蟬花的研究進(jìn)展

蔣寧+高大偉+林金盛+馬建雄

摘要：蟬花是我國(guó)傳統(tǒng)中藥材，作為蟲草屬菌，其研究也備受矚目。對(duì)蟬花的分類與分布、所含化學(xué)成分、藥理作用、人工培養(yǎng)等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為蟬花的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。

關(guān)鍵詞：蟬花；分類；分布；化學(xué)成分；藥理作用；人工培養(yǎng)；進(jìn)展

中圖分類號(hào)：S567.3+90.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002-1302（2017）08-0011-04

蟬花別稱蟬草、蟬茸、胡蟬等，是麥角菌科真菌大蟬草（Cordyceps cicadae Shing）的無性型蟬擬青霉[Paecilomyces cicadae （Miquel） Samson]，寄生于山蟬（Cicada flammata Dist）形成的蟲菌復(fù)合體中[1]。蟬花是我國(guó)傳統(tǒng)中藥材，其有散風(fēng)熱、鎮(zhèn)驚、明目之功效，主治小兒天吊、夜啼心悸，祛風(fēng)止痙，麻疹、目赤、多淚[2]，其子座及寄主昆蟲的尸體（菌核）可作為藥用部分。隨著野生蟬花資源的日趨減少，其人工培養(yǎng)物和開發(fā)利用備受關(guān)注，國(guó)內(nèi)外已有眾多學(xué)者對(duì)其化學(xué)成分、藥理作用、人工培養(yǎng)進(jìn)行了探究。

1蟬花的分類及其分布

Miquel最早于1838年命名蟬花的無性型為蟬棒束孢（Isaria cicadae）；1895年Massee將蟬花的有性型歸于蟲草屬，并命名為[Cor-byceps cicadae（Miq）Massee]；1974年Samson將蟬花無性型蟬棒束孢歸于擬青霉屬，并命名為蟬擬青霉[3]。國(guó)內(nèi)學(xué)者幸興球于1975年首次對(duì)蟬花規(guī)范命名，證明我國(guó)傳統(tǒng)中藥材蟬花即大蟬草[4]；1991年陳祝安等進(jìn)一步證實(shí)了中藥蟬花主要是由有性型大蟬草和無性型蟬擬青霉組成[5]，其中有性型大蟬草的比例僅占0.4%左右。當(dāng)前市場(chǎng)上供應(yīng)的為野生蟬花，其無性型以蟬擬青霉為主，無性型蟬擬青霉的分生孢子梗上的分枝多局限于分生孢子梗頂部，瓶梗粗而短，密集，分生孢子大，約6～11×2.0～3.5 μm[6]。每年4—8月受此蟲草菌感染的山蟬若蟲頭部開始長(zhǎng)出子實(shí)體，20 d 左右子實(shí)體現(xiàn)出地面，地點(diǎn)一般發(fā)生于海拔200～400 m山地的竹林或海拔700～950 m的針闊葉混交林地，國(guó)內(nèi)主要分布于安徽、浙江、云南、廣東、陜西、江西、四川等省，以及其他亞洲熱帶、亞熱帶地區(qū)[7]。

2蟬花的化學(xué)成分

現(xiàn)代研究表明，蟬花的化學(xué)成分較多，也含有豐富的活性成分。陳祝安等對(duì)浙江省的多個(gè)蟬花樣品進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，蟬擬青霉的化學(xué)成分主要包括糖原、甘露醇、多種生物堿及麥角甾醇等[5]。高增平等對(duì)蟬花中的甘露醇、糖類等營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行分析測(cè)定，發(fā)現(xiàn)甘露醇占2.18%，總糖含量為23.67%，其中多糖占21.73%[8]。1997年俞瀅等測(cè)定麥角菌科真菌大蟬草的蛋白質(zhì)總量為39.35%，其中包括以谷氨酸、天門冬氨酸為主的16種氨基酸，而多糖含量為4.44%，脂肪含量為 6.97%，且含有Mg等多種微量元素[9]。宋玉良等分別應(yīng)用高效液相色譜法和分光光度法測(cè)定蟬花中腺苷及多糖的含量，分別為129、24.16 mg/g[10-11]。于士軍等也對(duì)蟬花菌絲體及培養(yǎng)基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行研究和分析，發(fā)現(xiàn)蟬花菌絲體及培養(yǎng)基質(zhì)的蛋白含量為16.17%，總糖含量為38.87%，脂肪酸含量為1.43%，其中不飽和脂肪酸含量達(dá)1.18%[12]。礦物質(zhì)中鈣、鈉、鉀、鎂、磷等元素含量豐富，此外還含有腺苷、甘露醇等蟲草類真菌的活性成分。

綜上可見，蟬花中含有糖原、甘露醇、多種生物堿、蛋白質(zhì)、多種氨基酸以及多種微量元素等化學(xué)成分，且糖類和蛋白質(zhì)的含量相對(duì)較高，這也表明蟬花作為珍稀的食藥用菌具有良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。但不同文獻(xiàn)報(bào)道的化學(xué)成分的含量差異較大，可能是因?yàn)闇y(cè)定的樣品來自不同地區(qū)，不同的生長(zhǎng)環(huán)境條件可能會(huì)導(dǎo)致其所含化學(xué)成分不同。另外，蟬花品質(zhì)的地域差異性也可為蟬花種質(zhì)資源優(yōu)化和創(chuàng)新提供豐富的樣本。

3蟬花的藥理研究

3.1免疫調(diào)節(jié)作用

有研究結(jié)果表明，蟬花中多糖含量較高，而多糖具有刺激免疫活性，增強(qiáng)機(jī)體免疫系統(tǒng)的功效。金麗琴等對(duì)大鼠臀部皮下注射一定劑量的蟬擬青霉總多糖，發(fā)現(xiàn)大鼠的白細(xì)胞數(shù)量明顯增高，大鼠肺巨噬細(xì)胞內(nèi)有關(guān)酶活性顯著升高[13]，試驗(yàn)結(jié)果表明蟬擬青霉能激活肺巨噬細(xì)胞，有助于增強(qiáng)機(jī)體免疫力，推測(cè)其作用機(jī)制為：蟬擬青霉總多糖通過脾臟、胸腺這2個(gè)主要免疫器官自由基的代謝來增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能。楊介鉆等也做過類似的試驗(yàn)，他們采用100 mg/kg蟬擬青霉多糖對(duì)老齡大鼠進(jìn)行皮下注射，發(fā)現(xiàn)蟬擬青霉多糖使老齡大鼠的白細(xì)胞顯著增加[14]。此外，遲秋陽等從人工發(fā)酵的蟬花菌絲體中提取出多糖，并對(duì)小鼠進(jìn)行淋巴轉(zhuǎn)換試驗(yàn)、巨噬細(xì)胞吞噬試驗(yàn)，結(jié)果表明，蟬花多糖對(duì)提高小鼠機(jī)體免疫功能有顯著的作用[15]。陳秀芳等研究也發(fā)現(xiàn)，蟬擬青霉菌絲體水提取物能夠提高大鼠腹腔巨噬細(xì)胞和肺巨噬細(xì)胞內(nèi)ACP，LDH的活力[16]，電鏡觀察也發(fā)現(xiàn)，蟬擬青霉具有調(diào)節(jié)環(huán)磷酰胺所致免疫抑制大鼠脾臟巨噬細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)的作用[17]，并能拮抗環(huán)磷酰胺的相關(guān)抑制作用。綜上可見，蟬花培養(yǎng)物中提取的總多糖具有明顯增強(qiáng)機(jī)體免疫力的作用，相關(guān)的藥理藥效研究較多，但具備這類生理活性的蟬花多糖的組分、結(jié)構(gòu)與作用機(jī)制還未完全明確，仍須深入研究。

3.2抗腫瘤作用

經(jīng)研究證實(shí)，蟬花含有的多糖、腺苷等多種功能成分能有效抑制腫瘤。1982年Ukai等就從蟬花中分離出一種水溶性多糖，并以劑量20 mg/kg注射小鼠S180肉瘤模型，發(fā)現(xiàn)腫瘤的抑制率為47%[18]。2006年蘆柏震等提取蟬花的粗提物，以不同濃度的蟬花粗提物處理肺癌細(xì)胞株P(guān)AA，通過MTT法檢測(cè)細(xì)胞活性，發(fā)現(xiàn)蟬花粗提物對(duì)G2/M期細(xì)胞有明顯殺傷性，能夠抑制肺癌細(xì)胞株的生長(zhǎng)[19]。

陳安徽等建立了中國(guó)倉鼠卵巢腫瘤細(xì)胞株模型，通過添加人工蟬花、野生孢梗束及基質(zhì)的提取溶液，采用刃天青染色法檢測(cè)其抗腫瘤活性，發(fā)現(xiàn)人工培育蟬花和天然野生蟬花都具有抗腫瘤活性，且從人工培養(yǎng)的蟬花中分離出2種抗腫瘤活性成分，其中一種鑒定為蟲草素[20]。此外也有較多的臨床實(shí)例報(bào)道顯示，蟬花孢子粉對(duì)肺癌、胰腺癌等均有良好的緩解與抑制作用?？梢?，蟬花作為一種治療腫瘤的新資源藥物有著廣泛的開發(fā)利用前景。

3.3改善腎功能

王琳等分離人胚胎腎小球系膜細(xì)胞，進(jìn)行體外培養(yǎng)[21]。將試驗(yàn)大鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組、人工蟬花菌絲組、天然蟬花組、冬蟲夏草組及洛汀新組，給予相應(yīng)的藥物，收集動(dòng)物含藥血清以含藥血清刺激HMC，采用噻唑藍(lán)（MTT）比色法測(cè)定對(duì)HMC增殖的影響。發(fā)現(xiàn)人工蟬花菌絲組能顯著抑制HMC增殖；人工蟬花菌絲組能顯著抑制FN的合成，其作用與洛汀新組相近。朱戎等的研究結(jié)果也證實(shí)了這一結(jié)論[22]。通過給予5/6腎切除腎小球硬化模型大鼠一定劑量天然蟬花菌絲、大劑量液體培養(yǎng)蟬花菌絲和小劑量蟬花菌絲（混入飼料中），設(shè)置模型對(duì)照組（模型組）、科素亞治療組（科素亞組），分別給予相應(yīng)的干預(yù)措施，并對(duì)大鼠殘余腎作病理組織學(xué)分析，觀察大鼠殘腎組織形態(tài)學(xué)改變情況，計(jì)算腎小球硬化指數(shù)，結(jié)果顯示蟬花液體培養(yǎng)菌絲體能有效改善腎衰竭大鼠的腎功能，減緩腎組織內(nèi)炎性細(xì)胞的增生，延緩腎小球硬化的進(jìn)程。

上述試驗(yàn)結(jié)果都證明，人工蟬花菌絲可以有效減緩腎小球硬化及腎纖維化，改善腎功能。但其發(fā)揮作用的有效成分研究較少，作用機(jī)制仍須進(jìn)一步明確。

3.4調(diào)節(jié)脂類代謝

蟬花中的多糖成分能夠有效降低膽固醇、調(diào)節(jié)機(jī)體脂類物質(zhì)代謝。楊介鉆等對(duì)老齡大鼠皮下注射 100 mg/kg 蟬擬青霉多糖，觀察發(fā)現(xiàn)蟬擬青霉多糖組中老齡大鼠外周血中的膽固醇、三酰甘油含量明顯低于平行生理鹽水組，證明蟬擬青霉多糖能夠有效降低老齡大鼠外周血中的膽固醇、三酰甘油水平，有利于機(jī)體內(nèi)脂類物質(zhì)的運(yùn)輸與代謝[14]。金麗琴等研究也發(fā)現(xiàn)，注射過蟬擬青霉菌絲體水提物的大鼠血液中堿性磷酸酶、尿素氮、膽固醇含量明顯下降，而丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、谷氨酰酶等其他酶的生化指標(biāo)則無明顯變化[13]，相關(guān)試驗(yàn)都表明蟬擬青霉有利于大鼠體內(nèi)脂類物質(zhì)的代謝，具有預(yù)防機(jī)體動(dòng)脈硬化的功效。

4蟬花的人工培養(yǎng)進(jìn)展

由于天然野生蟬花資源短缺，近年來蟬花的人工培養(yǎng)受到越來越多的關(guān)注，目前蟬花的研究主要集中在液體發(fā)酵蟬擬青霉菌絲體和人工固體培養(yǎng)蟬花子實(shí)體。

4.1蟬花菌絲體液體發(fā)酵

由于人工大規(guī)模培養(yǎng)子實(shí)體技術(shù)仍未成熟，菌絲體液體發(fā)酵因其生產(chǎn)周期較短、發(fā)酵條件可控、易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的特點(diǎn)從而成為目前獲得蟬花原料的主要來源。當(dāng)前，液體發(fā)酵技術(shù)的研究重點(diǎn)在于獲得高產(chǎn)的菌絲體及胞外多糖等次級(jí)代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量。李忠等以菌絲體生物量或胞外多糖、蟲草素含量為指標(biāo)，考察不同菌株的培養(yǎng)基配制、接種量、培養(yǎng)溫度、發(fā)酵液初始pH值、搖床轉(zhuǎn)速等因素對(duì)液體發(fā)酵的影響，并獲得蟬花菌絲體液體發(fā)酵培養(yǎng)優(yōu)化后的最適培養(yǎng)基及最適培養(yǎng)條件[23-27]（表1、表2）。

由表1、表2可知，上述試驗(yàn)結(jié)果存在一定的差異，可能是由試驗(yàn)菌株的來源、培養(yǎng)條件的不同而造成的。綜上可知，碳源、氮源、無機(jī)鹽對(duì)蟬花菌絲體的生長(zhǎng)有著顯著影響，且蟬花的合適培養(yǎng)條件范圍為：接種量5%～6%，培養(yǎng)溫度25～28 ℃，初始pH值6～7，搖床轉(zhuǎn)速130～160 r/min。

目前，蟬花的液體發(fā)酵仍處于研究階段，還未能進(jìn)行實(shí)際規(guī)?；瘧?yīng)用。主要在于蟬花優(yōu)質(zhì)菌種缺乏，有關(guān)作用機(jī)制沒有完全明確，制約了其規(guī)?；a(chǎn)蟬花次級(jí)代謝物以及其他產(chǎn)品的發(fā)展。所以，進(jìn)一步明確人工蟬花活性成分的作用機(jī)制，對(duì)蟬花培養(yǎng)條件更細(xì)致地優(yōu)化、選育優(yōu)良品種、推進(jìn)工廠化進(jìn)程勢(shì)在必行。

4.2蟬花人工子實(shí)體的培養(yǎng)

目前，蟬擬青霉已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)人工小規(guī)模培養(yǎng)孢梗束，但大規(guī)模栽培人工蟬花子實(shí)體的技術(shù)仍不成熟。馮立才對(duì)采自上海松江區(qū)天馬山的野生蟬花進(jìn)行分離后獲得蟬擬青霉菌株，并以基本相似的培養(yǎng)基組分（大米、小麥、玉米粉、麩皮、豆餅等），按常規(guī)滅菌、接種后22 ℃或室溫培養(yǎng)，均獲得了孢梗束[28]。但這種培養(yǎng)方法獲得的蟬花僅有子座（子實(shí)體）而無蟲體，外觀上與野生蟬花有較大區(qū)別，在市場(chǎng)上推廣有一定的難度。胡海燕等在試驗(yàn)中采集分離多個(gè)地方的蟬擬青霉菌株后，以家蠶幼蟲和蠶蛹為寄主，通過浸漬法感染家蠶幼蟲和蠶蛹，發(fā)現(xiàn)蟬擬青霉對(duì)蠶幼蟲和蠶蛹均有較好的感染力，但大部分感染的幼蟲并不能正常產(chǎn)生孢梗束，而感染的蠶蛹則可以產(chǎn)生孢梗束[29]。貴州大學(xué)選擇蟬擬青霉孢子液，將家蠶幼蟲作為感染體置于蟬擬青霉孢子液中感染后，常溫培養(yǎng)并獲得了蟬花人工培育孢梗束，初步實(shí)現(xiàn)了以蟲體為基物進(jìn)行蟬花的人工培育。

蟬花的蟲體為山蟬，以蠶蛹為基質(zhì)的培育雖獲得成功，但與野生品相比仍具有一定的差異性。宋捷民等將蟬科昆蟲山蟬幼蟲作為寄主，在糙米固體培養(yǎng)基上接種，模擬野生培養(yǎng)條件，結(jié)果也獲得了成功，首次獲得蟬擬青霉與蟬蟲一體的復(fù)合體[30]。綜上，蟬擬青霉已能實(shí)現(xiàn)人工培養(yǎng)出孢梗束，若以大米、小麥等為基物，接種后菌絲體生長(zhǎng)迅速，并形成相應(yīng)的孢梗束；若以蠶蛹為蟬擬青霉感染的基物，則可以得到與野生蟬花形態(tài)相類似的孢梗束和蟲體。因此，研究并開發(fā)合適的培養(yǎng)物，獲得高產(chǎn)、仿野生形態(tài)的人工蟬花，并形成規(guī)模化和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)是蟬花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

4.3野生品與人工培養(yǎng)品的比較

研究證實(shí)，蟬花的人工培養(yǎng)品與野生品雖然在外觀形態(tài)上有較大的差異，但在化學(xué)成分上卻較為相近（表3）。許多研究者對(duì)蟬花的野生品和人工培養(yǎng)品的功能成分進(jìn)行了含量測(cè)定，例如，葛飛等測(cè)得1株蟬擬青霉液體發(fā)酵菌絲體和天然蟬花子實(shí)體中蟲草多糖、甘露醇、麥角甾醇、腺苷、氨基酸總量以及必需氨基酸總量、不飽和脂肪酸的含量，發(fā)現(xiàn)兩者化學(xué)成分基本一致，且人工培養(yǎng)品的相關(guān)含量略高于野生品[31]。劉森琴等通過微波法提取并檢測(cè)了人工蟬花和野生蟬花的蟲草素和腺苷含量、蟲草酸含量和蟲草多糖含量，發(fā)現(xiàn)人工蟬花的蟲草酸含量和野生蟬花相當(dāng)，其中人工蟬花的蟲草多糖含量略高，腺苷含量較野生蟬花略低，且在人工品中未測(cè)得蟲草素成分[32]。滕曄等比較了野生蟬花與人工培養(yǎng)品中氨基酸、無機(jī)元素的成分，結(jié)果顯示，固體培養(yǎng)品和野生品的氨基酸與無機(jī)元素成分較為一致，且含量差異較小；但是液體培養(yǎng)品的無機(jī)元素含量明顯高于野生品[33]。張紅霞等也對(duì)人工培育蟬花子實(shí)體和天然蟬花子實(shí)體的化學(xué)成分進(jìn)行HPLC檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)人工子實(shí)體與天然蟬花一些必需氨基酸的含量略高于野生品。雖然在各成分的含量上有一些差異，但整體組分種類具有一致性[34]。

大量證據(jù)證實(shí)，人工蟬花與野生蟬花在化學(xué)成分上極為相近，在試驗(yàn)動(dòng)物或體外細(xì)胞系模型上都具有相似的、較好的藥理效果，但是現(xiàn)階段的研究并未進(jìn)入臨床試驗(yàn)期。如果要證明人工蟬花子實(shí)體可以作為野生品的替代品、作為冬蟲夏草的替代品，其安全性方面，仍須要進(jìn)行大量的研究考證及藥理、毒性試驗(yàn)驗(yàn)證。

5討論

5.1蟬花生產(chǎn)菌株的規(guī)范化

近些年，蟬花雖受到廣大研究者的密切關(guān)注，相關(guān)研究進(jìn)展也有較多報(bào)道，如在蟬花液體深層發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域。但是由于不同試驗(yàn)者（實(shí)驗(yàn)室）采集的菌株來自不同地區(qū)，且液體發(fā)酵培養(yǎng)后在色澤、菌絲體形態(tài)、菌絲量方面有較大的差異，研究結(jié)果差異顯著，各文獻(xiàn)之間的相互參考性大大降低。如許明敏等所做培養(yǎng)條件優(yōu)化試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，其發(fā)酵6 d的菌絲量干質(zhì)量?jī)H為平均水平的一半左右[35]；文欣所選的試驗(yàn)菌株液體發(fā)酵菌絲體不成球形，且發(fā)酵液顏色為黑色，與一般蟬花發(fā)酵液的淡黃色、淺粉紅有著顯著差別[25]。上述情況表明，各地區(qū)所謂的“蟬花”菌株在分類上可能不同，這對(duì)蟬花的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)造成了困難。因此，開展積極有效的蟬花種源鑒定、建立和規(guī)范蟬擬青霉菌種的標(biāo)準(zhǔn)顯得極為重要。

5.2蟬花規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)

蟲草屬菌雖具有廣闊的市場(chǎng)，但可進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)的菌株品種較少，目前主要是蛹蟲草。蛹蟲草作為蟲草屬菌的模式種，也是蟲草素的產(chǎn)生菌，對(duì)抑制腫瘤、提高免疫力、抗炎作用均有良好的效果[36]。蟬花具有與蛹蟲草較為相近的功能，并且對(duì)改善腎功能、調(diào)節(jié)脂類代謝有良好的效果。而蟬擬青霉生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)需求以及液體發(fā)酵條件均較為簡(jiǎn)單易控，部分菌株腺苷含量相對(duì)較高，可為工廠化生產(chǎn)蟲草素及其他代謝產(chǎn)物提供的新途徑。

蟬花液體發(fā)酵菌絲體與天然野生蟬花外形上有較大的差異，很難被消費(fèi)者接受，因此對(duì)蟬花的開發(fā)利用只停留在液體發(fā)酵上顯然不夠。當(dāng)前，蟬花人工子實(shí)體栽培技術(shù)仍不完善，還須深入研究蟬花子實(shí)體形成機(jī)理，掌握其生長(zhǎng)規(guī)律，加快實(shí)現(xiàn)蟬花子實(shí)體規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)的突破。

5.3蟬花深加工產(chǎn)品的開發(fā)

當(dāng)前對(duì)蟬花的利用還是以生藥形式（主要為野生、菌絲體子實(shí)體）的初級(jí)產(chǎn)品，而市場(chǎng)上其他蟲草菌如冬蟲夏草、蛹蟲草皆已開發(fā)出深加工產(chǎn)品，如蟲草膠囊、蟲草口服液、蟲草酒等，獲得了廣大消費(fèi)者的青睞。隨著蟬花的活性成分與結(jié)構(gòu)、作用機(jī)理的不斷明確，可以更深度地開發(fā)蟬花制品如蟬花膠囊、蟬花保健酒等來滿足市場(chǎng)的需求，使其良好的藥用保健價(jià)值真正造福于民。

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