蛹虫草中虫草素的研究进展

蛹虫草(Cordyceps militaris(L.) Link)又称北冬虫夏草，属子囊菌亚门、麦角菌科、虫草属，是虫草属的模式种，经成分测定分析及药理实验证明可作为冬虫夏草中的替代品之一。其主要活性成分包括虫草素、虫草酸及虫草多糖等，其中，虫草素是虫草中特有的活性成分，由于其具有广泛的生物活性，已引起世界范围内的广泛关注。所以，本文结合笔者的相关研究就近年来有关蛹虫草中虫草素的理化性质、合成、提取纯化方法及药理作用等方面的研究进展情况进行综述。

1  虫草素的药理作用

1.1 抗菌、抗病毒作用

虫草素是一种核苷类抗生素，具有较好的抗菌、抗病毒功效。焦彦朝等报道，虫草素对枯草杆菌、鸟结核杆菌及牛型结核分枝杆菌有抑制作用，郑藻杰等研究发现，虫草素能抑制链球菌、鼻疽杆菌、炭疽杆菌、猪出血性败血症杆菌及葡萄球菌等病原菌的生长。此外，虫草素还对石膏样小牙孢癣菌、羊毛状小牙孢癣菌及须疮癣菌等皮肤病致病性真菌亦有抑制作用。同时，虫草素还对人体免疫缺陷性病毒HIV-I型的侵染及其反转录酶的活性亦有抑制作用。

1.2 增强免疫功能和预防心血管疾病

据报道，虫草素能明显促进人外周单核细胞IL-10的分泌和IL-10mRNA的表达，同时，对诱导产生IL-2的植物血球凝集素和外周血液单核细胞的扩增有抑制作用。IL-10能强烈抑制淋巴细胞和单核细胞，从而能使机体免于过度的免疫病理损伤，所以，虫草素可以通过IL-10的作用对自身进行免疫性调节。

另外，吴畏等报道，虫草素能抑制蛋白质激酶活性，抗核苷磷酸化酶对糖基的裂解。对体液免疫具有调节作用，能增加脾脏重量，加速肝脏核酸和蛋白质更新速度；具有抗缺氧、增加心肌营养血流量及降低血清胆固醇和β-酯蛋白的作用，能明显增加冠脉血流量，降低冠脉、脑及外周血管阻力，而且对核酸的甲基化有抑制作用，能预防脑血栓和心血管疾病发生。

1.3 抗肿瘤作用

虫草素对艾氏腹水癌、人鼻咽癌KB细胞、人宫颈癌HeLa细胞、小鼠黑素瘤细胞及Lewis肺癌细胞等具有明显的抑制作用。笔者曾开展了虫草素对人肝癌SMMC-7721细胞增值的影响试验，用质量浓度为0.8 g/L的虫草素，分别作用肿瘤细胞24、48、72 h后，肿瘤细胞生长抑制率分别为30.6%、49.8%、81.4%，说明虫草素具有明显的抑制肿瘤细胞生长作用；吴洪臻等用低剂量[30mg/(kg．d)]和中剂量[60mg/(kg．d)]虫草素及阳性药物环磷酰胺[20mg/(kg．d)]作用小鼠9 d，进行S180瘤细胞实验，抑瘤率分别为45.72%、49.11%和55.91%。若将虫草素和环磷酰胺两者联合使用，对S180抑瘤率可提高到88.55%。由此可见，虫草素可以增强环磷酰胺的抗癌作用，提示虫草素可以作为临床抗肿瘤药物的辅助药物。

1.4 降血脂作用

朱平等报道，将虫草素20mg/kg与阳性药物--力平之25mg/kg作用于高血脂模型小鼠，结果表明，它们降低血清甘油三脂的效果相当，所以，虫草素可应用于高血脂症患者的治疗。

1.5 调节胰岛素分泌作用

巫冠中等探讨了虫草素对大鼠离体郎罕氏胰岛细胞分泌胰岛素的影响。认为虫草素可抑制由糖诱导的胰岛素释放，并且降低特异性磷酸二酯酶抑制剂Qrg9935或腺苷酸环化酶激活剂Fotskolin促进胰岛素分泌的作用。结果提示，虫草素对胰岛素分泌的抑制作用是通过A1受体介导，并非经P-位点产生对腺苷酸环化酶的抑制。但其在临床糖尿病病人的使用中，能否影响胰岛素分泌尚需进一步研究。

1.6  清除自由基作用

机体内产生的自由基起主要作用的是SAFR和HFR，虫草素对SAFR具有较强的特异性清除作用，而虫草素和虫草酸等组分共同作用能更有效的清除HFR。

2 虫草素的应用及产品开发

由于虫草素具有天然的生物活性及广泛的药理作用，已引起国内外专家的极大关注。目前，已有不少以虫草素为主的药品、保健品及化妆品投放市场。陈顺志等采用生物技术和超临界萃取技术成功获得了蛹虫草中的虫草素，经加工处理研制成虫草活性素软胶囊。据报道，美国已将虫草素作为抗癌、抗病毒新药进入临床试用。而我国由虫草素合成的治疗白血病新药也已进入Ⅰ期临床阶段。所以，随着科学技术的飞速发展，虫草素的独特功效将会进一步的被发掘和利用，因此，其具有重要的开发和应用价值。

3  讨论

3.1由于野生冬虫夏草资源短缺、价格昂贵，制约了虫草产业的健康发展。目前，蛹虫草人工培养技术已经非常成熟，而且通过分析测定，蛹虫草中的主要成分与冬虫夏草相似，虫草素含量是冬虫夏草的20倍。但冬虫夏草的药理作用是否由虫草素、虫草多糖等成分独立作用，还是几种成分协同作用的结果，蛹虫草能否真正成为冬虫夏草的理想替代品，尚需进一步的研究确定。

3.2 虽然虫草素的特殊功效已引起国内外学者的重视，但由于蛹虫草中的虫草素含量较低，加之目前的提取纯化技术及成本等问题，分离得到纯品非常不易，使得国际市场上虫草素的价格已达到207万美元/kg，非常昂贵。要改变这一现状，笔者认为需要通过以下两方面加以解决，一是培育虫草素含量高的蛹虫草菌种或通过蛹虫草培养过程中的温度、光照等条件控制来提高其虫草素含量；二是降低提取纯化成本。目前，高纯度虫草素（大于99%）一般需要通过制备型高效液相色谱纯化，成本非常高，所以，应该在虫草素提取环节上下工夫，通过优化条件提高虫草素的提取率并尽量排除其他组分的干扰，这样纯化阶段就不需要采取高效液相色谱，从而可大大降低虫草素的纯化成本。目前，笔者正在开展该方面的研究。

3.3 据报道，虫草素的抗肿瘤机理主要包括三种途径：一是直接杀伤肿瘤细胞；二是通过激活机体免疫系统使宿主特异性免疫功能增强而获得明显的免疫保护效应；三是通过诱导肿瘤细胞凋亡，抑制其生长。而笔者采用流式细胞术检测法进行虫草素抗肿瘤作用研究也验证了其可诱导肝癌SMMC-7721细胞凋亡，并且，随作用时间的延长肿瘤细胞凋亡率提高。所以，能否将虫草素进一步研制成肿瘤细胞凋亡剂，用于恶性肿瘤的治疗。该方面的研究目前报道的很少，有待于深入研究。