多糖类药物提取方法及抗病毒活性分析

多糖类药物提取方法及抗病毒活性分析
摘要：本文首先从动物多糖、植物多糖、微生物多糖、海藻多糖等方面阐述多糖类药物种类，并从抑制病毒吸附干扰病毒复制、增强免疫力刺激干扰素产生等方面分析多糖类药物抗病毒机理，然后阐述多糖类药物提取流程、提取方法、杂质去除、分离提纯等工序，最后从结构测定困难、作用机制复杂、天然多糖纯化困难等方面阐述多糖类药物抗病毒活性分析存在的问题。

关键词：多糖类药物；提取方法；抗病毒活性
引言：多糖类是构成生命的四大基本物质之一，广泛存在于自然界各处，在抗肿瘤、抗炎、抗病毒、降血糖、抗衰老、抗凝血、免疫促进等方面发挥着生物活性作用，因此多糖类药物开发一直是各大药厂的研究重点。

但是多糖类药物提取方法没有有效地去除其中的杂质，导致其组分的理化性质没有得到要求。

优化多糖类药物提取方法，提高其抗病毒活性，是药厂的必然选择。

一、多糖类药物种类及抗病毒机理
（一）多糖类药物种类
1.动物多糖
动物多糖主要来自于动物结缔组织基质和细胞间质等脊椎动物组织胞外空间的特征组分，肝素、硫酸软骨素等药物便是动物多糖的代表，前者具有抗凝血、抑制疱疹病毒等作用，后者具有抑制人体免疫缺陷病毒的作用[1]。

2.植物多糖
植物多糖主要来自于高等植物的根、茎、叶、皮、种子和花，中草药药理作用明显，上品中草药基本无毒副作用，中品中草药毒副作用较小，下品中草药毒副作用可以使用其他药物监制，中草药中植物多糖分布广泛。

其中黄芪多糖是植
物多糖中的代表，该多糖类药物具有抑制乙肝血清标志物和抑制多株疱疹病毒的
作用[2]。

3.微生物多糖
微生物多糖主要来自于昆虫及甲壳动物的壳真菌、细菌的胞内胞外等，由于
微生物具有培养容易的优点，一般来说微生物多糖主要从菌体或者培养液中提取。

微生物多糖提取后所蕴含的蛋白质和色素等杂质较少，因此药厂生产微生物多糖
比较简单，其提取工艺适合大规模生产。

灵芝多糖是微生物多糖中的代表，在抗
病毒和抗肿瘤等方面均可以起到重要效果[3]。

4.海藻多糖
海藻多糖主要来自于海藻提取物，目前很多研究都已经证明了海藻多糖药物
具有广泛价值，例如海洋硫酸多糖在抗病毒活性方面具有良好表现；高度硫酸化
的海藻多糖在抗流感病毒方面具有良好表现；部分从蓝绿藻中提取的海藻多糖在
抑制人体免疫缺陷病毒方面具有显著作用。

（二）多糖类药物抗病毒机理
1.抑制病毒吸附干扰病毒复制
多糖类药物在体内或者体外都具有一定的抗病毒能力，可见其抗病毒活性之强。

硫酸多糖、硫酸呋喃核糖聚糖等药物能够在体外表现出较强的抗病毒能力，
在抑制人体免疫缺陷病毒方面具有显著作用。

很多多糖类药物本身虽然没有抑制
人体免疫缺陷病毒的作用，但是在酸化之后仍会人可以抑制人体免疫缺陷病毒复制。

近年来，各项研究表明具有抑制人体免疫缺陷病毒作用的多糖类药物都具有
一个共同特点，即多糖类药物都含有多聚硫酸根，可以认为多聚硫酸根使多糖类
药物具有强大的抗病毒活性。

病毒传染首先需要吸附到细胞表面与糖蛋白和其他
表面蛋白进行特异结合，这样病毒才能复制传播。

而多聚硫酸根带有大量的阴离
子负电荷，使病毒难以吸附到细胞表面，因此病毒复制的过程被阻断。

正常情况
下抑制人体免疫缺陷病毒主要的方法是抑制逆转录酶的活性，而部分多糖类药物
直接具有抑制逆转录酶活性的能力，例如肝素多糖类药物。

2.增强免疫力刺激干扰素产生
多糖类药物具有调节免疫系统功能的作用，在多糖类药物的作用下T 淋巴细胞、B 淋巴细胞、自然杀伤细胞都能够参与机体免疫，对抗外来病毒的入侵。

其中干扰素在多糖类药物的作用下会大量产生，干扰素具有活化补体、抗病毒复制等作用。

有研究表明多糖类药物对白细胞介素、干扰素的表达具有直接影响，其中影响最大的是白细胞介素－6和干扰素IFN-γ。

二、多糖类药物提取方法
（一）多糖类药物提取流程
以肝素为例，其多糖类药物提取主要使用的原材料为猪小肠，最终产品为肠皮食品、肠衣成品和肝素钠药物。

猪小肠加水在通水浸洗后排出废水，产物进行刮肠处理后得到肠黏膜、肠衣和肠皮三个产物，肠衣和肠皮产物分别在腌制和熏熟工艺下加工成副产品即可，而肠黏膜作为提取肝素钠药物的主要原料。

肠黏膜加入酶粉、NaCl、水、NaOH和含盐废水后进行酶解，排出废气后将产物加热后过滤掉固体杂质，而后经过树脂吸附后排出废水、废气，再加水对树脂进行漂洗排出废水，最后加入NaCl进行洗脱可以得到沉淀物。

沉淀物加入乙醇后提取上层清液和沉淀物，上层清液经过蒸馏后排除废水，再冷凝后可以得到乙醇用于在沉淀工序再利用。

而沉淀物经过烘干后排出水蒸气和乙醇挥发物后即可得到肝素钠药物。

多糖类药物提取流程如图1所示：
图1肝素多糖类药物提取流程
（二）多糖类药物提取方法
1.溶剂提取法
多糖类药物溶剂提取法指的是使用乙醇、甲醇或丙酮等提取液将其他物质溶解其中，而原材料中的多糖类物质不溶于乙醇、甲醇或丙酮，溶剂提取法可以得到多糖类药物的沉淀物质。

如果多糖成分中化合物极性较大，则可以使用水、醇等强极性溶剂，这样不必担心多糖成分也溶解在溶剂中。

2.酸碱提取法
多糖类药物酸碱提取法指的是在酸性或者碱性条件下对多糖有效成分进行提取，之所以需要在酸碱性条件下提取是为了防止糖苷键断裂或者多糖降解。

但是实际提取多糖类药物时需要结合多糖类别选择合适的提取方法，尽量提高多糖类
药物在酸性条件或者碱性条件下的溶解率。

其中碱性条件下提取多糖类药物时可
以加入一些硼氢化钾，该物质对多糖降解情况可以起到预防作用，大致提取流程
为碱性条件下提取、酸碱中和、减压、浓缩沉淀、洗涤干燥等。

3.超临界流体萃取法
多糖类药物超临界流体萃取法本质上属于提取分离技术，其原理是使用二氧
化碳等气体在高温高压下使多糖有效成分成为超临界流体，这样即可将多糖有效
成分从原材料中分离出来。

（三）多糖类药物杂质去除
1.蛋白质去除
多糖类药物蛋白质杂质可以通过加入不同浓度的乙醇溶剂或者加入相应酶去除，同一种多糖类药物加入50%、75%、95%浓度的乙醇后所分离出来的物质是不
同的，而不同多糖类药物去除蛋白质所加入的酶也是不同的，常用的酶为木瓜蛋
白酶。

2.色素去除
多糖类药物色素杂质可以通过加入活性炭、高锰酸钾、过氧化氢、酒精等物
质去除，色素在色谱分析中会对多糖类药物的质量控制和鉴定产生影响，工业化
生产中必须去除多糖类药物中的色素杂质。

（四）多糖类药物分离提纯
1.超滤法
多糖类药物超滤法分离提纯剂采用中空纤维滤膜对气体小分子杂质进行过滤，该方法不能在蛋白质杂质去除前使用，而应该按照先去除蛋白质杂质、再使用该
方法去除小分子杂质的顺序使用分离提纯方法。

2.沉淀法
多糖类药物沉淀法中主要使用季铵盐沉淀法分离酸性多糖或者使用分级沉淀
法加入不同体积浓度的乙醇溶液使不同聚合度的多糖分离提纯出来。

3.柱层次法
多糖类药物柱层次法主要使用琼脂糖凝胶、不同浓度的盐酸洗脱剂进行分离
提纯，其中粘多糖比较适合柱层次法。

4.色谱法
多糖类药物色谱法主要使用凝胶色谱柱对多糖成分进行分离纯化，最终可以
得到不同类型的多糖成分，目前使用最常见的是离子交换色谱法或者凝胶色谱法。

三、多糖类药物抗病毒活性分析存在的问题
（一）结构测定困难
多糖类药物抗病毒活性分析中，面临着多糖结构测定困难的问题，从结构上
来看多糖结构比蛋白质和核酸更加复杂，对多糖类药物提取人员造成了极大困难。

多糖类药物规模化生产必须解决的是标准化问题，而多糖结构测定困难导致研发
人员很难明确多糖提取标准，导致多糖类药物抗病毒活性没有充分得到发挥。

因此，目前多糖类药物提取加工只能在动物、植物、微生物、海藻上对天然多糖进
行提取、除杂、分离、纯化。

（二）作用机制复杂
多糖类药物可以对糖代谢、脂代谢产生影响，其糖代谢作用机制与修复胰岛
细胞、增加胰岛素敏感性、调节糖代谢酶活性、增加肝糖原合成、调节肠道菌群
代谢功能、改善机体免疫力等因素有关，其脂代谢作用机制与调节脂质吸收分布、调节基因表达、调节脂代谢酶活性、提高抗氧化能力、调节肠道菌群代谢功能等
因素有关。

因此，多糖类药物作用机制比较复杂，多糖类药物抗病毒活性分析必
须综合考虑各方面因素。

（三）天然多糖纯化困难
多糖类药物在自然界中多存在于动物、植物、微生物、海藻中，其中动物和植物多糖分离是相对简单的，其来源丰富充足，但是多糖可以与动物和植物身上的气体物质进行结合，对天然多糖纯化带来了极大困难。

很多天然多糖中同时含有蛋白质、色素以及气体小分子杂质，药厂在纯化天然多糖的过程中必须解决杂质分离的困难，否则多糖类药物分离精度不能满足临床要求。

结论：综上所述，多糖类药物研究人员可以基于溶剂提取法、酸碱提取法、超临界流体萃取法方法从原料中提取多糖成分，然后去除其中的蛋白质和色素等杂质，最后通过超滤法、沉淀法、柱层次法、色谱法等方法对多糖类药物进行分离提纯，即可得到片剂、颗粒剂、缓释制剂、控释制剂等不同类型的多糖药物。

药厂管理人员可以基于多糖类药物提取流程对多糖类药物提取方法、杂质去除、分离提纯等工序进行优化，以提高药厂多糖类药物制取的经济效益。

参考文献：
[1]王悦,范慧红.多糖类生化药物的质控策略与质控技术研究进展[J].中国药学杂质,2021,56(01):8-12.
[2]张晓平,邵骏菁,马大龙,等.天然药物抗肿瘤活性成分及其作用机制研究进展[J].药学学报,2019,54(11):1949-1957.
[3]白霜. 基于天然多糖类刺激响应型聚合物药物载体的构建及其在肿瘤治疗中的应用[D].西南大学,2019.。