張一帆 謝意珍,2 楊小兵*
(1廣東省微生物研究所/省部共建華南應用微生物國家重點實驗室/廣東省菌種保藏與應用重點實驗室,廣東廣州510700;2廣東粵微食用菌技術有限公司,廣東廣州510700)
假芝是假芝屬下的Amauroderma rugosum的中文名稱[1],也常用于靈芝科(Ganodermataceae)下假芝屬(Amauroderma)所有種的統稱(下文除非給出學名,否則指代后者)。據報道,假芝屬下的皺蓋假芝(A.rude)具有消炎、利尿功效;假芝(A.rugosum)具有消炎、利尿、益胃和抗腫瘤功效[2];而漆黑假芝(A.exile)則有消炎止血、祛瘀消積功效[3]。目前國內外對假芝功效開展了一定研究,改善了以往民間用藥式的簡單描述、成分和作用機理不明確等情況。
假芝屬由美國真菌學家William Alphonso Murrill于1905年建立,指定模式種為A.schomburgkii(=Fomes regulicolor)。假芝屬真菌的一般特征為:菌蓋形狀類似靈芝,但多數種缺乏漆樣光澤;菌蓋表面顏色有淡黃色、褐色和黑色等;菌蓋表面皺、有毛或光滑;菌肉有革質、栓質和木質等;菌柄有或無;子實體菌絲系統多為三體型(生殖菌絲、骨架菌絲、纏繞菌絲);孢子圓球形或橢圓體形,具有雙層孢子壁,外壁光滑或帶附屬物,內壁為柱狀等附屬結構。子實體著生在腐木、根或活樹上,多發于埋在土中的根;屬于白腐菌;分布于熱帶、亞熱帶地區[4-5],在我國,則多分布于廣東、廣西、云南、海南島等省份。部分假芝子實體受傷后傷口呈現血紅色,固有“血芝”一稱。而血芝一般用作皺蓋假芝商品名,但此特征在假芝(A.rugosum)上同樣出現,因此筆者認為此名指代不嚴格。
在 Index Fungorum(www.indexfungorum.org)中搜索屬名Amauroderma詞條,目前共發現134個記錄(含變種),而其中可能存在同物異名種。由于分類學家所持的概念不同,標本采集量不同、以及新種又不斷被發現等因素,不同地區對本區域內假芝屬中種數量的報道不盡相同。例如Costa-Rezende等基于巴西中部采集的假芝標本,建立了巴西境內27種假芝的分類檢索表[6];而Gomes-Silva等則基于巴西北部、東北部地區采集的標本,建立了巴西28種假芝的檢索表[7]。我國假芝屬的分類學研究始于鄧叔群。《中國真菌志靈芝科》(第一版)中記載假芝20種。而后Li等通過形態學和系統發育分析,指出其中存在同物異名情況[8];而Song等則在Li等的研究基礎上報道了一個新種[9]。可見隨著鑒定技術的發展,假芝屬的種數還將不斷變化。
目前在Web of Science數據庫中檢索到假芝功效相關的文獻中,按研究對象分,皺蓋假芝(A.rude)和假芝(A.rugosum)是主要的研究對象;按材料來源分,則子實體多于發酵物(含發酵液或菌絲體);按功效類型分,則免疫調節、抗腫瘤、抗氧化、神經調節占大多數。筆者將以功效為分類依據,對假芝功效研究進行歸納和評述。
在炎癥刺激方面。A.camerarium通過液體靜置培養菌絲體后,在其培養液中分離得一種分子量為12 kD的胞外蛋白質,這種蛋白質能刺激人中性粒細胞產生炎癥因子一氧化氮(NO)。該蛋白質和人中性粒細胞、病原體三者共培養時,NO生成量更是高于無病原體三倍[10]。皺蓋假芝(A.rude)子實體的粗多糖能促進小鼠巨噬細胞產生NO,呈正向濃度效應,且產生量還明顯高于LPS[11],通過分離純化和結構鑒定,發現兩種分子量在4~6 kD的雜多糖可能是刺激NO產生的效應物。
在消炎作用方面。假芝(A.rugosum)液體培養所得菌絲體的乙醇提取組分,在巨噬細胞系RAW264.7中,具有抑制LPS誘導NO產生的作用。通過進一步分離和鑒定發現,乙醇組分中的亞油酸乙酯和麥角甾醇可能是抑制作用效應物[12]。假芝(A.rugosum)子實體乙醇提取物作用于RAW264.7時,使受LPS誘導的一氧化氮合酶(iNOs)和腫瘤壞死因子(TNF-α)表達量顯著下調,而促進消炎的細胞因子IL-10表達顯著上調[13]。基于現有資料,具有免疫調節的假芝組分物質無明顯的細胞毒性,但未有足夠證據說明,水溶性物質僅為促炎作用物質,有機相提取的物質僅為消炎作用物質。假芝中免疫調節的物質可能是更為系統性的調節物,例如前述的假芝多糖,還能使脾淋巴增殖、巨噬細胞吞噬能力增加;在動物試驗中多項免疫力提高指標呈陽性反應[11]。另外,假芝的來源也對其免疫調節作用產生顯著的影響,例如前述的假芝(A.rugosum)子實體乙醇提取物中,野生子實體和人工栽培子實體的提取物,在相同濃度下對多個免疫調節指標的響應上存在顯著差別[13]。
較系統的假芝抗腫瘤研究,首見于2013年焦春偉等對皺蓋假芝(A.rude)子實體水提物的研究。該研究通過人膠質瘤細胞系U87、人肝癌細胞系Hep G2、宮頸癌細胞系Hela、人前列腺腫瘤細胞系DU145、人肺癌細胞系BEAS-2B等13個腫瘤細胞系的體外增殖抑制實驗,篩選了皺蓋假芝、靈芝(Ganoderma lucidum)、云芝(Coriolus versicolor)、蛹蟲草(Cordyceps militaris)、香菇(Lentinula edodes)、美味牛肝菌(Boletus edulis)、翹鱗肉齒菌(Sarcodon imbricatus)和灰樹花(Grifola frondosa)等13種常見食藥用菌的抗腫瘤活性。結果發現,皺蓋假芝對13種受試腫瘤細胞株的抑殺能力幾乎都顯著優于13種受試食藥用菌。研究還證明,通過腹腔注射皺蓋假芝水提物能促使荷瘤(4T1)小鼠腫瘤塊坍縮[14]。同年Shan X H等比較了假芝、黑芝、紫芝、赤芝、桑黃和樺褐孔菌等9個多孔菌(原文未給出明確學名)菌株子實體水提物,對人激素依賴性前列腺癌細胞系LN-CaP和肺腺癌細胞系A549的抑殺能力。結果顯示假芝水提物在同一濃度下,對LN-CaP的抑殺能力僅次于樺褐孔菌而優于其他七個多孔菌菌株,而對A549的抑殺能力較其他八種多孔菌要弱[15]。值得注意的是,以上兩項研究中腫瘤細胞抑殺實驗所用的提取物濃度范圍在數量級上存在差異,可能由于提取方法和菌種差異所致。除水相提取物外,假芝的有機相提取物也被發現具有抗腫瘤功效。皺蓋假芝的乙醇提取物及其中的氯仿餾分對四種人乳腺癌細胞系具有呈濃度效應的增殖抑制、轉移抑制和侵染抑制作用[16]。
在皺蓋假芝水提物中,起抑制腫瘤作用的成分主要是多糖[11,14];而在其有機相提取物中,則發現麥角甾醇、6-脫氧巴西紅厚殼素、巴西紅厚殼素、3β-羥基-7α-甲氧基-8(14),22E-二烯-5α,6α-環氧-麥角甾具有抑制腫瘤細胞活性[16-17]。在廈門假芝(A.amoiensis)中,則發現 4-hydroxy-17-methylincisterol、過氧麥角甾醇和Jacareubin等六種化合物表現出抑制腫瘤活性[18]。
在抗腫瘤機理方面,以皺蓋假芝多糖為例,它可抑制腫瘤細胞的細胞周期蛋白c-myc、Ki67和血管內皮因子CD34的表達,而上調荷瘤小鼠體內促炎因子IL-2和TNF-α表達[11,14],表明這種多糖可能通過促使細胞凋亡、抑制腫瘤血管生成以及刺激免疫系統來實現抑制體內腫瘤生長;再以皺蓋假芝中的麥角甾醇為例,發現麥角甾醇處理腫瘤細胞后,細胞表面誘導凋亡因子Fas及其配體Fas L、凋亡線粒體通路中Bim蛋白以及細胞周期相關蛋白FoxO3的表達上調[16],表明假芝中的麥角甾醇可能是通過促進細胞凋亡實現抑制腫瘤生長。在假芝抗腫瘤成分安全性發面,皺蓋假芝多糖通過急性和亞慢性毒理實驗,結果表明皺蓋假芝多糖對動物體無明顯毒性[19]。從皺蓋假芝子實體分離得到的麥角甾醇組分對成纖細胞系(正常細胞)NIH3T3在0~150 μM無明顯細胞毒性,而商品化的麥角甾醇在相同的濃度范圍內卻表現出對正常細胞較強的細胞毒性。
假芝在體內外都具有較強的抗氧化活性。在研究抗氧化活性部位方面,一株采集自馬來西亞Royal Belum國家公園的未定名假芝(Amaurodermasp.),其不同類型的提取物(乙醇提取物、甲醇提取物和水提物)對DPPH自由基清除能力存在差異,清除能力最強的活性部位在其子實體的乙醇提取物中[20]。而在菌株之間橫向活性比較中,采集自馬來西亞Mount Singai山區的假芝(A.rugosum),其乙醇提取物的DPPH自由基清除能力大幅度強于同區域采集到的紅貝菌(Earliella scabrosa)、黃柄小孔菌(Microporus xanthopus)、玫瑰擬層孔菌(Fomitopsis dochmia)、鳳尾菇(Lentinus sajor-caju)和絨毛栓菌(Trametes pubescens)[21]。一株在廣東省廣州市白云山采集到的假芝(A.rugosum),其水提物的ABTS?+自由基清除率和羥基自由基抑制率在3.33~6.67 mg/mL濃度內明顯高于赤芝(Ganoderma lingzhi)和紫芝(Ganoderma sinense)[22]。在動物實驗中發現,皺蓋假芝的香菇菌柄發酵物水提成分灌胃小鼠后,小鼠血清中的超氧化物歧化酶(SOD)以及谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性比對照組顯著提高[23]。說明皺蓋假芝可增強生物對體內活性氧類物質的清除能力。
在對靈芝(Ganoderma lucidum)的研究中曾發現,靈芝糙米發酵物的水提物具有抑制乙酰膽堿酯酶(AChE)活性的能力,在與陽性藥Tacrine濃度相近時,兩者抑制能力相近[24]。AchE抑制劑是目前公認的神經元退行性疾病治療藥開發的篩選源。假芝作為靈芝的親緣物種,有研究者認為其中具有AChE抑制物開發的可能性。在二孢假芝(A.subresinosum)和廈門假芝中都分離得到具有AChE抑制活性的麥角甾烷類化合物[25-26],作用濃度為50~100 μM,抑制強度為20%~46%。雖然Tacrine在較低的濃度(約0.3 μM)即可達到50%抑制強度,但Tacrine的肝毒性較大。可見使用假芝提取物可能安全性更高。
皺蓋假芝具有延緩果蠅衰老的功效。進食含有5%皺蓋假芝菌絲體水提物的雄性果蠅,其壽命與對照相比,延長幅度超過30%[27];皺蓋假芝的香蒲發酵物水提成分更能使雌、雄果蠅壽命比對照延長都超過40%[28]。皺蓋假芝還具有抗病毒的功效。以單純皰疹病毒(HSV)感染非洲綠猴腎細胞(Vero)為模型,發現皺蓋假芝子實體水提物具有較強的抗感染功效(IC50為 107 μg/mL),對細胞本身毒性較低(CC50為1477 μg/mL)。通過在感染進程中選取不同時間點進行加樣研究抗感染效果,發現皺蓋假芝水提物主要在感染前和感染早期對細胞起保護作用[29]。
假芝(A.rugosum)被認為是《神農本草經》中記載的“六芝”中的“黑芝”[30],有著悠久的民間藥用歷史。鑒于我國假芝資源豐富、分布廣泛,筆者相信古代對于“黑芝”的理解可能是包括假芝屬內的多個種。另一方面,近年研究發現了假芝的多種生理功能,并且部分活性也優于多種已被熟知的食藥用菌,證明假芝具有開發價值。而至今假芝尚未見正式的開發利用和產品轉化,筆者認為主要有幾點原因:其一,是同科內的赤芝、紫芝在公眾認同上有壓倒性優勢,大量研究資源的流入形成可觀的科研成果和產品產出;其二,目前國內外對假芝的功效研究多數關注于“發現現象”,而“究其機理”的研究尚且鳳毛麟角;其三,盡管有足夠長的應用歷史,但缺乏更詳盡的安全性報告;其四,政策上假芝未被納入食品、藥品或保健品中。對假芝功效研究深入,假芝的栽培試驗報告[31]、化學成分分離鑒定[17,32]、活性物質積累[33]和提取的條件優化[34-35]等研究也見報道,假芝開發利用的研究還將不斷地積累。