藥用菌的定義一直有爭(zhēng)議,廣義上講,藥用菌是一切用于制藥的菌物;狹義上講,藥用菌是藥用的大型真菌。在卡爾·烏斯的三域系統(tǒng)(圖1)中,真菌界與植物界、動(dòng)物界等同隸屬真核生物域,而黏菌由于具備“肉眼可見(jiàn),手可采摘”的特征,我們認(rèn)為其也應(yīng)屬于大型菌物的重要組成部分。在種類(lèi)多樣性上,科學(xué)家估計(jì),全球植物數(shù)量約30萬(wàn)種,動(dòng)物約1060萬(wàn)種,而真菌數(shù)量約植物的5倍,1991年Hawksworth認(rèn)為150萬(wàn)種左右。但從目前已描述的種類(lèi)看,反差較大,植物、動(dòng)物我們已知各為27萬(wàn)種和132萬(wàn)種,而菌類(lèi)則知之較少,被描述的僅有12萬(wàn)種(指通俗的“描述種”,含異名等)。
圖1 卡爾·烏斯(Carl Woese)在1977年提出的三域系統(tǒng)(細(xì)胞生命形式分類(lèi))
戴玉成等發(fā)表我國(guó)的藥用菌種類(lèi)(大型菌類(lèi)),目前已知有540種,其中58種為子囊菌,其余基本是擔(dān)子菌,約30種可菌絲體發(fā)酵,60多種實(shí)現(xiàn)了人工栽培。
早在2500年前,我國(guó)就已將真菌用作藥物,是世界上最早利用藥用菌的國(guó)家。公元前184—220年,東漢末年《神農(nóng)本草經(jīng)》(圖2)記載了靈芝、茯苓、多孔菌、雷丸等的功效。明朝(1368―1644年),李時(shí)珍撰寫(xiě)的《本草綱目》收錄了20多種藥用真菌。清朝早期(1636—1962年),趙學(xué)敏在《本草綱目拾遺》收錄了云、貴、川等地關(guān)于冬蟲(chóng)夏草形狀及藥效的見(jiàn)聞和相關(guān)草藥學(xué)筆記。
1915年,胡先骕先生撰寫(xiě)《真菌鑒定》和1923年“說(shuō)竹蓀”,他開(kāi)啟了中國(guó)現(xiàn)代真菌使用的調(diào)查,研究和描述大型真菌以及野生食用菌的使用,到現(xiàn)在仍然沒(méi)有失去其科學(xué)價(jià)值。1929年,英國(guó)微生物學(xué)家亞歷山大·弗萊明(Alexander Fleming)在青霉菌中發(fā)現(xiàn)青霉素(盤(pán)尼西林),真菌的藥用價(jià)值才得到了國(guó)際性的關(guān)注。1930年,德國(guó)人發(fā)現(xiàn)擔(dān)子菌具有抗腫瘤活性。1968年,日本學(xué)者發(fā)現(xiàn),桑黃對(duì)小鼠肉瘤的抑制率達(dá)96.7%。之后,在中國(guó)現(xiàn)代,受西方科學(xué)的“西學(xué)”廣泛傳播的影響,很多學(xué)者以真菌理論為指導(dǎo),開(kāi)始調(diào)查中國(guó)的真菌資源(圖3),1974年劉波先生撰寫(xiě)的《中國(guó)藥用真菌》,收集了78種藥用真菌。
圖2 我國(guó)古代和近代涉及藥用菌書(shū)籍
古代的藥用菌書(shū)籍不僅記載藥用菌的名稱(chēng),還涉及其性質(zhì)、功能、形態(tài)、生長(zhǎng)環(huán)境、適應(yīng)癥和應(yīng)用等。但也存在需要解決的問(wèn)題:一是大部分菌類(lèi)尚不能通過(guò)文字研究給予科學(xué)的學(xué)名,這一直是藥用菌行業(yè)比較關(guān)注的問(wèn)題。由于文字考證較難實(shí)現(xiàn),通過(guò)其他性狀研究尤其是功效方面將現(xiàn)代的菌類(lèi)與古籍中的聯(lián)系在一起是較可行的辦法。二是藥用真菌的有效成分尚不清楚,這需要做大量的工作。
藥用真菌的系統(tǒng)研究始于20世紀(jì)80年代。在長(zhǎng)期進(jìn)化的過(guò)程中,菌類(lèi)逐漸產(chǎn)生大量的防御性化學(xué)成分和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,以適應(yīng)外部環(huán)境和應(yīng)對(duì)外來(lái)物質(zhì)的侵襲。從1997年開(kāi)始,我們的研究團(tuán)隊(duì)率先開(kāi)展了藥用真菌研究,以便在中國(guó)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和實(shí)施研究項(xiàng)目。菌物藥(Mycomedicine)、真菌生藥學(xué)(Fungus Pharmacognosy)和菌類(lèi)作物(Mushroom Crop)等新術(shù)語(yǔ)首次在世界范圍內(nèi)被提出,許多藥用菌著作相繼出版(圖3)。
圖3 藥用菌著作
中醫(yī)藥學(xué)中使用的藥用真菌總數(shù)僅50種左右,常用的不到30種,2015年藥典藥材和飲片中只有6種(指物種)。菌物藥的功效越來(lái)越為老百姓所熟知和追捧,如近年來(lái)的桑黃熱等,但國(guó)家藥典卻尚未列入,較多菌物藥尚處窘境。藥用真菌和其他真菌能產(chǎn)生很多活性物質(zhì),有200多種藥效,主要藥理效用有抗癌、增強(qiáng)免疫力、抗氧化、清除自由基、預(yù)防疾病等。藥用真菌提供了源源不絕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-蛋白質(zhì)復(fù)合物來(lái)源。
(1)藥用真菌學(xué)名的改變及來(lái)源。在過(guò)去的22年里,我們已經(jīng)收集和識(shí)別了3萬(wàn)多個(gè)標(biāo)本,包括120個(gè)中國(guó)新記錄,300個(gè)來(lái)自各省區(qū)的新報(bào)道,2個(gè)新屬和30多個(gè)新種。許多人前往俄羅斯、白俄羅斯等國(guó)開(kāi)展合作研究和資源調(diào)查,為中國(guó)傳統(tǒng)的藥用真菌知識(shí)的傳播做出了貢獻(xiàn)。
(2)藥用菌傳統(tǒng)功能的研究。對(duì)桑黃、雷丸、白芝、黑芝、桂石、青芝等藥用真菌進(jìn)行了考證(圖4),為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。在中醫(yī)理論的指導(dǎo)下,在國(guó)內(nèi)首次以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究了主要藥用真菌如茯苓、樺褐孔菌等的傳統(tǒng)功能。茯苓的傳統(tǒng)功能是性甘平,中性,作用于心臟、脾臟和腎臟通道,誘導(dǎo)利尿,祛濕,健脾,平心。研究確定來(lái)自茯苓營(yíng)養(yǎng)脾臟的活性成分為三萜?,F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)平菇、金針菇和草菇中有能夠預(yù)防和治療腫瘤的抗癌化合物。豬苓用于治療肺癌,可緩解其癥狀。銀耳多糖和靈芝多糖已被提取作為新型藥物。
(3)藥用菌化學(xué)組成和藥理活性研究。藥用菌的主要化合物為多糖、蛋白和多肽化合物、核酸、脂肪酸、揮發(fā)油、鞘脂復(fù)合物、類(lèi)固醇、三萜、酚酸、生物堿、有機(jī)酸。藥用菌的主要生物活性集中于抗腫瘤、提高免疫力、補(bǔ)充維生素D、降低血糖和血脂、增強(qiáng)記憶力、調(diào)節(jié)腸胃功能、保護(hù)肝臟、抗氧化等。
通過(guò)對(duì)多種藥用真菌化學(xué)成分的系統(tǒng)研究為多種藥用菌的特征成分和化合物的質(zhì)量評(píng)價(jià)和利用提供了依據(jù)。
采用藥理學(xué)和分子生物學(xué)方法,對(duì)藥用菌抗腫瘤、增強(qiáng)免疫力和抗菌活性進(jìn)行篩選,并對(duì)其作用機(jī)理和構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行研究。確定藥用真菌傳統(tǒng)功效的有效成分基礎(chǔ)。如血紅鉚釘菇(圖4),東北地區(qū)俗稱(chēng)紅蘑、松樹(shù)釘、松樹(shù)傘等,我們發(fā)現(xiàn)有10種新的成分,其中包括絨蓋牛肝菌酸,這也說(shuō)明菌類(lèi)間有共同的進(jìn)化特征,而產(chǎn)生相同的化學(xué)成分。
圖4 雷丸、白芝、黑芝的古代記載
研究顯示,灰樹(shù)花子實(shí)體亞微米粉末具有獨(dú)特抗腫瘤活性,目前栽培地主要在河北和浙江。河北稱(chēng)其為栗蘑,浙江胡慶余堂藥業(yè)有限公司和浙江方格藥業(yè)有限公司都在開(kāi)展相關(guān)研究。紅緣層孔菌(Fomitopsis pinicola)抗腫瘤物質(zhì)含量較高,試驗(yàn)其抗腫瘤活性主要受凋亡信號(hào)通路的影響,與BAX、BCL-2、細(xì)胞色素C和PARP蛋白的表達(dá)有關(guān);其羊毛甾烷型三萜類(lèi)抗腫瘤活性結(jié)構(gòu):在LTT結(jié)構(gòu)中,3位羥基被酮或乙酰基取代,15位羥基能增強(qiáng)其抗腫瘤作用。這種構(gòu)效關(guān)系在體內(nèi)和體外均已建立。在調(diào)節(jié)荷瘤小鼠脾臟指數(shù)時(shí),母核為7,9-(11)共軛結(jié)構(gòu),側(cè)鏈為24(31)-烯-21酸結(jié)構(gòu)呈構(gòu)效關(guān)系。
圖5 玉木耳
(4)關(guān)于藥用真菌的栽培研究。一是在標(biāo)準(zhǔn)化栽培領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究,開(kāi)展了工業(yè)化栽培模式和示范推廣工作,在食用菌和藥用真菌的產(chǎn)業(yè)化中發(fā)揮了重要作用。各種新品種已經(jīng)培育和推廣,創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。如我們選育的“玉木耳”品種(圖5),其功效已被證明優(yōu)于黑木耳和毛木耳。二是藥用真菌經(jīng)液體發(fā)酵和固體發(fā)酵培養(yǎng),為藥用真菌的可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用提供保障。三是稀有和獨(dú)特的藥用真菌資源在物種資源調(diào)查中發(fā)現(xiàn)、引進(jìn)、馴化和培育藥用真菌新品種,增加資源。如我們從西非引進(jìn)一種藥用菌,命名為“百葉菇”,其在印度是一種廣泛用于治療肝病的很好的藥劑。
食藥用菌產(chǎn)量和產(chǎn)值總體增加,我國(guó)從1978年到2017年近40年間的食用菌年產(chǎn)量增長(zhǎng)了700倍,發(fā)展至近4 000萬(wàn)噸(圖6,圖7),這一發(fā)展速度和體量在國(guó)際上罕見(jiàn)。
圖6 2009—2017年我國(guó)食用菌年產(chǎn)量變化
圖7 2009—2017年我國(guó)食用菌年產(chǎn)值變化
在大健康產(chǎn)業(yè)背景下,目前已有較多食藥用菌多糖和提取物被提取并開(kāi)始應(yīng)用于保健食品、藥品、化妝品中,如靈芝、香菇、姬松茸、云芝、灰樹(shù)花、冬蟲(chóng)夏草和黑木耳的多糖及提取物均有提取應(yīng)用,安絡(luò)小皮傘、豬苓和金針菇主要為多糖,蜜環(huán)菌、猴頭菌、銀耳、平菇、雙孢蘑菇和茯苓等主要為提取物。不少以子實(shí)體、菌核和藥用真菌發(fā)酵物為原料的實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品,如食品、保健食品、藥品、化妝品、天然添加劑等新產(chǎn)品也被開(kāi)發(fā),充分發(fā)揮了藥用真菌的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健價(jià)值。
藥食同源,我國(guó)自古代起,就將真菌用于制作醬油、葡萄酒,腌制豆腐等?,F(xiàn)在蕈菌中膳食纖維的研發(fā)和利用也引起了廣泛的關(guān)注,真菌在食品、保健食品和化妝品中的應(yīng)用前景廣闊。
現(xiàn)在我們比較感興趣的一個(gè)課題,就是利用雙孢蘑菇下腳料生產(chǎn)代鹽產(chǎn)品,既讓人們嘗到咸味,又可降低氯化鈉的攝入量,實(shí)現(xiàn)減鹽不減味。2013年,世界衛(wèi)生大會(huì)正式將“到2025年將鹽攝入量相對(duì)降低30%”作為預(yù)防控制非傳染性疾病的9個(gè)自愿性全球目標(biāo)之一。截至2018年,全球已有超過(guò)一半的國(guó)家啟動(dòng)了全國(guó)性減鹽指南或行動(dòng)。在此背景下,減鹽不減味,對(duì)增強(qiáng)人民群眾的幸福感具有重要意義。
圖8 常見(jiàn)藥用菌藥物
(1)市面常見(jiàn)的藥用真菌的中成藥(圖8)多種多樣,涉及各種劑型。顆粒如木耳舒筋丸(黑木耳),粉末如五苓散(茯苓),片劑如亮菌甲素片(亮菌),注射劑如注射用亮菌甲素(亮菌),膠囊如金菌靈膠囊(金耳)和益腎康膠囊(白囊耙齒菌),糖漿如亮菌糖漿(假蜜環(huán)菌),飲劑如杜仲補(bǔ)腰合劑(香菇),眼藥水如麝珠明目滴眼液(冬蟲(chóng)夏草),膏藥如東方活血膏(黑木耳、金針菇)等。市面上常見(jiàn)藥用真菌的存在問(wèn)題列于表1,供大家參考。
表1 市面上常見(jiàn)的藥用真菌的主要功效及存在問(wèn)題
(2)重要的藥用真菌。重要的藥用真菌包括靈芝、蟬花(Cordyceps cicadae)、云芝(多糖制劑“云芝肝泰”)、猴頭菌(胃樂(lè)新膠囊)、斜生纖孔菌(治療糖尿?。?、安絡(luò)小皮傘(治療關(guān)節(jié)痛“安絡(luò)痛”)、冬蟲(chóng)夏草(頭孢霉“寧心寶”)、蛹蟲(chóng)草、斑褐孔菌(“冠脈樂(lè)”)、豬苓(“豬苓多糖注射液”)、香菇(“香菇多糖片”“香菇多糖注射液”)、雙孢菇(“171”片劑、“肝血康復(fù)片”“健肝片”)、乳白耙菌(“腎炎康”)和樹(shù)舌(多糖制劑“肝必復(fù)”)等。
雖然藥用真菌具有很大的開(kāi)發(fā)潛力和廣闊的應(yīng)用前景,但仍存在許多制約發(fā)展的因素。我們需要研究藥用真菌多糖的結(jié)構(gòu)、活性及作用機(jī)理,并闡明活性機(jī)理,為其國(guó)際化奠定基礎(chǔ),以贏得全世界同行及適用人群的認(rèn)知。在當(dāng)前大健康產(chǎn)業(yè)時(shí)代,以中藥學(xué)為本,西藥學(xué)為用,實(shí)現(xiàn)真正的中藥現(xiàn)代化和國(guó)際化還有很長(zhǎng)的路要走。
在今后半個(gè)世紀(jì)內(nèi)努力在中藥范疇內(nèi)建立一類(lèi)菌物藥,將藥用真菌的應(yīng)用范圍由人用擴(kuò)展到獸(畜、禽、水產(chǎn))用。從地方到全國(guó)爭(zhēng)取建立幾個(gè)藥用真菌專(zhuān)業(yè)性研究實(shí)體(研究所、研究中心),在有關(guān)高等院校內(nèi)試設(shè)立藥用真菌或與之相關(guān)的生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)等。
食用和藥用蕈菌作為潛在的人類(lèi)食品和醫(yī)藥產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重要來(lái)源,前景廣闊。因此,人類(lèi)應(yīng)盡一切努力最大限度地利用農(nóng)業(yè)廢棄物資源來(lái)生產(chǎn)蕈菌。蕈菌種植既可豐富人類(lèi)的飲食,又可用作膳食補(bǔ)充劑,提高人體免疫功能。在蕈菌產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)之上開(kāi)展的研究和開(kāi)發(fā)不是一項(xiàng)奢侈的投資,而是一個(gè)國(guó)家的必備產(chǎn)業(yè)。
綜上所述,我們相信,藥用真菌的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,作為中藥的組成部分,將有一個(gè)光明的未來(lái)。