基于黃芪多糖生物活性檢測各因子間的典型相關(guān)分析

元雪湞，馬發(fā)順，王 敏

（1.河南省獸藥飼料監(jiān)察所，鄭州 450000；2.安陽工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，安陽 455000）

黃芪多糖是中藥黃芪的主要成分，可改善動物生長性能，增強機體免疫力。黃芪多糖能促進(jìn)動物免疫器官的發(fā)育，增加免疫細(xì)胞的數(shù)量及提高免疫細(xì)胞的功能。在飼糧中添加黃芪多糖可顯著提高肉雞[1-2]、仔豬[3]和羔羊[4]的生產(chǎn)性能，促進(jìn)體重增長；可降低料肉比和腹瀉率[3]；能夠顯著提高機體的抗體水平，增強免疫效果[2,5-6]。有關(guān)黃芪多糖的研究多集中在黃芪多糖對動物機體的作用方面，而缺乏針對黃芪多糖生物活性檢測方面的專題研究。目前獸用黃芪多糖注射液的檢測，我國普遍采用《中國獸藥典2015版（二部）》提供的方法，檢測項目主要有黃芪多糖含量（以葡萄糖計）、單雙糖、異常毒性、鑒別判斷和生物活性等。其中生物活性檢測是唯一以昆明鼠為實驗動物的檢測項目，該檢測項目可直接反映黃芪多糖對動物生長及免疫器官生長的影響。筆者曾以小鼠體重、脾臟重、胸腺重等為自變量，以脾指數(shù)為因變量，分別對試驗組和對照組建立了檢測模型[7]，模擬了各變量之間的線性關(guān)系，但對各變量之間的關(guān)系也只是進(jìn)行了簡單相關(guān)分析。而典型相關(guān)是對多變量間綜合相關(guān)性統(tǒng)計分析的方法，可以從多變量錯綜復(fù)雜的相關(guān)關(guān)系中抽取出少數(shù)幾對顯著的典型相關(guān)變量，以概括原有變量的大部分信息，從而反映2 組變量間相關(guān)關(guān)系情況。施堅[8]、陳海燕[9]、丁月云等[10]曾對豬的體尺性狀與繁殖性狀進(jìn)行過典型相關(guān)分析；張建豐等[11]、石建州等[12]、韓順順等[13]使用典型相關(guān)分析方法對雞的體尺性狀與屠宰性狀、生態(tài)因子與經(jīng)濟(jì)性狀等進(jìn)行了綜合分析。而關(guān)于黃芪多糖注射液生物活性檢測中涉及的多因子之間的綜合相關(guān)分析目前還未見報道。本文擬采用典型相關(guān)分析法對黃芪多糖注射液生物活性檢測中多因子進(jìn)行相關(guān)分析，以揭示各因子之間的內(nèi)在聯(lián)系，為黃芪多糖注射液生物活性檢測方法的改進(jìn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗動物

昆明鼠，SPF級，體重18～20 g，質(zhì)量合格證號為：NO.11401500058324，購自斯貝福（北京）生物技術(shù)有限公司；滅菌維持飼料，購自斯貝福（北京）生物技術(shù)有限公司，許可證號：SCXK(京)2015-0015。屏障環(huán)境飼養(yǎng)，環(huán)境溫度20～22 ℃，相對濕度40%～50%；墊料每周更換3 次，提供充足的無菌飲水。

1.1.2 試驗儀器和藥品

精密分析天平（AB204-N），梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司生產(chǎn)；一次性使用無菌注射器（型號1mL），河南曙光健士醫(yī)療器械集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)；黃芪多糖樣品，規(guī)格：以葡萄糖（C6H12O6）計100mL:1.0g，含量為標(biāo)識量的90.3%，鑒別反應(yīng)為合格，pH值為6.4，物理性質(zhì)為黃褐色澄明液體，由河南省某獸藥廠提供；生理鹽水，河南科倫藥業(yè)有限公司生產(chǎn)。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗用昆明鼠40只，雌雄各半。按性別分別設(shè)置試驗組10 只，對照組10 只。試驗組每天每只小鼠腹腔注射黃芪多糖0.5mL，對照組每只昆明鼠注射等量的生理鹽水；連續(xù)注射7 d。最后一次注射黃芪多糖24 h后處死小鼠，依次稱量每只小鼠的體重、脾臟重和胸腺重。

1.2.2 測定項目

初始因子測定項目有：小鼠性別（x1）：雄性賦值為“1”，雌性賦值為“0”；處理（x2）：注射黃芪多糖賦值為“1”，注射生理鹽水賦值為“0”；始重（x3）：試驗前小鼠體重。效應(yīng)因子測定項目有：末重（y1）：試驗結(jié)束時小鼠體重；脾臟重（y2）：試驗結(jié)束時小鼠脾臟重；胸腺重（y3）：試驗結(jié)束時小鼠胸腺重；脾指數(shù)（y4）計算公式：脾臟重（mg）/末重（g）；胸腺指數(shù)（y5）計算公式：胸腺重（mg）/末重（g）。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

分組計算各因子平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差，數(shù)據(jù)以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。以40只小鼠的各因子變量值為樣本，使用DPS v 7.05 軟件進(jìn)行多因子間的典型相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各因子測定結(jié)果

黃芪多糖樣品檢測中各因子測定結(jié)果見表1。

表1 黃芪多糖生物活性檢測中各因子測定結(jié)果

從表1可見，試驗組兩性別間始重、脾臟重和脾指數(shù)均存在極顯著差異（P＜0.01），末重間存在顯著差異（P＜0.05）；對照組兩性別間末重存在極顯著差異（P＜0.01），其余各項均無顯著差異（P＞0.05）；試驗組與對照組間同性別比較，只有雄鼠的脾指數(shù)存在顯著差異（P＜0.05），其余各項均無顯著差異（P＞0.05）。

2.2 各因子間的簡單相關(guān)關(guān)系

8個因子間的簡單相關(guān)系數(shù)見表2。

從表2相關(guān)系數(shù)矩陣可以看出，8個因子之間有9個相關(guān)系數(shù)達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），有5個相關(guān)系數(shù)達(dá)到顯著水平（P＜0.05），其余的相關(guān)系數(shù)不顯著（P＞0.05）。

2.3 兩組因子間的典型相關(guān)

初始因子x1、x2、x3與效應(yīng)因子y1、y2、y3、y4、y5間的典型相關(guān)系數(shù)見表3。

表2 8個因子間的相關(guān)系數(shù)

表3 初始因子與效應(yīng)因子間的典型相關(guān)系數(shù)及其顯著性

從表3 可以看出，第1 對典型相關(guān)變量相關(guān)系數(shù)0.7443 達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），第2 對典型相關(guān)變量相關(guān)系數(shù)0.6283 達(dá)到顯著水平（P＜0.05），而第3對典型相關(guān)變量相關(guān)系數(shù)0.1614不顯著（P＞0.05）。各因子的變異能被前2對達(dá)到顯著水平的典型相關(guān)變量所解釋的比例見表4。

表4 因子變異能被2對典型相關(guān)變量所解釋的比例

從表4 可以看出，第1 對典型相關(guān)變量分別可以解釋初始因子的26.89%和14.89%，可以解釋效應(yīng)因子的14.93%和35.34%；第2對典型相關(guān)變量分別可以解釋初始因子的17.48%和6.90%，可以解釋效應(yīng)因子的5.67%和20.99%。可見，2組變量之間的相關(guān)關(guān)系可以主要由這2對典型相關(guān)變量共同解釋。

2.4 典型相關(guān)變量的結(jié)構(gòu)

初始因子與效應(yīng)因子間達(dá)到顯著水平的2對典型相關(guān)變量的結(jié)構(gòu)表達(dá)式為：

U1=1.0106 x1+0.0597 x2+0.2892 x3

V1=0.8676 y1-0.1295 y2-0.3624 y3+0.3845 y4+0.0764 y5

U2=-0.5450 x1+0.5299 x2-0.5734 x3

V2=-0.6732 y1+0.0432 y2-0.287 y3+0.4748 y4-0.1616 y5

從表達(dá)式中各項系數(shù)值大小來看：U1中x1系數(shù)最大，其次是x3；V1中y1系數(shù)最大，其次是y4；U2中x2系數(shù)最大；V2中y4系數(shù)最大。綜合2 對典型相關(guān)變量的結(jié)構(gòu)比例，說明初始因子變量主要由x1和x2決定，其次是x3。效應(yīng)因子變量主要由y1決定，其次是y4。初始因子與效應(yīng)因子之間的相關(guān)性主要是由于x1、x2與y1、y4之間的密切關(guān)系所造成。

3 結(jié)論與討論

3.1 本研究所考察的8個因子之間有9個相關(guān)系數(shù)達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），有5 個相關(guān)系數(shù)達(dá)到顯著水平（P＜0.05），14 個相關(guān)系數(shù)不顯著（P＞0.05）。在初始因子與效應(yīng)因子之間有2 對典型相關(guān)達(dá)到顯著水平，其中第1 對典型相關(guān)系數(shù)為0.7443（P＜0.01），典型相關(guān)變量的結(jié)構(gòu)式為：U1=1.0106x1+0.0597x2+0.2892x3;V1=0.8676y1-0.1295 y2-0.3624y3+0.3845y4+0.0764y5。第2對典型相關(guān)系數(shù)為0.6283（P＜0.05），典型相關(guān)變量的結(jié)構(gòu)式為：U2=-0.5450x1+0.5299x2-0.5734x3；V2=-0.6732 y1+0.0432y2-0.287y3+0.4748y4-0.1616y5。2 對典型相關(guān)變量可以共同解釋初始因子66.16%的變異，可以共同解釋效應(yīng)因子76.93%的變異。

3.2 典型相關(guān)分析得知，變量U1主要反映了x1的變異，變量U2主要反映了x2的變異，說明小鼠的性別和試驗處理對典型相關(guān)有重要影響。而變量V1和V2分別主要反映了y1和y4的變異，說明末重和脾指數(shù)是影響典型相關(guān)的重要因子，二者間的簡單相關(guān)系數(shù)為0.4530，也達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。

3.3 胸腺雖然屬于免疫器官，但y3與y2間、y3與y4間均不存在顯著相關(guān)性（P＞0.05）；y3的變異主要被V2所解釋，而V2與判定指標(biāo)y4間相關(guān)也不顯著（P＞0.05）。此表現(xiàn)與元雪湞等[7]的研究結(jié)果一致?；诂F(xiàn)行的檢測方法，說明胸腺的測定在黃芪多糖生物活性檢測時的意義不大。

3.4 脾指數(shù)是黃芪多糖注射液生物活性檢測時的主要判斷指標(biāo)，從相關(guān)分析來看，x1和y4間相關(guān)系數(shù)極顯著（P＜0.01），x3和y4間相關(guān)系數(shù)顯著（P＜0.05），說明小鼠性別和始重對測定指標(biāo)均有顯著影響。而x2和y4間相關(guān)系數(shù)不顯著（P＞0.05），x2主要被U2解釋，U2和y4間相關(guān)也不顯著（P＞0.05），此表現(xiàn)對現(xiàn)行黃芪多糖檢測方法不能有效支持，其內(nèi)在原因有待進(jìn)一步研究。