冬虫夏草成分及活性研究进展

邹赢锌，陈雅琳，储智勇，汪家春

冬虫夏草是冬虫夏草菌(麦角菌科真菌)寄生在蝙蝠蛾科昆虫幼虫上的子座和幼虫尸体的复合体。在我国传统医学中，冬虫夏草以其调节阴阳、肺肾双补之特效，广泛用于免疫、心血管、呼吸、泌尿生殖、消化、神经系统等疾病的治疗。

中国是最早应用冬虫夏草的国家，其历史可追溯到唐代(公元863年)。1878年，意大利真菌学家Saccardo将冬虫夏草命名为希腊文Cordyceps Sinensis(Berk．)Sacc．，中文意为“中国棒头菌”。常有将冬虫夏草和虫草混为一谈的。凡是真菌寄生在虫体上能长出草样子实体的均可称之为虫草，目前已报道的虫草有380余种;而世界上冬虫夏草只有一种，是中国的特产。冬虫夏草的药理作用特殊而广泛，因此，对冬虫夏草的市场需求庞大。现将冬虫夏草的化学成分及药理活性综述如下。

1 成分

冬虫夏草是一个复杂而特殊的生命复合体，含有多种特殊的活性成分。目前已知冬虫夏草含有糖类、氨基酸类、核苷酸类、酸脂类、无机元素类、维生素等成分。

1.1 多糖类

虫草多糖是虫草中主要的、也是含量最高的活性成分之一。冬虫夏草中多糖占总干质量的3%～8%。目前从天然冬虫夏草和人工培育的虫草真菌中均分离纯化出了多种多糖成分，如日本学者从天然冬虫夏草中分离纯化出虫草多糖CS－I和CT－4N;中国药科大学从河北保定制药厂生产的虫草菌丝体中纯化出虫草多糖CHWp;Miyazakit分离出虫草多糖CS－1 和 CS－2 等。表多糖(exopo1ysaccharide，EPS)是从冬虫夏草菌体中分离的一种蛋白质和多糖的复合体［1］，AEPS－1(acidic po1ysaccharose)是EPS的酸性多糖片段，平均相对分子质量约3.60×104，主要成分吡喃葡萄糖∶吡喃葡糖醛酸的摩尔比为8∶1，并含有痕量的甘露糖。CPS是从虫草菌丝体中提取的一种相对分子质量为3.72×106的多糖，其中所含各种糖的摩尔比为鼠李糖∶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 均是从冬虫夏草中提取的α－D－葡聚糖，相对分子质量分别为1.18×106和1.15×106。从冬虫夏草中分离得到的大多数多糖都具有抗肿瘤活性［3］。

1.2 氨基酸类

冬虫夏草含粗蛋白29.1% ～33.0%，其水解物中含有多种氨基酸，包括天门冬氨酸、赖氨酸、谷氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、丙氨酸、苏氨酸、脯氨酸、甘氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、酪氨酸、瓜氨酸、精氨酸、丝氨酸共18种氨基酸［4］，其中包含人体必需的8种氨基酸。目前对虫草总氨基酸的含量报道不一，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、色氨酸和酪氨酸为主要药理成分，且以色氨酸为主。从冬虫夏草中分离的一种环胞菌类环状缩羧肽，可作为免疫抑制剂及抗真菌剂。此外，从冬虫夏草菌丝干品中还提取出γ－氨基丁酸(GABA)和较高含量的牛磺酸。牛磺酸衍生物可抑制骨髓造血细胞微核的形成，这可能是冬虫夏草提高免疫力、改善造血系统和抗肿瘤等功能的物质基础之一。

1.3 核苷类

冬虫夏草中含有腺苷、腺嘌呤、尿苷、尿嘧啶、鸟苷、鸟嘌呤、次黄嘌呤等核苷类化合物。

水溶性核苷成分主要集中在子座部分，在虫体中含量很低。从子座的水浸液中分离得到次黄嘌呤核苷、胸腺嘧啶和尿嘧啶，从虫体的水浸液中分离得到微量的次黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和核苷［4］。我国学者从长春蛹虫草菌丝中分离出腺苷、腺嘌呤和虫草素，其中腺嘌呤和虫草素为首次从菌丝体中分离得到。

虫草素(cordycepin)，即3'－脱氧腺苷，是受关注较多的虫草核苷成分，是冬虫夏草的主要活性成分，也是第一个从真菌中分离出来的核苷类抗生素。虫草素具有抑制病毒RNA的合成，抑制血小板聚集和抑制血管平滑肌细胞增值的作用［5］。此外，虫草素可以通过Wnt信号途径活化小鼠肝糖原合成酶激酶－3β(GSK－3β)，以抑制小鼠恶性黑素瘤细胞 B16－BL6 的增殖［6］。

1.4 甘露醇与甾醇类

冬虫夏草中甘露醇的含量为3.6%。虫草酸，即冬虫夏草中的D－甘露醇，具有利尿、镇咳平喘和清除自由基的作用。

冬虫夏草中的麦角甾醇代谢物具有抑制表皮细胞增殖的作用［5］。H1－A是从冬虫夏草中分离出来的甾醇。H1－A抑制植物凝血素(PHA)刺激活化的外周血红细胞白介素2(IL－2)的产生，具有阻止淋巴增生和促进免疫抑制的作用。冬虫夏草中还含有胆甾醇软脂酸、麦角甾醇过氧化物等甾体类组分。

1.5 其他

冬虫夏草中尚含有如下许多其他成分。

维生素:冬虫夏草中含有抗坏血酸、核黄素、硫胺素、维生素A、维生素B1、维生素B12、维生素C、烟酸、烟酰胺等。

挥发油:verticio1是对呼吸道疾病有特效的一种冬虫夏草挥发油类成分，但其结构尚不明确［7］。

酸酯类:冬虫夏草的乙醚提取物中含有软脂酸、油酸、β－亚油酸、软脂酸乙酯及硬脂酸乙酸。

多胺类:冬虫夏草含有腐胺、精胺、精眯、1，3－二氨基丙烷、尸胺以及类精咪等多胺类物质。

无机元素:冬虫夏草中还含有磷(P)、镁(Mg)、铁(Fe)、钙(Ca)、铝(A1)、硅(Si)、锌(Zn)、锰(Mn)、铜(Cu)、钛(Ti)、铬(Cr)等元素。

此外，冬虫夏草中还含有有机酸、磷脂类等。

2 活性

冬虫夏草的活性是多方面的，而同一种活性作用可能是多种成分共同作用的结果。笔者将就冬虫夏草的活性方面进行综述，并将产生活性的物质基础进行总结归纳。

2.1 抗肿瘤

抗肿瘤作用是冬虫夏草活性研究最多的方向之一。冬虫夏草含有大量的抗肿瘤多糖和肽类，具有广谱抗肿瘤作用。

虫草素通过激活细胞膜的腺苷A3受体而抑制B16－BL6小鼠黑色素瘤细胞生长。冬虫夏草可以抑制肺癌细胞增殖、促进细胞凋亡［8］。冬虫夏草的乙酸乙酯提取物对人早幼粒白血病细胞株HL－60的增殖有很强的抑制作用。

对冬虫夏草抗肿瘤作用机制的研究集中于对肿瘤细胞凋亡通路的影响。冬虫夏草诱导肿瘤细胞凋亡呈现多靶点、多环节的特点，通过对多种凋亡相关因子的调控而发挥抗肿瘤作用。冬虫夏草可以通过线粒体凋亡途径诱导HL－60凋亡［9］，使 HL－60 细胞表现出 DNA 降解、核固缩、caspase－3 活性上调和多重聚合酶含量下降。虫草水提物通过下调Bc1－2基因表达和caspase－3蛋白水解酶活性诱导U937细胞凋亡，在治疗人白血病方面有良好的应用前景。冬虫夏草提取液可以通过抑制IκBα的降解，从而抑制NF－κB活性并最终抑制结肠癌细胞增殖。冬虫夏草能使肿瘤细胞的p53基因表达发生改变，使细胞周期阻滞，诱导肿瘤细胞凋亡［10］。

除自身具有抗肿瘤作用外，冬虫夏草还具有增强临床抗肿瘤药药效的作用，如增强腺苷脱氨酶抑制剂2'－脱氧助间型霉素的抗肿瘤活性［11］。据肿瘤放化疗后患者反馈，冬虫夏草具有明显的升高放化疗后降低的白细胞水平的作用。

2.2 提高免疫力

冬虫夏草对免疫系统有特殊的调节作用。《中药大辞典》描述冬虫夏草:“补虚损，益精气，治阳痿遗精、腰膝酸痛，病后久虚不复”。冬虫夏草对佐剂性关节炎大鼠免疫细胞、化学性或免疫性肝损伤模型均表现出明显的免疫调节作用。冬虫夏草菌丝体中提取的多糖能抑制环磷酰胺诱导的小鼠免疫抑制，增加脾脏和胸腺指数，增强脾淋巴细胞活性和巨噬细胞功能［12］。冬虫夏草多糖的酸性片段(acid po1ysaccharide fraction，APSF)可以促进M2型巨噬细胞转换成M1型［13］。巨噬细胞在微环境的刺激性下会表现M1和M2两种表型。M1型是正常的，也是常见的巨噬细胞表型。而M2型则往往存在于肿瘤细胞中，以免疫抑制为特征。M2型向M1型的转变在肿瘤治疗过程中起重要作用。

冬虫夏草参与免疫调节的机制包括:(1)提高单核－巨噬细胞的吞噬功能。(2)双向调节细胞免疫功能。(3)调节体液免疫。(4)双向调节NK细胞活性。

2.3 抗氧化

冬虫夏草被认为是一种天然的抗氧化剂。抗氧化可能是冬虫夏草各种抗病作用的重要机制之一。冬虫夏草提取液能有效拮抗由糖尿病引起的肝线粒体氧化损伤;抑制血浆中脂质过氧化物水平的升高，抑制动脉粥样硬化小鼠主动脉胆固醇的沉积。预防性应用冬虫夏草水提液能明显提高兔急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)模型的抗脂质氧化作用。冬虫夏草在抑制亚油酸氧化、清除自由基和螯合金属离子方面均显示出很高的活性。冬虫夏草还有提高肝组织超氧化物歧化酶(SOD)活性、降低丙二醛(MDA)含量的作用。虫草深层发酵物中提取的细胞内多糖IPS(intrace11u1ar po1ysaccharide)具有显著的抗氧化活性，对超氧化物自由基和羟自由基的清除率表现出明显的剂量依赖性［14］。细胞内硒多糖ISPS(intrace11u1ar se1enium po1ysaccharide)在离体和在体实验中同样表现出优异的抗氧化活性［15］。

冬虫夏草抗氧化作用的机制包括:(1)清除氧自由基。冬虫夏草本身含有SOD，可清除细胞内的氧自由基，显著提高抗氧化酶活力;冬虫夏草中虫草素和虫草酸等成分对自由基具有清除作用;(2)保护细胞膜的稳定性。冬虫夏草中粘多糖可在细胞膜表面形成糖屏障，保护细胞膜上酶活性，降低细胞膜流动性。由于许多疾病都伴随着氧化应激反应对机体的损伤，因此冬虫夏草在抗氧化方面的优异表现更进一步证实了其用于预防和治疗各种疾病的有效性和可行性。

2.4 抗衰老

研究表明从不同来源的虫草深层发酵物中提取的多糖对果蝇寿命均有不同程度的延长作用。冬虫夏草是一种良好的B型单胺氧化酶(MAO－B)抑制剂，可以减轻衰老引起的中枢儿茶酚胺水平下降对肌体的损伤;冬虫夏草还能增强肾上腺皮质功能和性激素样作用，改善老年人性腺功能低下。

冬虫夏草的抗衰老作用可能与其高效的抗氧化作用密切相关。其中含有的腺苷、维生素E、锌、硒、铜等直接参与机体SOD等代谢，使SOD水平升高，清除自由基，降低脂质过氧化物水平，有助于抗衰老功效。

2.5 防治心脑血管疾病

虫草提取物能明显减轻脑局部缺血再灌注损伤，其机制可能是增强机体的抗氧化活性。冬虫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。其机制是促进心肌细胞钙内流，触发心肌兴奋和收缩，使窦房结和房室结细胞兴奋，发挥其正性心肌力作用。虫草具有明显的降血脂作用和短暂的降压效果，能明显抑制大鼠主动脉移植后动脉硬化的形成，这种作用主要是通过抑制血管新生内膜形成、抑制血管平滑肌细胞增生、降低肿瘤坏死因子α(TNF－α)和细胞粘附分子(ICAM－1)水平实现的［16］。此外，冬虫夏草在抑制血小板减少及保护血小板超微结构的损伤方面均有明显的作用［7］。冬虫夏草及人工培养菌丝体均能促进脾脏巨核细胞增殖，使血小板数增加，促进骨髓红系祖细胞、粒－单核细胞及造血干细胞的增殖。

2.6 其他

此外，冬虫夏草还具有减肥、抗感染、抗辐射、抗疲劳、降血糖、改善呼吸功能、改善肾功能、抗应激反应等作用［17］。

3 前景展望

冬虫夏草独特的药理作用和无毒副反应特征赋予其广泛的应用价值。按照中医理论，冬虫夏草既能扶正又能祛邪。扶助正气表现在提高免疫力和增加机体抗病能力等，即补益作用;祛除邪气表现在抗肿瘤、抗氧化等作用。除了治疗，冬虫夏草在预防方面的作用也得到了广泛认可。冬虫夏草成分极其复杂，其主要活性成分及其作用机制尚不明确。因此，尚需要对冬虫夏草的组分及其在疾病治疗中的作用进行深入研究和阐明。

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