菌物藥期待“撥云見日” 食藥用菌開發(fā)潛力大
菌物資源開發(fā)潛力巨大是業(yè)界不爭的事實,與此同時,資源開發(fā)同樣也是菌物藥研發(fā)的最大障礙。但相關(guān)企業(yè)現(xiàn)在還處于菌物原材料供應(yīng)的階段,對于菌物的進一步深加工還缺少必要的條件和能力。
我國雖然具有十分豐富的菌物資源,但菌物藥的開發(fā)卻不盡如人意。
“菌物藥作為一項并不奢侈的投資,應(yīng)該成為國家的必備產(chǎn)業(yè)。”在日前召開的中國生物工程學(xué)會2014年學(xué)術(shù)年會上,中國工程院院士、國際藥用菌學(xué)會理事長李玉呼吁。
中國科學(xué)院昆明植物研究所研究員劉吉開也對《中國科學(xué)報》記者表示,目前國內(nèi)菌物藥研究基礎(chǔ)仍很薄弱,菌物藥上市品種也不多,且大多數(shù)為粗加工制品。不僅如此,我國約有18萬種菌物資源,但僅對8%的資源有初步認識,對92%的資源仍一無所知。
不過,隨著生命科學(xué)的發(fā)展以及基因工程、分子印跡等生物技術(shù)的進步,菌物藥“撥云見日”已不再遙遠。
待挖掘的“原始森林”
真菌屬于有胞型真核生物,與動物、植物相同而區(qū)別于細菌。菌物藥則來源于藥用真菌及藥食同源真菌,是以菌物自身組織或從中提取的有效成分加工而成的生物制劑,既可作為藥劑用于治療疾病,也可作為保健食品的營養(yǎng)成分用于養(yǎng)生。
據(jù)南京中醫(yī)藥大學(xué)教授莊毅介紹,目前我國被正式列入藥用的真菌有50多種,常用的有30多種,被明確納入藥典的有6種,分別為靈芝、云芝、茯苓、豬苓、雷丸和冬蟲夏草。
與動物和植物相比,真菌作為藥物的來源具有多種優(yōu)勢。劉吉開介紹稱,不同環(huán)境下生長的菌物,能夠產(chǎn)生化學(xué)結(jié)構(gòu)變化豐富的化合物及天然產(chǎn)物等,其在許多治療領(lǐng)域都具有藥用潛力。除此之外,真菌在與自然界其他細菌一同生長的過程中還會相互產(chǎn)生作用,這將為挖掘新型耐藥抗生素帶來希望。
一家食藥用真菌高新企業(yè)研發(fā)經(jīng)理楊國力也對《中國科學(xué)報》記者表示,菌物藥可以抑制病毒的增強以及細菌、真菌的生長。例如,鮭貝芝素能夠抑制革蘭氏陽性菌的生長,隱杯傘素對霉菌有抑制作用,水粉覃素對分支桿菌和噬菌體起拮抗作用,香菇素可以抗真菌等。
不僅如此,菌物藥還是預(yù)防和治療高血壓、糖尿病、腫瘤、心腦血管疾病等“文明病”的有力武器。目前已經(jīng)應(yīng)用于臨床的用于預(yù)防和治療腫瘤的菌物藥品種有200多種,顯效的有50多種,包括核盤菌、九州蟲草、姬松茸、靈芝多糖等。
不過,由于受體態(tài)限制,菌物可用于藥物的種類目前還非常有限。但在中國菌物學(xué)會藥用真菌委員會主任委員朱平看來,菌物的種類遠遠多于動物和植物,是一片神秘而富饒的“原始森林”,未來仍有非常大的挖掘空間。
研發(fā)陷盲區(qū)
菌物資源開發(fā)潛力巨大是業(yè)界不爭的事實,與此同時,資源開發(fā)同樣也是菌物藥研發(fā)的最大障礙。
“我國大約有18萬種菌物資源,其中有92%的資源甚至連名字都沒有,而其中的8%約1.5萬種菌物,目前也只停留在形態(tài)上的描述,對其藥用價值、生化研究和核心評價研究非常少。”劉吉開坦言。
楊國力則表示,一些有毒真菌很有可能是特效菌物藥的重要來源,但目前并未得到重視,這成為菌物藥研究的一個盲區(qū)。另外,目前菌物藥名稱與用藥部位不規(guī)范統(tǒng)一、安全可靠性不強、生產(chǎn)加工不穩(wěn)定,缺乏嚴格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)控制,也越來越成為菌物藥發(fā)展的短板。
不僅如此,我國菌物藥的研發(fā)力量也十分薄弱。由于缺少從事菌物藥研發(fā)的專業(yè)人才,該產(chǎn)業(yè)一度陷入“菌物工作者不熟悉藥,藥物工作者不熟悉菌”的尷尬局面。
而造成菌物藥研發(fā)停滯不前的另一原因是,相關(guān)企業(yè)現(xiàn)在還處于菌物原材料供應(yīng)的階段,對于菌物的進一步深加工還缺少必要的條件和能力。
“菌物藥在國內(nèi)起步較晚,生產(chǎn)菌物藥的企業(yè)大都是藥企直接轉(zhuǎn)型,菌物藥的研究和應(yīng)用過程中遇到很多問題,包括栽培種植方式落后、菌物藥品種單一、活性不高、提取方式效率低、能耗高等。”楊國力說。
生物技術(shù)帶來變革
可以說,隨著食藥用真菌需求量的增加,傳統(tǒng)菌物栽培和提取方法已經(jīng)不能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,生物技術(shù)的應(yīng)用則為菌物育種栽培及菌物藥提取帶來變革。
楊國力表示,優(yōu)良的菌種是生產(chǎn)高品質(zhì)菌物藥的關(guān)鍵和基礎(chǔ),目前,真菌育種方面應(yīng)用最多的,是在細胞和基因水平上進行真菌菌種的改良和優(yōu)良品種的篩選,包括原生質(zhì)體融合、基因工程、生長模擬技術(shù)、仿野生栽培技術(shù)等手段。
另外,由于藥用真菌的功效成分存在于真菌細胞內(nèi),需要通過一定手段破壞其細胞壁,通過采用酶解水浸提技術(shù)、超濾濃縮醇沉技術(shù)、半仿生提取技術(shù)、分子印跡技術(shù)等手段,還可以充分提取出菌物的功效成分,從而獲得高品質(zhì)、生物活性較高的菌物藥。
值得一提的是,不同于一般的傳統(tǒng)中藥講究道地藥材,菌物還可以直接采用發(fā)酵的方式來完成。“通過發(fā)酵培養(yǎng)來獲取有價值的資源,周期短、效率高、可控性好,這是菌物不同于動植物的一大優(yōu)勢。”劉吉開說。
以液體發(fā)酵為例,食藥用真菌在發(fā)酵罐中采用液體培養(yǎng)基,通過控制培養(yǎng)基的溶氧含量、ph值、發(fā)酵溫度等條件,短時間內(nèi)就能夠獲得大量食藥用真菌菌絲體或其代謝產(chǎn)物。
而固體發(fā)酵應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù),其機械化、自動化程度也有提高。
據(jù)莊毅介紹,在整個發(fā)酵過程中,通過較好地控制發(fā)酵菌種,同時對基質(zhì)轉(zhuǎn)化為菌質(zhì)過程中所需的溫度、濕度、酸堿度、通氣等實現(xiàn)動態(tài)調(diào)控,菌物藥質(zhì)量的穩(wěn)定性有了較大提高。
目前發(fā)酵工程工業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)很普遍,但是還有許多問題需要解決。楊國力稱,未來還亟須研制更適合規(guī)模化生產(chǎn)的設(shè)備,開發(fā)新的發(fā)酵基質(zhì)材料及研究新的發(fā)酵體系等。
(中國科學(xué)報 文:李惠鈺)