酸性多糖是指含有羧基或硫酸根等酸性基团的多糖，是一种重要的生命物质。其来源广泛，具有多种生物活性，如抗氧化、免疫调节、降血糖和抗肿瘤等活性，且其毒副作用小，具有巨大的发展潜力，已经受到越来越多的关注和研究。酸性多糖属于高分子化合物，一般有较多分支，结构复杂，不易分离鉴定，给其研究和临床应用带来了很大的限制。文章对目前关于酸性多糖生物活性及结构解析的研究进行比较和总结，为未来酸性多糖的研究与开发提供理论依据。

1 酸性多糖的来源

酸性多糖主要来源于植物、动物和微生物。植物来源的酸性多糖主要从植物的根、茎、叶及果实中提取分离得到。动物来源的酸性多糖如肝素主要从动物组织中提取出来，是目前临床应用最广泛的酸性多糖，具有抗凝血活性^[1]。微生物中的酸性多糖主要来源于胞外多糖、胞内多糖和细胞壁多糖，与动植物来源的酸性多糖相比，微生物来源的酸性多糖更为多样和复杂。

2 酸性多糖的提取、分离纯化

酸性多糖的提取方式包括水提取法、碱水提取法、超声辅助提取法、微波辅助提取法和酶辅助提取法等，通过这些方法提取得到通常为粗多糖，粗多糖通常采用沉淀法和柱层析法进行分离纯化。沉淀法包括分级醇沉法和季铵盐沉淀法等^[2]。常用的柱层析填料包括离子交换类的二乙氨基乙基（DEAE）-葡聚糖、DEAE-纤维素和DEAE-琼脂糖，以及凝胶类填料葡聚糖凝胶（Sephadex G）、琼脂糖凝胶（Sepharose）等。采用单一的分离纯化方法往往达不到纯化酸性多糖的目的，目前研究多联合采用多种方法对酸性多糖进行分离。Ma等^[3]采用热水提取、乙醇沉淀、DEAE-52和Sephadex G-100柱层析从银条中分离出酸性多糖SFPSA。Zhu等^[4]采用超声辅助提取后，经DEAE-52和Sepharose CL-4B柱层析从何首乌中分离出酸性多糖APS。

3 酸性多糖的结构解析

作为高分子化合物，酸性多糖的结构可分为一级、二级、三级和四级结构。一级结构属于初级结构，二级、三级和四级结构属于高级结构。由于酸性多糖结构复杂，往往需要同时结合多种方法进行结构鉴定。

3.1 酸性多糖初级结构研究方法

酸性多糖初级结构研究包括：相对分子量、单糖组成、糖构型、糖苷键种类以及糖残基间的连接方式的鉴定。测定酸性多糖相对分子质量的方法主要有黏度法、超离心法、光散射法、渗透压法以及高效凝胶色谱法等，其中高效凝胶色谱法（HPGPC）是目前最常用的鉴定纯度和检测分子量的方法。酸性多糖的单糖组成通常采用酸水解或衍生化-酸水解，经高效液相色谱（HPLC）或气相色谱（GC）进行分析来确定。酸水解常用三氟乙酸、硫酸以及盐酸等强酸进行水解；常用的衍生化法有1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮（PMP）衍生化法、三甲基硅醚衍生化法^[5]、糖醇乙酸酯衍生物^[6]等。

糖构型、糖苷键类型及糖残基连接方式主要通过甲基化反应、高碘酸氧化-Smith降解、红外光谱（FT-IR）以及核磁共振（NMR）来判断。甲基化反应是确定酸性多糖中各单糖残基连接位点以及在多糖分子中所占比例的重要方法，但酸性多糖中存在大量糖醛酸，不易气化水解，因此在酸性多糖进行甲基化之前要先对糖醛酸进行还原。高碘酸氧化-Smith降解反应可以判断酸性多糖分子中糖苷键的类型和位置^[7]。通常采用气相色谱-质谱联用仪（GCMS）分析甲基化产物和高碘酸氧化-Smith降解产物，确定酸性多糖的单糖组成、糖苷键的类型以及连接方式^[8]。FT-IR常用来判断酸性多糖的构型及糖苷键的类型。核磁共振（NMR）法是解析酸性多糖结构最重要的分析手段之一。根据1D NMR中的端基氢和端基碳信号可以确定酸性多糖结构中的糖苷键构型、糖残基类型和比例，糖残基的连接方式需要通过2D NMR来确定。

Sahragard等^[9]研究覆盆子酸性多糖结构，通过HPGPC法测得酸性多糖RAPS-1的分子量为7kDa；通过糖醇乙酸酯衍生化法结合GC测得RAPS-1由葡萄糖（Glc）、半乳糖（Gal）、葡萄糖醛酸（GlcA）组成；通过高碘酸氧化-Smith降解确定RAPS-1中单糖可能存在的连接形式；通过FT-IR分析得出RAPS-1中存在α-吡喃糖；通过甲基化反应确定RAPS-1中糖残基的具体构型；通过NMR分析得到RAPS-1的糖链是以1，4-linked Glcp为主链，支链连接在主链Glcp的6位。Zhou等^[10]研究枸杞酸性多糖结构时，采用HPGPC法测得酸性多糖LBP1B-S-2的分子量为131.78 kDa，采用PMP衍生化法结合HPLC测得LBP1B-S-2由鼠李糖（Rha）、阿拉伯糖（Ara）、Gal和GluA组成；利用甲基化反应确定LBP1B-S-2中糖残基具体构型；通过NMR分析得到LBP1B-S-2糖链是以1，3-linkedGalp与1，6-linkedGalp为主链，支链连接在主链的1，6-linkedGalp的3位或1，3-linkedGalp的6位。

3.2 酸性多糖高级结构研究方法

酸性多糖的生物活性与高级结构密切相关，但目前有关酸性多糖的高级结构的分析方法还比较少。刚果红（Congo red）试验是用于测定酸性多糖中的三螺旋结构，原子力显微镜（AFM）技术主要用于观察酸性多糖的分子形态以及对酸性多糖分子的高度、轮廓长度、末端距和持续长度进行测量^[11]，扫描电镜（SEM）技术用来分析酸性多糖样品表面或断口形貌，X射线衍射技术（XRD）用来分析酸性多糖的立体化学信息，如键长、键角和构型等信息，以确定多糖的立体构型^[12]。

Wang等^[13]在研究大枣酸性多糖高级结构时，通过FT-IR和AFM分析，确定酸性多糖LZJP3和LZJP4是具有大量分子球状聚集体的β-吡喃多糖，通过SEM分析，其表面形貌为棒状集合体，呈光滑、丝状交错扩展。Ma等^[14]研究山药酸性多糖高级结构时，通过SEM和XRD分析，表明酸性多糖DOMP具有球形鳞片状结构。Lin等^[15]研究凉粉草酸性多糖的结构特征，通过SEM分析表明，酸性多糖MCP具有独特的荷叶状形貌，表面有不规则的小圆形棒状物。

4 酸性多糖的生物活性

酸性多糖具有多种生物活性，包括抗氧化、免疫调节、降血糖、降血脂等，本文总结了近年来报道的酸性多糖来源、结构表征及生物活性，见表 1。

4.1 抗氧化活性

当机体存在大量的自由基时，会造成机体的各种损伤，加速机体衰老并诱发各种疾病，目前研究表明，酸性多糖具有一定的抗氧化能力。Zhai等^[25]研究石榴皮中酸性多糖的体外抗氧化活性，酸性多糖PPP对超氧阴离子、羟基和DPPH自由基有显著的清除作用。Zhang等^[26]研究忍冬中酸性多糖的体外抗氧化活性，发现酸性多糖LJP-a-3和LJP-a-4能清除DPPH、ABTS+、氢氧自由基和超氧自由基，对双氧水（H₂O₂）诱导的红细胞氧化溶血和氧化损伤DNA具有保护性。

4.2 免疫调节活性

免疫调节是维持机体内环境稳定的关键，对于预防和治疗感染、炎症和癌症等疾病有着重要意义。已有研究表明酸性多糖能通过多种途径来实现免疫调节，如激活并提高吞噬细胞的吞噬功能及促进分泌细胞因子等。Sun等^[27]在研究山芝麻酸性多糖的免疫调节活性中，发现酸性多糖SPF3-1能显著促进巨噬细胞的增殖，刺激巨噬细胞的吞噬能力，诱导一氧化碳（NO）和免疫调节细胞因子的产生。Hsu等^[28]在研究金黄银耳酸性多糖的抗免疫活性中，发现酸性多糖GX能显著增加人外周血和脾T淋巴细胞中IL-6的产生，以及显著减少脾脏淋巴细胞中TNF-γ的产生，具有调节免疫作用。

4.3 降血糖

治疗糖尿病的药物主要为双胍类和磺酰脲类，但这些药物毒副作用大，且有可能产生机体依赖性^[29]。研究表明某些酸性多糖具有降糖作用，Zhang等^[30]研究油茶中酸性多糖的降血糖作用，发现酸性多糖CCP能促进HepG2细胞消耗培养基中的葡萄糖，其消耗率显著高于相同浓度下盐酸二甲双胍和油茶粗多糖的相对消耗率，表明CCP具有降糖作用。Liu等^[31]研究草珊瑚酸性多糖对Ⅱ型糖尿病小鼠的降血糖作用，发现酸性多糖SERP1能降低糖尿病小鼠的血糖，增加肝脏外周组织对葡萄糖的利用；体外α-葡萄糖苷酶（α-glucosidase）抑制试验表明，SERP1对α-glucosidase酶的抑制活性强于阿卡波糖。

4.4 降血脂

控制和降低血脂可减少动脉粥样硬化、冠心病、血栓等心脑血管疾病的发生风险^[32-33]。酸性多糖具有降血脂的功能。Lee等^[34]研究天麻酸性多糖对高血脂大鼠的降血脂作用，发现酸性多糖能显著降低高血脂大鼠的三酰甘油、低密度脂蛋白水平以及总胆固醇含量，对动脉粥样硬化有明显的抑制作用。

4.5 抗肿瘤

恶性肿瘤严重威胁人类的健康，抗肿瘤药物研发历来被人们所重视，酸性多糖具有抗肿瘤活性。Mahgoub等^[35]研究海洋杆菌MHM3中酸性多糖的抗癌活性，发现酸性多糖MHMEPS在低浓度下能阻碍人乳腺癌MCF-7细胞的增殖，并通过激活caspase-3诱导MCF-7细胞凋亡。Zhang等^[36]研究草珊瑚酸性多糖的抗肿瘤活性，发现酸性多糖SGP-2能显著抑制MG-63人骨肉瘤细胞的增殖，可通过激活Caspase-3诱导MG-63细胞的凋亡，并抑制MG-63骨肉瘤细胞的迁移。

4.6 抗炎活性

很多疾病的发生和发展都伴随着炎症反应，酸性多糖具有抗炎活性。Shi Wenting等^[37]研究益智酸性多糖AOP70-2-1的抗炎活性，结果显示其可显著抑制脂多糖刺激BV2小胶质细胞中NO的生成，显著降低IL-6和TNF-α的分泌。袁雷等^[38]研究血满草中酸性多糖的抗炎活性，显示酸性多糖SPS-1及其衍生物SPSS-1可显著降低LPS诱导的RAW264.7细胞中炎性因子IL-1β、IL-6和TNF-α的分泌，同时可显著增加抗炎因子IL-10的分泌。

4.7 抗菌活性

细菌引起的感染不仅加大了治疗难度，而且容易引起较高的致病率和致死率。近年来研究表明，酸性多糖能抑制多种临床常见细菌的生长。Reyes等^[39]研究红参酸性多糖的抗菌活性，发现酸性多糖RGAP在巨噬细胞内可以抑制丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs）信号蛋白ERK、JNK和p38的表达，从而干扰布鲁氏菌的吞噬活性，并通过增强噬菌体融合来抑制布鲁氏菌的胞内复制，从而起到抗菌作用。

4.8 抗病毒活性

近年来研究表明，酸性多糖具有抗病毒活性，其抗病毒机制一般被认为是酸性多糖可以抑制病毒早期阶段的复制。Mikinori Ueno等^[40]研究海藻酸性多糖的抗病毒活性，发现两种岩藻多糖能抑制HIV-1病毒在TZM-bl和MT-4细胞中的早期感染，且能抑制HBV病毒在HepG2.2.15.7细胞中的早期感染，表明两种酸性多糖具有抗病毒活性。

4.9 其他活性

除上述活性之外，酸性多糖还有抗衰老、抗辐射、保肝等生物活性。Zhang等^[41]研究姬松茸中酸性多糖对雄性小鼠的抗衰老作用，发现酸性多糖MZPS可增加雄性小鼠体内的总抗氧化能力（T-AOC）、GSH过氧化物（GSH-px）和超氧化物歧化酶（SOD）的含量，降低丙二醛（MDA）的含量，具有抗衰老作用。Bing等^[42]研究人参酸性多糖对小鼠的抗辐射作用，发现酸性多糖APG显著降低辐射诱导的小鼠空肠细胞的凋亡，提高抗凋亡蛋白（Bcl-2和Bcl-XS/L）的表达水平，显著降低促凋亡蛋白（p53、BAX、细胞色素c和caspase-3）的表达水平，减少辐射诱导的肝肠损伤。Yuan等^[43]研究五味子酸性多糖对乙醇致小鼠肝损伤的保护作用，发现酸性多糖SCAP可显著降低乙醇模型组小鼠血清和HepG2细胞中谷草转氨酶（AST）、谷丙转氨酶（ALT）和丙二醛的水平，提高SOD活性，明显缓解肝组织的病变，具有保肝作用。

5 结语与展望

文章综述了近年来酸性多糖的提取分离、结构鉴定及其生物活性的研究进展。根据上述文献，目前已经鉴定结构的酸性多糖最大分子量为2 280 kDa，半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸为酸性多糖的主要酸性部分；由于糖醛酸的存在，酸性多糖较中性多糖不易被水解和气化，增加了GC-MS对酸性多糖甲基化产物分析的难度，基于此研究者开发了糖醛酸还原方法，完善了甲基化方法在酸性多糖结构鉴定中的应用。目前，酸性多糖的化学结构研究主要集中在一级结构的构建，仅有少量研究涉及了高级结构，现有方法仍不能完全确定糖链的结构，限制了酸性多糖结构鉴定的研究。

酸性多糖具有多种生物活性，研究者通过体内外实验证明了酸性多糖具有抗氧化、抗炎、免疫调节和降血脂等活性并研究了其作用机制，但由于酸性多糖结构的复杂性、不规律性，使得酸性多糖分子结构与生物活性之间的关系仍然不明确，严重阻碍了酸性多糖的深入研究，这也是大多数酸性多糖只停留在药理实验中，缺乏广泛临床应用的主要原因。

因此，未来的研究应继续对酸性多糖的分离纯化方法进行优化，通过研究酸性多糖的寡糖片段和高级结构表征酸性多糖的精确结构，并利用网络药理学及各种组学技术，深入研究酸性多糖作用的有效靶点及其作用机制，为明确酸性多糖的构效关系以及开拓酸性多糖的应用提供理论支持。