中国药用菌的历史和发展

食用和药用蕈菌作为潜在的人类食品和医药产品开发的重要来源,前景广阔。因此,人类应尽一切努力最大限度地利用农业废弃物资源来生产蕈菌。蕈菌种植既可丰富人类的饮食,又可用作膳食补充剂,提高人体免疫功能。在蕈菌产业基础之上开展的研究和开发不是一项奢侈的投资,而是一个国家的必备产业。

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李玉院士


      李玉院士为中国科学院理学硕士、日本筑波大学农学博士、中国工程院院士、俄罗斯科学院外籍院士,获国务院政府特殊津贴;为国际药用菌学会主席,中国菌物学会名誉理事长,中国食用菌协会名誉会长,吉林农业大学原校长、教授、博士生导师,食药用菌教育部工程研究中心首席科学家。

 药用菌的定义

药用菌的定义一直有争议,广义上讲,药用菌是一切用于制药的菌物;狭义上讲,药用菌是药用的大型真菌。在卡尔·乌斯的三域系统(图1)中,真菌界与植物界、动物界等同隶属真核生物域,而黏菌由于具备“肉眼可见,手可采摘”的特征,我们认为其也应属于大型菌物的重要组成部分。在种类多样性上,科学家估计,全球植物数量约30万种,动物约1060万种,而真菌数量约植物的5倍,1991Hawksworth认为150万种左右。但从目前已描述的种类看,反差较大,植物、动物我们已知各为27万种和132万种,而菌类则知之较少,被描述的仅有12万种(指通俗的“描述种”,含异名等)。

戴玉成等发表我国的药用菌种类(大型菌类),目前已知有540种,其中58种为子囊菌,其余基本是担子菌,约30种可菌丝体发酵,60多种实现了人工栽培。

 药用菌的历史

早在2500年前,我国就已将真菌用作药物,是世界上最早利用药用菌的国家。公元前184220年,东汉末年《神农本草经》(图2)记载了灵芝、茯苓、多孔菌、雷丸等的功效。明朝(1368―1644年),李时珍撰写的《本草纲目》收录了20多种药用真菌。清朝早期(16361962年),赵学敏在《本草纲目拾遗》收录了云、贵、川等地关于冬虫夏草形状及药效的见闻和相关草药学笔记。

1915年,胡先骕先生撰写《真菌鉴定》和1923说竹荪,他开启了中国现代真菌使用的调查,研究和描述大型真菌以及野生食用菌的使用,到现在仍然没有失去其科学价值。1929年,英国微生物学家亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming)在青霉菌中发现青霉素(盘尼西林),真菌的药用价值才得到了国际性的关注。1930年,德国人发现担子菌具有抗肿瘤活性。1968年,日本学者发现,桑黄对小鼠肉瘤的抑制率达96.7%。之后,在中国现代,受西方科学的“西学”广泛传播的影响,很多学者以真菌理论为指导,开始调查中国的真菌资源(图3),1974年刘波先生撰写的《中国药用真菌》,收集了78种药用真菌。

古代的药用菌书籍不仅记载药用菌的名称,还涉及其性质、功能、形态、生长环境、适应症和应用等。但也存在需要解决的问题:一是大部分菌类尚不能通过文字研究给予科学的学名,这一直是药用菌行业比较关注的问题。由于文字考证较难实现,通过其他性状研究尤其是功效方面将现代的菌类与古籍中的联系在一起是较可行的办法。二是药用真菌的有效成分尚不清楚,这需要做大量的工作。

 药用菌的现状

3.1 研究进展

药用真菌的系统研究始于20世纪80年代。在长期进化的过程中,菌类逐渐产生大量的防御性化学成分和生长调节剂,以适应外部环境和应对外来物质的侵袭。从1997年开始,我们的研究团队率先开展了药用真菌研究,以便在中国进行总体设计和实施研究项目。菌物药(Mycomedicine)、真菌生药学(Fungus Pharmacognosy)和菌类作物(Mushroom Crop)等新术语首次在世界范围内被提出,许多药用菌著作相继出版(图3

中医药学中使用的药用真菌总数仅50种左右,常用的不到30种,2015年药典药材和饮片中只有6种(指物种)。菌物药的功效越来越为老百姓所熟知和追捧,如近年来的桑黄热等,但国家药典却尚未列入,较多菌物药尚处窘境。药用真菌和其他真菌能产生很多活性物质,有200多种药效,主要药理效用有抗癌、增强免疫力、抗氧化、清除自由基、预防疾病等。药用真菌提供了源源不绝的具有抗癌和免疫刺激作用的多糖(尤其是β-葡聚糖)和多糖-蛋白质复合物来源。

1)药用真菌学名的改变及来源。在过去的22年里,我们已经收集和识别了3万多个标本,包括120个中国新记录,300个来自各省区的新报道,2个新属和30多个新种。许多人前往俄罗斯、白俄罗斯等国开展合作研究和资源调查,为中国传统的药用真菌知识的传播做出了贡献。

2)药用菌传统功能的研究。对桑黄、雷丸、白芝、黑芝、桂石、青芝等药用真菌进行了考证(图4),为进一步开发利用提供依据。在中医理论的指导下,在国内首次以现代科学技术研究了主要药用真菌如茯苓、桦褐孔菌等的传统功能。茯苓的传统功能是性甘平,中性,作用于心脏、脾脏和肾脏通道,诱导利尿,祛湿,健脾,平心。研究确定来自茯苓营养脾脏的活性成分为三萜。

现在已经发现平菇、金针菇和草菇中有能够预防和治疗肿瘤的抗癌化合物。猪苓用于治疗肺癌,可缓解其症状。银耳多糖和灵芝多糖已被提取作为新型药物。

3)药用菌化学组成和药理活性研究。药用菌的主要化合物为多糖、蛋白和多肽化合物、核酸、脂肪酸、挥发油、鞘脂复合物、类固醇、三萜、酚酸、生物碱、有机酸。药用菌的主要生物活性集中于抗肿瘤、提高免疫力、补充维生素D、降低血糖和血脂、增强记忆力、调节肠胃功能、保护肝脏、抗氧化等。

通过对多种药用真菌化学成分的系统研究,为多种药用菌的特征成分和化合物的质量评价和利用提供了依据。

采用药理学和分子生物学方法,对药用菌抗肿瘤、增强免疫力和抗菌活性进行筛选,并对其作用机理和构效关系进行研究。确定药用真菌传统功效的有效成分基础。如血红铆钉菇(图4),东北地区俗称红蘑、松树钉、松树伞等,我们发现有10种新的成分,其中包括绒盖牛肝菌酸,这也说明菌类间有共同的进化特征,而产生相同的化学成分。

研究显示,灰树花子实体亚微米粉末具有独特抗肿瘤活性,目前栽培地主要在河北和浙江。河北称其为栗蘑,浙江胡庆余堂药业有限公司和浙江方格药业有限公司都在开展相关研究。红缘层孔菌(Fomitopsis pinicola)抗肿瘤物质含量较高,试验其抗肿瘤活性主要受凋亡信号通路的影响,与BAXBCL-2、细胞色素CPARP蛋白的表达有关;其羊毛甾烷型三萜类抗肿瘤活性结构:在LTT结构中,3位羟基被酮或乙酰基取代,15位羟基能增强其抗肿瘤作用。这种构效关系在体内和体外均已建立。在调节荷瘤小鼠脾脏指数时,母核为7,9-11)共轭结构,侧链为2431--21酸结构呈构效关系。

4)关于药用真菌的栽培研究。一是在标准化栽培领域进行了大量的研究,开展了工业化栽培模式和示范推广工作,在食用菌和药用真菌的产业化中发挥了重要作用。各种新品种已经培育和推广,创造了经济效益。如我们选育的“玉木耳”品种(图5),其功效已被证明优于黑木耳和毛木耳。二是药用真菌经液体发酵和固体发酵培养,为药用真菌的可持续开发利用提供保障。三是稀有和独特的药用真菌资源在物种资源调查中发现、引进、驯化和培育药用真菌新品种,增加资源。如我们从西非引进一种药用菌,命名为“百叶菇”,其在印度是一种广泛用于治疗肝病的很好的药剂。

3.2 产业发展现状

食药用菌产量和产值总体增加,我国从1978年到2017年近40年间的食用菌年产量增长了700倍,发展至近4 000万吨(图6,图7),这一发展速度和体量在国际上罕见。

在大健康产业背景下,目前已有较多食药用菌多糖和提取物被提取并开始应用于保健食品、药品、化妆品中,如灵芝、香菇、姬松茸、云芝、灰树花、冬虫夏草和黑木耳的多糖及提取物均有提取应用,安络小皮伞、猪苓和金针菇主要为多糖,蜜环菌、猴头菌、银耳、平菇、双孢蘑菇和茯苓等主要为提取物。不少以子实体、菌核和药用真菌发酵物为原料的实验室产品,如食品、保健食品、药品、化妆品、天然添加剂等新产品也被开发,充分发挥了药用真菌的营养价值和保健价值。

药食同源,我国自古代起,就将真菌用于制作酱油、葡萄酒,腌制豆腐等。现在蕈菌中膳食纤维的研发和利用也引起了广泛的关注,真菌在食品、保健食品和化妆品中的应用前景广阔。

现在我们比较感兴趣的一个课题,就是利用双孢蘑菇下脚料生产代盐产品,既让人们尝到咸味,又可降低氯化钠的摄入量,实现减盐不减味。2013年,世界卫生大会正式将2025年将盐摄入量相对降低30%”作为预防控制非传染性疾病的9个自愿性全球目标之一。截至2018年,全球已有超过一半的国家启动了全国性减盐指南或行动。在此背景下,减盐不减味,对增强人民群众的幸福感具有重要意义。

1)市面常见的药用真菌的中成药(图8)多种多样,涉及各种剂型。颗粒如木耳舒筋丸(黑木耳),粉末如五苓散(茯苓),片剂如亮菌甲素片(亮菌),注射剂如注射用亮菌甲素(亮菌),胶囊如金菌灵胶囊(金耳)和益肾康胶囊(白囊耙齿菌),糖浆如亮菌糖浆(假蜜环菌),饮剂如杜仲补腰合剂(香菇),眼药水如麝珠明目滴眼液(冬虫夏草),膏药如东方活血膏(黑木耳、金针菇)等。市面上常见药用真菌的存在问题列于表1,供大家参考。

2)重要的药用真菌。重要的药用真菌包括灵芝、蝉花(Cordyceps cicadae)、云芝(多糖制剂云芝肝泰)、猴头菌(胃乐新胶囊)、斜生纤孔菌(治疗糖尿病)、安络小皮伞(治疗关节痛“安络痛”)、冬虫夏草(头孢霉宁心宝)、蛹虫草、斑褐孔菌(冠脉乐”)、猪苓(猪苓多糖注射液)、香菇(香菇多糖片”“香菇多糖注射液)、双孢菇(“171”片剂、肝血康复片”“健肝片)、乳白耙菌(肾炎康)和树舌(多糖制剂肝必复)等。

 药用真菌的未来

虽然药用真菌具有很大的开发潜力和广阔的应用前景,但仍存在许多制约发展的因素。我们需要研究药用真菌多糖的结构、活性及作用机理,并阐明活性机理,为其国际化奠定基础,以赢得全世界同行及适用人群的认知。在当前大健康产业时代,以中药学为本,西药学为用,实现真正的中药现代化和国际化还有很长的路要走。

在今后半个世纪内努力在中药范畴内建立一类菌物药,将药用真菌的应用范围由人用扩展到兽(畜、禽、水产)用。从地方到全国争取建立几个药用真菌专业性研究实体(研究所、研究中心),在有关高等院校内试设立药用真菌或与之相关的生物技术专业等。

食用和药用蕈菌作为潜在的人类食品和医药产品开发的重要来源,前景广阔。因此,人类应尽一切努力最大限度地利用农业废弃物资源来生产蕈菌。蕈菌种植既可丰富人类的饮食,又可用作膳食补充剂,提高人体免疫功能。在蕈菌产业基础之上开展的研究和开发不是一项奢侈的投资,而是一个国家的必备产业。

综上所述,我们相信,药用真菌的开发和应用,作为中药的组成部分,将有一个光明的未来。本文由《食药用菌》编辑部周礼根据李玉院士在第十届国际药用菌大会上的演讲录音与PPT记录整理并刊登于该杂志2019,27(6):357~362。

  • 发表于 2020-03-20 16:20
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