中國蟬花人工培養專利分析

劉 昶

（國家知識產權局專利審查協作北京中心，北京 100160）

1 引言

蟬花，別名蟲花，是蟬的幼蟲受蟬花菌寄生后的蟲體，是一種蟲菌復合體。

蟬花的活性成分主要是蟲草酸、甘露醇、多糖、腺苷等，傳統中醫認為蟬花具有疏散風熱、透疹、熄風止痙、名目退翳之功效，現代醫學研究發現，蟬花具有抗腫瘤、調節免疫、降血糖、降血脂、降血壓、明目、抗輻射、解熱鎮痛、鎮靜催眠、滋補強壯、改善腎功能等作用。

野生蟬花的出產率非常低，不能滿足市場需求，人工培養成為緩解這一矛盾的有效手段，2018年專利獎金獎專利（ZL201110120603.1）公開了一種蟬擬青霉菌株及其應用，容易得到人工蟬花，實現大規模生產，為深入了解中國蟬花人工培養的研究情況，蟬花人工培養專利申請的系統分析對于蟬花研究者來說意義重大。

2 蟬花人工培養專利分析

2.1 蟬花人工培養專利趨勢分析

國內蟬花人工培養專利總體趨勢如圖1所示。

圖1 國內蟬花人工培養專利總體趨勢

由圖1可以看出，從1997年開始，中國蟬花人工培養專利申請大致分為三個階段：①緩慢發展階段（1997—2010年）。這一階段專利申請量數量較少，僅在1997年、1998年、2001年、2004年，2007—2009年有少量申請。②初步發展階段（2011—2014年）。從2011年開始，蟬花人工培養專利申請量也開始逐步增加。③高速發展階段（2015年至今）。隨著國家大健康產業的發展，對蟬花的需求越來越大，但野生蟬花資源卻越來越少，蟬花人工培養越來越受到研究者的重視，2015—2018年分別申請了17 件、16 件、10 件、12 件，遠高于2011年以前的年申請量。

2.2 蟬花人工培養的申請人分析

蟬花人工培養申請人及類型構成如圖2所示。

圖2 蟬花人工培養申請人及類型構成

由圖2可知，企業申請了43 項，大專院校申請了30 項，個人申請了9 項，科研單位和機關團體6 項，企業和大專院校是專利申請的主力，浙江泛亞生物醫藥股份有限公司的申請量遠高于其他申請人，其中包括2018年專利獎金獎專利（ZL201110120603.1），此公司是中國蟲草類真菌領域的國家級高科技企業。

2.3 蟬花人工培養專利的有效性分析

蟬花人工培養專利的有效性如圖3所示。

圖3 蟬花人工培養專利的有效性

從圖3能夠看出，檢索到的蟬花人工培養專利中，有45 項專利申請處于在審狀態，28 項專利申請處于授權狀態， 13 項專利申請處于失效狀態，由于中國大量關于人工培養專利申請都是近年提出，而專利審查需要較長周期，導致47%的專利申請處于審查過程中暫時還未獲得授權。失效的專利申請較少，有效專利多，則說明與蟬花的現有技術相比，蟬花專利申請的創新度高，在審查過程中不容易被駁回，因而易獲得授權，申請人比較重視專利保護，能夠及時繳納年費，維持專利的有效狀態。

2.4 蟬花人工培養技術構成

蟬花人工培養專利的技術構成如圖4所示。

圖4 蟬花人工培養專利的技術構成

由圖4可知，根據培養產物的不同，蟬花人工培養專利主要包括仿野生培養、子實體培養、發酵培養三類，其中子實體培養最多，占38%，其次是仿野生培養占23%，發酵培養占22%。

2.4.1 仿野生栽培

蟬花的野生栽培需要感染體，蟬花的仿野生栽培是一種帶感染體的蟬花人工培養方法。例如：廣西南寧秀珀生物科技有限公司的專利申請（CN109247185A、CN109247186A、CN109247187A、CN109247188A），在橄欖園中培養寄主金蟬，獲得干燥后的金蟬，噴灑蟬擬青霉菌，控制培養室中的氧氣分壓、溫度以及空氣濕度，持續培養獲得金蟬花。江蘇科技大學的專利申請（CN105940956B、CN106034738B），以柞蠶或家蠶的活體蠶蛹為寄主，使用蟬花孢子懸液將活體蠶蛹感染，將已感染的蠶蛹，培養至蠶蛹變硬，明暗交替培養蟬花。貴州大學的專利申請（CN108770595A、CN101225362A），用孢子懸浮液注射柞蠶蛹，室溫下普通培養至冒出白色菌絲，然后將其覆土培養蟬花。浙江泛亞生物醫藥股份有限公司的專利申請（CN102835245B），通過控制培養條件模擬野生生態環境，克服野生蟬花生長周期以及季節的限制，培養出來的仿生蟬花腺苷含量高于野生蟬花。保山學院（CN105861314A）公開了利用黃粉蟲蛹培養蟬花棒束孢的方法。陳瑞英等（CN1227353C）最早公開了蠶蛹培養金蟬花。江蘇農林職業技術學院（CN107637390A）公開了活體蠶及蠶蛹培養野生蟬花的方法。福建農林大學（CN104145712B）公開了人工培育蟬花菌后，將蟬花菌播種在竹林中，并利用燈光將蟬吸引在一起，使蟬幼蟲落地入土過程中被蟬花菌感染，最終長出蟬花。

研究者通過控制溫度、濕度、光照等條件培養仿野生的蟬花，對于蟬花菌株的寄主，除蟬之外還包括蠶、黃粉蟲等，寄主感染的方式包括活體感染和僵體感染。

2.4.2 子實體培養

子實體培養只有子實體而沒有蟲體，因此在外觀上與蟲菌復合的野生蟬花存在較大區別，但這種培養方式容易實現大量培養，且其藥用價值與野生蟬花類似，因此是研究者的研究重點。

第一類通過改善光照、空氣和培養方式等，以培養高產量和活性的子實體。例如專利申請（CN109287374A、CN106318875A）公開了蟬花的雙面培養方法，通過底部光照，使培養基上下兩面生長，提高了孢梗束和培養基菌絲含量； 專 利 申 請（ CN106922386A ， CN106922387A ，CN106922388A，CN106922389A）通過單色光（紅、綠、紫、黃光）培養，提高了孢梗束外觀以及質量；專利申請（CN107409742A）在培養過程中使用低氘水，生產的子實體粗壯，產量和活性成分高；專利申請（CN108901587A）在光培養階段，降低每日光照時間至16～20 h，保證子實體質量的同時降低了成本；專利申請（CN106797801A）將二氧化碳濃度控制在1 200 ppm 以下，提高了孢梗束產量；專利申請（CN103598014B、CN103392500B、CN102242070B、CN102242079B）通過優化培養過程中的技術參數和培養基組成，分別實現了提高蟬花質量，縮短可培養周期，提高了活性成分含量的技術效果；專利申請（CN106550763A）在培養過程中加入吸濕載體，提高了蟬花產量。

第二類通過改善蟬花菌株培養基組成，以培養高產量 和高活性，富含各種元素的子實體。例如，專利申請（CN106069195A、CN107027516A、CN105981581A 、CN105993584A、 CN105981584A）通過硒鹽、鎂鹽和鈣鹽培養基培養了富硒、富鎂、富鈣蟬花；專利申請（CN106912293A）通過增加培養基厚度至3～6 cm，提高了孢梗束產量；專利申請（CN108157058A）在培養時加入富含多種有益元素的培養基，得到富含多種有益元素的蟬花；專利申請（CN107964481A）在培養基中加入紅棗，紅棗含有環磷酸腺苷，能夠促進孢梗束生長；專利申請（CN108782022A、CN108624509A）公開了以大米和脫皮小麥為培養目標，提高了產量。

第三類通過篩選菌株培養子實體，例如專利申請（ CN108342325A 、 CN108040752A 、 CN102242069B、CN102250777A、CN100572522C、CN1232632C）公開了篩選優良的蟬花菌株，提高了子實體產量等。

2.4.3 發酵培養

菌絲體發酵培養是快速獲得蟬花菌株藥用成分的人工培養方式。

專利申請（CN109259198A、CN109259201A）以山藥、豆粕粉和大米為主要原料的發酵培養基，發酵培養降血糖發酵食品；專利申請（CN101254236A）在固體發酵培養中加入馬錢子，利用蟬花降低馬錢子毒性；專利申請（CN106190865A）通過液體發酵培養基碳源，優化氮源和無機鹽，而且提高生物量和蟲草酸含量；專利申請（CN104046570B）在液體發酵培養基中加入中藥復合水提液，提高發酵物產量和多糖產量；專利申請（CN108823106A）發現發酵最優條件為酸堿度7.1，轉速150 r/min，溫度28 ℃，該條件下的發酵培養物蟲草酸和多糖含量高；專利申請（CN105647814A）采用半連續發酵和微孔濾膜，降低成本，提高菌絲體得率；專利申請（CN105087401A）通過三級培養，提高有效成分含量；專利申請（CN109266556A、CN107982285A、CN102242154B、CN1232632C）篩選優良蟬花菌株，通過液體發酵提取活性物質；專利申請（CN105567570A）篩選出小蟬草菌株，通過液體發酵獲取菌絲體和多糖。

3 小結

蟬花人工培養主要分成仿野生培養、子實體培養、發酵培養三類，對于子實體培養和發酵培養，研究者從培養條件的改善、培養基組成的改善以及菌株篩選三個方面進行了研究；對于仿野生栽培接，研究者通過控制溫度、濕度、光照等條件培養仿野生的蟬花，蟬花菌株的寄主，除蟬之外，還包括蠶、黃粉蟲等，寄主感染的方式包括活體感染和僵體感染。中國蟬花人工培養的起步比較晚，但是發展卻比較迅速，特別是從2010年開始，隨著大健康產業的發展，蟬花人工培養在近10年也得到了快速發展。在申請人中，企業和大專院校是專利申請的主力，但是目前中國的蟬花人工培養技術總體數量比較少，研究方向相對單一，對人工培養環境條件的控制研究，基質組成的研究較少，蟬花人工培養研究在中國還有非常大的上升空間。