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虫草研究开发中几个问题的探讨

虫草是一种名贵的中草药,天然产品极少,多生于海拔3000~4000米的高山草甸土层中。

    经现代药理研究证明,虫草对单核巨噬细胞表现有促进增殖和激活吞噬功能的作用,同时对 T细胞低下有明显的保护作用,因而可以增强机体的免疫和抗病能力。据报道虫草所含的虫草多糖就是免疫促进物质,而且是目前世界上发现的最佳免疫促进剂之一。

    虫草酸是虫草含有的第二类活性物质,它能够进入人体血循环,提高血浆渗透压,降低颅内压,减低眼内压和利尿止咳等,对治疗心脑血管病和青光眼有效。虫草体内含有的第三类活性物质是虫草素,对虫草素的研究已形成热潮,其结构方式与腺苷的结构非常相似。已知肿瘤细胞的生长繁殖要求大量腺苷,虫草素以其与腺苷结构相似的特征,因生物识别错误,代替腺苷参与肿瘤细胞代谢过程,而直接影响肿瘤细胞的生长繁殖。文献记载虫草素对鼠艾氏腹水癌、人鼻咽癌 KB细胞、人表皮样疣及 Hela细胞等皆具明显的拮抗抑制作用,均源于此理。

    虫草还有含超氧化物歧化酶(SOD),并含抗氧化剂维生素 A、E、C及硒元素。硒为人与动物所必需的微量元素。虫草所含有众多生物活性物质,对肿瘤、体虚、肝肾病变、心脑血管患疾、糖尿病等均有疗效,对中老年保健尤其适宜。也正是由于虫草的这些特有功效,我国自古至今很多医药学者、生物学家、农学家等从事对其研究开发。以往人们只是寻找采集天然产品加以利用,因为资源少,需求多,使虫草价格昂贵如金。现代采用深层发酵,培育菌丝体以代天然产品,但疗效比之天然产品则大不如。于是近期又向人工培育虫草子实体方向发展。国内如辽宁、吉林、江苏、湖北等地都有培育成功者,国外欧、美、日等和我国台湾地区也有学者在从事虫草子实体的研究开发,但目前尚未成功。据报道,人工培育虫草子实体及其制剂已获成功上市,而深层发酵虫草菌丝体市场也出现了一些较为畅销的产品。

    对以上种种开发虫草的途径,笔者认为有以下三个问题需要深入探讨。

    一、菌种及寄主问题

    虫草是一种特异的"菌虫复合体",例如冬虫夏草是菌 Cordyceps sinensis(Berkey)Sacc与虫 Hepialus属某种幼虫,在菌侵染虫体后,利用虫体营养而生长形成的复合体。虫草品种约有300多种,我国已正式发表的有拉丁学名的虫草共68种,仅吉林省已发现的虫草就有12种,如:香棒虫草(C. barnesii Thwaitesex Berk. et Br)、金龟子虫草 [C. melolonthae var. vickii(Lioycl)]、蛹虫草 [C. militaris(Vull)Fr]等等往往是一种特定的菌寄生于一种特定的幼虫体。很可能只有特定的虫体才能满足特定菌的需求所致,这决定于菌、虫双方的遗传特性,较难改变。

    为此,着眼于大规模生产,须选择作为培养基的幼虫来源广泛的虫草菌种。例如:目前大规模用于生产的菌种一般是蛹虫草。这种虫草菌可以与蚕的幼虫复合,也可以利用蚕蛹作为培养基,并在蚕蛹培养基上发育出子实体,但蛹虫草菌在人工培养条件下极易变型(在以下即将论述),故生产上存在严重缺陷。在这种情况下,我们目前还需要对另外一些种的虫草菌进行深入研究,探索其它的"菌、虫复合体",并与目前已有的蛹虫草对比,进行优选。或许可以发现在变型性状,在培养工艺或在其生物活性物质的种类和含量等方面更优秀的菌虫复合体。

    二、菌种的变异问题

    虫草生产上,菌种变异问题十分突出,常常影响虫草的产量与质量。目前,生产上使用的蛹虫草菌,一般经斜面三次连续转管,或斜面菌种在冰箱短时间保存即可能造成子实体形成率较少或畸形,产量质量大幅下降。

    梁宗琦等发现蛹虫草无性型的多型现象,这可能是在人工培养条件下,虫草无性型为适应生存条件的改变,一方面通过某些营寄生性基因的丢失或钝化,另一方面也可通过孢子自身菌丝间的原生质、细胞颗粒(如粒体和病毒颗粒等)和核的交换或重组而得到调整。蛹虫草的多型性正是这类丢失、钝化、交换或重组过程的形态表现。

    为稳定人工培育虫草的产量质量,除筛选更优良不易变型的菌种外,对目前用于生产的蛹虫草菌,解决易变异问题的有效途径看来只有定期对菌种进行有性繁殖,从获得的孢子母种中筛选优良菌种用于转扩栽培。

    三、菌丝与子实体问题

    虫草培育的最终产品是菌丝还是子实体问题,答案须决定于产品应用的目的。

    1.应用目的如是出口,则需培育子实体。因为国外需求的是传统中药冬虫夏草。同样,应用于传统中药配方,由于虫草的有效成分尚未彻底了解,恐影响药效,也只宜培育子实体。

    2.应用于某种特殊目的,如供制作抗癌和免疫增强剂,则可以培育菌丝体。与培育子实体相比,菌丝体的培育在工艺、培养基配方和条件要求等方面要简单得多,甚至无需考虑菌种变型问题。

    虫草菌丝体的培养有两种方式,其一是液体深层培养,适用于大规模工业化生产。但须注意,所得产物不仅是菌丝体,还有菌体代谢分泌到培养液中的物质,例如虫草素和虫草多糖。我们已经知道,这两种物质都是抗癌和提高免疫力的有效生物活性物质。第二种菌丝体的培养方式是固体培养。用固体培养的菌丝体代替子实体制取某些药品和食品已有成功的先例。据报道,虫草固体培养物中营养成分和生物活性物质的含量以及疗效和保健功效等,均和虫草子实体相似,某些活性物质的含量还远高于子实体。    虫草的研究开发是很有价值的,随着人们保健意识的增强和虫草药用范围的扩大,市场对虫草的需求也将逐步增加。1997年虫草市价为每公斤5000~6000元,据1999年中国食用菌杂志报道,已上升到每公斤7200~8000元,而且货源偏紧。从市场变动情况可见虫草的开发前景是光明的。

 
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