蟬花的研究進展

蔣寧+高大偉+林金盛+馬建雄

摘要：蟬花是我國傳統中藥材，作為蟲草屬菌，其研究也備受矚目。對蟬花的分類與分布、所含化學成分、藥理作用、人工培養等方面的研究進展進行綜述，以期為蟬花的進一步開發利用提供參考。

關鍵詞：蟬花；分類；分布；化學成分；藥理作用；人工培養；進展

中圖分類號：S567.3+90.1文獻標志碼：A文章編號：1002-1302（2017）08-0011-04

蟬花別稱蟬草、蟬茸、胡蟬等，是麥角菌科真菌大蟬草（Cordyceps cicadae Shing）的無性型蟬擬青霉[Paecilomyces cicadae （Miquel） Samson]，寄生于山蟬（Cicada flammata Dist）形成的蟲菌復合體中[1]。蟬花是我國傳統中藥材，其有散風熱、鎮驚、明目之功效，主治小兒天吊、夜啼心悸，祛風止痙，麻疹、目赤、多淚[2]，其子座及寄主昆蟲的尸體（菌核）可作為藥用部分。隨著野生蟬花資源的日趨減少，其人工培養物和開發利用備受關注，國內外已有眾多學者對其化學成分、藥理作用、人工培養進行了探究。

1蟬花的分類及其分布

Miquel最早于1838年命名蟬花的無性型為蟬棒束孢（Isaria cicadae）；1895年Massee將蟬花的有性型歸于蟲草屬，并命名為[Cor-byceps cicadae（Miq）Massee]；1974年Samson將蟬花無性型蟬棒束孢歸于擬青霉屬，并命名為蟬擬青霉[3]。國內學者幸興球于1975年首次對蟬花規范命名，證明我國傳統中藥材蟬花即大蟬草[4]；1991年陳祝安等進一步證實了中藥蟬花主要是由有性型大蟬草和無性型蟬擬青霉組成[5]，其中有性型大蟬草的比例僅占0.4%左右。當前市場上供應的為野生蟬花，其無性型以蟬擬青霉為主，無性型蟬擬青霉的分生孢子梗上的分枝多局限于分生孢子梗頂部，瓶梗粗而短，密集，分生孢子大，約6～11×2.0～3.5 μm[6]。每年4—8月受此蟲草菌感染的山蟬若蟲頭部開始長出子實體，20 d 左右子實體現出地面，地點一般發生于海拔200～400 m山地的竹林或海拔700～950 m的針闊葉混交林地，國內主要分布于安徽、浙江、云南、廣東、陜西、江西、四川等省，以及其他亞洲熱帶、亞熱帶地區[7]。

2蟬花的化學成分

現代研究表明，蟬花的化學成分較多，也含有豐富的活性成分。陳祝安等對浙江省的多個蟬花樣品進行檢測發現，蟬擬青霉的化學成分主要包括糖原、甘露醇、多種生物堿及麥角甾醇等[5]。高增平等對蟬花中的甘露醇、糖類等營養成分進行分析測定，發現甘露醇占2.18%，總糖含量為23.67%，其中多糖占21.73%[8]。1997年俞瀅等測定麥角菌科真菌大蟬草的蛋白質總量為39.35%，其中包括以谷氨酸、天門冬氨酸為主的16種氨基酸，而多糖含量為4.44%，脂肪含量為 6.97%，且含有Mg等多種微量元素[9]。宋玉良等分別應用高效液相色譜法和分光光度法測定蟬花中腺苷及多糖的含量，分別為129、24.16 mg/g[10-11]。于士軍等也對蟬花菌絲體及培養基質的營養成分進行研究和分析，發現蟬花菌絲體及培養基質的蛋白含量為16.17%，總糖含量為38.87%，脂肪酸含量為1.43%，其中不飽和脂肪酸含量達1.18%[12]。礦物質中鈣、鈉、鉀、鎂、磷等元素含量豐富，此外還含有腺苷、甘露醇等蟲草類真菌的活性成分。

綜上可見，蟬花中含有糖原、甘露醇、多種生物堿、蛋白質、多種氨基酸以及多種微量元素等化學成分，且糖類和蛋白質的含量相對較高，這也表明蟬花作為珍稀的食藥用菌具有良好的營養價值。但不同文獻報道的化學成分的含量差異較大，可能是因為測定的樣品來自不同地區，不同的生長環境條件可能會導致其所含化學成分不同。另外，蟬花品質的地域差異性也可為蟬花種質資源優化和創新提供豐富的樣本。

3蟬花的藥理研究

3.1免疫調節作用

有研究結果表明，蟬花中多糖含量較高，而多糖具有刺激免疫活性，增強機體免疫系統的功效。金麗琴等對大鼠臀部皮下注射一定劑量的蟬擬青霉總多糖，發現大鼠的白細胞數量明顯增高，大鼠肺巨噬細胞內有關酶活性顯著升高[13]，試驗結果表明蟬擬青霉能激活肺巨噬細胞，有助于增強機體免疫力，推測其作用機制為：蟬擬青霉總多糖通過脾臟、胸腺這2個主要免疫器官自由基的代謝來增強機體的免疫功能。楊介鉆等也做過類似的試驗，他們采用100 mg/kg蟬擬青霉多糖對老齡大鼠進行皮下注射，發現蟬擬青霉多糖使老齡大鼠的白細胞顯著增加[14]。此外，遲秋陽等從人工發酵的蟬花菌絲體中提取出多糖，并對小鼠進行淋巴轉換試驗、巨噬細胞吞噬試驗，結果表明，蟬花多糖對提高小鼠機體免疫功能有顯著的作用[15]。陳秀芳等研究也發現，蟬擬青霉菌絲體水提取物能夠提高大鼠腹腔巨噬細胞和肺巨噬細胞內ACP，LDH的活力[16]，電鏡觀察也發現，蟬擬青霉具有調節環磷酰胺所致免疫抑制大鼠脾臟巨噬細胞的形態結構的作用[17]，并能拮抗環磷酰胺的相關抑制作用。綜上可見，蟬花培養物中提取的總多糖具有明顯增強機體免疫力的作用，相關的藥理藥效研究較多，但具備這類生理活性的蟬花多糖的組分、結構與作用機制還未完全明確，仍須深入研究。

3.2抗腫瘤作用

經研究證實，蟬花含有的多糖、腺苷等多種功能成分能有效抑制腫瘤。1982年Ukai等就從蟬花中分離出一種水溶性多糖，并以劑量20 mg/kg注射小鼠S180肉瘤模型，發現腫瘤的抑制率為47%[18]。2006年蘆柏震等提取蟬花的粗提物，以不同濃度的蟬花粗提物處理肺癌細胞株PAA，通過MTT法檢測細胞活性，發現蟬花粗提物對G2/M期細胞有明顯殺傷性，能夠抑制肺癌細胞株的生長[19]。

陳安徽等建立了中國倉鼠卵巢腫瘤細胞株模型，通過添加人工蟬花、野生孢梗束及基質的提取溶液，采用刃天青染色法檢測其抗腫瘤活性，發現人工培育蟬花和天然野生蟬花都具有抗腫瘤活性，且從人工培養的蟬花中分離出2種抗腫瘤活性成分，其中一種鑒定為蟲草素[20]。此外也有較多的臨床實例報道顯示，蟬花孢子粉對肺癌、胰腺癌等均有良好的緩解與抑制作用。可見，蟬花作為一種治療腫瘤的新資源藥物有著廣泛的開發利用前景。

3.3改善腎功能

王琳等分離人胚胎腎小球系膜細胞，進行體外培養[21]。將試驗大鼠隨機分為正常對照組、人工蟬花菌絲組、天然蟬花組、冬蟲夏草組及洛汀新組，給予相應的藥物，收集動物含藥血清以含藥血清刺激HMC，采用噻唑藍（MTT）比色法測定對HMC增殖的影響。發現人工蟬花菌絲組能顯著抑制HMC增殖；人工蟬花菌絲組能顯著抑制FN的合成，其作用與洛汀新組相近。朱戎等的研究結果也證實了這一結論[22]。通過給予5/6腎切除腎小球硬化模型大鼠一定劑量天然蟬花菌絲、大劑量液體培養蟬花菌絲和小劑量蟬花菌絲（混入飼料中），設置模型對照組（模型組）、科素亞治療組（科素亞組），分別給予相應的干預措施，并對大鼠殘余腎作病理組織學分析，觀察大鼠殘腎組織形態學改變情況，計算腎小球硬化指數，結果顯示蟬花液體培養菌絲體能有效改善腎衰竭大鼠的腎功能，減緩腎組織內炎性細胞的增生，延緩腎小球硬化的進程。

上述試驗結果都證明，人工蟬花菌絲可以有效減緩腎小球硬化及腎纖維化，改善腎功能。但其發揮作用的有效成分研究較少，作用機制仍須進一步明確。

3.4調節脂類代謝

蟬花中的多糖成分能夠有效降低膽固醇、調節機體脂類物質代謝。楊介鉆等對老齡大鼠皮下注射 100 mg/kg 蟬擬青霉多糖，觀察發現蟬擬青霉多糖組中老齡大鼠外周血中的膽固醇、三酰甘油含量明顯低于平行生理鹽水組，證明蟬擬青霉多糖能夠有效降低老齡大鼠外周血中的膽固醇、三酰甘油水平，有利于機體內脂類物質的運輸與代謝[14]。金麗琴等研究也發現，注射過蟬擬青霉菌絲體水提物的大鼠血液中堿性磷酸酶、尿素氮、膽固醇含量明顯下降，而丙氨酸氨基轉移酶、天門冬氨酸氨基轉移酶、谷氨酰酶等其他酶的生化指標則無明顯變化[13]，相關試驗都表明蟬擬青霉有利于大鼠體內脂類物質的代謝，具有預防機體動脈硬化的功效。

4蟬花的人工培養進展

由于天然野生蟬花資源短缺，近年來蟬花的人工培養受到越來越多的關注，目前蟬花的研究主要集中在液體發酵蟬擬青霉菌絲體和人工固體培養蟬花子實體。

4.1蟬花菌絲體液體發酵

由于人工大規模培養子實體技術仍未成熟，菌絲體液體發酵因其生產周期較短、發酵條件可控、易實現規模化生產的特點從而成為目前獲得蟬花原料的主要來源。當前，液體發酵技術的研究重點在于獲得高產的菌絲體及胞外多糖等次級代謝產物的產量。李忠等以菌絲體生物量或胞外多糖、蟲草素含量為指標，考察不同菌株的培養基配制、接種量、培養溫度、發酵液初始pH值、搖床轉速等因素對液體發酵的影響，并獲得蟬花菌絲體液體發酵培養優化后的最適培養基及最適培養條件[23-27]（表1、表2）。

由表1、表2可知，上述試驗結果存在一定的差異，可能是由試驗菌株的來源、培養條件的不同而造成的。綜上可知，碳源、氮源、無機鹽對蟬花菌絲體的生長有著顯著影響，且蟬花的合適培養條件范圍為：接種量5%～6%，培養溫度25～28 ℃，初始pH值6～7，搖床轉速130～160 r/min。

目前，蟬花的液體發酵仍處于研究階段，還未能進行實際規模化應用。主要在于蟬花優質菌種缺乏，有關作用機制沒有完全明確，制約了其規模化生產蟬花次級代謝物以及其他產品的發展。所以，進一步明確人工蟬花活性成分的作用機制，對蟬花培養條件更細致地優化、選育優良品種、推進工廠化進程勢在必行。

4.2蟬花人工子實體的培養

目前，蟬擬青霉已經初步實現人工小規模培養孢梗束，但大規模栽培人工蟬花子實體的技術仍不成熟。馮立才對采自上海松江區天馬山的野生蟬花進行分離后獲得蟬擬青霉菌株，并以基本相似的培養基組分（大米、小麥、玉米粉、麩皮、豆餅等），按常規滅菌、接種后22 ℃或室溫培養，均獲得了孢梗束[28]。但這種培養方法獲得的蟬花僅有子座（子實體）而無蟲體，外觀上與野生蟬花有較大區別，在市場上推廣有一定的難度。胡海燕等在試驗中采集分離多個地方的蟬擬青霉菌株后，以家蠶幼蟲和蠶蛹為寄主，通過浸漬法感染家蠶幼蟲和蠶蛹，發現蟬擬青霉對蠶幼蟲和蠶蛹均有較好的感染力，但大部分感染的幼蟲并不能正常產生孢梗束，而感染的蠶蛹則可以產生孢梗束[29]。貴州大學選擇蟬擬青霉孢子液，將家蠶幼蟲作為感染體置于蟬擬青霉孢子液中感染后，常溫培養并獲得了蟬花人工培育孢梗束，初步實現了以蟲體為基物進行蟬花的人工培育。

蟬花的蟲體為山蟬，以蠶蛹為基質的培育雖獲得成功，但與野生品相比仍具有一定的差異性。宋捷民等將蟬科昆蟲山蟬幼蟲作為寄主，在糙米固體培養基上接種，模擬野生培養條件，結果也獲得了成功，首次獲得蟬擬青霉與蟬蟲一體的復合體[30]。綜上，蟬擬青霉已能實現人工培養出孢梗束，若以大米、小麥等為基物，接種后菌絲體生長迅速，并形成相應的孢梗束；若以蠶蛹為蟬擬青霉感染的基物，則可以得到與野生蟬花形態相類似的孢梗束和蟲體。因此，研究并開發合適的培養物，獲得高產、仿野生形態的人工蟬花，并形成規模化和標準化生產技術已經是蟬花產業發展的關鍵所在。

4.3野生品與人工培養品的比較

研究證實，蟬花的人工培養品與野生品雖然在外觀形態上有較大的差異，但在化學成分上卻較為相近（表3）。許多研究者對蟬花的野生品和人工培養品的功能成分進行了含量測定，例如，葛飛等測得1株蟬擬青霉液體發酵菌絲體和天然蟬花子實體中蟲草多糖、甘露醇、麥角甾醇、腺苷、氨基酸總量以及必需氨基酸總量、不飽和脂肪酸的含量，發現兩者化學成分基本一致，且人工培養品的相關含量略高于野生品[31]。劉森琴等通過微波法提取并檢測了人工蟬花和野生蟬花的蟲草素和腺苷含量、蟲草酸含量和蟲草多糖含量，發現人工蟬花的蟲草酸含量和野生蟬花相當，其中人工蟬花的蟲草多糖含量略高，腺苷含量較野生蟬花略低，且在人工品中未測得蟲草素成分[32]。滕曄等比較了野生蟬花與人工培養品中氨基酸、無機元素的成分，結果顯示，固體培養品和野生品的氨基酸與無機元素成分較為一致，且含量差異較小；但是液體培養品的無機元素含量明顯高于野生品[33]。張紅霞等也對人工培育蟬花子實體和天然蟬花子實體的化學成分進行HPLC檢測分析，發現人工子實體與天然蟬花一些必需氨基酸的含量略高于野生品。雖然在各成分的含量上有一些差異，但整體組分種類具有一致性[34]。

大量證據證實，人工蟬花與野生蟬花在化學成分上極為相近，在試驗動物或體外細胞系模型上都具有相似的、較好的藥理效果，但是現階段的研究并未進入臨床試驗期。如果要證明人工蟬花子實體可以作為野生品的替代品、作為冬蟲夏草的替代品，其安全性方面，仍須要進行大量的研究考證及藥理、毒性試驗驗證。

5討論

5.1蟬花生產菌株的規范化

近些年，蟬花雖受到廣大研究者的密切關注，相關研究進展也有較多報道，如在蟬花液體深層發酵技術領域。但是由于不同試驗者（實驗室）采集的菌株來自不同地區，且液體發酵培養后在色澤、菌絲體形態、菌絲量方面有較大的差異，研究結果差異顯著，各文獻之間的相互參考性大大降低。如許明敏等所做培養條件優化試驗時發現，其發酵6 d的菌絲量干質量僅為平均水平的一半左右[35]；文欣所選的試驗菌株液體發酵菌絲體不成球形，且發酵液顏色為黑色，與一般蟬花發酵液的淡黃色、淺粉紅有著顯著差別[25]。上述情況表明，各地區所謂的“蟬花”菌株在分類上可能不同，這對蟬花的產業化開發造成了困難。因此，開展積極有效的蟬花種源鑒定、建立和規范蟬擬青霉菌種的標準顯得極為重要。

5.2蟬花規模化、標準化生產

蟲草屬菌雖具有廣闊的市場，但可進行規模化生產的菌株品種較少，目前主要是蛹蟲草。蛹蟲草作為蟲草屬菌的模式種，也是蟲草素的產生菌，對抑制腫瘤、提高免疫力、抗炎作用均有良好的效果[36]。蟬花具有與蛹蟲草較為相近的功能，并且對改善腎功能、調節脂類代謝有良好的效果。而蟬擬青霉生長的營養需求以及液體發酵條件均較為簡單易控，部分菌株腺苷含量相對較高，可為工廠化生產蟲草素及其他代謝產物提供的新途徑。

蟬花液體發酵菌絲體與天然野生蟬花外形上有較大的差異，很難被消費者接受，因此對蟬花的開發利用只停留在液體發酵上顯然不夠。當前，蟬花人工子實體栽培技術仍不完善，還須深入研究蟬花子實體形成機理，掌握其生長規律，加快實現蟬花子實體規模化、標準化生產技術的突破。

5.3蟬花深加工產品的開發

當前對蟬花的利用還是以生藥形式（主要為野生、菌絲體子實體）的初級產品，而市場上其他蟲草菌如冬蟲夏草、蛹蟲草皆已開發出深加工產品，如蟲草膠囊、蟲草口服液、蟲草酒等，獲得了廣大消費者的青睞。隨著蟬花的活性成分與結構、作用機理的不斷明確，可以更深度地開發蟬花制品如蟬花膠囊、蟬花保健酒等來滿足市場的需求，使其良好的藥用保健價值真正造福于民。

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