黃芪多糖的生物學作用及其在養豬業上的研究與應用進展
單冬麗
甘肅省畜牧獸醫研究所
黃芪多糖（APS）是中草藥黃芪的主要成分，具有促進抗體生成，誘導幹擾素產生，促進免疫反應等多方面的活性作用。黃芪多糖在養豬業上的研究與應用引起了人們普遍關注和重視。
1 黃芪多糖的化學性質
黃喬書等（1982）從黃芪的水提液中分離得到兩種葡聚糖AG-1，AG-2和兩種雜多糖AH-1，AH-2；其中AG-1為水溶性的，確定為-（1→4）（1→6）葡聚糖，-（1→4）和-（1→6）甙鍵糖基的組成比例為5：2；AG-2為水不溶性-（1→4）葡聚糖。AH-1為水溶性酸性雜多糖，由葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖以1.0:0.04:0.02:0.01組成，所含糖醛酸為半乳糖和葡萄糖醛酸；AH-2由葡萄糖和阿拉伯糖以1：0.15組成。其中AG-1和AH-1具有免疫促進作用。方聖鼎等（1982）從內蒙黃芪的水提液中分離到3種APS：APSⅠ、Ⅱ和Ⅲ，其中APSI是雜多糖，由D-葡萄糖、D-半乳糖和L-阿拉伯糖以1.75:1.63:1組成，分子量為36300；APSⅡ為葡聚糖，分子量為12300，二者均有增強免疫活性的作用；APSⅢ也為葡聚糖，分子量為34600，無明顯免疫活性，主要為-（1→4）連接，-（1→6）連接方式較少。黃沁（1986）由內蒙黃芪根中分離出一種多糖組分APS-G，水解證明為葡萄糖與阿拉伯糖的多聚體，MW在2萬以下。
鄒一愚等(1998)採用乙醇沉澱法將APS分級得到兩組分APSⅠ和APSⅡ，兩者之比為0.31:0.69，APSⅠ中葡萄糖含量明顯低於APSⅡ，且APSⅠ中不含半乳糖和阿拉伯糖，但木糖含量很高，說明APS中大分子量部位含有大量戊糖，而小分子量部位則以葡萄糖和半乳糖為主。閆巧娟等（2004）通過分級醇沉、分步醇沉和超濾方法研究APS分子量分布，結果表明超濾後APS大部分分布在離心沉澱和截留分子量150個道爾頓（150KDa）以上部分，兩者佔57.6%，其含量除3KDa以下和6KDa至50KDa部分較低外，其它部分含量相差不大；APS的分布很不均勻，大分子量和小分子量的多糖較多，而3KDa至150KDa這一段的多糖只佔總多糖的13.2%。
毛曉峰等（2004）研究結果顯示：APS主要由兩種多糖組成，其中之一的分子量59400，同時氣相色譜法檢測顯示APS主要是由葡萄糖、甘露糖、果糖、巖藻糖和阿拉伯糖所組成，摩爾比25.79:0.8:0.63:5.52:1。
2 黃芪多糖的生物學作用
2.1 黃芪多糖的免疫增強作用
近年來許多研究表明，APS可以促進動物免疫器官生長發育，增強特異性（細胞免疫和體液免疫）和非特異性免疫反應。
李先榮等（1989）從黃芪根中提取製得的APS-G粉針，具有顯著的免疫增強作用，能顯著增強小鼠巨噬細胞的吞噬功能；促進血清溶血素形成，提高空斑形成細胞的溶血能力和明顯的碳粒廓清作用和明顯增加脾重；這些作用在正常的生理狀態下存在，在機體免疫功能低下時同樣顯示明顯作用。
毛小娟等（1989）從紅芪和黃芪中提取得到的紅芪多糖和APS均可明顯對抗強的松龍抑制血清凝集素、溶血素抗體的產生，APS對抗體形成細胞的雙向調節效果是它「扶正」的一種特徵表現，APS對抗體生成具有顯著的促進作用。APS能增強NK細胞的活性，刺激NK細胞增殖，與IL-2全用更佳（張曉明，1991）。
梁華平等（1994）研究發現燒傷後6d小鼠的脾臟指數和胸腺指數降低，經腹腔注射250mg/kg體重APS，每天一次，連續5d，不僅可以明顯提高正常小鼠的脾臟指數和胸腺指數，還可使燒傷小鼠的脾臟指數和胸腺指數恢復正常。APS能明顯增加小鼠脾臟、胸腺重量，同時能對抗免疫抑制劑潑尼松龍或強的松龍所造成的對脾、胸腺、腸淋巴結等免疫器官的萎縮作用，也能對抗環磷醯胺引起的脾臟萎縮。程志斌等（2002）報導，APS能使小鼠脾臟脾內漿細胞增生，促進抗體合成，增強體液免疫。許杜娟等（2003）檢測發現APS能促進正常小鼠脾臟細胞增殖反應，對亞適量ConA和LPS誘導脾臟細胞增殖反應也有顯著促進作用，對脾細胞幹擾素-和腹腔巨噬細胞腫瘤壞死因子-的產生有顯著促進作用。
翁玲等（2003）實驗證明，APS粉針劑能夠有效地促進化療後小鼠免疫系統功能的恢復，增加化療後BALB/C小鼠脾細胞分泌細胞因子的能力，對正常小鼠分泌細胞因子有一定的調節作用，並能增進s-180荷瘤小鼠NK細胞的殺傷能力。聶小華等（2004）研究證實，APS對於ConA誘導的脾臟、胸腺T淋巴細胞增殖具有顯著的促進作用。毛曉峰等（2004）研究發現APS能夠提高免疫應激後斷奶仔豬的細胞免疫功能，降低炎性因子和應激激素的分泌，從而發揮抗免疫應激作用；APS發揮抗免疫應激作用可能是通過改變細胞信號分子的濃度實現的。
姚金鳳等（2005）檢測表明APS能夠促進巨噬細胞NO合成，顯著增強小鼠腹腔巨噬細胞對黑色素瘤細胞的殺傷作用，認為APS能增強小鼠腹腔巨噬細胞的免疫功能，可能是其抗腫瘤作用的機理之一。歐德淵等（2007）測定發現APS抑制仔豬巨噬細胞TNF-表達及分泌炎性因子，這可能是APS維持仔豬健康的重要機制之一。黃興等（2013）研究表明，左旋咪唑和黃芪多糖都有加強雞新城疫Ⅰ系弱毒凍幹苗誘導豬內源性幹擾素產生的作用，黃芪多糖效果好於左旋咪唑。
2.2 黃芪多糖對機體代謝的影響
研究表明，給小鼠每日2次腹腔注射200mg/kgAPS，共3d，小鼠肝、脾細胞中嗜性核糖核酸活力顯著下降，致使RNA分解代謝降低，抗體合成增加。APS可明顯增加小鼠脾臟DNA、RNA和蛋白質的含量（王道苑等，1987）。
李先榮等（1989）報導，黃芪具有調節血糖的作用，對正常小鼠的血糖含量無明顯影響，但卻使葡萄糖負荷後的小鼠血糖水平顯著下降，並能明顯對抗腎上腺素引起的小鼠血糖升高的反應和苯乙雙胍致小鼠實驗性低血糖，而對胰島素性低血糖無明顯影響。活性氧自由基的消除及超氧化物歧化酶（SOD）和穀胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性的升高有利於動物抗氧化和抗衰老，減少對實質器官的病理損害，提高機體的抗病力。
李宏全等（2002）對正常雛雞在不同日齡、不同APS劑量水平下，以點眼、滴鼻、皮下注射、肌肉注射的不同給藥方式使用APS後，各試驗組血清GSH-Px、SOD活性均表現顯著升高，丙二醛（MDA）含量均顯著降低，表明APS可提高雞的抗氧化作用，提示APS可通過增強免疫器官中GSH-Px、SOD活性提高免疫防禦和免疫監視。丁利君等（2003）試驗揭示APS對羥基和超氧基兩種自由基都具有較好的清除能力，在一定濃度範圍內清除率與濃度劑量呈正相關關係。老年小鼠腦線粒體Mn-SOD活性降低，MDA含量增加，黃芪可通過提高腦線粒體Mn-SOD活性，降低MDA含量，保護線粒體膜的完整性而降低腦細胞的凋亡率，抑制腦衰老（張鵬霞等，2003）。
胡元亮等（2005）研究表明，APS和淫羊藿多糖均能促進細胞增殖和延緩細胞衰老，淫羊藿多糖的作用強於APS，具有一定的量效、時效關係。
3 黃芪多糖在養豬業上的應用
3.1 作為免疫增強劑
APS具有明顯的免疫調節作用，能提高豬抗病力，對於各種藥物及不同應激模式下的免疫功能降低，均具有明顯的免疫增強作用；與疫苗混合使用能提高機體對抗原的免疫應答能力，增強抗體效價和作用時效。
鄭旭升等（1993）通過PPA-ELISA檢測技術，證明黨參、黃芪、白朮、五味子、麥冬、淫羊藿、沙參等中藥具有提高豬瘟免疫抗體OD值的作用，而且可延長抗體的存留時間。中國農業科學院中獸醫研究所（2000）以黃芪煎劑作為豬口蹄疫疫苗佐劑，保護率提高20%。
邊傳周等（2005）在斷奶仔豬日糧中添加0.1%APS，在斷奶後第7d、14d淋巴細胞百分數分別增加7.7%、18.2%；中性粒細胞百分數分別減少了15.2%、28.6%；斷奶仔豬的SRBC抗體效價分別提高0.47、1.49（P<005）個滴度；單核細胞增殖率分別提高11%、25%（P<0.05）；腹瀉率顯著低於28日齡斷奶仔豬。解慧梅等（2006）以APS和人參皂甙Rb1直接與口蹄疫疫苗混勻肌肉注射免疫小鼠和豬，檢測發現APS和人參皂甙Rb1均能提高小鼠和豬口蹄疫抗體效價，隨著劑量的增加對抗體效價的影響有遞增現象；APS在20mg/頭和人參皂甙Rb10.8mg/頭時顯著提高了豬口蹄疫抗體效價；APS和人參皂甙Rb1與疫苗混合使MVECs分泌NO、IL-6和TNF-顯著下調，細胞因子接近於對照組，保護內皮細胞免受損傷。
魏鳳仙等（2006）在杜×長×大三元雜交小母豬基礎日糧中添加500mg/kgAPS飼喂，不影響生長豬的生產性能，但有一定的提高生產性能的趨勢；能夠提高生長豬血清中球/白比值，提高BSA免疫抗體OD值（P<0.05）及植物血球凝集素（PHA）刺激皮褶厚度增加值。許靜波等（2007）對三元雜交仔豬應用一定劑量（2ml、4ml、6ml）的APS肌肉注射能極顯著提高仔豬豬瘟疫苗的抗體水平（P<0.01），顯著提高仔豬外周血嗜中性白細胞百分數和淋巴細胞轉化率（P<0.05），表明APS對仔豬的免疫功能具有一定的促進作用。劉自逵等（2008）測定發現豬瘟兔化弱毒苗首免20d（41日齡）豬瘟抗體陽性率為70%，可疑率為30%；30d後（51日齡）豬瘟抗體陽性率為0，可疑為70%，陰性率達30%；分別用1ml、2ml和3ml複方APS注射液配合豬瘟疫苗免疫注射21日齡仔豬，三個試驗組豬瘟抗體水平均有較大提高，其陽性率達100%，而用生理鹽水稀釋的對照組抗體水平相對較低，其陽性率達不到100%，表明複方APS注射液可明顯提高豬瘟的抗體水平，提高了豬瘟的保護力。
邵珊等（2009，2011）以APS和白花蛇舌草多糖作為免疫增強劑聯合豬高致病性繁殖與呼吸症候群滅活疫苗免疫26日齡斷奶仔豬，均能極顯著促進外周血淋巴細胞的增殖，使抗體提早產生並提高抗體滴度和IL-2表達水平；均能顯著提高仔豬的CD3+、CD4+、CD8+淋巴細胞的百分比和特異性抗體滴度；因此APS和白花蛇舌草多糖能增強豬對高致病性繁殖與呼吸症候群滅活疫苗的免疫應答能力，均能提高豬高致病性繁殖與呼吸症候群滅活疫苗的免疫水平。
趙娟等（2010）研究黃芪多糖（APS）對PCV2陽性豬免疫功能的調節作用，結果顯示，APS能顯著增加外周血T淋巴細胞、NBT陽性細胞、CD4+T細胞百分數及IL-2、IL-4、IFN-含量，顯著降低CD8+T細胞百分數，推測APS通過上調CD4+細胞百分數、CD4+/CD8+及Th1反應恢復正常免疫機能。張飛等（2010，2011）在仔豬20、35日齡時分別肌肉注射2ml、46ml黃芪多糖，連續注射3d，能顯著提高斷奶仔豬血清中SOD含量（P<0.05），顯著降低斷奶仔豬血清中MDA含量（P<0.05），對恢復早期斷奶仔豬血清中NO含量有明顯的促進作用；能顯著提高斷奶仔豬外周血紅細胞數、白細胞數、血紅蛋白含量（P<0.05），顯著降低斷奶仔豬腹瀉率（P<0.05），但對斷奶仔豬日增重的影響不大，表明黃芪多糖對提高斷奶仔豬的免疫功能和抗氧化性能、降低腹瀉率具有一定的促進作用。
蘭新財等（2011）在每噸飼料中添加2kg增免康顆粒能明顯增強PRRS疫苗免疫後第7d和第14d的抗體水平，有很好的免疫增強效果，且效果極顯著（P<0.01）優於黃芪多糖；每噸飼料中添加2kg增免康顆粒、1kg增免康顆粒和1kg黃芪多糖對PRRS免疫後28d均有免疫增強效果，免疫後第7d、14d、28d增免康顆粒各劑量組和黃芪多糖對CSF免疫均有顯著免疫增強效果，差異不顯著。
3.2 防治疾病
APS能夠抑制豬腸道有害菌群，誘生幹擾素，抵抗細菌和病毒，增強免疫功能，降低哺乳仔豬、斷奶仔豬腹瀉和病毒性疾病發生，提高豬成活率。
毛曉峰等（2004）研究發現，在0.1％濃度下，APS對金色葡萄球菌、綠膿桿菌、沙門氏菌、大腸桿菌無抗菌作用；在0.5％濃度下，對大腸桿菌具有抗菌作用；在1％的濃度下，APS對大腸桿菌、沙門氏菌以及金色葡萄球菌具有抗菌作用。趙麗華等（2006）對病豬每天肌肉注射1次「複方APSⅢ號」注射液，連用2d～3d，治療豬瘟與豬藍耳病混合感染的病例，取得了良好的治療效果。郭秀英等（2006）用後海穴注射APS注射液5ml～10ml，1次/d，連用2次～4次，治療豬無名高熱取得了很好的效果。胡倉雲等（2007）對28日齡斷奶仔豬肌注APS注射液3ml/頭，連用3d，同時在每100kg基礎日糧中添加APS粉劑20g連餵7d；藥物組按常規劑量交替注射恩諾沙星、慶大黴素，同時在基礎日糧中添加抗菌藥物粉劑連餵7d，對照組不作任何處理，結果仔豬腹瀉率分別為8.6%、32.1%和70.2%，死亡率分別為0、8.9%和15.8%。
嚴正東（2008）通過母豬內服APS，同時給仔豬肌注諾氟沙星的方法治療仔豬黃白痢，治癒率達到93.7%，比單純給仔豬肌注諾氟沙星組和單純給母豬內服APS過奶組分別高出12.2%（P<0.01）和16.4%（P<0.01）。靳月生等（2008）對豬圓環病毒病分別肌注APS+複方磺胺間甲氧嘧啶鈉、利巴韋林+複方磺胺間甲氧嘧啶鈉、雙黃連+複方磺胺間甲氧嘧啶鈉治療，治療愈率分別為81.43%（193/237）、41.07%（46/112）和52.20%（71/136），可見APS在治療豬圓環病毒病較其他2種藥物效果好。
岑路等（2009）選用感染口蹄疫（FMD）豬場的60頭斷奶仔豬，在分別注射FMD合成肽疫苗進行緊急防制5d後分別在基礎日糧中添加索比亞益生菌2kg/t拌料、索比亞益生菌1.8kg/t及APS0.2kg/t拌料，防制FMD效果比對照組分別提高75%和100%，FMD疫苗保護率分別提高15%和20%，說明索比亞益生菌具有顯著的防制FMD和提高FMD疫苗保護的作用，添加APS對其具有明顯的協同作用；日增重分別提高2.86%和8.57%，飼料利用率分別提高11.0%和12.1%。
周德剛等（2010）在育肥豬飼料中聯合添加銀黃可溶性粉和黃芪多糖粉，連續使用7d，可以很好的提高育肥豬的日採食量和日增重，減少育肥豬呼吸道疾病和其它疾病的發生，降低養殖成本。葛洪光（2012）報導，豬偽狂犬病目前無特效治療藥物，對感染髮病豬可注射豬偽狂犬病高免血清，對斷奶仔豬有明顯效果，同時應用黃芪多糖中藥製劑配合治療可減少死亡率。
3.3 提高生產性能
日糧中添加APS和黃芩甙，可以改善斷奶仔豬的腸道內環境，促進有益菌群乳酸桿菌的生長，提高斷奶仔豬對營養物質的消化率（侯偉革等，2006）；增加豬採食量，促進生長發育，改善飼料報酬，提高生產性能。張波等（1999）於母豬分娩前4d肌注APS注射液30ml/頭，第2d再注1次；仔豬2日齡時肌注APS注射液2ml/頭，第2d再注1次，結果黃痢、白痢、水腫、肺炎、鏈球菌病發病率降低，成活率提高2.8個百分點，35日齡斷奶時平均體重比對照組多0.63kg，頭均增加經濟效益16.66元。毛曉峰等（2004）在斷奶仔豬飼料中添加APS，能夠緩解因注射脂多糖對斷奶仔豬的生長性能的下降。
李培發（2005）對7日齡長蘇（長白×蘇太）二元雜仔豬7日齡～15日齡和30日齡～35日齡基礎飼糧中分別加入APS、VC、新黴素預混劑（100g/100kg）飼糧飼喂，能有效促進仔豬的生長發育，減少腹瀉，提高成活率及增重。張素梅等（2006）在斷奶仔豬日糧中分別添加1%黃芪散劑及0.8%、1.0%和1.2%黃芪顆粒劑飼喂，對仔豬的生長性能及免疫功能均有不同程度的增強作用，免疫口蹄疫滅活苗後27d抗體水平顯著高於對照組，腹瀉率顯著低於對照組，料重比均較對照組小。李同洲等（2007）在斷奶仔豬日糧中添加0.02%、0.05%和0.1%APS飼餵28d，日均增重分別比對照組提高了2.35%、5.73%（P<0.05）、4.77%（P<0.05）；日均採食量分別提高0.48%、0.99%和1.53%；飼料報酬分別改善了1.59%、3.17%和2.65%；隨著日糧中APS水平的提高，試驗豬對主要營養物質的消化率有所提高；日糧中添加不同水平的APS可以明顯降低斷奶仔豬的平均腹瀉率，與對照組相比分別降低了12.50%、18.75%和31.25%（P<0.05）。
喻育才（2007）在斷奶仔豬飼糧中添加100、200、300和500mg/kg黃芪提取物，35d試驗結果發現4組豬的增重和日增重都顯著高於對照組，日均採食量均低於對照組，料肉比均優於對照組，其中以添加黃芪提取物200g時斷奶仔豬生長性能最佳；腹瀉發生率分別降低43.9%、52.8%、50.5%和53.5%。
肖華麗等（2008）在仔豬基礎日糧中分別添加0.05%APS、0.05%複方A免疫增強劑（APS+刺五加皂甙）、0.05%複方B免疫增強劑（APS+刺五加皂甙+牛膝多糖），日均採食量複方A組比APS組和複方B組顯著增加了8.99%和7.41%，與對照組差異不顯著；日均增重複方A組比對照組、APS組和複方B組顯著提高17.42%、16.11%和16.43%；料重比複方A組顯著低於對照組和APS組，與複方B組無顯著差異；複方A組比對照組顯著提高血漿中IgG含量19.64%，提高血漿中NOS活性16.74%。侯曉礁等（2009）在妊娠後期母豬飼料中添加300g/tAPS粉，能有效提高妊娠後期母豬的生產性能和出生仔豬的健康水平，對妊娠母豬的各種繁殖障礙性疾病有很好的預防作用，窩均產仔數、窩均活仔數和窩均活仔重均高於對照組；弱仔率、死胎率、木乃伊率和畸形率分別比對照組降低3.53、1.03、0.35和0.32個百分點。
駱先虎等（2012）分別在基礎飼糧中加入黃芪多糖200、500mg/kg和1000mg/kg飼餵28日齡斷奶仔豬28d，對仔豬的日增重、營養物質消化率、料肉比及腹瀉率均有所改善，添加組與對照組在腹瀉率方面差異顯著（P<0.05），其中以添加500mg/kg為宜。
4 存在問題及研究方向
4.1 存在的問題
目前報導的APS提取方法較多，不同的提取方法、不同的品種，提取的APS收率、含量及組成成分不完全相同，功能也有差異；APS有適宜的使用劑量，不同的動物和不同的發育階段最佳劑量不同，使用劑量同效應並不是完全成正比；APS作為免疫增強劑，只是一個增強作用，不可替代疫苗的使用，單用APS的非免疫動物的免疫保護效果很差；由於生產實踐和實驗室環境條件相差很大，因此實驗室的研究是不能完全使用於生產實踐的，產生的效果可能有差異。
4.2 今後研究方向
利用現代生物化學分析手段，改進APS提取、分離、純化技術，提高APS收率和含量，提高資源利用率；針對不同的飼養對象和生長發育階段，研究最適飼料添加量、注射最佳劑量、用藥時間、用藥程序等；繼續對APS作用機理進行深入研究，更具體了解APS的免疫增強作用；加強APS成品和原料質量控制，進行產品的毒理安全研究和使用技術；探討與其它飼料添加劑的配伍，如與有益菌配伍複合為合生元，發揮協同互作作用。