冬蟲夏草成分及活性研究進展

鄒贏鋅，陳雅琳，儲智勇，汪家春

冬蟲夏草是冬蟲夏草菌(麥角菌科真菌)寄生在蝙蝠蛾科昆蟲幼蟲上的子座和幼蟲尸體的復合體。在我國傳統(tǒng)醫(yī)學中，冬蟲夏草以其調節(jié)陰陽、肺腎雙補之特效，廣泛用于免疫、心血管、呼吸、泌尿生殖、消化、神經系統(tǒng)等疾病的治療。

中國是最早應用冬蟲夏草的國家，其歷史可追溯到唐代(公元863年)。1878年，意大利真菌學家Saccardo將冬蟲夏草命名為希臘文Cordyceps Sinensis(Berk．)Sacc．，中文意為“中國棒頭菌”。常有將冬蟲夏草和蟲草混為一談的。凡是真菌寄生在蟲體上能長出草樣子實體的均可稱之為蟲草，目前已報道的蟲草有380余種;而世界上冬蟲夏草只有一種，是中國的特產。冬蟲夏草的藥理作用特殊而廣泛，因此，對冬蟲夏草的市場需求龐大。現(xiàn)將冬蟲夏草的化學成分及藥理活性綜述如下。

1 成分

冬蟲夏草是一個復雜而特殊的生命復合體，含有多種特殊的活性成分。目前已知冬蟲夏草含有糖類、氨基酸類、核苷酸類、酸脂類、無機元素類、維生素等成分。

1.1 多糖類

蟲草多糖是蟲草中主要的、也是含量最高的活性成分之一。冬蟲夏草中多糖占總干質量的3%～8%。目前從天然冬蟲夏草和人工培育的蟲草真菌中均分離純化出了多種多糖成分，如日本學者從天然冬蟲夏草中分離純化出蟲草多糖CS－I和CT－4N;中國藥科大學從河北保定制藥廠生產的蟲草菌絲體中純化出蟲草多糖CHWp;Miyazakit分離出蟲草多糖CS－1 和 CS－2 等。表多糖(exopo1ysaccharide，EPS)是從冬蟲夏草菌體中分離的一種蛋白質和多糖的復合體［1］，AEPS－1(acidic po1ysaccharose)是EPS的酸性多糖片段，平均相對分子質量約3.60×104，主要成分吡喃葡萄糖∶吡喃葡糖醛酸的摩爾比為8∶1，并含有痕量的甘露糖。CPS是從蟲草菌絲體中提取的一種相對分子質量為3.72×106的多糖，其中所含各種糖的摩爾比為鼠李糖∶阿拉伯糖∶木糖∶甘露糖∶葡萄糖∶半乳糖 =3.0∶2.6∶1.0∶1.3∶106.0∶2.8［2］。WIPS 和 AIPS 均是從冬蟲夏草中提取的α－D－葡聚糖，相對分子質量分別為1.18×106和1.15×106。從冬蟲夏草中分離得到的大多數(shù)多糖都具有抗腫瘤活性［3］。

1.2 氨基酸類

冬蟲夏草含粗蛋白29.1% ～33.0%，其水解物中含有多種氨基酸，包括天門冬氨酸、賴氨酸、谷氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、甘氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、酪氨酸、瓜氨酸、精氨酸、絲氨酸共18種氨基酸［4］，其中包含人體必需的8種氨基酸。目前對蟲草總氨基酸的含量報道不一，其中谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸、亮氨酸的含量最高;精氨酸、谷氨酸、色氨酸和酪氨酸為主要藥理成分，且以色氨酸為主。從冬蟲夏草中分離的一種環(huán)胞菌類環(huán)狀縮羧肽，可作為免疫抑制劑及抗真菌劑。此外，從冬蟲夏草菌絲干品中還提取出γ－氨基丁酸(GABA)和較高含量的?；撬?。?；撬嵫苌锟梢种乒撬柙煅毎⒑说男纬?，這可能是冬蟲夏草提高免疫力、改善造血系統(tǒng)和抗腫瘤等功能的物質基礎之一。

1.3 核苷類

冬蟲夏草中含有腺苷、腺嘌呤、尿苷、尿嘧啶、鳥苷、鳥嘌呤、次黃嘌呤等核苷類化合物。

水溶性核苷成分主要集中在子座部分，在蟲體中含量很低。從子座的水浸液中分離得到次黃嘌呤核苷、胸腺嘧啶和尿嘧啶，從蟲體的水浸液中分離得到微量的次黃嘌呤、鳥嘌呤、腺嘌呤和核苷［4］。我國學者從長春蛹蟲草菌絲中分離出腺苷、腺嘌呤和蟲草素，其中腺嘌呤和蟲草素為首次從菌絲體中分離得到。

蟲草素(cordycepin)，即3'－脫氧腺苷，是受關注較多的蟲草核苷成分，是冬蟲夏草的主要活性成分，也是第一個從真菌中分離出來的核苷類抗生素。蟲草素具有抑制病毒RNA的合成，抑制血小板聚集和抑制血管平滑肌細胞增值的作用［5］。此外，蟲草素可以通過Wnt信號途徑活化小鼠肝糖原合成酶激酶－3β(GSK－3β)，以抑制小鼠惡性黑素瘤細胞 B16－BL6 的增殖［6］。

1.4 甘露醇與甾醇類

冬蟲夏草中甘露醇的含量為3.6%。蟲草酸，即冬蟲夏草中的D－甘露醇，具有利尿、鎮(zhèn)咳平喘和清除自由基的作用。

冬蟲夏草中的麥角甾醇代謝物具有抑制表皮細胞增殖的作用［5］。H1－A是從冬蟲夏草中分離出來的甾醇。H1－A抑制植物凝血素(PHA)刺激活化的外周血紅細胞白介素2(IL－2)的產生，具有阻止淋巴增生和促進免疫抑制的作用。冬蟲夏草中還含有膽甾醇軟脂酸、麥角甾醇過氧化物等甾體類組分。

1.5 其他

冬蟲夏草中尚含有如下許多其他成分。

維生素:冬蟲夏草中含有抗壞血酸、核黃素、硫胺素、維生素A、維生素B1、維生素B12、維生素C、煙酸、煙酰胺等。

揮發(fā)油:verticio1是對呼吸道疾病有特效的一種冬蟲夏草揮發(fā)油類成分，但其結構尚不明確［7］。

酸酯類:冬蟲夏草的乙醚提取物中含有軟脂酸、油酸、β－亞油酸、軟脂酸乙酯及硬脂酸乙酸。

多胺類:冬蟲夏草含有腐胺、精胺、精瞇、1，3－二氨基丙烷、尸胺以及類精咪等多胺類物質。

無機元素:冬蟲夏草中還含有磷(P)、鎂(Mg)、鐵(Fe)、鈣(Ca)、鋁(A1)、硅(Si)、鋅(Zn)、錳(Mn)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉻(Cr)等元素。

此外，冬蟲夏草中還含有有機酸、磷脂類等。

2 活性

冬蟲夏草的活性是多方面的，而同一種活性作用可能是多種成分共同作用的結果。筆者將就冬蟲夏草的活性方面進行綜述，并將產生活性的物質基礎進行總結歸納。

2.1 抗腫瘤

抗腫瘤作用是冬蟲夏草活性研究最多的方向之一。冬蟲夏草含有大量的抗腫瘤多糖和肽類，具有廣譜抗腫瘤作用。

蟲草素通過激活細胞膜的腺苷A3受體而抑制B16－BL6小鼠黑色素瘤細胞生長。冬蟲夏草可以抑制肺癌細胞增殖、促進細胞凋亡［8］。冬蟲夏草的乙酸乙酯提取物對人早幼粒白血病細胞株HL－60的增殖有很強的抑制作用。

對冬蟲夏草抗腫瘤作用機制的研究集中于對腫瘤細胞凋亡通路的影響。冬蟲夏草誘導腫瘤細胞凋亡呈現(xiàn)多靶點、多環(huán)節(jié)的特點，通過對多種凋亡相關因子的調控而發(fā)揮抗腫瘤作用。冬蟲夏草可以通過線粒體凋亡途徑誘導HL－60凋亡［9］，使 HL－60 細胞表現(xiàn)出 DNA 降解、核固縮、caspase－3 活性上調和多重聚合酶含量下降。蟲草水提物通過下調Bc1－2基因表達和caspase－3蛋白水解酶活性誘導U937細胞凋亡，在治療人白血病方面有良好的應用前景。冬蟲夏草提取液可以通過抑制IκBα的降解，從而抑制NF－κB活性并最終抑制結腸癌細胞增殖。冬蟲夏草能使腫瘤細胞的p53基因表達發(fā)生改變，使細胞周期阻滯，誘導腫瘤細胞凋亡［10］。

除自身具有抗腫瘤作用外，冬蟲夏草還具有增強臨床抗腫瘤藥藥效的作用，如增強腺苷脫氨酶抑制劑2'－脫氧助間型霉素的抗腫瘤活性［11］。據(jù)腫瘤放化療后患者反饋，冬蟲夏草具有明顯的升高放化療后降低的白細胞水平的作用。

2.2 提高免疫力

冬蟲夏草對免疫系統(tǒng)有特殊的調節(jié)作用。《中藥大辭典》描述冬蟲夏草:“補虛損，益精氣，治陽痿遺精、腰膝酸痛，病后久虛不復”。冬蟲夏草對佐劑性關節(jié)炎大鼠免疫細胞、化學性或免疫性肝損傷模型均表現(xiàn)出明顯的免疫調節(jié)作用。冬蟲夏草菌絲體中提取的多糖能抑制環(huán)磷酰胺誘導的小鼠免疫抑制，增加脾臟和胸腺指數(shù)，增強脾淋巴細胞活性和巨噬細胞功能［12］。冬蟲夏草多糖的酸性片段(acid po1ysaccharide fraction，APSF)可以促進M2型巨噬細胞轉換成M1型［13］。巨噬細胞在微環(huán)境的刺激性下會表現(xiàn)M1和M2兩種表型。M1型是正常的，也是常見的巨噬細胞表型。而M2型則往往存在于腫瘤細胞中，以免疫抑制為特征。M2型向M1型的轉變在腫瘤治療過程中起重要作用。

冬蟲夏草參與免疫調節(jié)的機制包括:(1)提高單核－巨噬細胞的吞噬功能。(2)雙向調節(jié)細胞免疫功能。(3)調節(jié)體液免疫。(4)雙向調節(jié)NK細胞活性。

2.3 抗氧化

冬蟲夏草被認為是一種天然的抗氧化劑?？寡趸赡苁嵌x夏草各種抗病作用的重要機制之一。冬蟲夏草提取液能有效拮抗由糖尿病引起的肝線粒體氧化損傷;抑制血漿中脂質過氧化物水平的升高，抑制動脈粥樣硬化小鼠主動脈膽固醇的沉積。預防性應用冬蟲夏草水提液能明顯提高兔急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)模型的抗脂質氧化作用。冬蟲夏草在抑制亞油酸氧化、清除自由基和螯合金屬離子方面均顯示出很高的活性。冬蟲夏草還有提高肝組織超氧化物歧化酶(SOD)活性、降低丙二醛(MDA)含量的作用。蟲草深層發(fā)酵物中提取的細胞內多糖IPS(intrace11u1ar po1ysaccharide)具有顯著的抗氧化活性，對超氧化物自由基和羥自由基的清除率表現(xiàn)出明顯的劑量依賴性［14］。細胞內硒多糖ISPS(intrace11u1ar se1enium po1ysaccharide)在離體和在體實驗中同樣表現(xiàn)出優(yōu)異的抗氧化活性［15］。

冬蟲夏草抗氧化作用的機制包括:(1)清除氧自由基。冬蟲夏草本身含有SOD，可清除細胞內的氧自由基，顯著提高抗氧化酶活力;冬蟲夏草中蟲草素和蟲草酸等成分對自由基具有清除作用;(2)保護細胞膜的穩(wěn)定性。冬蟲夏草中粘多糖可在細胞膜表面形成糖屏障，保護細胞膜上酶活性，降低細胞膜流動性。由于許多疾病都伴隨著氧化應激反應對機體的損傷，因此冬蟲夏草在抗氧化方面的優(yōu)異表現(xiàn)更進一步證實了其用于預防和治療各種疾病的有效性和可行性。

2.4 抗衰老

研究表明從不同來源的蟲草深層發(fā)酵物中提取的多糖對果蠅壽命均有不同程度的延長作用。冬蟲夏草是一種良好的B型單胺氧化酶(MAO－B)抑制劑，可以減輕衰老引起的中樞兒茶酚胺水平下降對肌體的損傷;冬蟲夏草還能增強腎上腺皮質功能和性激素樣作用，改善老年人性腺功能低下。

冬蟲夏草的抗衰老作用可能與其高效的抗氧化作用密切相關。其中含有的腺苷、維生素E、鋅、硒、銅等直接參與機體SOD等代謝，使SOD水平升高，清除自由基，降低脂質過氧化物水平，有助于抗衰老功效。

2.5 防治心腦血管疾病

蟲草提取物能明顯減輕腦局部缺血再灌注損傷，其機制可能是增強機體的抗氧化活性。冬蟲夏草有改善心肌缺血、降低心肌耗氧量和抗心律失常等作用。其機制是促進心肌細胞鈣內流，觸發(fā)心肌興奮和收縮，使竇房結和房室結細胞興奮，發(fā)揮其正性心肌力作用。蟲草具有明顯的降血脂作用和短暫的降壓效果，能明顯抑制大鼠主動脈移植后動脈硬化的形成，這種作用主要是通過抑制血管新生內膜形成、抑制血管平滑肌細胞增生、降低腫瘤壞死因子α(TNF－α)和細胞粘附分子(ICAM－1)水平實現(xiàn)的［16］。此外，冬蟲夏草在抑制血小板減少及保護血小板超微結構的損傷方面均有明顯的作用［7］。冬蟲夏草及人工培養(yǎng)菌絲體均能促進脾臟巨核細胞增殖，使血小板數(shù)增加，促進骨髓紅系祖細胞、粒－單核細胞及造血干細胞的增殖。

2.6 其他

此外，冬蟲夏草還具有減肥、抗感染、抗輻射、抗疲勞、降血糖、改善呼吸功能、改善腎功能、抗應激反應等作用［17］。

3 前景展望

冬蟲夏草獨特的藥理作用和無毒副反應特征賦予其廣泛的應用價值。按照中醫(yī)理論，冬蟲夏草既能扶正又能祛邪。扶助正氣表現(xiàn)在提高免疫力和增加機體抗病能力等，即補益作用;祛除邪氣表現(xiàn)在抗腫瘤、抗氧化等作用。除了治療，冬蟲夏草在預防方面的作用也得到了廣泛認可。冬蟲夏草成分極其復雜，其主要活性成分及其作用機制尚不明確。因此，尚需要對冬蟲夏草的組分及其在疾病治療中的作用進行深入研究和闡明。

［1］ Zhang WY，Li J，Qiu S，et a1.Effects of the exopo1ysac－charide fraction(EPSF)from a cu1tivated Cordyceps sinensison immunocytes of H22 tumor bearing mice［J］.Fitotrapia，2008，79(3):168－173.

［2］ Zhu ZY，Liu N，Si CL，et a1.Structure and anti－tumor activity of a high－mo1ecu1ar－weight po1ysaccharide from cu1tured myce1ium of cordyceps gunnii［J］.CarbohydPo1ym， 2012， 88(3):1072－1076.

［3］ Yan JK，Wang WQ，Li L，et a1.Physiochemica1 properties and antitumor activities of two α－g1ucans iso1ated from hot water and a1－ka1ine extracts of Cordyceps(Cs－HK1)funga1 myce1ia［J］.Carbohyd Po1ym，2011，85(4):753－758.

［4］ 徐文豪，薛智，馬建民.冬蟲夏草水溶性成分——核苷類化合物的研究［J］. 中藥通報，1988，13(4):34－36.

［5］ Yuan JP，Wang JH，Liu X，et a1.Simu1taneous determination of free ergostero1 and esters in cordyceps sinensis by HPLC ［J］.Food Chem，2007，105(4):1755－1759.

［6］ Chang W，Lim S，Song H，et a1.Cordycepin inhibits vascu1ar smooth musc1e ce11 pro1iferation［J］.Eur J Pharmaco1，2008，597(1－3):64－69.

［7］ 胡征，夏服寶，吳小剛，等.冬蟲夏草新藥效成分分析［J］.中國食用菌，2004，23(5):37－38.

［8］ Thakur A，Hui R，Hongyan Z，et a1.Pro－apoptotic effects of Paeci1omyces hepia1id，a Cordyceps sinensis extract on human 1ung adenocarcinoma A549 ce11s in vitro［J］.J Cancer Res Ther，2011，7(4):421－426.

［9］ Zhang QX，Wu JY.Cordyceps sinensis myce1ium extract induces human premye1ocytic 1eukemia ce11 apoptosis through mitochondrion path way［J］.Exp Bio1 Med，2007，(232):52－57.

［10］ Lee SJ，Kim SK，Choi WS，et a1.Cordycepin causes p21WAF1－mediated G2/M ce11－cyc1e arrest by regu1ating c－Jun N－termina1 kinase activation in human b1adder cancer ce11s［J］.Arch Biochem Biophys，2009，490(2):103－109.

［11］ Yoshikawa N，Nakamura K，Yamaguchi Y，et a1.Reinforcement of antitumor effect of cordyceps sinensis by 2'－deoxycoformycin，an adenosine deaminase inhibitor［J］.In Vivo，2007，21(2):291－295.

［12］ Wang M，Meng XY，Yang RL，et a1.Cordyceps mi1itaris po1ysaccharides can enhance the immunity and antioxidation activity in immunosuppressed mice［J］.Carbohyd Po1ym，2012，89(2):461－466.

［13］ Chen W，Yuan F，Wang K，et a1.Modu1atory effects of the acid po1ysaccharide fraction from one of anamorph of Cordyceps sinensis on Ana－1 ce11s［J］.J Ethnopharmaco1，2012，142(3):739－745.

［14］ Xu QQ，Liu ZH，SUN YS，et a1.Optimization for production of intrace11u1ar po1ysaccharide from cordyceps ophiog1ossoides L2 in submerged cu1ture and its antioxidant activities in vitro［J］.Biotechno1 Bioeng，2012，20(2):294－301.

［15］ Wang L，Wang GL，Zhang JJ，et a1.Extraction optimization and antioxidant activity of intrace11u1ar se1enium po1ysaccharide by cordyceps sinensis SU－02［J］.Carbohyd Po1ym，2011，86(4):1745－1750.

［16］ Zhang Y，Yang M，Gong S，et a1.Cordyceps sinensis extracts attenuate aortic transp1ant arteriosc1erosis in rats［J］.J Surg Res，2012，175(1):123－130.

［17］ Kumar R，Negi PS，Singh B，et a1.Cordyceps sinensis promotes exercise endurance capacity of rats by activating ske1eta1 musc1e metabo1ic regu1ators［J］.J Ethnopharmaco1，2011，136(1):260－266.