2013年8月26-29日，由中國工程院和中國食品土畜進出口商會聯(lián)合主辦，中國工程院農業(yè)學部、江蘇安惠生物科技有限公司和食藥用菌教育部工程研究中心承辦的第七屆國際藥用菌大會（The 7th International Medicinal Mushroom Conference）在北京九華山莊舉辦。本文是S. P. WASSER教授在2013年8月26日上午做第七屆國際藥用菌大會主旨演講。

藥用蕈菌現(xiàn)狀的新視野、未來的發(fā)展趨勢和研究中尚未解決的問題

S. P. WASSER

海法大學自然科學學院, 生物進化和環(huán)境學系, 進化研究所。

以色列海法市迦密山，郵編 31905。

烏克蘭國家科學院 N.G. Kholodny 植物研究所，烏克蘭基輔市Tereshchenkivska 大街2號，郵編 01601。

摘要

    本文的目的是關注二十一世紀藥用蕈菌科學未來發(fā)展方面（尤其是真菌多糖領域）尚未解決的關鍵問題。許多（可能不是全部）高等擔子菌的子實體，菌絲體和培養(yǎng)液中均含有生物活性多糖。本文對高等同擔子或者異擔子菌中的真菌多糖中700種多糖組分進行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對它們的化學結構及其相關的抗腫瘤活性，包括化學改性的可能途徑、免疫或抗腫瘤活性試驗及臨床應用，以及他們可能的生物作用機制進行了討論。許多來源于藥用蕈菌的生物活性多糖或多糖-蛋白質復合物，被報道具有提高動物和人類細胞的先天免疫反應或者細胞介導免疫應答的作用，且表現(xiàn)出抗腫瘤活性。通過藥用蕈菌生物活性大分子物質對實驗個體的免疫系統(tǒng)進行刺激，發(fā)現(xiàn)多種免疫細胞的增殖、分化和成熟等生理過程均受到了顯著的影響。前期報道表明，藥用蕈菌產生的這些大分子物質具有免疫活性，可以抑制腫瘤細胞的生長或者直接殺傷腫瘤細胞。但是這些菌類物質激活宿主免疫反應的關鍵機制，以及抗腫瘤作用機理尚不完全清楚。然而目前，在該領域最重要的是，許多多糖具有抗腫瘤和免疫激活特性。在亞洲，許多真菌多糖化合物已經(jīng)通過臨床I期，II，和III期試驗，并且已經(jīng)在治療各種癌癥和其他疾病中取得了顯著的療效。藥用蕈菌和真菌產生的化合物，具有126種基本的藥理功效，重要的功效包括：抗腫瘤，抗氧化，清除自由基，免疫調節(jié)，降低膽固醇、保護心血管、抗病毒、抗菌、抗真菌、抗寄生蟲、排毒、保護肝臟和預防糖尿病等。

關鍵詞：藥用蕈菌，多糖，β-葡聚糖，抗腫瘤，免疫調節(jié)，抗氧化活性

前言

    在歷史悠久的東方傳統(tǒng)療法中，許多重要的食藥用蕈菌作為重要的藥材已被延用了幾千年。使用蕈菌做為傳統(tǒng)醫(yī)藥的記錄遍及亞洲、歐洲和非洲（主要指尼日利亞、貝寧、阿爾及利亞和埃及的約魯巴人）。

    在中美洲，人們也有長期使用蕈菌（尤其是裸蓋菇屬）做為醫(yī)藥用于治療的歷史。毒蠅鵝膏（Amanita muscaria）在西伯利亞和西藏的薩滿教、佛教和凱爾特神話中具有傳奇的色彩。許多重要的藥用蕈菌由于木質化質地且口感略帶苦味，很少被當作食物使用。

    現(xiàn)代研究已經(jīng)驗證和追溯到許多遠古應用藥用蕈菌的歷史。在過去三十年的跨學科領域研究中，已經(jīng)從許多藥用蕈菌種類中提取和發(fā)現(xiàn)了越來越多的功效卓著的獨特化合物。在日本、中國、韓國、俄羅斯和其它一些國家的現(xiàn)代臨床治療中，均有依靠藥用蕈菌化合物來源藥劑的記錄。 [6, 9, 47, 60, 62, 64, 66, 75, 77, 85]

    傳統(tǒng)東方古文獻突出記載了靈芝（Ganoderma lucidum（W. Curt. : Fr.）P. Karst.）和香菇（Lentinus edodes （Berk.）Singer）的重要性。在東歐國家的鄉(xiāng)村中，藥用蕈菌也在疾病治療中發(fā)揮了重要的作用。

    在這些國家中，重點使用的種類為：樺褐孔菌（Inonotus obliquus （Pers. : Fr.）Pilát （Chaga））, 藥用擬層孔菌 （Fomitopsis officinalis （Vill. : Fr.）Bond. et Singer ）,樺剝管菌 （Piptoporus betulinus （Bull. : Fr.）P. Karst. （Birch Polypore））以及木蹄層孔菌（Fomes fomentarius Fr.: Fr （Tinder Bracket））[58] 。這些藥用蕈菌被廣泛用于治療胃腸道疾病，癌癥，各種形式的支氣管哮喘，盜汗等疾病[9, 75, 77, 82, 85, 88, 89] 。

    此外，真菌和蕈菌（大型真菌）的種類極其豐富多樣。最近的資料統(tǒng)計，地球上真菌種類估計在50萬到1000萬種之間，其中廣為認可的品種數(shù)目是150萬種左右。然而目前被描述和認識的真菌總數(shù)僅為10萬種左右。這個數(shù)目是按照最新版真菌字典（Dictionary of the Fungi）[ 37 ]上記載的屬下名稱的總和計算出來的，包括至今被真菌學家研究的所有“真菌”種類，即：黏菌，藻類真菌、壺菌、地衣真菌、絲狀真菌、霉菌和酵母菌等。除此之外，還有14000種蕈菌（大型真菌）。

    地球上的蕈菌種類目前估計約有15萬種，但是僅有10%（約15000種或至多22000種）被發(fā)現(xiàn)、研究和命名 [ 3,27,28,37,50 ] 。

    通過分析Index of fungi數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)，盡管在歐洲和北美持續(xù)報道發(fā)現(xiàn)了新的物種，近10年內新發(fā)現(xiàn)真菌種類有60%來自熱帶地區(qū)。蕈菌種類的情況也是如此，尤其是那些原生樹木形成的外生菌根的類群。在有些熱帶地區(qū)，22-55 %（有的地方甚至是73%）的蕈菌種類是從未被發(fā)現(xiàn)的[3, 27, 28, 50] 。

    藥用蕈菌對健康的益處毋容置疑。在蕈菌的子實體，培養(yǎng)的菌絲體，液體發(fā)酵液和孢子中均含有多種生物活性物質，包括大分子多糖（主要是β-D-葡聚糖）、異聚葡糖苷、幾丁質、肽-葡聚糖、蛋白-葡聚糖（β-D-葡聚糖與蛋白質形成的復合體）、凝集素、核糖核酸、膳食纖維以及次生代謝有機產物，如內酯、萜類化合物、類固醇、他汀類、酚類、生物堿、抗生素和金屬螯合化合物等。很多（可能是全部）種類的蕈菌子實體、菌絲體以及液體發(fā)酵液中都存在具有生物活性的多糖物質。目前發(fā)現(xiàn)的蕈菌多糖大概約有700種。其中對現(xiàn)代醫(yī)學治療最重要的多糖是那些具有抗腫瘤和免疫激活特性的種類。在亞洲，許多真菌多糖化合物已經(jīng)通過臨床I期、II期和III期試驗，并且已經(jīng)在治療各種癌癥和其他疾病中取得了顯著的療效。

    藥用蕈菌和真菌產生的化合物，具有126種基本的藥理功效，重要的功效包括：抗腫瘤，抗氧化，清除自由基，免疫調節(jié)，降低膽固醇、保護心血管、抗病毒、抗菌、抗真菌、抗寄生蟲、排毒、保護肝臟和預防糖尿病等[9, 60, 64, 66, 70, 78, 85, 88] 。

現(xiàn)狀

    目前藥用蕈菌的醫(yī)學功效包括抗腫瘤，免疫調節(jié)，抗氧化，清除自由基，降低膽固醇、保護心血管、抗病毒、抗菌、抗真菌、抗寄生蟲、解毒、保護肝臟和抗糖尿病作用 [9, 14, 16, 21, 22, 23, 33, 66, 67, 71, 85, 88, 96] 。

    真菌多糖具有預防腫瘤，對多種腫瘤具有直接殺傷，防止腫瘤轉移的作用。與化療結合使用，以上效果更加明顯。多糖的抗腫瘤作用，需要一個完整的T細胞免疫系統(tǒng)通過胸腺依賴性免疫介導機制實現(xiàn)。真菌多糖激活具有細胞毒性的巨噬細胞，單核細胞，中性粒細胞，天然殺傷細胞，樹突狀細胞和化學信使（白細胞介素、干擾素等細胞因子和集落刺激因子），引發(fā)互補和急性反應。同時，真菌多糖可作為多細胞因子誘導劑，誘導細胞表達各種免疫調節(jié)因子和細胞因子受體 [11, 22, 23, 61, 70, 71, 78, 85] 。

    在過去的十年里，蕈菌化合物給不同臨床條件下的治療帶來了福音，引起了科學界對這些化學分子的細胞應答分子機理研究的興趣。許多來源于蕈菌的化合物，如蛋白質，多糖，脂多糖，糖蛋白等，已被列為是對免疫系統(tǒng)產生很大作用的分子。他們可以恢復和增強宿主免疫細胞的免疫應答，但他們對腫瘤細胞沒有直接的毒性作用。[11, 12]

    從其他不為人熟知的真菌來源的多糖也在治療體外和體內腫瘤方面顯示出積極的療效，具有應用前途。這些蕈菌種類包括姬松茸（Agaricus brasiliensis S. Wasser et al. （=A. blazei sensu Heinem.））, 裂蹄木層孔菌 （Phellinus linteus （Berk. et W. Curt.）Teng），灰樹花（Grifola frondosa （Dicks. : Fr.）S.F. Gray）, 金耳（Tremella mesenterica Retz.: Fr.）, 真姬菇（Hypsizygus marmoreus （Peck）Bigel.）, 金針菇（Flammulina velutipes （W. Curt.: Fr.）P. Karst.）等種類。來源于藥用蕈菌這類新的抗腫瘤藥物被稱為生物反應調節(jié)劑（BRMs）。作為一種全新的治療方法， BRMs已經(jīng)與手術、化療和放療等一起做為癌癥治療的通用手段[21, 47, 78, 96] 。

    從30余種藥用蕈菌中分離得到的具有免疫活性的化合物已經(jīng)在動物實驗中顯示出了抗腫瘤活性。但是只有少數(shù)，例如，β-D-葡聚糖和β-D-葡聚糖-蛋白復合物，進行了人體試驗。測試中，后者顯示出比單純的β-D-葡聚糖更強的免疫增強活性。大量的臨床研究結果顯示，香菇（Lentinus edodes）[11, 12, 29, 86], 灰樹花（Grifola frondosa）[2, 99], 裂褶菌（Schizophyllum commune Fr. : Fr. ）[2], 靈芝（Ganoderma lucidum）[40, 42, 87 ,93, 98], 云芝（Trametes versicolor （L. : Fr.）Lloyd）[30, 90], 樺褐孔菌（Inonotus obliquus ）[47, 54], 裂蹄木層孔菌（Phellinus linteus （Berk. et M.A. Curt.）Teng ）[92], 金針菇（Flammulina velutipes）[44], 冬蟲夏草（Codyceps sinensis ）[32] 等都具有抗癌的作用。

    真菌免疫化合物可以提升宿主的免疫系統(tǒng)。這個過程包括激活樹突狀細胞、 NK細胞、T細胞、巨噬細胞，以及細胞因子的產生。已經(jīng)被用于臨床和商業(yè)開發(fā)的藥用蕈菌產物主要是多糖，特別是Beta-葡聚糖，主要包括云芝來源的云芝多糖（PSK）和PSP（多糖肽），香菇來源的 Lentinan（香菇多糖）；裂褶菌來源的 Schizopyllan（又名：西索菲蘭，西佐喃，或SPG），樺褐孔菌來源的 Befungin；灰樹花來源的D-fraction，靈芝來源的靈芝多糖，活性的己糖衍生化合物（AHCC）等等。

    藥用蕈菌其他引人注目的可用于治療的化合物主要是一些次生代謝產物，包括凝集素，內酯類，萜類，生物堿類，抗生素和金屬螯合劑等，對機體有重要的免疫作用。藥用蕈菌也含有一些酶，例如漆酶，超氧化物歧化酶，葡萄糖氧化酶，過氧化物酶等。研究表明，酶在腫瘤治療中具有防止氧化應激和抑制細胞生長等重要作用 [77, 94] 。

    據(jù)記載，真菌可以產生大量的生物活性物質，它們不僅具有激活免疫系統(tǒng)的作用，而且可以通過干擾一定的傳導通路來調節(jié)特定的細胞反應。例如在雙孢菇、硬柄小皮傘、香菇和桑黃中發(fā)現(xiàn)的咖啡酸苯乙酯（CAPE）可以特異性抑制DNA與NF-κB的結合，在處理人乳腺癌MCF-7細胞株上顯示出很好的療效。類似的木蹄層孔菌的甲醇提取物也可以抑制DNA與NF- κB的結合，從而進一步抑制iNOS和COX的表達。從革耳屬（Panus spp）和 長毛香菇（Lentinus crinitus （L.）Fr.,）中分離得到的化合物Panepoxydone可以通過抑制IκBα的磷酸化從而干擾NF-κB介導的信號通道。以上報道表明，這些化合物可以作為用于癌癥的靶向治療。它們的分子量小，有利于穿透細胞膜，因而這 類物質也被歸為小分子量化合物，包括凝集素，內酯類化合物，萜類化合物，生物堿，抗生素和金屬螯合物等。許多真菌已被報道可以產生能夠調節(jié)不同胞內信號通路的各種代謝物，它們在癌癥治療中扮演了重要的角色 [18, 43, 56, 57, 65, 68, 69, 91, 94, 95] 。

    藥用蕈菌帶來的益處，表現(xiàn)在其不僅可以作為藥物，還可以作為膳食補充劑，功能性食品，保健品，菌物藥，甚至作為采用新式烹調法制作的日常健康飲食的一部分[7,8,84 ] 。隨著人們對采用傳統(tǒng)療法治療生理疾病的興趣增加以及對蕈菌產品中生物活性成分研究的發(fā)展， “菌類營養(yǎng)品”的概念逐漸形成，以區(qū)別于保健食品，功能性食品和藥品。“菌類營養(yǎng)品”是一種完全精制的，或者部分精制的蕈菌子實體或者菌絲的提取物或者干燥的生物質，以膠囊或片劑形式使用的具有潛在治療作用的膳食補充劑（非食品）。經(jīng)常攝入可以增強人體對疾病的抵抗力，某些情況下激活免疫反應。因此，作為免疫增強劑，藥用蕈菌產品可以調理個體的生物應激反應（稱為BRMs）。

    毫無疑問，基于藥用蕈菌的產品可以作為優(yōu)良的膳食補充劑。目前蕈菌膳食補充劑的市場迅速成長，產值超過15億美元（占當今全球膳食補充劑總市場的10%）。通過每年更新的數(shù)據(jù)可以說明藥用蕈菌作為膳食補充劑的巨大潛力[6,84 ] ，例如來自猴頭菌的含有Hericenones（猴頭菇酮）和Amyloban成分的治療癡呆癥（尤其是阿爾茨海默癥）的提取物，已經(jīng)申請專利并開發(fā)為產品。

未來的發(fā)展趨勢和亟待解決的問題

    一方面，藥用蕈菌科學以及傳統(tǒng)中草藥（TCM）及其商業(yè)化，在過去的30年中取得了很大的進步。另一方面，在藥用蕈菌發(fā)展方面仍然存在許多尚未解決但又非常重要的問題。這些問題會影響藥用蕈菌科學在21世紀的延續(xù)和發(fā)展。下面就在藥用蕈菌科學持續(xù)發(fā)展上面臨的最重要的幾個問題進行討論。

分類和命名

    許多藥用蕈菌種類被錯誤地分類。如果從一開始沒有正確的學名，將來的研究就沒有效力而言。與傳統(tǒng)的分類方法相比，DNA條形碼技術可以為藥用蕈菌物種的正確識別提供便利，同時需要研究模式標本和種類的標準化合物圖譜。例如，現(xiàn)在有越來越多的證據(jù)表明，在大多數(shù)的藥理研究中使用的被稱為“靈芝”（Ganoderma lucidum）的樣品，種類鑒定有誤。靈芝種Ganoderma lucidum，實際上是一個林奈種類或者是一個復合種群，要謹慎區(qū)分種下分亞種 [ 81 ] 。 錯誤的分類對于出版物、專利和產品都有風險。多年來，在全球至少166種漆狀靈芝屬的種類被描述 [ 49 ] ，其中中國報道了大約100個靈芝名稱。[ 97 ] 但是對于一些被稱為藍靈芝、紅靈芝或白靈芝的種類，人們仍然不清楚其真正的分類學地位。

    另外一個例子是有名的藥用蕈菌-姬松茸（Agaricus blazei）的名稱錯誤。A. blazei是北美特有的野生種，標本產自北美的三個地區(qū)，不存在栽培個體，所以不能被歸為藥用蕈菌。對于A. blazei存在兩個概念種：一個是A. blazei sensu Murrill, 產自美國的三個地區(qū)，另外一個是A. blazei sensu Heinem., 產自巴西，并在日本已有栽培 [78] 。我們分別研究了來自紐約植物園標本館的A. blazei sensu Murrill, A. blazei sensu Heinem.和A. subrufescus 的模式標本，同時研究了本類群的其他來自不同國家的栽培種類以及來自巴西的野生種類。

    通過研究發(fā)現(xiàn)，A. blazei sensu Murrill 和A. blazei sensu Heinem.是兩個不同的種類。他們的子實體大小，形狀，蓋表皮，蓋表面覆蓋類型，存在褶緣囊狀體與否和孢子的大小均有差異。據(jù)測定，廣泛栽培的被稱為A. blazei的食藥用蕈菌與Murrill描述的產自美國的模式標本A. blazei在分類上不是同一種，而是一個新種，名稱應為A. brasiliensis [ 78 ] ，因而A. blazei的名稱不應再用于這些食藥用蕈菌。后來，采用形態(tài)學與分子生物學的數(shù)據(jù)聯(lián)合分析表明，A. blazei 和A. brasiliensis 之間的差別得到證實[17, 36] 。在過去的幾年里，我們通過研究發(fā)表了多篇文章[78,80,17,83] 用來澄清A. brasiliensis, A. subrufescens, A. fiardii, A. praemagniceps, 和 A. blazei 之間的區(qū)別。目前這些種類已經(jīng)根據(jù)不同的形態(tài)學特征、分子序列、生物學特性以及地理分布等差別得到了很好的區(qū)分。由A. blazei名稱的錯誤使用而給藥用蕈菌研究帶來的混亂也最終得到了糾正。

食藥用蕈菌的純培養(yǎng)研究

    需要對食藥用蕈菌的純培養(yǎng)研究投入更多的注意力。對純培養(yǎng)的理論研究有利于產品的穩(wěn)定和持續(xù)供應。有性階段特征是鑒定培養(yǎng)產物的基本依照，但是藥用蕈菌常常在純培養(yǎng)階段不產生有性的子實體，對藥用蕈菌營養(yǎng)菌絲體特征的研究在以前的研究中又常常被忽略。許多種類的藥用蕈菌如果沒有營養(yǎng)菌絲體特征作為參考，則無法被正確的鑒定。通過培養(yǎng)得到的藥用蕈菌營養(yǎng)菌絲體是一個復雜的分枝狀菌絲結構，不同的種類具有特定的菌絲寬度和長度、細胞核數(shù)、細胞壁厚度和菌絲分支式樣。

  對藥用蕈菌營養(yǎng)菌絲體研究的積累，可以為學習和比較菌絲體形態(tài)特征，藥用蕈菌種類鑒定，以及生物技術工藝中的污染控制提供重要的參考[4,5] 。

    由于藥用蕈菌一般沒有模式菌株，我們應該為一些種類選取可靠的、合適的模式菌株。根據(jù)布達佩斯條約，我們需要建立一個世界級的食藥用蕈菌菌種保藏機構。當然，這一提議需要與國際菌種保藏聯(lián)盟協(xié)商 [85] 。

藥用蕈菌膳食補充劑

    最近，以蕈菌作為膳食補充劑或者功能性食品受到越來越多的關注。作為膳食補充劑的藥用蕈菌產品，它們的安全性，標準化，質量控制，藥效和作用機理等方面正面臨越來越多的挑戰(zhàn)。

    不幸的是，藥用蕈菌作為膳食補充劑的標準化進程還處于初級階段。人們對其作為膳食補充劑的生物活性效應認識不足。目前在藥用蕈菌產品的生產和測試領域，我們還沒有國際公認的標準和協(xié)議，僅有的標準和協(xié)議只可以保證產品的質量。藥用蕈菌產品質量不一致，將導致市售的藥用蕈菌商品存在著顯著不同組分和效力。人們無法得知產品的生物活性是單一的成分還是多種成分協(xié)同作用的結果。對于相同種類的蕈菌的不同加工工藝（子實體、菌絲培養(yǎng)物的干粉或者抽提物）的藥效研究還不充分。那么，簡單的子實體或者菌絲體干粉與他們的熱水、純酒精或酒精水溶液提取物同樣有效么？提取物中的粗提物和精制組分（例如有些公司出售的灰樹花D組分以及靈芝的多糖組分）哪種更有效和更安全？藥用蕈菌提取物中的小分子量化合物的作用目前尚不清楚。

   在片劑中，采用單一種類的配方還是2-10種不同種類復合配方更有效？在一個復合配方產品中，怎樣可以準確獲取有效的組分？由于菌類產品具有對細胞因子的刺激效應，但是兒童免疫系統(tǒng)還不成熟，什么年齡使用藥用蕈菌產品對他們是安全的？女人在懷孕和哺乳期間什么劑量是安全和有效的？藥用蕈菌膳食補充劑的推薦使用量缺乏詳細的標準闡述，包括精確的劑量和作用持續(xù)時間等，需要被非常認真地對待。一些研究表明，劑量過高可能導致免疫抑制；而劑量太低，則可能不會激發(fā)免疫反應。此外，蕈菌膳食補充劑面臨的困境是產品太多樣化，缺乏用于控制產品質量的生產和測試標準。目前許多市售產品中有效成分沒有被標注。

    在藥用蕈菌產品中原料摻假的情況比較常見（例如，使用靈芝屬的其他種類冒充靈芝Ganoderma lucidum,韌革菌屬Stereum冒充栓菌屬Trametes的種類，以及蟲草屬的其他種類冒充冬蟲夏草Cordycepts sinensis）。

    市場上很難找到純的β-葡聚糖（90-95%的β-葡聚糖產品是假冒的或者被摻假的）。摻假的產品會導致許多對健康不利的影響，如腎病，急性肝炎，昏迷，發(fā)熱等。據(jù)報道，在中藥中使用摻假的產品會導致神經(jīng)系統(tǒng)，心血管和胃腸道等問題[2,45]。

    目前，對于幾種知名的藥用蕈菌產品安全問題我們還沒有解決。例如，據(jù)日本醫(yī)院報告，巴西蕈菌產品攝入會引起肝功能異常[ 51 ] 。在利用灰樹花多糖提取物治療乳腺癌患者的臨床I/ II期實驗中，由于灰樹花代謝產物的復雜性，產生了不確定的治療效果，即它的提取物可能降低也可能增強免疫系統(tǒng)的功能 [ 15 ] 。

    食用鮮菇的作用仍然不清晰。一般認為可以增加抗β-葡聚糖的血清抗體。但日本的大野研究組研究認為，食用鮮菇具有增強對病原真菌抵抗力的功效 [ 34] 。

    目前，藥用蕈菌膳食補充劑與某些藥物的交替或者相互作用的信息仍然非常匱乏。

藥用蕈菌是天然產物中新藥發(fā)現(xiàn)的新領地

    目前，癌癥是世界上危害公眾健康的一個主要難題。在美國，每年約有150萬人患癌癥，癌癥引起的死亡占疾病死亡人數(shù)的1/4。癌癥也是導致1-14周歲兒童夭折的第二大病因 [ 35 ] 。

    真菌多糖分子量大（大多100,000- 500,000道爾頓），不能通過人工合成而只能通過子實體、菌絲體和發(fā)酵液提取等方式獲得。這導致了產品價格高昂，阻礙了從藥用蕈菌多糖（例如香菇、裂褶菌或云芝多糖）中發(fā)展出真正免疫調節(jié)和抗腫瘤藥物的進程。

    當今科學研究應該將注意力集中于探討藥用蕈菌小分子化合物的藥理和功效上。例如小分子次生代謝產物在細胞凋亡，血管生成，新陳代謝，細胞周期調控以及信號轉導中的角色和作用 [ 94 ] 。 西方制藥公司感興趣的是可以大量投放市場的易合成的化合物。

    從歷史上看，新的藥物多數(shù)是從天然產物的次生代謝產物衍生而來的。藥用蕈菌天然產物是藥物發(fā)現(xiàn)資源的新領地。截至1990年，約80%的藥物來自天然產物的化合物或其類似物。以下的“暢銷藥”使醫(yī)藥學發(fā)生了革命性的變化：抗生素類藥物（青霉素、四環(huán)素和羅紅霉素），抗寄生蟲類藥物（阿維菌素），抗瘧疾藥物（奎寧和青蒿素），抗血脂藥物（洛伐他汀及其類似物），器官移植的免疫抑制劑（環(huán)孢素和雷帕霉素）和抗癌藥物（紫杉醇和阿霉素） [ 39 ] 。 其實，上述化合物都曾在真菌中被發(fā)現(xiàn)。現(xiàn)代抗癌新藥物發(fā)展的趨勢包括（1）癌細胞生長因子抑制劑（如赫賽汀，愛必妥，厄洛替尼），作用機理是阻斷癌細胞與助分裂生長的關鍵蛋白因子的結合。（2）激素受體阻滯劑（如他莫昔芬），它可以與腫瘤細胞中過量表達的雌激素受體結合，阻滯癌細胞分裂。（3）胞內信號阻斷劑，其通過影響細胞內酶之間的聯(lián)系與 相互作用，調節(jié)細胞的生長和發(fā)育。（4）血管生成抑制劑，如阿瓦斯丁，它是第一個抑制新生血管在癌細胞周圍形成的藥物，可以促使癌細胞因饑餓而凋亡 [ 1 ] 。

    目前正在進行人體實驗的抗癌藥物大約有860種，這個數(shù)目超過同期實驗的心臟病和中風藥物之和的兩倍，是抗艾滋病和其他傳染病藥物之和的近兩倍，亦是阿爾茨海默癥和其他神經(jīng)性疾病藥物的兩倍多 [ 59 ] 。

根據(jù)艾美仕健康研究中心市場（IMS Health）統(tǒng)計，抗癌藥物已經(jīng)在2006年占據(jù)全球銷售冠軍，2008以來占據(jù)美國醫(yī)藥銷售市場首位。制藥巨頭們已經(jīng)看到了在癌癥治療市場的巨大前景。例如，作為全球最大的制藥企業(yè)的輝瑞公司（Pfizer），原本優(yōu)勢主要集中在研制和銷售心腦血管藥物，降低膽固醇的巴斯特立普妥[ 19 ]以及降血壓藥-氨氯地平[ 59 ]。最近，輝瑞公司削減了對心血管藥物的研究，反而組建了約1000人的研究隊伍全力開發(fā)被忽視的抗癌藥，并把抗癌藥研發(fā)提升為公司六個重點發(fā)展領域之一。目前在抗癌藥物研發(fā)的投入占輝瑞制藥70億美金研發(fā)經(jīng)費中的比例上升為20%，在100種臨床新藥中有22種是抗癌藥物[ 59 ] 。

    藥用蕈菌的研究需要涉及基因組學，蛋白質組學，代謝組學和系統(tǒng)藥理學。藥用蕈菌療效的分子機理應當使用上述學科中的現(xiàn)代方法進行研究。

    藥用化合物的另一個重要來源是藥用蕈菌的次級代謝產物庫。這些化合物可以根據(jù)五個主要的代謝來源進行分類[ 94 ]：氨基酸衍生途徑；芳香族氨基酸生物合成的莽草酸途徑；乙酰輔酶A起始的醋酸丙二酸途徑；從乙酰輔酶A起始用于合成甾醇的甲羥戊酸途徑以及多糖和肽多糖途徑。其中聚酮化合物和甲羥戊酸途徑是最常被研究和使用的，這個代謝途徑比其他途徑能夠產生更多樣的化合物品種。

    應當盡一切努力從藥用蕈菌的小分子次生代謝產物中尋找新的抗癌藥物。這些小分子應當能夠抑制或觸發(fā)特定的生化反應，即激活或抑制核轉錄因子（NF-κB），抑制蛋白和酶的活性（特別是酪氨酸激酶、芳香化酶、硫酸酯酶、金屬蛋白酶類、環(huán)氧合酶、DNA拓撲異構酶、DNA聚合酶），以及抗血管生成等 [ 56,57,65,91,94,95 ] 。能夠直接抑制NF-κB的真菌小分子量化合物主要有：咖啡酸苯乙酯（CAPE），蟲草素，Panepoxydone，和Cycloepoxydon。來源于裂蹄木層孔菌（Phellinus linteus）和硬柄小皮傘（Marasmius oreades）的咖啡酸苯乙酯對腫瘤細胞有特異性的殺傷作用，顯示出抑制NF-κB的活性，可作為抗腫瘤，尤其是抗乳腺癌藥物的候選化合物[57] 。

    制藥公司正在為藥物發(fā)現(xiàn)尋找新天然產物的來源。藥用蕈菌是可以在短時間內被開發(fā)出新藥品的資源。然而，這個自然賜予人類的最好禮物卻尚未被重視。

    應用蕈菌的β-葡聚糖和其他多糖類化合物，需要研究多糖的構效與活性的關系，尤其是分子構象和受體介導的機制 [ 10 ] 。通過對β-葡聚糖的水溶性、分子量、結構和分子機制的研究，澄清了藥用蕈菌中并不是所有的β-葡聚糖都具有藥理活性[ 10,52,96 ]。

    β-葡聚糖的分子量對其藥理活性的作用仍然未知。對于高分子量β-葡聚糖還是低分子量β-葡聚糖更有效的爭議仍然存在。例如高分子量的硬葡聚糖制劑被報道是最有效的真菌多糖[ 52 ]。然而，低分子量的香菇多糖卻有著更強的抗腫瘤活性[ 11,96 ]。我們必須考慮到對β–葡聚糖生理生化反應的個體差異。生物體原本產生β-葡聚糖效應的能力和通過補充β-葡聚糖提高的效應能力是不同的；不同周邊血液中的白血球對β-葡聚糖的反應是不同的；不同品系的小鼠對β-葡聚糖的敏感程度也是顯著不同的[ 10,52,96]。

    在水中的溶解度是β-葡聚糖一個重要的特征值。影響β-葡聚糖溶解度和藥物活性的主要因素仍然未知，需要對分子量、主鏈上的側鏈的數(shù)量、側鏈的長度、β-1,4、β-1,6和β-1,3糖苷鍵的比例和在酸中的電離度等因素進行綜合的考慮[ 52,78,96 ]。可溶性β-葡聚糖似乎比不溶性β-葡聚糖具有更強的免疫激活作用。造成這種情況的原因還不完全清楚?？诜?SPAN style="FONT-FAMILY: 'Times New Roman'; FONT-SIZE: 12pt">β-葡聚糖被腸道吸收的可能機制為：非特異性地被腸道吸收；通過腸道上皮膜間隙吸收；通過腸道的M細胞吸收；先與腸腔上Toll 狀受體蛋白結合后被吸收或者被樹突狀細胞探測并吸收[ 5,23,46 ]。但是仍然不能確定具體是哪（幾）種機制在起作用。另外，口服不溶性β-葡聚糖也有先被消化分解為分子量更小的生物活性低聚物，隨后被吸收的可能[ 38 ]。

    對藥用蕈菌的β-葡聚糖[10,52,85,96 ]與來源于植物 [ 72,74 ] 和酵母 [ 41,76 ] 的β-葡聚糖之間在結構、溶解度和生物活性上的差異需要被澄清。例如，谷物的β-葡聚糖結構是由β-1,3和β- 1,4糖苷鍵鏈接，并不存在β- 1,6糖苷鍵。同時，植物來源的β-葡聚糖結構是線性的，不存在分枝，分子量也小于藥用蕈菌來源的β-葡聚糖。其生物活性也沒有被充分地研究。來源于酵母的β-葡聚糖部分可溶于水，而藥用蕈菌來源的β-葡聚糖則是完全不溶于水的。為什么他們會有不同的生物活性？藥用蕈菌的β-葡聚糖相比谷物或酵母的β-葡聚糖關鍵的優(yōu)勢是什么？目前人們對于β-葡聚糖的受體——Dectin-1（樹突狀細胞C型凝集素-1）的功能已經(jīng)了解很多[ 73,86,25] ，然而對于β-葡聚糖如何與受體Dectin-1結合以及側鏈對結合的影響，以及另外的受體Dectin-2的功能還不清楚[ 24 ]。

    β-葡聚糖含有的三股螺旋的構象的原因及其與單鏈相比的優(yōu)勢仍然需要被研究 [10,52 ] 。 不幸的是，人們對決定其特定活性的最佳結構特征還不了解。另外，對位于螺旋外側表面的親水性基團的結構認識也不清楚。

    在對于相同的裂褶菌β-葡聚糖三螺旋和單鏈結構生物活性的研究中，取得了相互矛盾的數(shù)據(jù)[ 10,52 ] ?？梢娢覀?/SPAN>對于封閉三螺旋或部分開放的三螺旋結構的生物活性對比仍然缺乏了解[ 20,47 ]。

面向二十一世紀藥用蕈菌研究的重要問題

  1. 對藥用蕈菌多糖-蛋白或多糖-肽復合物的藥理活性需要進一步探究。

  2. 需要更多的研究如何確定來源于藥用蕈菌的提取物或者化合物的針對特定疾病的最佳療效，例如病毒感染，細菌感染，代謝綜合癥，癌癥和高膽固醇癥等。

  3. 研究開發(fā)新方法和新工藝對藥用蕈菌研究是當務之急。例如，2009年韓國樸教授研究組開發(fā)了一種用納米顆粒技術提取水溶性藥用蕈菌多糖的新工藝 [55] 。研究人員使用水不溶性的納米碳化鎢顆粒作為“納米刀”（平均粒徑150-390nm），分別抽提繡球菌和桑黃中的β–D型葡聚糖，生產Sparan和Phellian等蕈菌多糖產品,提取效率分別達到了70.2%和65.2%。這是“納米刀”技術應用于蕈菌多糖提取并首次獲得高收率的報道。樸教授團隊樂觀地認為該項技術可以為食品，化妝品，制藥行業(yè)提供β-葡聚糖原料 [55] 。

  4. 對大范圍人群進行高質量，長期，雙盲和安慰劑對照實驗研究是必須的，可以確保藥用蕈菌產品的療效和安全性得到統(tǒng)計學數(shù)據(jù)的有力支持。

  5. 必須重視藥用蕈菌對農場動物的保健功效研究。一方面，農場動物可以作為針對肥胖、糖尿病、老齡化、心血管疾病、傳染病、癌癥等治療的病理學模型，也可以作為針對神經(jīng)科學、營養(yǎng)學、免疫學、眼科和生殖學等研究的生物醫(yī)學模型。另一方面，通過使用藥用蕈菌作為飼料或飼料補充劑，發(fā)展抗生素和抗病毒藥物的替代品，可以促使陷入危機的農場動物研究的改革和突破 [ 63 ] 。

  6. 需要保護藥用蕈菌種質資源的知識產權，尊重和保護創(chuàng)新和發(fā)明。當前，蕈菌資源在醫(yī)藥，化妝品，食品，農業(yè)，酶工業(yè)，化工和廢物處理等行業(yè)和領域得到廣泛的利用與開發(fā)。然而，蕈菌資源在知識型企業(yè)中的優(yōu)勢和作用經(jīng)常被忽視，盡管它們是收入和利潤的潛在來源。蕈菌資源通常沒有被更好的管理和利用。如何創(chuàng)造，保護并從蕈菌資源中發(fā)掘價值，對企業(yè)產品的發(fā)明和創(chuàng)新非常重要[85]。

  7. 科學家必須繼續(xù)向社會和消費者普及藥用蕈菌的科學知識。作為科學家，我們有義務對公眾開展更多的藥用蕈菌有利健康的普及教育。公眾并不總是可以了解到藥用蕈菌領域最新的、有趣的研究成果或者重大科學進展的意義。令人難以置信的是，在2010年，全球很多地方的人們對藥用蕈菌帶給人類健康的益處仍然一無所知?？茖W家應該招募學校或者研究所的主任，校長，主管，校友會成員和記者，協(xié)助他們與當?shù)厣鐓^(qū)居民，企業(yè)管理經(jīng)理人以及重要的政府官員進行交流與宣傳。我們需要創(chuàng)造機會，邀請企業(yè)家到實驗室中。我們應當擔當咨詢的角色，解答一些問題和關切，因為我們的研究工作的意義并不只是追求“新穎價值”。我們應當在不同的場合為各種對象普及全面的知識，從學校學生到醫(yī)療專業(yè)人員，從消費者到產業(yè)界[ 13 ]。通過印刷廣告、電視廣告以及手冊的形式發(fā)布更多的有關藥用蕈菌對人類社會益處的信息，向公眾傳達藥用蕈菌產品安全和實用的理念。

  8. 藥用蕈菌學者的優(yōu)勢是構建西方和東方醫(yī)學聯(lián)系的橋梁-。東西方的醫(yī)藥體系對草藥和蕈菌類采用了不同的監(jiān)管標準。植物或者藥用蕈菌的提取物在大多數(shù)西方國家被當做膳食補充劑，適用WHO和DSHEA標準，進入市場前不需要進行臨床實驗 [ 84 ] 。然而在中國和其他一些亞洲國家，相同的草藥和一些藥用蕈菌產品則被認為是藥物，因此上市前必須要進行臨床實驗。藥用蕈菌產品在西方很少被當做藥品用于治療，一部分原因是蕈菌產品成分太復雜，純度達不到藥物的要求 [ 71 ] 。我們未來的策略應該是順應東西方不同的醫(yī)藥系統(tǒng)的法規(guī)、標準和經(jīng)驗——這已被證明是對21世紀的健康福利最有價值的探索和實踐。

致謝

    在此我要感謝以下同事們，他們花費了大量時間和精力提供數(shù)據(jù)，對我編寫本文提供了很大的幫助：

John Holiday 博士（美國）, Christopher Hobbs（美國）, Ha Won Kim 教授（韓國）, Naohito Ohno教授 （日本）, Peter C.K. Cheung 教授（香港）, Shufeng Zhou 教授 （澳大利亞）, Reinhold P?der 教授 （奧地利）, Daniel Job 博士（瑞士）, Cun Zhuang博士（美國）, G. Guzmàn 教授（墨西哥）, Roumiana Petrova 博士（保加利亞）, Jamal Mahajna（以色列）

（程抒劼 田霄飛 譯）