微生物在中藥研究中的應(yīng)用日趨深入

在中藥家族中有一類特殊的成員——微生物。近年來，隨著生命科學(xué)對于微生物的研究越來越快、越來越深入，微生物除了作為中藥材以外，業(yè)已成為中藥現(xiàn)代化研究中不可缺少的工具之一，在中藥二次開發(fā)、拓展中藥資源、中藥藥理研究中發(fā)揮了令人矚目的作用。

微生物相關(guān)中藥培養(yǎng)引人注目

近年來，以從冬蟲夏草中分離的真菌純培養(yǎng)物代替冬蟲夏草的研究取得了巨大的經(jīng)濟和社會效益，掀起了包括蝙蝠蛾擬青霉、蝙蝠蛾多毛孢、蛹蟲草等蟲生真菌在內(nèi)的研究熱潮。熱潮所反映的正是這樣一種現(xiàn)象——對傳統(tǒng)微生物中藥的生物學(xué)研究加深了傳統(tǒng)微生物中藥的應(yīng)用和產(chǎn)品開發(fā)，特別是多種中藥微生物純培養(yǎng)物代替原藥材的研究尤其引人注目，如靈芝、猴頭等各種藥用菌的栽培，對保護環(huán)境、保護資源、滿足人民群眾用藥需求起到了十分巨大的作用。

研究發(fā)現(xiàn)，微生物相關(guān)中藥的形成方式，可以分為以下幾種情況。一是以腐生生活方式形成的大型藥用真菌，如靈芝、猴頭、木耳、香菇等。這些真菌基本上都可以實現(xiàn)人工栽培。二是由天然微生物發(fā)酵植物性中藥材料形成，如神曲、紅曲等，主要是酵母和絲狀真菌。三是植物和微生物共生形成的中藥，如天麻是蜜環(huán)菌和天麻植物的共生體，天麻植物依靠蜜環(huán)菌提供營養(yǎng)；豬苓也是由于蜜環(huán)菌侵入豬苓菌核形成的共生體，由蜜環(huán)菌提供營養(yǎng)。四是寄生真菌侵染活體昆蟲形成的蟲菌復(fù)合體，其實質(zhì)是昆蟲的致病菌。如冬蟲夏草、僵蠶、蛹蟲草等。五是微生物侵染植物后，植物抵抗微生物的侵染而形成的植物抗毒素，如龍血竭、沉香等。

而且，微生物相關(guān)中藥活性成分的研究也加深了人們對這些中藥藥理作用的認(rèn)識，藥理學(xué)研究又促進(jìn)了傳統(tǒng)微生物中藥在治療現(xiàn)代社會的高發(fā)病，如癌癥、心腦血管疾病、病毒性疾病中的應(yīng)用。例如，多數(shù)微生物中藥都具有滋補保健的效果，靈芝、冬蟲夏草更是成為保健食品開發(fā)的熱點；大多數(shù)藥用真菌都含有真菌多糖，真菌多糖能增強免疫力，且沒有直接的細(xì)胞毒作用，成為抗癌、抗病毒產(chǎn)品的開發(fā)熱點。

中藥微生物轉(zhuǎn)化研究初步展開

目前，已有一些學(xué)者注意到開展中藥微生物轉(zhuǎn)化研究的巨大價值并付諸實踐，取得了較好的研究成果。云南大學(xué)的王興紅等認(rèn)為可以借助不同真菌產(chǎn)生的豐富酶系來炮制中藥，達(dá)到產(chǎn)生新的藥用成分、提高有效成分含量、降低不良反應(yīng)的目的，并應(yīng)用這一理論開展了薏苡仁的微生物轉(zhuǎn)化研究。結(jié)果表明，經(jīng)轉(zhuǎn)化后的薏苡仁不僅原有抗癌組分的量提高，還出現(xiàn)了新的抗癌組分。中國藥科大學(xué)的余伯陽教授提出將天然藥物的生物轉(zhuǎn)化研究與組合化學(xué)理論相結(jié)合，提出“中藥生物組合化學(xué)”的概念，并建議將其用于復(fù)雜天然藥物的篩選和研制，開發(fā)具有中國特色的、新的高效活性先導(dǎo)化合物。他利用微生物對延胡索中鎮(zhèn)痛成分延胡索乙素進(jìn)行了轉(zhuǎn)化，有兩個菌株的轉(zhuǎn)化物活性高于底物，經(jīng)進(jìn)一步分離，最終得到了兩個轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，活性明顯高于延胡索乙素。南京中醫(yī)藥大學(xué)藥用真菌研究中心的莊毅建議以不同的中藥材料為固體基質(zhì)，通過接種不同的真菌獲得不同的“藥性菌質(zhì)”，通過對“藥性菌質(zhì)”進(jìn)行藥理模型篩選后，可以獲得不同的中藥產(chǎn)品，達(dá)到對中藥增效、擴用、減毒的作用。他在這一思路指導(dǎo)下培養(yǎng)了槐耳菌發(fā)酵中藥，獲得的發(fā)酵菌質(zhì)藥用效果比常規(guī)培養(yǎng)的槐耳菌質(zhì)明顯增強，使乙型肝炎e抗原臨床轉(zhuǎn)陰率由33％提高到50％。

微生物應(yīng)用于藥理研究前景廣闊

由于一些微生物具有與動物和人相類似的代謝途徑，能產(chǎn)生相同或類似的代謝產(chǎn)物，利用這些微生物對中藥的一些有效成分進(jìn)行藥理和毒理研究就變得十分可行，特別是可以在難合成藥物和輔助確定代謝途徑方面發(fā)揮重要作用，在藥物開發(fā)的早期階段提供藥物代謝的可能途徑。

中藥以口服為主，它們必然在消化道中與腸道菌接觸，腸道菌的代謝對中藥的作用不容忽視，有些中藥可能通過人體的消化酶或腸道菌的代謝后才起作用。如消化道對天然藥物中的糖苷吸收較差，糖苷首先必須經(jīng)腸道菌水解為相應(yīng)的苷元才能被吸收。柴胡皂苷在大鼠體內(nèi)經(jīng)腸道菌轉(zhuǎn)化成代謝產(chǎn)物后才能被吸收并發(fā)揮其藥理作用；淫羊藿苷的腸菌代謝產(chǎn)物對白細(xì)胞介素-6產(chǎn)生的促進(jìn)作用比原藥更強；口服人參皂苷的抑瘤效應(yīng)源于人參皂苷被腸菌轉(zhuǎn)化的代謝物能抑制腫瘤新生血管的形成，抑制黑色素瘤B16-F10細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移，誘導(dǎo)Lewis肺癌細(xì)胞凋亡。目前，人們已研究了腸內(nèi)細(xì)菌對苦杏仁苷類、香豆素類、黃酮類、蒽醌類以及萜類化合物的代謝作用，并鑒定了其代謝產(chǎn)物。

微生物誘生中藥有效成分大有可為

用組織培養(yǎng)方法來生產(chǎn)中藥的有效成分是解決中藥資源緊張的重要手段，是中藥現(xiàn)代化的重要內(nèi)容之一。在組織培養(yǎng)中用發(fā)根農(nóng)桿菌誘導(dǎo)組培物產(chǎn)生發(fā)狀根，由發(fā)狀根形成次生代謝產(chǎn)物已成為利用中藥組織培養(yǎng)物產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物的常用方法。到目前為止，人們已建立了80多種植物的發(fā)狀根無性系，其中不少是藥用植物。Yoshikawa等的研究表明，人參的發(fā)狀根在無外源激素的條件下進(jìn)行培養(yǎng)，人參皂苷含量(Rb、Rg)可達(dá)干質(zhì)量的0.95％，而天然栽培根僅為0.4％，因此人參發(fā)狀根完全有可能代替天然人參作藥用。云南師范大學(xué)生命科學(xué)系的黃遵錫從短葉紅豆杉誘導(dǎo)出發(fā)狀根，選育出的5株無性系20天后生物量增加9倍，紫杉醇的量是愈傷組織的1.3～8.0倍。

此外，在植物與微生物的相互作用中，真菌能誘導(dǎo)植物中特定次生產(chǎn)物的積累，使植物產(chǎn)生對這些病原微生物的抗性。例如，丹參是一種重要的藥用植物，利用丹參毛狀根和丹參轉(zhuǎn)化細(xì)胞生產(chǎn)丹參酮等次生代謝物成為研究的熱點，大麗輪枝菌c激發(fā)子V44和酵母提取物分別誘導(dǎo)丹參毛狀根和丹參轉(zhuǎn)化細(xì)胞后，丹參中過氧化物酶活力顯著提高，且有利于次生代謝產(chǎn)物的積累。

微生物對中藥栽培意義重大

內(nèi)生菌主要指在其生活史的某一階段存在于健康植物的組織中、不形成明顯侵染的一類微生物。內(nèi)生菌可以促進(jìn)宿主的生長、發(fā)育，增強對不良環(huán)境的抵抗力，甚至?xí)龠M(jìn)宿主植物某些代謝產(chǎn)物的形成。深入研究中藥內(nèi)生菌，對研究中藥的活性成分和栽培可能具有重要意義。內(nèi)生真菌與宿主植物某些活性成分的形成有密切關(guān)系，對于不同地方的相同物種來說，其內(nèi)生真菌類群是不同的，這可能是形成中藥道地性的原因之一。

例如，開唇蘭小菇、石斛小菇、蘭小菇等3種小菇屬內(nèi)生真菌，對蘭科瀕危藥用植物鐵皮石斛、金線蓮的生長有促進(jìn)作用。接種3種內(nèi)生真菌后，鐵皮石斛苗的生長量高于對照3～5倍，石斛小菇、蘭小菇對鐵皮石斛原球莖增殖也有明顯促進(jìn)作用；接種3種真菌的金線蓮苗，側(cè)芽及側(cè)根數(shù)均顯著高于對照。在植物試管苗培養(yǎng)基中分別加入20％真菌菌絲及10毫克發(fā)酵液的醋酸乙酯提取物，3種菌的菌絲體及蘭小菇的醋酸乙酯提取物能顯著提高鐵皮石斛原球莖的增殖率；石斛小菇的菌絲體對金線蓮的生長和側(cè)芽增殖有顯著促進(jìn)作用；開唇蘭小菇和蘭小菇的醋酸乙酯提取物分別對金線蓮側(cè)芽發(fā)生數(shù)及生長有顯著促進(jìn)作用，說明3種內(nèi)生真菌對鐵皮石斛、金線蓮的促生長作用與菌絲內(nèi)及分泌到菌絲外的代謝產(chǎn)物有關(guān)。

菌根是植物和真菌的共生體，是植物普遍存在的現(xiàn)象。菌根菌能促進(jìn)菌根植物吸收礦質(zhì)營養(yǎng)和水分，通過刺激或增加寄主植物產(chǎn)生次生代謝物，如抗生素、植保素、酚類化合物、苯丙烷類代謝酶系、木質(zhì)素、過氧化物酶、水解酶等，提高寄主植物的抗病和抗逆能力。用VA菌根真菌接種韭菜進(jìn)行試驗，結(jié)果接種株比未接種株的株高、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)都增加，抗凍性增強。但在中藥栽培研究中應(yīng)用菌根技術(shù)報道的文獻(xiàn)比較少，需引起足夠的重視。