细胞表面的糖蛋白相互识别、相互作用，即先发生粘着，然后才能感染，对流感病毒粘着的机制比较清楚。从抗流感病毒粘着的角度设计防治流感的药物，将对流感的防治开辟新的思路与途径。
　　2．细菌对受体糖糖链的识别
　　细菌对人体组织细胞的侵袭有一定的特异性。例如肺炎球菌只感染肺和脑膜，因为肺炎球菌能专一性地识别两组织细胞表面糖链中的N-乙酰氨基葡萄糖；嗜腐球菌能感染呼吸和泌尿系统，因该细菌能识别两组织细胞表面糖链的N-乙酰氨基葡萄糖和N-乙酰氨基半乳糖。
　　3．糖蛋白寡糖链在精卵识别中的作用
　　哺乳动物的受精是卵巢排出的成熟卵子和已经获能的精子在输卵管内相遇而融合的过程。精子与卵细胞的结合具有极强的专一性，包括科属专一性与细胞专一性。精子首先和包被在卵子细胞膜外层的透明带的糖蛋白相互作用。透明带可作为精子受体并阻断多精受精。已知小鼠的透明带由分子量分别为20万、12万、8.3万的三种糖蛋白ZP-1，ZP-2，和ZP-3组成；猪透明带具有分子量为9万和5.5万两种分子量的ZP-1与ZP-3的糖蛋白。
　　受精初期，卵透明带与精子结合，并诱发精子顶体反应起主要作用的是糖蛋白ZP-3。精子表面具有识别糖基活性的蛋白质（凝集素），可识别ZP-3、O-乙酰氨基半乳糖链上的α-半乳糖。在顶体外膜与精子细胞膜融合、释放顶体内容物，形成囊胞后脱离精子并暴露顶体内膜，ZP-2的作用被认为是与暴露的顶体内膜结合，维持已发生顶体反应的精子，不从透明带上脱落。只有经过顶体反应的精子才能穿过透明带，与卵子细胞膜融合，完成受精过程。受精过程又触发卵子的皮质颗粒向细胞膜移动。在顶体反应中ZP-3可能被修饰，因此不能再作为精子受体。实验表明，透明带中的三种糖蛋白，只有ZP-3在离体情况下可干扰精子与卵子的结合，而且只有从未受精的卵制备的ZP-3才有效。当小鼠的ZP-3用三氟甲烷磺酸去除糖链后就不能阻断精卵结合，用稀碱水解法去除O-乙酰氨基半乳糖糖链也有同样效果。
　　精卵结合是一个复杂的生物学过程，精卵识别的分子基础与糖蛋白的糖链密切相关。精卵识别本质的进一步阐明对新避孕药的设计与开发具有重要的指导意义。

第三节糖蛋白的糖链结构与疾病
　　糖蛋白中的糖链是在蛋白质合成后被接到肽链特定位点上。糖链的存在对肽链的折叠聚合、溶解及降解均有重要影响。在疾病状态下，代谢的异常引起糖链结构的异常，进而导致糖蛋白及所在细胞的功能失常，乃至形成恶性肿瘤细胞。结构异常的糖链如被人体免疫系统当作异物识别，可产生自身抗体引起自身免疫性疾病。
　　一、糖链结构与恶性肿瘤
　　肿瘤的发生、浸润、转移是一个复杂的生物学过程，大致分为以下阶段：1.肿瘤生长、浸润及肿瘤细胞从原位释放；2.肿瘤细胞向淋巴系统或血液系统运动；肿瘤细胞在循环中存活并与血小板和凝血系统相互作用；肿瘤细胞通过与远位淋巴或血管内皮细胞和内皮下基质相互作用而在该位置停留；肿瘤细胞迁移入组织实质中；肿瘤细胞在组织实质中生长。上述全过程均与细胞表面起粘附作用糖蛋白的糖链直接或间接有关。
　　细胞癌变后，细胞表面作为可被识别的标记物发生了改变。近年来的研究表明：糖蛋白中的糖链分子量的增加是恶性肿瘤的普遍现象，主要表现为：
　　1.天线数增加
　　在糖蛋白中，一类为N-糖链，是指连在肽链上天门冬酰胺侧链的酰胺氮上，复杂型N糖链有不同数量的分支糖链。目前借用电子学上的术语“天线”来形象描述复杂型N-糖链的分支结构，每一条糖链称为1条天线。天线数增加是肝癌、胃癌、肠癌、食管鳞状上皮癌、乳腺癌等肿瘤最常见的糖链变化，天线数往往由正常情况下的二天线转变为三天线或四天线。有报道认为，三、四天线可能与恶习性肿瘤的转移潜力有正比关系。
　　2.N-乙酰氨基乳糖重复顺序出现或增加
　　[Galβ1,4GlcNACβ1,3]n这一重复顺序在正常细胞的糖蛋白中比较少见，而在恶习性肿瘤的糖蛋白中则出现或增多。
　　3.核心岩藻糖增加
　　核心岩藻糖（c-Fuc）是指N-糖链核心五糖中最内侧（与Asn相连）GlcNAC连接的α1，6Fuc。在肿瘤糖蛋白中c-Fuc往往增加。例如前面提到的，原发性肝癌。甲肽蛋白AFP浓度明显上升。研究表明，岩藻糖增加是肝癌糖链最明显的变化，消化道癌分泌的AFP也有岩藻糖增加的现象。
　　4.出现偏二天线
　　偏二天线糖链是指两条天线连接于同一1，3臂α-Man的C2和C4位上。这种不正常糖链只存在于恶性肿瘤中。有人认为肿瘤特异性偏二天线糖链可制备单克隆抗体用于肿瘤的诊断及导向治疗。例如绒毛膜上皮癌晨尿中的人绒毛膜促性腺素（hCG）中即出现较大量的偏二天线。
　　在恶性肿瘤中，糖蛋白糖链结构除上述异常现象外，还有平分型N-乙酰氨基葡萄糖增加；外链岩藻糖增多，末端N-乙酰神经氨酸的变化连接键的改变，高甘露糖型N-糖链的出现或增加等。
　　二、IgG糖链结构与类风湿性关节炎
　　免疫球蛋白G（IgG）也是一种糖蛋白，含糖量大于3%，对IgG蛋白部分的结构与功能已较明了，但对糖链结构与功能却知之甚少，直到1981年，T.Deisenhofer用X-射线晶体分析确定了糖链的结构与IgG的结合位点。1985年，木幡阳发现IgG的N-糖链种类很复杂，可达30余种。少年类风湿病人血清中的IgG的N-糖链的种类与正常IgG相比有很大差异。主要是外链中半乳糖的含量明显下降而以N-乙酰氨基葡萄糖为末端的糖链明显比例增加。
　　IgG的N-糖链在缺失外链半乳糖后，可成为一种自身抗原，被免疫系统识别而产生自身抗体。这种抗原与抗体结合生成免疫复合物，沉积于关节内，引起炎症。最近的研究还表明，体内的甘露糖结合蛋白可识别外侧缺失半乳糖的乙酰氨基葡萄糖，使甘露糖结合蛋白和IgG的Fc段结合，并激活补体，这也是引起关节炎的另一因素。此外，系统性红斑狼疮患者血清中的IgG也有糖链缺失半乳糖的变化。
第四节糖类药物的开发与应用
　　随着分子生物学的飞速发展，糖的生物功能已被逐步揭示和认识。多糖的糖链能控制细胞的分裂与分化，调节细胞的生长与衰老，能增强机体的免疫功能等。20世纪70年代，对多糖生物活性的研究领域日趋广泛，相继发现糖类物质具有抗炎、抗病毒、抗辐射、降血脂、抗水肿、抗消化性溃疡、诱导干扰素产生、促进蛋白质、核酸生物合成等功能。80年代后，发现一些天然的或人工合成的多糖硫酸酯对艾滋病病毒有明显的抑制作用，这引起了人们极大的关注与兴趣。目前，全世界对糖类药物的研制与开发空前活跃，有些药物已投放市场，已从天然产物中分离出300种以上糖类化合物，并进行了生物功能的检测。已有数种多糖类药物用于临床。下面简要介绍几种多糖药物及多糖药物的作用机理。
　　一、多糖类药物的作用机理
　　人体内发挥免疫功能的系统是由分散在全身的补体、抗体、淋巴因子、吞噬细胞、淋巴细胞、淋巴结、胸腺、脾脏等分子及细胞与器官组成，它们之间靠血液与体液相互沟通，相互配合，相互协调，使人体发挥正常的免疫功能。
　　多糖类药物主要作用于免疫系统。实验表明，多糖增强机体免疫功能主要表现在：
　　1．对细胞吞噬功能的影响
　　机体中单核巨噬细胞系统、淋巴细胞系统和粒细胞系统能吞噬细菌、真菌等病原体，能清除吞噬衰亡突变的细胞（如癌细胞）及其异物的作用。据文献报道，银耳多糖、枸杞多糖、甘草多糖、杜仲多糖、竹节人参多糖、虫草多糖均能激活巨噬细胞、网状内皮细胞吞噬的功能。鹿茸多糖、灵芝多糖等可调节淋巴细胞系统，明显增加免疫能力低下的小鼠的T细胞总数，促进小鼠淋巴细胞的的转化等。
　　对多种多糖抗肿瘤作用机理的研究表明，多糖类药物并非直接杀死癌细胞，而是通过刺激机体各种免疫活性细胞的成熟、分化和繁殖，使机体免疫系统恢复平衡，发挥机体自身的抵抗力去清除、吞噬癌细胞。
　　2．多糖药物能激活补体系统
　　血清中的补体系统由9种血清球蛋白组成。补体能协助、配合吞噬细胞杀灭病原微生物。促进被细菌、病毒感染细胞的溶解与死亡。有实验证明，因中华眼镜蛇蛇毒因子造成的动物低补体状态，在黄花、党参、人参多糖的作用下，补体活性明显提高。
　　3．多糖药物可促进干扰素及其它细胞活性因子的产生
　　1957年Isancs和Lindermann在研究病毒干扰现象过程中发现的一种因病毒及其它诱生剂诱生的一种保护周围细胞抗病毒感染的糖蛋白。干扰素因具有控制病毒细胞复制、抑制肿瘤生长和调节免疫活性细胞而广泛应用于抗病毒、抗肿瘤的临床治疗。
　　白细胞介素（IL）、集落刺激因子（CSF）、肿瘤坏死因子（TNF）是由免疫活性细胞释放的，具有调节细胞功能的高活性、低分子量的多肽或蛋白质。这些生物活性因子能作用于淋巴细胞、肝细胞、血管内皮细胞和成纤维细胞，使机体的免疫功能加强，进而增强抵抗疾病的能力。多糖类药物能促进干扰素的产生。实验表明甘草多糖、树舌多糖，对促进人的血细胞、单核细胞干扰素的产生均有诱生与协同作用。黄芪多糖、商陆多糖、牛膝多糖等均能提高白细胞介素、肿瘤坏死因子的活性。
　　我国传统中药其精髓是扶正固本作用。目前从100多种中药中提取的多糖类化合物具有免疫促进作用，这对深入阐明中药的作用机理将提供有力佐证。
　　二、临床应用于抗肿瘤的真菌多糖
　　目前，人们尚没寻找到根治癌症有满意疗效的药物。一些化疗药物如5-F-尿嘧啶，环磷酰胺等对癌细胞有较强的杀伤力，但它敌我不分，在杀死癌细胞的同时，也同样损伤正常细胞，损害免疫系统。多糖药物辅助治疗癌症因无毒副作用而备受人们的关注。
　　1．香菇多糖
　　从人工栽培香菇[entinusedodes(Berk)]的实体中分离纯化的葡聚糖，由β（1-3）糖苷键构成主链骨架，每5个糖残基有β（1-6）键形成的2个分支点，日本已将香菇多糖注射液（静脉给药）应用于胃癌、直肠癌、结肠癌、乳腺癌等癌证的治疗。临床表明，香菇多糖可提高病人50%生存时间，而且无副作用。中国科学院上海药物所、东北师大生命科学学院也将静脉注射香菇多糖研制成功。
　　2．裂褶菌多糖
　　裂褶菌多糖是由高等真菌裂褶菌（Schinophyllumcommune）分离纯化的β（1-3）糖苷键构成主链骨架，6位上有分支的葡聚糖。1986年日本采用深层发酵法生产该多糖，临床上主要应用治疗子宫颈癌。
　　3．云芝多糖
　　云芝多糖是由真菌(CoriolusVersicola)发酵菌丝中分离的由β（1-3），与β（1-4）葡聚糖构成的主链骨架，侧链为β（1-6）葡聚糖，因多糖中含有15%的结合蛋白又称其为云芝糖肽。
　　70年代日本用云芝糖肽治疗食管癌、结肠癌、肺癌、乳腺癌、黑色素瘤及急、慢性肝炎。东北师大生物系研制，由长春化学制药厂生产的云芝肝泰是从长白山采集的云芝子实体中提取的多糖，当时主要用于治疗肝炎，曾为该厂带来巨大的经济效益。
　　4．茯苓多糖
　　从真菌茯苓poriacocos(Schco)的子实体中分离到的β（1-3）葡聚糖，含少量β（1-6）葡萄糖残基构成的侧链。将该多糖进行化学修饰制成羧甲基茯苓多糖，在临床上主要用于鼻咽癌、胃癌的治疗。
　　三、具有抗艾滋病作用的硫酸化多糖
　　艾滋病（AIDS）正以极快的速度在全球蔓延。据世界卫生组织（WHO）预测，20世纪最后一年，全球将有4000万人感染上艾滋病。中国艾滋病感染者也呈现出持续增加的趋势。艾滋病致病病毒HIV-1致病能力强，属于反转录病毒科、慢性病病毒属。目前应用最广泛的艾滋病治疗药物AZT（叠氮胸苷）、二脱氧肌苷是一种3脱氧的碱基类似物，是逆转录酶的抑制剂，有较大的毒副作用。世界卫生组织希望开发天然抗艾滋病药物。
　　20世纪80年代以来，一些天然的含硫酸根多糖如角叉芽胶（Carrageenin）、肝素（Heparin）、硫酸软骨素（Choodroition）从堇菜和夏枯草中分离出来的硫酸化多糖，等对HIV均有抑制作用，分析其作用机理可能有三条途径：硫酸化的糖能抑制逆转录酶的活性；是能抑制靶细胞与病毒结合；是能增强机体免疫功能。
　　进一步研究表明，从海藻中提取的原卡拉胶多糖的硫酸酯可以阻断病毒对细胞的吸附。并抑制HIV的逆转录酶。地衣多糖和右旋糖苷的硫酸酯能有效抑制HIV-I的感染与复制能力。将右旋糖苷硫酸酯与AZT合并用于AIDS病人，可减少AZT的用药计量和降低毒副作用。1987年，德国Bayer公司与Hoechse公司联合研制了分子量为6000命名为Hoe/Bay946的木聚糖硫酸酯，可干扰HIV病毒穿透进入受体CD4细胞，此药试用于临床取得良好效果，并且无明显毒副作用。硫酸化多糖有希望成为高效低毒的治疗艾滋病药物。
　　四、壳聚糖的开发与应用
　　甲壳质是一种与纤维素类似的含氮多糖类物质。广泛存在于虾、蟹、昆虫的外骨骼及真菌的细胞壁中。在自然界中，年生物合成量约为1X109-1X1011吨。是地球上仅次于纤维素的第二大类有机资源。甲壳质及其脱乙酰衍生物壳聚糖可广泛应用于工业、医药、食品、日用化工、国防、环保、农业等科技领域。国际社会十分重视甲壳质再生资源的研究开发。至1977年在美国波士顿召开第一届国际甲壳质壳聚糖学术会议，1982年在日本召开第二届会议，至今已先后召开了六届国际学术会议。近二十年，甲壳质开发应用研究突飞猛进硕果累累。每年研究论文上万篇，申请的专利3000件，全世界从事商品开发的企业达千余家。有人说：“从来没有一种物质像甲壳质样，被如此广泛地研究和应用”，“二十一世纪多糖的研究最有希望的是甲壳质”无论这些观点是否准确，但足以说明人们对甲壳质研究的重视。
　　１、壳聚糖的制备
　　提取甲壳质通常以虾壳、蟹壳为原料，虾壳含量约为20%-25%，蟹壳含量约为15%-18%。甲壳质的化学结构如下：
　　（１）虾壳、蟹壳清洗成净壳——脱蛋白——浸酸脱钙——粗甲壳质
　　（２）漂白
　　粗甲壳质0.5%KmnO4浸泡1h水洗——1%苯酸60-70℃、30分钟——水洗干燥
　　（３）脱乙酰基甲壳质——5%NaOH、140℃、1h———白色壳聚糖—————白色甲壳质　甲壳质壳聚糖
　　２、壳聚糖的性质
甲壳质为无定型物质，不溶于一般有机酸和水，难于被机体利用。
壳聚糖为结晶型粉末，能溶于部分有机酸和无机酸。
　　（１）壳聚糖的粘性
　　在酸性水溶液中，壳聚糖分子中的氨基、羟基等极性基团与水分子相互作用而水合，壳聚糖具有较高的粘度。
　　（２）壳聚糖的吸湿性
　　壳聚糖分子中含有氨基、羟基等极性集团，因此具有较强的吸湿性。其吸湿性仅次于甘油，比聚乙二醇三梨醇高。
　　（３）壳聚糖的仿丝性与成膜性
　　将壳聚糖的稀酸溶液喷湿于酮氨液中凝固后经处理可得粘度较好的纤维。将壳聚糖的醋酸溶液涂布于玻板上，干燥后可得到透明膜。
　　（４）壳聚糖的吸收与排泄
　　壳聚糖与植物性食品牛奶、鸡蛋等一起食用可被吸收。植物和细菌中，含有的壳聚糖酶、可将壳聚糖分解为寡聚糖而被吸收。
　　（５）壳聚糖细胞亲和性与安全性
　　壳聚糖的基本单位葡萄糖胺，是体内存在的物质。对人体细胞有良好的亲和性，无排斥反应，无任何副作用。
　　３、壳聚糖的应用前景
　　（１）壳聚糖在保健功能食品上的应用
　　作为保健性功能食品，除满足人们营养上的需要外，应具有A.强化免疫；B.抑制老化；C.预防疾病；D.恢复健康；E.调节生理机能等五大功能。壳聚糖具有如下保健功能：
　　1）对消化系统的保护作用
　　壳聚糖可与胃酸作用成胶状液，附在胃壁上形成保护膜，防止胃酸对胃损伤面的刺激。双歧杆菌在人肠道内可抑制病原菌与***菌的生长；可预防肠道感染造成的功能紊乱，减少有害物质的滞留。壳聚糖对肠内双歧杆菌的生长有促进作用，因而对人体表现出良好的助消化功能。
　　2）降低血脂含量，预防心脑血管疾病
　　壳聚糖携带大量的氨基，是食物纤维素中唯一的阳离子聚合物。可吸附胃肠道中的脂质，阻碍人体对脂肪胆固醇的吸收，从而降低血脂含量、具有抗血栓、预防心脑血管病变的功效，而且达到减肥效果。
　　3）预防高血病
　　目前医学界已确认，高血压是由Cl-引发的。人体摄入食盐后，由于Cl-的存在，增加了末梢血管的收缩力，致使血压增高。带正电荷的壳聚糖能吸附Cl-，因而能起到预防高血压的作用。
　　4）提高机体免疫功能
　　甲壳质能激活免疫系统，促进巨噬细胞的吞噬能力。增强杀伤性T细胞、NK细胞对衰老细胞、病毒感染的靶细胞，及对肿瘤细胞的杀伤活性。由于壳聚糖能与血管内皮细胞结合，而具有一定的抑制癌细胞转移与浸润的能力。
　　（２）在生物医学上的应用
　　1）用做可吸收的外科手术线
　　外科手术时，原有的羊肠线因各种强力问题仍不尽人意。用甲壳质制成的手术线，其相对韧度、伸长率、打结强度、机械强度都显示了较好的适应性。可用常规方法消毒和长期保存，毒性试验表明，它在所有诱变、急性中毒、发热、溶血、皮肤反应方面都显示为阴性，说明无任何毒副作用。
2）用作人工透析膜
　　3）用作抗凝血剂
　　4）用作人工皮肤
　　以甲壳质为原料制成的人工皮肤，具有良好的组织相容性，能加速创面的愈合。用其贴敷各种创面，有消炎、止痛、促进皮肤再生的功效。对创面无刺激性和任何毒性。
　　5）用作药物缓释剂
　　利用壳聚糖或甲壳质等制备长效阿斯匹林，消炎痛、争光雷素、心得安等可将药物释放速度变慢，从而达到减少给药次数，减轻毒副作用等效果。
　　（３）在其它行业的应用
　　1）在化妆品方面的应用
　　壳聚糖具有良好的增粘、保湿、抗静电作用，将壳聚糖参与制成的摩丝涂沫在头发上形成一层薄膜，硬度适中不发粘，无异味，无副作用，易于梳理、定型，光泽美观。
　　2）在纺织、印染、造纸方面的应用。
　　3）在环保方面的应用
　　壳聚糖有良好的吸附性能，可吸附染料、蛋白质、金属离子等。可用于金属富集、回收、分离、污水处理等。应用壳聚糖从工业废水中回收铜已达工业化。目前正研究利用壳聚糖从海水中提取铀。作为絮凝剂，壳聚糖对于活性污泥有很强的絮凝作用，能有效地处理食品工业废水，沉淀废水中的悬浮物。

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