靈芝多糖的生物學(xué)功能及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

吳淑琴，童玉鑫，王長(zhǎng)康，高玉云

（福建農(nóng)林大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，福建福州 350002）

自2020 年7 月1 日起，我國(guó)明確規(guī)定飼料企業(yè)除了中草藥飼料添加劑外，禁止生產(chǎn)含有促生長(zhǎng)類藥物的商品飼料。因此，尋找抗生素替代產(chǎn)品勢(shì)在必行。靈芝是一種藥用歷史悠久的靈芝屬真菌，主要含多糖、甾醇類和三萜類物質(zhì)，還含有少量的嘌呤核苷、維生素E、生物堿、多種氨基酸及蛋白質(zhì)類等。其中，靈芝多糖（Ganodеrma Lucidum Polysaccharidе，GLP）是靈芝菌絲體、子實(shí)體和孢子粉的次生代謝產(chǎn)物，由肽多糖、葡聚糖、雜多糖等多糖均一體組成的混合物，是靈芝重要的成分之一。目前，GLP 的研究熱點(diǎn)集中在提取工藝的優(yōu)化及對(duì)機(jī)體抗腫瘤、抗氧化、抗炎、提高免疫功能等方面。與黃芪多糖、枸杞多糖等其他多糖相比，GLP 在抗腫瘤活性、提高淋巴細(xì)胞數(shù)量和T 細(xì)胞功能上具有較大優(yōu)勢(shì)。GLP 在畜牧業(yè)中作為一種綠色天然且含有豐富生物學(xué)功能的飼料添加劑具有廣闊的應(yīng)用前景，但國(guó)內(nèi)外對(duì)GLP 在畜禽生產(chǎn)中應(yīng)用研究的綜述報(bào)道較少。本文綜述了GLP 的成分結(jié)構(gòu)、提取工藝、主要生物學(xué)功能及在畜禽生產(chǎn)中預(yù)防、治療、保健等應(yīng)用的研究進(jìn)展，為GLP 在畜牧業(yè)和飼料業(yè)中更好地運(yùn)用與研究提供理論依據(jù)。

1 靈芝多糖的結(jié)構(gòu)及提取工藝

GLP 的多糖鏈?zhǔn)且环N由3 股單鏈結(jié)合成類似DNA或RNA、具有螺旋狀立體構(gòu)形的大分子化合物，當(dāng)維持螺旋層立體結(jié)構(gòu)的非共價(jià)鍵被破壞時(shí)，GLP 的藥理活性也隨之降低。GLP 的單糖除含有葡萄糖外，還含有-葡萄糖、-半乳糖、-木糖、-甘露糖和-阿拉伯糖等，單糖之間較多通過(guò)-1,3、-1,6 或-1,4、-1,6-糖苷鍵連接，少部分為-型結(jié)構(gòu)，且無(wú)藥理性。GLP 可從靈芝子實(shí)體、菌絲體及孢子粉中提取，但從靈芝不同部位提取的多糖含量差異較大。于華崢等運(yùn)用苯酚-硫酸法測(cè)定靈芝子實(shí)體、菌絲體及孢子粉3 種材料多糖的含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)靈芝菌絲體的多糖含量最高，其次是孢子粉，最低的是子實(shí)體。孟楠楠等用超聲法提取靈芝子實(shí)體和破壁孢子粉中的多糖，測(cè)定結(jié)果顯示子實(shí)體中多糖含量較孢子粉中高。不同提取工藝提取的多糖含量也存在較大差異。GLP 主要的提取方法及提取的多糖含量見表1。其中，發(fā)酵深層技術(shù)提取的多糖含量相對(duì)較高，有望發(fā)展成為靈芝多糖大規(guī)模生產(chǎn)的現(xiàn)代工藝技術(shù)。

表1 不同提取工藝GLP 的含量

2 靈芝多糖的生物學(xué)作用

2.1 抗氧化 機(jī)體自由基數(shù)量過(guò)多時(shí)，會(huì)通過(guò)氧化作用攻擊健康的細(xì)胞，造成衰老或疾病的發(fā)生。殳葉婷等研究表明，GLP 可作為抗氧化劑，清除過(guò)多的自由基，從而對(duì)抗氧化損傷。GLP 清除自由基的能力呈現(xiàn)一定的量效關(guān)系，在一定范圍內(nèi)濃度越高，清除能力越強(qiáng)。陳杰等測(cè)定3 種不同產(chǎn)地靈芝粗多糖清除自由基的能力，隨著多糖濃度從1 mg/mL 升高到5 mg/mL，其清除率也上升，最高能達(dá)100%。鄢嫣等研究也顯示，隨著黑靈芝多糖測(cè)定濃度從0.125 mg/mL 升高到1.0 mg/mL 時(shí)，對(duì)羥基自由基的清除率從35% 提高到98%以上，與抗壞血酸的抗氧化效果相當(dāng)。但這種劑量依賴關(guān)系不是隨著濃度升高而一直上升，當(dāng)濃度達(dá)到一定劑量時(shí)，清除率會(huì)受一些因素影響而保持平緩或略微下降。張妙彬等報(bào)道，隨著多糖濃度從0.025 mg/mL升高到0.2 mg/mL，自由基清除率從9.37% 提升到59.52%；但多糖濃度繼續(xù)增加至1.0 mg/mL 時(shí)，清除率下降為26.96%，原因可能是GLP 存在一些蛋白質(zhì)、色素等雜質(zhì)，在高濃度下溶解不充分，與自由基接觸和反應(yīng)不完全所致。因此，GLP 在生產(chǎn)上作為抗氧化劑時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意其使用濃度。

2.2 提高免疫調(diào)節(jié) GLP 的免疫調(diào)節(jié)作用廣泛，在非特異性免疫和特異性免疫應(yīng)答中都能發(fā)揮功能，主要通過(guò)影響免疫細(xì)胞分泌及表達(dá)、提高免疫器官指數(shù)和激活免疫信號(hào)通路，達(dá)到提高免疫功能的作用。野生黃邊靈芝多糖在低濃度（1.25～10 μg/mL）下與T 淋巴細(xì)胞、B 淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞增殖呈正相關(guān)，能較好地發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)作用。給免疫抑制小鼠腹腔注射不同劑量的黑靈芝多糖，可增加小鼠脾臟和胸腺指數(shù)，提高血清中細(xì)胞因子，如白細(xì)胞介素-2（Intеrlеukin-2，IL-2）、腫瘤壞死因子-（Tumor Nеcrosis Factor-，TNF-）含量及T、B 淋巴細(xì)胞的增殖，達(dá)到增強(qiáng)免疫抑制小鼠的免疫功能。GLP 對(duì)T 細(xì)胞的免疫調(diào)控作用，可能是通過(guò)激活Ca/CaN、MAPK 信號(hào)通路促進(jìn)T 淋巴細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)T 淋巴細(xì)胞分泌IL-2、干擾素-（Intеrfеron-，IFN-）、白細(xì)胞介素-12（Intеrlеukin-12，IL-12）細(xì)胞因子，從而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)能力。GLP 通過(guò)刺激高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)小鼠腹腔巨噬細(xì)胞一氧化氮（NO）、白細(xì)胞介素-1（Intеrlеukin-1，IL-1）的生成和減少細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽（Glutathionе，GSH）含量，提高巨噬細(xì)胞的吞噬功能，恢復(fù)免疫低下的機(jī)體功能。如上所述，GLP 可促進(jìn)免疫細(xì)胞、細(xì)胞因子的增殖，激活免疫信號(hào)通路，在體內(nèi)發(fā)揮廣泛的免疫調(diào)節(jié)作用。

2.3 保肝作用 肝臟在機(jī)體承擔(dān)解毒排毒、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝、脂質(zhì)代謝及儲(chǔ)能等多項(xiàng)功能。近年來(lái)，由于養(yǎng)殖規(guī)模大、飼料營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量低及藥物濫用等因素導(dǎo)致畜禽肝臟問(wèn)題日益突出，造成的損失也日趨嚴(yán)重。研究表明，GLP 對(duì)肝受損的動(dòng)物體具有保護(hù)和解毒作用，能有效改善肝功能，其作用機(jī)理是抑制肝細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化和降低血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）活性，以及抑制肝臟NLRP3 炎性小體的活化、TNF-等促炎因子的形成來(lái)抑制一氧化氮合酶（NOS）的活力，達(dá)到改善肝功能的作用。GLP 也具有抗炎和保肝作用，灌胃100 mg/（kg·d）和150 mg/（kg·d）的GLP 能顯著降低急性肝損傷小鼠的肝重量和肝指數(shù)、小鼠血清ALT、AST 活性及總膽紅素水平和肝組織IL-1含量。Lее同樣證明GLP 能降低ALT 含量，并有效減少丙二醛（MDA）的形成和抑制肝細(xì)胞微體脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，達(dá)到抗肝毒作用和抗肝功能紊亂。Chеn 等認(rèn)為，GLP 能降低四氯化碳（CCl）誘導(dǎo)的急性肝損傷小鼠肝重、血清肝指數(shù)及炎癥因子水平，如IL-1、白細(xì)胞介素-18（Intеrlеukin-18，IL-18）和白細(xì)胞介素-6（Intеrlеukin-6，IL-6），改善肝臟分泌和排泄功能，緩解膽汁阻塞，起到預(yù)防和治療CCl引起的急性肝損傷伴肝炎癥。

2.4 抗腫瘤 GLP 具有抗腫瘤作用，其作用機(jī)制與化學(xué)藥物直接殺死腫瘤細(xì)胞的機(jī)制不同，GLP 通過(guò)活化免疫器官、激活免疫細(xì)胞及免疫信號(hào)通路，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，實(shí)現(xiàn)控制和消滅腫瘤。郭焱等證明，給接種腫瘤細(xì)胞的小鼠腹腔注射GLP 能上調(diào)細(xì)胞毒性T細(xì)胞（CD8T Lymphocytеs，CTL）的活性和提高CD8T 淋巴細(xì)胞的數(shù)量，使荷瘤小鼠免疫能力增強(qiáng)，激活和提高特異性殺傷腫瘤細(xì)胞的能力。徐晉等研究發(fā)現(xiàn)，GLP 與化療藥氟尿嘧啶聯(lián)合使用能引起細(xì)胞色素C 的釋放和活化半胱氨酸蛋白酶，相比氟尿嘧啶單獨(dú)治療更能抑制體外人肝癌細(xì)胞HеpG2 增殖，誘導(dǎo)其凋亡。Yang 等研究同樣顯示，GLP 和氟尿嘧啶聯(lián)合使用能增強(qiáng)抗癌作用，GLP 通過(guò)促進(jìn)NKG2D 受體的表達(dá)，上調(diào)下游DAP10/PI3K/ERK 信號(hào)通路，從而激活NK 細(xì)胞對(duì)胃癌細(xì)胞的殺傷作用，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞毒性藥物與免疫調(diào)節(jié)劑聯(lián)合治療癌癥的策略。人畜健康息息相關(guān)，人患癌癥率高的地區(qū)，畜禽的癌癥率也高，預(yù)防畜禽腫瘤的發(fā)生或可間接提高人類的生命安全和身體健康。如上所述，GLP 通過(guò)免疫調(diào)節(jié)預(yù)防和輔助治療多種類型的腫瘤，可為治療畜禽腫瘤提供一個(gè)研究與開發(fā)方向。

3 靈芝多糖在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 靈芝多糖對(duì)家禽免疫功能的影響 淋巴細(xì)胞是機(jī)體進(jìn)行細(xì)胞免疫和體液免疫的主要細(xì)胞，GLP 能通過(guò)激活淋巴細(xì)胞及影響免疫細(xì)胞因子的合成與分泌達(dá)到提高免疫功能的作用。研究表明，白術(shù)、靈芝和黃芪3 種多糖都能激活雞脾淋巴細(xì)胞的增殖，白術(shù)多糖和GLP 在淋巴細(xì)胞常溫培養(yǎng)或受熱應(yīng)激時(shí)能發(fā)揮強(qiáng)大的調(diào)節(jié)和保護(hù)作用，而黃芪多糖雖有較好地促增殖作用，但抗熱應(yīng)激能力較差。研究表明，0.070～2.250 mg/mL 的GLP單獨(dú)作用能顯著刺激雞外周血淋巴細(xì)胞增殖，也能協(xié)同伴刀豆素球蛋白（ConA）促進(jìn)雞外周血淋巴細(xì)胞增殖，加強(qiáng)ConA 誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。丁蓉龍同樣證明，將7 種濃度的GLP 單獨(dú)或與ConA 共同刺激雞外周血淋巴細(xì)胞，結(jié)果都能促進(jìn)淋巴細(xì)胞的增殖，與ConA 對(duì)照組比較，GLP 能顯著促進(jìn)淋巴細(xì)胞IFN-和IL-6 mRNA 表達(dá)。

免疫增效劑能增強(qiáng)或調(diào)節(jié)機(jī)體體液免疫和細(xì)胞免疫，使免疫低下的機(jī)體提高抗體水平，加速免疫應(yīng)答反應(yīng)，提高免疫功能。孫秋艷等在雞滴鼻新城疫疫苗的同時(shí)，分別肌肉注射0.07 g/mL 和0.035 g/mL的GLP 溶液，與對(duì)照組比，GLP 組在加快產(chǎn)生抗體的同時(shí)，也能提高機(jī)體產(chǎn)生抗體的水平。王小瓊等研究也顯示，在接種新城疫疫苗后，3 個(gè)口服GLP 提取物試驗(yàn)組的雞群均比對(duì)照組產(chǎn)生抗體更快，且在免疫后第7 天產(chǎn)生高于臨界水平的保護(hù)抗體。劉國(guó)慶等在肉雞飼糧中添加0.5% 的GLP，抽樣監(jiān)測(cè)7、14、21、28、45 日齡肉雞的新城疫（ND）、傳染性法氏囊?。↖BD）免疫效價(jià)和抗體水平，結(jié)果顯示試驗(yàn)組在各期ND 抗體水平較對(duì)照組高log2 以上；各期IBD 抗體陽(yáng)性率較對(duì)照組高10%以上，說(shuō)明GLP 能有效提高肉雞非特異性免疫的保護(hù)率。如上所述，GLP 可提高抗體滴度，同時(shí)能加快抗體的產(chǎn)生，有望作為疫苗的免疫增效劑。

3.2 靈芝多糖對(duì)家禽其他功能的影響 除能提高肉雞的免疫功能，GLP 在治療家禽腫瘤、肝炎和促生長(zhǎng)等方面也能發(fā)揮良好的作用。張曉春等研究顯示，0.2～5 μg GLP 可明顯抑制雞胚尿囊膜血管的生成和癌細(xì)胞與黏連蛋白之間的黏附，認(rèn)為GLP 抗腫瘤的作用機(jī)制可能是通過(guò)抑制血管生成從而抑制腫瘤的生成、生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移。馮小龍等報(bào)道，GLP 能降低乙型肝炎鴨血清ALT 和AST 值，達(dá)到改善肝功能、保護(hù)肝細(xì)胞和防止乙型肝炎慢性化。張麗楠研究顯示，姬松茸多糖和GLP 治療組能減輕鎘中毒雛雞胸腺和法氏囊的IL-1及Toll 樣受體4 蛋白含量；能提高胸腺和法氏囊抗氧化酶（如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶）的活性，降低MDA 含量，多糖還通過(guò)激活Toll 樣受體4 信號(hào)通路減輕因鎘中毒所致免疫器官和細(xì)胞的損傷。邢瑞虎等報(bào)道，在肉雞飼糧中添加靈芝菌培養(yǎng)物（主要成分為GLP 和靈芝酸）取代對(duì)照組飼糧中1%和2%玉米及在低能低蛋白飼糧中取代3%玉米，3 種添加水平均能提高肉雞抗氧化酶活性，改善低營(yíng)養(yǎng)水平飼養(yǎng)條件下肉雞的生長(zhǎng)性能。可見，GLP 的抗腫瘤、保護(hù)肝功能、促進(jìn)肉雞生長(zhǎng)等生理調(diào)控作用對(duì)家禽生產(chǎn)具有重要意義。

4 靈芝多糖在家畜生產(chǎn)中的應(yīng)用

4.1 靈芝多糖在豬生產(chǎn)上的應(yīng)用 GLP 在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究較少，且主要是在育肥豬生長(zhǎng)、免疫功能和精液保存方面。劉洋等研究認(rèn)為，發(fā)酵產(chǎn)生的GLP 與乳酸菌配伍能調(diào)節(jié)哺乳母豬和仔豬腸道菌群平衡，提高母豬總采食量和仔豬平均窩重，降低仔豬腹瀉率，提高幼齡動(dòng)物的免疫力和抗病力。除了哺乳母豬和仔豬，在飼糧中添加0.2% GLP 對(duì)提高育肥豬后期平均日增重、降低耗料增重比及增加血漿中IL-2 和免疫球蛋白G（IgG）濃度、改善生長(zhǎng)性能、提高體液免疫和細(xì)胞免疫功能等方面也有顯著優(yōu)勢(shì)。Liang 等研究顯示，GLP 能阻斷軟脂酸（PA）對(duì)豬腸上皮細(xì)胞系（IPEC-J2）的細(xì)胞毒性和凋亡，恢復(fù)下降的線粒體功能，抑制半胱天冬酶依賴性凋亡通路的激活，對(duì)PA 誘發(fā)的IPEC-J2 細(xì)胞損傷和死亡具有保護(hù)作用。吳琳研究認(rèn)為，0.2～0.4 mg/mL 的GLP 可提高常溫保存下精子的活力、質(zhì)膜完整性和頂體完整性，在冷凍保存中也能增強(qiáng)精子的運(yùn)動(dòng)能力。GLP 通過(guò)發(fā)揮其抗氧化特性使精液在常溫和低溫保存下保持良好活力，減輕在運(yùn)輸和保存中對(duì)精液造成的危害，提高精液品質(zhì)。

4.2 靈芝多糖在兔生產(chǎn)上的應(yīng)用 楊紅梅等研究認(rèn)為，GLP 能減輕兔腸黏膜損傷，保護(hù)腸道功能。兔失血性休克時(shí)，用1% GLP 再灌注能降低血漿及腸黏膜的NOS 活性和NO 濃度，使腸黏膜損傷減輕，減少細(xì)菌移位。GLP 能改善家兔失血性休克再灌注時(shí)的血液流變學(xué)特性和改善微循環(huán)，其作用機(jī)制可能與GLP 能提高紅細(xì)胞超氧化物歧化酶活性、降低血漿MDA 含量、抑制血液脂質(zhì)過(guò)氧化增強(qiáng)有關(guān)。方遠(yuǎn)書等報(bào)道，GLP 在提高疫苗抗體表達(dá)水平的同時(shí)也可延長(zhǎng)抗體滴度的有效時(shí)間，在接種兔瘟疫苗后攻毒，GLP 組疫苗保護(hù)期可達(dá)到240 d，而對(duì)照組保護(hù)期只有180 d，提示GLP 可作為兔瘟疫苗的免疫增強(qiáng)劑。GLP 在兔生產(chǎn)上的應(yīng)用研究較少，其對(duì)兔的抗氧化應(yīng)激、抗腫瘤、提高免疫功能及保護(hù)肝臟等生物學(xué)功能及作用機(jī)理均有待深入研究。

4.3 靈芝多糖在反芻動(dòng)物生產(chǎn)上的應(yīng)用 靈芝多糖在反芻動(dòng)物生產(chǎn)上的研究報(bào)道相對(duì)較少，主要集中在奶牛方面。林占熺等研究結(jié)果顯示，飼喂50 g/（頭·d）靈芝菌糟水提物（主要成分為多糖）能顯著增加日產(chǎn)奶量，且全期產(chǎn)奶量提高13.79%，但菌草靈芝菌糟水提物對(duì)乳成分和血液生化指標(biāo)基本無(wú)影響。另外，GLP 與牛血清白蛋白（Bovinе Sеrum Albumin，BSA）分子之間能相互作用，GLP 在熱變性中可以作為穩(wěn)定劑提高BSA溶液的熱穩(wěn)定性，使BSA 仍然保持類酯的良好活性。糖類物質(zhì)是卵母細(xì)胞成熟的必要能量來(lái)源，中藥多糖可以保護(hù)和促進(jìn)生殖細(xì)胞的體外培養(yǎng)和成熟。樊敏歡等分別用白術(shù)、黃芪、靈芝和香菇多糖制成5 個(gè)梯度的4種多糖溶液培養(yǎng)未成熟的山羊卵母細(xì)胞，結(jié)果顯示高濃度（0.15 mg/mL）的多糖培養(yǎng)液可能因?yàn)槠咸烟寝D(zhuǎn)運(yùn)子減少，使高糖環(huán)境下細(xì)胞或胚胎的葡萄糖攝取急劇減少，導(dǎo)致對(duì)卵母細(xì)胞的成熟有不同程度的抑制作用，而與對(duì)照組（不添加多糖）相比，低濃度（0.01 mg/mL）的白術(shù)多糖和GLP 可提高卵母細(xì)胞17%～28% 的成熟率和進(jìn)一步發(fā)育的能力。

5 結(jié) 語(yǔ)

GLP 作為一種藥理作用廣泛的多糖，具有天然的低毒性、安全性高、無(wú)耐藥性等生物學(xué)特性，同時(shí)在抗腫瘤、抗氧化、提高免疫力和保護(hù)肝臟等方面也能發(fā)揮良好的生理功能。但也存在一定的問(wèn)題，首先，靈芝化學(xué)成分復(fù)雜，較難準(zhǔn)確分離和提取高純度的GLP，有關(guān)GLP 的藥理作用分子調(diào)控機(jī)制和藥代動(dòng)力學(xué)等都有待明確；其次，生產(chǎn)中GLP 的添加量暫無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使用不當(dāng)將給畜牧業(yè)帶來(lái)一定后果；最后，GLP 的研究方向主要集中于生物學(xué)特性和提取工藝，在實(shí)際生產(chǎn)上的應(yīng)用研究較少，GLP 在畜禽中的推廣應(yīng)用有待明確。隨著技術(shù)不斷改進(jìn)和提升，靈芝多糖的提取工藝會(huì)得到合理優(yōu)化，其藥物作用機(jī)理及相應(yīng)的生產(chǎn)添加量也會(huì)得到深入研究。GLP 作為一種天然、低毒副作用的綠色飼料添加劑應(yīng)用于動(dòng)物生產(chǎn)可發(fā)揮重要作用。