全球老年人口正快速增长。世界卫生组织预测,到2050年,65岁及以上人口将增至15亿,届时将显著超过5岁及以下儿童的人口数量。由于这一群体感染、癌症和退行性疾病发病率较高,相关医疗资源投入尤为显著。
老年群体的免疫缺陷是导致其感染、癌症和神经退行性疾病易感性增加的重要原因。最新研究发现,神经系统与免疫系统存在密切关联,二者通过重要信号交流维持稳态平衡。此前被认为仅存在于免疫系统的多种蛋白质,现已在健康神经系统中被检测到。
近些年提出的“突触免疫学”概念,专门用于描述免疫调节因子与突触功能之间的相互作用。多项研究证实,免疫功能衰退与感染及癌症风险增加存在关联,这些研究显示白细胞的质功能会随年龄增长而下降。
在老年群体的免疫缺陷研究中,自然杀伤(NK)细胞的年龄依赖性减少尤为值得关注——这类细胞本是抵御恶性肿瘤和病毒感染细胞的首道防线。因此,增强 NK 细胞活性已成为老年群体治疗的关键靶点。
鉴于上述情况,我们需要寻找天然、安全且经济的制剂来改善与年龄相关的健康状况和疾病管理。在本项初步研究中,科研人员假设源自米糠的天然膳食补充剂——大和米蕈(MGN-3/Biobran),能够对抗56岁以上老年群体因年龄增长导致的 NK 细胞活性下降。
大和米蕈(MGN-3/Biobran)通过使用香菇酶提取物水解米糠制成,多项研究已证实其强大的免疫调节作用。例如,在20-46岁年轻成人受试者中,大和米蕈(MGN-3/Biobran)可使 NK 细胞活性提升2-3倍。该效应具有剂量和时间依赖性,并与 NK 细胞对肿瘤细胞靶标的结合能力增强相关。此外,体内研究还证实了大和米蕈(MGN-3/Biobran)对人类T细胞和B细胞有丝分裂原反应的积极影响。
为验证研究假设,科研人员在埃及沙尔基亚省扎加齐格市的扎加齐格大学医院开展了一项为期一个月的随机双盲安慰剂对照临床试验,受试者均为老年患者,旨在评估老年患者对大和米蕈(MGN-3/Biobran)免疫调节作用的反应,并验证先前报道的大和米蕈(MGN-3/Biobran)对 NK 细胞活性的积极影响是否适用于该人群。
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研究对象和方法
1、大和米蕈(MGN-3/Biobran)
大和米蕈(MGN-3/Biobran)是一种通过将米糠半纤维素与香菇多糖水解酶反应制得的变性半纤维素。该物质属于阿拉伯木聚糖类,主链为木糖,侧链为阿拉伯糖聚合物。
实验中,受试者每日服用500毫克大和米蕈(MGN-3/Biobran)粉末,该粉末封装于独立小袋中。对照组则服用等量安慰剂粉末,两者在颜色、气味和质地方面完全无法区分。
除小袋底部印有字母编码外,大和米蕈(MGN-3/Biobran)与安慰剂的包装袋外观完全一致。大和米蕈(MGN-3/Biobran)和安慰剂药包由日本东京大和制药株式会社提供。
研究材料成分说明:大和米蕈(MGN-3/Biobran)组袋装制剂包含Biobran/ MGN -3(500毫克)、麦芽糖醇(1000毫克)、糊精(200毫克)、羟丙基二淀粉磷酸酯(280毫克)及磷酸三钙(20毫克)。安慰剂组袋装制剂则含有麦芽糖醇(1000毫克)、糊精(200毫克)、羟丙基二淀粉磷酸酯(780毫克)和磷酸三钙(20毫克)。
2、患者入选/排除标准
入选标准。本研究纳入56岁或以上的受试者,这些受试者愿意提供书面同意书,自愿参与研究。
纳入标准。包括:排除当前或有感染史、恶性肿瘤、自身免疫性疾病、显著门脉高压及全血细胞减少症,或存在严重心理创伤的受试者。同时排除正在使用服用维生素或抗生素补充剂、正在哺乳期的女性,以及正在接受其他抗病毒或抗癌治疗(如放疗、化疗)的患者。
3、研究受试者和设计
从埃及扎加齐格大学医院门诊部的访客中随机选取了12名表观健康的老年人(≥56岁,6名男性和6名女性)。使用 SPSS 的随机抽样选择功能,将受试者随机分配至大和米蕈(MGN-3/Biobran)组(n=6,口服500mg/day)或安慰剂对照组(n=6,口服500 mg/day)。
仅首席研究员(PI)知晓大和米蕈(MGN-3/Biobran)和安慰剂组的代码。每位参与者在研究开始和结束时各提供2份血液样本(每份4毫升),用于实验室和流式细胞术检测。
研究期间,要求入组受试者未经首席研究员咨询不得服用任何非处方药(包括维生素)。所有参与者均需向首席研究员报告任何异常症状或体征的出现。
4、实验室调查
检测项目包括红细胞(RBC)、血细胞比容(HCT)、血红蛋白(Hb)、平均红细胞血红蛋白(MCH)、平均红细胞体积(MCV)、血小板计数、白细胞(WBC)、中性粒细胞以及嗜碱性粒细胞与嗜酸性粒细胞。
肝肾功能实验室检查项目包含丙氨酸氨基转移酶(血清谷氨酸丙酮酸转氨酶,ALT/ SGPT)、天冬氨酸氨基转移酶(血清谷氨酸草酰乙酸转氨酶,AST/SGOT) 及 尿 酸 (UA)。
ALT、AST、 碱 性 磷 酸 酶(ALP)和UA水平均采用光度法检测,使用瑞士罗氏公司(巴塞尔)生产的 COBAS Integra 400 plus全自动生化分析仪完成检测。
5、脱颗粒试验
将血液以100 µl 的体积分装到4个试管中,分别作为刺激组、未刺激对照组、阳性对照组或IgG同型阴性对照。
通过化学刺激法对 NK / NKT 细胞进行处理:将细胞与佛波醇-12-肉豆蔻酸-13-乙酸酯(PMA,50ng/ml;Sigma-Aldrich;Merck KGaA)和Ca²⁺离子载体(离子霉素,250 ng/ml,Sigma)的混合液共同孵育(5小时,37°C,5%(体积比)二氧化碳),最终体积为500 µl(用 RPMI -1640培养基调整)。
未刺激样本在不含PMA/离子霉素的 RPMI -1640培养基中孵育,而阳性对照样本则同时添加了细胞松弛素与PMA/离子霉素。在PMA/离子霉素刺激过程中,加入经 FITC 标记的小鼠抗人CD-107a克隆H4A3抗体。
孵育1小时后,加入莫能菌素至终浓度6 µg /ml,以阻断CD107a的内化和降解。在IgG同型阴性对照管中,用小鼠抗人 FITC 标记的IgG抗体替代CD107a进行对照。
孵育完成后,使用BD PharmLyse(BD Bioscience)裂解红细胞,随后通过离心收集细胞,用染色缓冲液洗涤一次,并在100 µl 染色液中重新悬浮。
细胞样本经缓冲液处理后,加入5 µl PE标记的小鼠抗人CD56抗体克隆R19-760(NCAM -1,BD Bioscience)和5µl PerCP标记的小鼠抗人CD3抗体克隆SK7(BD Bioscience),于37℃孵育15分钟进行染色。
随后通过离心收集细胞,用FACS缓冲液洗涤一次后,重新悬浮于FACS缓冲液中。最终使用BD FACSCalibur流式细胞仪配合CellQuest软件(BD Bioscience)完成分析。
6、样本量计算
使用G*Power软件包进行重复测量方差分析时,假设效应量为0.80,采用两组数据进行双因素分析。当显著性水平(α)设定为0.05时,每组6名受试者(共12名)的样本量可确保统计学显著性结果的检验效能达到0.82。
7、统计学分析
连续变量表示为均值±标准差。为比较组间差异,采用双尾学生t检验或Fisher精确检验;而为评估组内治疗效果(即比较治疗后与治疗前水平),则使用双尾配对t检验。
通过Shapiro-Wilks检验判断数据是否符合正态分布。对于非正态分布数据,分别采用非参数检验(Wilcoxon符号秩检验)和Mann-Whitney检验来分析组内及组间治疗效果。P<0.05视为具有统计学显著性差异。图表绘制时采用均值±95%置信区间。
结果
1、血液学与生化指标分析
研究对比了大和米蕈(MGN-3/Biobran)组与安慰剂组12名老年受试者的基线血液参数、肝酶及肾功能指标。表I和表II数据显示,除AST水平(P=0.041)外,两组在所有基线指标上均无统计学显著差异(P>0.05)。
表I进一步显示,除血红蛋白(Hb)、总胆红素(MCV)、碱性磷酸酶(MCH)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)水平外,大和米蕈(MGN-3/Biobran)组在补充1个月后的各项指标均未出现显著变化(P<0.05)。
表II表明,安慰剂组在补充1个月后的各项指标也未出现显著差异,但Hb和MCH 水平除外(P<0.05)。这一结论得到了大和米蕈(MGN-3/Biobran)组未出现任何副作用的佐证,表明该治疗方案在所用剂量和疗程下安全可靠。
值得注意的是,大和米蕈(MGN-3/Biobran)组在治疗1个月后观察到显著的改善效果,而安慰剂组的改善幅度相对较小。具体表现为Hb、 MCV 和MCH 水平较治疗前均有提升。
此外,大和米蕈(MGN-3/Biobran)显著降低了天冬氨酸氨基转移酶(AST,即天冬氨酸转氨酶,单位:国际单位)水平,提示其具有改善肝功能的作用。
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表I:大和米蕈(MGN-3/Biobran)组老年受试者的血液学和生化特征(血液参数、肝酶和肾功能)。
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表II:安慰剂组老年受试者的血液学和生化特征(血液参数、肝酶和肾功能)。
2、淋巴细胞、 NK 和 NKT 细胞百分比
表III数据表明,淋巴细胞、 NK 和 NKT 细胞百分比的基线值(治疗前)无显著差异,大和米蕈(MGN-3/Biobran)组与安慰剂组相比无显著差异(P>0.05)。
表III数据显示,与基线值相比,大和米蕈(MGN-3/Biobran)和安慰剂补充剂在1个月后对淋巴细胞、 NK 细胞和NKT 细胞比例均未产生显著影响(P>0.05)。观察到的淋巴细胞比例增幅符合成人及老年群体的正常范围(18-44%)。
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表III:大和米蕈(MGN-3/Biobran)与安慰剂补充剂对各组淋巴细胞、 NK 细胞及 NKT 细胞百分比的治疗前后变化效果。
3、表达CD107a的 NK 细胞
通过流式细胞术分析,科研人员研究了大和米蕈(MGN-3/Biobran)对PMA/离子霉素激活的 NK 细胞CD107a脱颗粒的影响。补充大和米蕈(MGN-3/Biobran)显著上调了PMA/离子霉素刺激下表达CD107a的 NK 细胞数量(图1和表IV)。
两组在治疗前PMA/离子霉素刺激的 NK 细胞中CD107a表达水平变化趋势相似。需要特别说明的是,大和米蕈(MGN-3/Biobran)组(60.5%)与安慰剂组(40.9%)PMA/离子霉素激活 NK 细胞中CD107a表达率的对比(表IV),经Mann-Whitney U检验显示无统计学差异(具体检验结果未展示)。
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图1:大和米蕈(MGN-3/Biobran)对PMA/离子霉素化学激活的 NK 细胞中CD107a表达比例的影响。连续1个月补充大和米蕈(MGN-3/Biobran)后,经PMA/离子霉素处理的CD107a阳性 NK 细胞比例显著增加。柱状图显示中位数±标准误(IQR)。采用Wilcoxon符号秩检验和Mann-Whitney U检验分别比较组内(治疗前后)和组间【大和米蕈(MGN-3/Biobran)组与安慰剂组】差异。两组治疗前水平未见显著差异。与PMA/离子霉素刺激的 NK 细胞相比,在补充治疗前显著更高(P<0.05)。 与PMA/离子霉素刺激的 NK 细胞相比,在安慰剂治疗组中显著更高(P<0.05)。
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表IV:各组激活 NK 细胞与 NKT 细胞中CD107a表达水平的治疗前后对比。
此外,图2展示了大和米蕈(MGN-3/Biobran)对上调CD107a阳性 NK 细胞比例的促进作用。经PMA/离子霉素刺激后,表达CD107a的 NK 细胞数量显著高于基线水平。相比之下,安慰剂组补充剂未能提升PMA/离子霉素刺激后表达CD107a的 NK 细胞比例。在安慰剂组受试者中,仅极少数 NK 细胞呈现CD107a阳性(图2)。
数据表明,大和米蕈(MGN-3/Biobran)可诱导 NK 细胞表达CD107a,而该蛋白表达水平的提升已被证实与 NK 细胞细胞毒性效应的增强存在正相关。
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图2:流式细胞术分析对比(A)安慰剂与(B)大和米蕈(MGN-3/Biobran)对PMA/离子霉素刺激的 NK 细胞及未刺激 NK 细胞中CD107a表达的影响。与未补充大和米蕈(MGN-3/Biobran)的PMA/离子霉素刺激前 NK 细胞(中下)和1个月安慰剂治疗后的PMA/离子霉素刺激 NK 细胞(右上)相比,补充大和米蕈(MGN-3/Biobran)一个月后,PMA/离子霉素刺激的 NK 细胞中CD107a阳性细胞数量显著增加(右下)。在治疗前,PMA/离子霉素刺激组与未刺激组的 NK细胞CD107a表达水平在安慰剂组和大和米蕈(MGN-3/Biobran)组中均无显著差异(中组和左组)。
4、表 达 CD107a的 NKT 细 胞
与 基 线 值 相 比 ,大和米蕈(MGN-3/Biobran)和安慰剂补充剂均未显著上调PMA/伊诺霉素刺激的 NKT(CD3阳性、CD56阳性)细胞表达CD107a的百分比(图3和表IV)。
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图3:大和米蕈(MGN-3/Biobran)对PMA/离子霉素化学刺激后CD107a阳性 NKT 细胞百分比的影响。与基础水平或安慰剂组相比,大和米蕈(MGN-3/Biobran)对PMA/离子霉素化学激活的CD107a阳性 NKT 细胞百分比未产生显著统计学变化。柱状图表示中位数±标准误(IQR)。采用Wilcoxon符号秩检验和Mann-Whitney检验分别比较组内(前后)和组间【大和米蕈(MGN-3/Biobran)与安慰剂】差异。
大和米蕈(MGN-3/Biobran)是一种源自米糠的阿拉伯木聚糖,其主链为木糖,侧链为阿拉伯糖聚合物。它是一种强效的生物反应调节剂(BRM),其作用机制体现在体外实验中能显著增强外周血淋巴细胞的NK 细胞活性及IFN -生成能力,并在年轻成人和癌症患者中提升 NK 细胞活性。
该制剂对动物实验也表现出类似效果,包括老年小鼠和肿瘤动物模型。这种活性增强与 NK细胞颗粒含量增加及其对肿瘤细胞靶点的结合能力提升密切相关。为明确该生物反应调节剂对老年群体的益处,仍需针对老年受试者开展更多关于 NK 功能的研究。
NK 细胞作为抵御癌症和病毒感染的第一道防线,其细胞毒性作用能直接杀灭目标细胞。然而研究发现,随着年龄增长,NK 细胞功能会逐渐衰退,这不仅影响实验动物,也出现在人类群体中,使得老年群体更容易感染病毒和罹患恶性肿瘤。
随着年龄增长,NK 细胞活性下降与单细胞溶细胞活性降低及颗粒穿孔素表达减少有关,而颗粒穿孔素是破坏癌细胞和病毒感染细胞的主要成分,这一特征同时存在于 NK 细胞和细胞毒性T淋巴细胞中。
本研究的初步数据显示,每日摄入大和米蕈(MGN-3/Biobran)以500 mg/day的剂量补充1个月可增加老年群体的 NK 细胞活性。其潜在机制尚不清楚,但可能归因于 NK 颗粒穿孔素和颗粒酶B的增加,或由于大和米蕈(MGN-3/Biobran)能够影响早期信号事件,从而触发蛋白激酶C。
两组老年受试者【大和米蕈(MGN-3/Biobran)组与安慰剂组】在治疗后一个月时,非PMA/离子霉素刺激的 NK 细胞CD107a表达水平较基线值变化均无统计学意义。然而,大和米蕈(MGN-3/Biobran)显著提升了PMA/离子霉素刺激后表达CD107a的 NK 细胞比例,较基线值和安慰剂组均呈显著性差异(图1)。
流式细胞术检测结果(图2B)进一步证实了大和米蕈(MGN-3/Biobran)对表达CD107a的 NK 细胞的上调作用。安慰剂组受试者未出现PMA/离子霉素诱导的 NK 细胞表达CD107a上调现象,仅极少数 NK 细胞呈阳性(图2A)。
值得注意的是,大和米蕈(MGN-3/Biobran)辅助后活性的提升与 NK 细胞比例无相关性。表III数据显示,大和米蕈(MGN-3/Biobran)组与安慰剂组的淋巴细胞百分比和NK 细胞百分比均未出现显著变化。这些数据与他人研究结果一致,健康受试者的淋巴细胞正常范围为18%-44%, NK 细胞正常范围为7%-28%。研究显示,NK 细胞表达CD107a与细胞毒性效应增强呈正相关。
最新研究显示,CD107a不仅是脱颗粒的标志物,更在溶酶体形成及脱颗粒过程中发挥关键作用。当通过RNA干扰技术抑制 NK 细胞中CD107a的表达时,细胞无法完成脱颗粒过程。研究发现,颗粒酶B可靶向细胞,导致穿孔素运输受阻、溶酶体颗粒中的穿孔素含量降低,以及 NK 细胞的细胞毒性活性受损。
另一方面,CD107a表达量的增加与 NK 细胞的细胞因子分泌及细胞毒性活性增强呈正相关。因此,研究结果表明,大和米蕈(MGN-3/Biobran)能增强 NK 细胞的溶酶体颗粒运输能力、脱颗粒活性及细胞毒性。
NK 细胞被认为是先天免疫应答与适应性免疫系统之间的桥梁,其激活将导致其他免疫细胞亚群的调节。这一结论在早期的研究中得到了证实,这些研究显示大和米蕈(MGN-3/Biobran)在摄入后能够调节人CD8 T细胞、CD4T细胞和B细胞。
自然杀伤T细胞(NKT 细胞)是一类具有双重特征的调节性淋巴细胞,其表面同时表达T淋巴细胞(如CD3、α/β T细胞受体)和 NK 细胞(如CD56、NK1.1)的典型受体。目前尚不完全清楚大和米蕈(MGN-3/Biobran)为何能诱导PMA/离子霉素刺激的表达CD107a的 NK 细胞,却无法在老年受试者中诱导 NKT 细胞的激活,这可能与 NK 细胞和 NKT 细胞的受体差异有关。
早期研究发现,在体外经大和米蕈(MGN-3/Biobran)补充16小时后,可显著上调 NK 细胞表面三种关键受体:早期激活抗原CD69、 白 细 胞 介 素 -2 受 体 CD25, 以 及 黏 附 分 子 CD54(ICAM-I)。
NKT 细胞是一类由抗原呈递细胞表面的CD1d(分化簇1d)分子结合脂质抗原激活的T细胞群体。目前已鉴定出五种不同的CD1基因(CD1a-e)。其中CD1a-c蛋白可被多种常规αβ T细胞识别,而CD1d蛋白则特异性激活αβ T细胞的特定亚群。脂质抗原的细胞内代谢途径在构建功能性 NKT 细胞库中起着关键作用。科研人员认为,需要对这些细胞的脂质特性进行更深入的研究,旨在评估受试者对大和米蕈(MGN-3/Biobran)免疫调节作用的反应。
研究结果表明,大和米蕈(MGN-3/Biobran)能激活老年受试者的 NK 细胞活性。美国国家老龄化研究所与阿尔茨海默病协会的指南指出,饮食与大脑结构及功能变化存在直接关联。越来越多的实验证据表明,突触可能是阿尔茨海默病、帕金森病和多发性硬化症等疾病异常的根源所在。事实上,长期增强(LTP)和长期抑制(LTD)在诱导、维持或逆转过程中出现的异常现象,是这类研究中常见的现象。
不同脑部疾病模型以及与炎症相关的人类病理均表明,不同病症的病因机制是免疫介质异常表达与其他疾病特异性特征共同作用的结果。值得注意的是,膳食补充剂L-色氨酸能有效抑制年龄增长导致的海马体血清素(5-HT)生成下降,从而延缓认知衰退;而西地那非(一种磷酸二酯酶-5抑制剂)治疗则改善了阿尔茨海默病小鼠模型中海马体突触功能障碍和记忆缺陷。本研究及其他相关成果,或将为设计免疫神经靶向疗法提供新思路。
特别值得注意的是,大和米蕈(MGN-3/Biobran)在老年受试者中实现的 NK 免疫调节效应是在500 mg/day的低剂量下实现的。参与这项随机双盲临床试验的高龄受试者均身体健康,无任何疾病史,且未服用其他免疫调节药物,这表明健康高龄受试者对大和米蕈(MGN-3/Biobran)的 NK 免疫调节作用表现出显著反应。
本研究数据显示,大和米蕈(MGN-3/Biobran)具有安全性,治疗过程中未引发任何研究参数的显著毒性变化。值得注意的是,大和米蕈(MGN-3/Biobran)组在治疗1个月后观察到某些有益效果,安慰剂组则效果较弱。这些改善包括血红蛋白(Hb)、总胆红素(MCH)和碱性磷酸酶(ALP)水平的提升。
此外,大和米蕈(MGN-3/Biobran)显著降低了天冬氨酸转氨酶(AST,即谷草转氨酶,简称 SGOT)水平,提示肝功能得到改善。这一发现与近期研究结果一致——在丙型肝炎患者中,大和米蕈(MGN-3/Biobran)使用后病毒血症水平显著降低,证实了该制剂改善肝功能的能力。
多项毒性研究表明,大和米蕈(MGN-3/Biobran)具有安全无毒的特性:i) 在比格犬亚慢性毒性试验、豚鼠抗原性研究及致突变性测试中均表现良好;ii) 其半数致死量(LD50)超过36克/千克;iii) 阿姆斯致突变性试验结果为阴性。此外,针对接受化疗的癌症患者开展的研究显示,该药物显著改善了患者的食欲及生活质量(QOL)各项指标。
本研究的安慰剂组摄入了膳食纤维羟丙基二淀粉磷酸酯(HDP),该物质目前被用作食品添加剂。表II和表III的数据表明,摄入HDP的受试者相较于基线值,其血红蛋白(Hb)和总抗氧化能力(MCH)水平均显著提升。
本研究的一个局限在于样本量较小,需要更大规模的研究来验证结论。另一个局限是,难以全面检测所有分子标记物,这些标记物对于识别大和米蕈(MGN-3/Biobran)诱导的 NK 细胞激活(而非 NKT 细胞)的潜在机制至关重要。
综上所述,本研究的初步结果有力表明,大和米蕈(MGN-3/Biobran)能够有效对抗老年群体的NK 细胞免疫衰老,这表明该制剂在降低癌症和病毒感染发生率方面具有潜力。
结论
本研究首次将大和米蕈(MGN-3/Biobran)的生物反应调节剂(BRM)效应拓展至老年人群,具体表现为增强 NK 细胞脱颗粒功能和细胞毒性活性。
大和米蕈(MGN-3/Biobran)是一种无毒且价格亲民的膳食补充剂,有望为健康与患病的老年人群提供降低医疗开支的有效途径。我们未来的研究方向包括开展多中心前瞻性临床试验,评估该补充剂在老年群体中预防感染和肿瘤发生的作用。
免责声明:大和米蕈LENTIN Plus 1000LY作为一款免疫调节剂,属于保健食品,不能代替药物治疗疾病,大家应理性对待。#老年人群 #免疫调节 #大和米蕈 #阿拉伯木聚糖
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