蟲草菌絲體研究及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

王穎 郭原 周亞杰 馮鵬 馮敏

[摘要] 蟲草菌絲體是通過對冬蟲夏草菌進(jìn)行人工培養(yǎng)、液體發(fā)酵獲得的，是與冬蟲夏草功效相似的替代資源。蟲草菌絲體的生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品服用方便，無不良反應(yīng)，適宜于免疫力低下者，多以膠囊劑內(nèi)服。筆者總結(jié)蟲草菌絲體近年來的文獻(xiàn)，主要包括冬蟲夏草相關(guān)菌、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)、藥理作用及質(zhì)量分析等內(nèi)容集結(jié)成本文，為蟲草菌絲體的開發(fā)利用及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供參考。

[關(guān)鍵詞] 蟲草菌絲體；冬蟲夏草；產(chǎn)業(yè)化；藥理；毒理；質(zhì)量分析

[中圖分類號] R282 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1672-5654（2018）09（b）-0189-03

冬蟲夏草是我國中醫(yī)藥寶庫中的瑰寶，始載于《醫(yī)學(xué)千萬舍利》[1]。冬蟲夏草具有補(bǔ)肺益腎，止血化痰的功效，已收載于《中國藥典》2015年版一部。其奇特和神秘之處在于“變化生成一氣通，一物竟能兼動植，世間物理信難窮”[2]。但獨特的生長環(huán)境及過度采挖導(dǎo)致資源衰竭。尋找替代資源已刻不容緩，而對冬蟲夏草資源進(jìn)行保護(hù)的根本措施是人工栽培。在這種形勢下，人們的研究重點已轉(zhuǎn)向人工培養(yǎng)、液體發(fā)酵獲得的蟲草菌絲體。

1 冬蟲夏草相關(guān)菌

冬蟲夏草相關(guān)菌，包括無性型和有性型，而在液體發(fā)酵過程均為無性型。蟲草菌絲體的優(yōu)劣是冬蟲夏草人工培養(yǎng)成功與否的關(guān)鍵性因素，因此研究員對冬蟲夏草菌進(jìn)行了大量的篩選和鑒定工作。已報道與冬蟲夏草菌相關(guān)的無性型有22個學(xué)名，研究最多的是中國被毛孢和蝙蝠蛾擬青霉，分子生物學(xué)已證明[3-4]前者是冬蟲夏草正確的無性型[5]，而后者及其他與冬蟲夏草的關(guān)系還未證實[6]。中國被毛孢曾被稱為冬蟲夏草頭孢、蝙蝠蛾被毛孢、中華束絲孢，研究證明均為中國被毛孢的異名[7]。蝙蝠蛾擬青霉是從云南和青海采集到的新鮮冬蟲夏草中分離得到的[8]。

2 產(chǎn)業(yè)化技術(shù)

20世紀(jì)70年代后期就對冬蟲夏草人工培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行了大量研究工作。目前有3種培養(yǎng)技術(shù)，包括半人工培養(yǎng)、固體發(fā)酵培養(yǎng)和液體深層發(fā)酵培養(yǎng)。由于投資高、培養(yǎng)難度大、周期長且產(chǎn)量低，用冬蟲夏草菌培養(yǎng)出子實體的成功率都很低。已有企業(yè)實現(xiàn)了冬蟲夏草的人工培養(yǎng)[9]，但未公開。現(xiàn)人們的研究重點已轉(zhuǎn)移到冬蟲夏草菌液體發(fā)酵培養(yǎng)的技術(shù)上。液體深層發(fā)酵技術(shù)這項技術(shù)成本低、周期短且產(chǎn)量高，已大面積推廣應(yīng)用。

3 藥理、毒理、臨床

經(jīng)液體發(fā)酵培養(yǎng)的蟲草菌絲體制品是否具有藥理作用、不良反應(yīng)及臨床療效，是判斷蟲草菌絲體能否作為冬蟲夏草代用品的基本標(biāo)準(zhǔn)。

機(jī)體在代謝過程中會產(chǎn)生活性氧，包括超氧陰離子自由基（SAFR）、羥自由基（HFR）、過氧化氫和單線態(tài)氧。在某些病理情況下活性氧代謝物過量會導(dǎo)致機(jī)體組織損傷和疾病的發(fā)生。機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生的自由基起主要作用的是SAFR和HFR，張小強(qiáng)等[10]采用鄰苯三酚自氧化體系產(chǎn)生SAFR及利用Fenton反應(yīng)產(chǎn)生HFR，結(jié)果發(fā)現(xiàn)蟲草菌絲體對兩者均有清除作用。趙萍等[11]通過體內(nèi)、體外實驗，研究發(fā)現(xiàn)蝙蝠蛾被毛孢菌絲體發(fā)酵液制劑具有免疫調(diào)節(jié)的活性。

陳志榮等[12]利用流式細(xì)胞技術(shù)、實時熒光定量PCR、Western blot和混合細(xì)胞培養(yǎng)等方法，發(fā)現(xiàn)蝙蝠蛾被毛孢菌絲體能促進(jìn)樹突狀細(xì)胞成熟，刺激適度Th1型免疫反應(yīng)。

CCl4對肝臟有強(qiáng)損傷作用，會導(dǎo)致干細(xì)胞的壞死、癌變等，楊槐俊等[13]采用四氯化碳（CCl4）建立急性肝損傷模型，以3個劑量組的冬蟲夏草菌絲提取物給藥小鼠30 d，觀察小鼠肝臟的病理損傷情況，發(fā)現(xiàn)冬蟲夏草菌絲提取物能減輕肝細(xì)胞壞死程度，對化學(xué)性肝損傷有保護(hù)作用。

查捷等[14]通過最大耐受量試驗、Ames試驗、小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗和小鼠精子畸形試驗，利用統(tǒng)計學(xué)方法分析，發(fā)現(xiàn)蝙蝠蛾被毛孢蟲草菌絲體粉無不良反應(yīng)、無致突變作用以及無致畸性。

采用生物工程、低溫發(fā)酵技術(shù)精制而成的百令膠囊具有補(bǔ)肺腎、益精氣的功效，可用于治療腎臟疾?。阅I衰、腎小球腎炎等）、肝臟疾病、哮喘等，且改善腎移植效果[15]。

4 質(zhì)量分析

運用現(xiàn)代化的分析技術(shù)既可定性鑒別蟲草菌絲體和冬蟲夏草，也能準(zhǔn)確的定量蟲草菌絲體中各有效成分的含量。

李瓊等[16]建立了顯微和薄層兩種定性鑒別方法，可有效區(qū)分粉碎或加工成制劑的人工蟲草菌粉和天然蟲草。張文娟等[17]通過結(jié)合聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)限制性內(nèi)切酶片段長度多態(tài)性法及CO I聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增技術(shù)，可成功鑒別冬蟲夏草與人工發(fā)酵菌絲體。魏江春等[18]運用分子系統(tǒng)學(xué)分析對人工培植的冬蟲夏草有性型進(jìn)行物種鑒定，并利用HPLC法和1H NMR指紋圖譜法檢測人工培殖的冬蟲夏草無性型菌絲粉。

張萍等[19]采用聚類分析法，利用高效液相色譜-二極管陣列檢測器，建立發(fā)酵蟲草菌絲類制劑中5個核苷類成分的特征圖譜，方法簡單快速，可用于各發(fā)酵蟲草菌絲類制劑的質(zhì)量分析。宗時宇等[20]采用冰浴超聲提取法與UHPLC-ESI-MS/MS分析法，能快速檢測以蟲草菌絲體為原料的保健品中13種核苷類成分。

張萍等[21]運用HPLC柱前衍生化法測定發(fā)酵蟲草制劑的氨基酸含量，比其他氨基酸分析方法簡便、快速、靈敏度高，可用于評價發(fā)酵蟲草制劑的質(zhì)量，為其他發(fā)酵類制劑的質(zhì)量控制提供參考。

5 蟲草菌絲體產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀

1988年批準(zhǔn)的國家一類新藥百令膠囊是由中國被毛孢Cs-C-Q80經(jīng)液體深層發(fā)酵所得菌絲體的干燥粉末制成的。2012年該產(chǎn)品的產(chǎn)能支撐8億元左右的銷售規(guī)模[22]，2015年年底實現(xiàn)了銷售收入三年翻一番的目標(biāo)。

金水寶膠囊也是國家一類新藥，是由蝙蝠蛾擬青霉Cs-4菌種發(fā)酵生產(chǎn)制備的菌粉。在2014年金水寶膠囊的產(chǎn)值達(dá)到22億元人民幣[9]，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

產(chǎn)業(yè)化發(fā)展要求工藝的重復(fù)性、可大規(guī)模的操作以及利潤的最大化，蟲草菌絲體不僅解決了人工冬蟲夏草無法產(chǎn)業(yè)化的瓶頸，也創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

6 總結(jié)與展望

我國雖已將冬蟲夏草列為國家二級保護(hù)野生植物，但其資源減少的趨勢并未遏制。且冬蟲夏草不能作為保健食品原料及普通食品原料?？捎糜诒＝∈称返恼婢N名單中只收錄了蝙蝠蛾被毛孢和蝙蝠蛾擬青霉這兩個無性型菌種。相對于天然冬蟲夏草，蟲草菌絲體的生產(chǎn)成本低、服用方便、無不良反應(yīng)，且液體深層發(fā)酵技術(shù)可實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，真正能走入尋常百姓家。

蟲草菌絲體具有廣泛的保健價值，隨著人們不斷的開發(fā)利用，極大的緩解了冬蟲夏草野生資源瀕危的程度，消除了人們對冬蟲夏草及蟲草菌絲體之間存在的誤解，滿足了保健食品市場多樣性的需求，因此，蟲草菌絲體產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有巨大的生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。今后利用新技術(shù)和新方法，結(jié)合產(chǎn)、學(xué)、研、管機(jī)制，優(yōu)化蟲草菌絲體的工藝，開發(fā)更多的新功能以及多樣化產(chǎn)品形式，加大力度促進(jìn)蟲草菌絲體的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

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（收稿日期：2018-06-14）