微生物在中药研究中的应用日趋深入

在中药家族中有一类特殊的成员——微生物。近年来，随着生命科学对于微生物的研究越来越快、越来越深入，微生物除了作为中药材以外，业已成为中药现代化研究中不可缺少的工具之一，在中药二次开发、拓展中药资源、中药药理研究中发挥了令人瞩目的作用。

微生物相关中药培养引人注目

近年来，以从冬虫夏草中分离的真菌纯培养物代替冬虫夏草的研究取得了巨大的经济和社会效益，掀起了包括蝙蝠蛾拟青霉、蝙蝠蛾多毛孢、蛹虫草等虫生真菌在内的研究热潮。热潮所反映的正是这样一种现象——对传统微生物中药的生物学研究加深了传统微生物中药的应用和产品开发，特别是多种中药微生物纯培养物代替原药材的研究尤其引人注目，如灵芝、猴头等各种药用菌的栽培，对保护环境、保护资源、满足人民群众用药需求起到了十分巨大的作用。

研究发现，微生物相关中药的形成方式，可以分为以下几种情况。一是以腐生生活方式形成的大型药用真菌，如灵芝、猴头、木耳、香菇等。这些真菌基本上都可以实现人工栽培。二是由天然微生物发酵植物性中药材料形成，如神曲、红曲等，主要是酵母和丝状真菌。三是植物和微生物共生形成的中药，如天麻是蜜环菌和天麻植物的共生体，天麻植物依靠蜜环菌提供营养；猪苓也是由于蜜环菌侵入猪苓菌核形成的共生体，由蜜环菌提供营养。四是寄生真菌侵染活体昆虫形成的虫菌复合体，其实质是昆虫的致病菌。如冬虫夏草、僵蚕、蛹虫草等。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，如龙血竭、沉香等。

而且，微生物相关中药活性成分的研究也加深了人们对这些中药药理作用的认识，药理学研究又促进了传统微生物中药在治疗现代社会的高发病，如癌症、心脑血管疾病、病毒性疾病中的应用。例如，多数微生物中药都具有滋补保健的效果，灵芝、冬虫夏草更是成为保健食品开发的热点；大多数药用真菌都含有真菌多糖，真菌多糖能增强免疫力，且没有直接的细胞毒作用，成为抗癌、抗病毒产品的开发热点。

中药微生物转化研究初步展开

目前，已有一些学者注意到开展中药微生物转化研究的巨大价值并付诸实践，取得了较好的研究成果。云南大学的王兴红等认为可以借助不同真菌产生的丰富酶系来炮制中药，达到产生新的药用成分、提高有效成分含量、降低不良反应的目的，并应用这一理论开展了薏苡仁的微生物转化研究。结果表明，经转化后的薏苡仁不仅原有抗癌组分的量提高，还出现了新的抗癌组分。中国药科大学的余伯阳教授提出将天然药物的生物转化研究与组合化学理论相结合，提出“中药生物组合化学”的概念，并建议将其用于复杂天然药物的筛选和研制，开发具有中国特色的、新的高效活性先导化合物。他利用微生物对延胡索中镇痛成分延胡索乙素进行了转化，有两个菌株的转化物活性高于底物，经进一步分离，最终得到了两个转化产物，活性明显高于延胡索乙素。南京中医药大学药用真菌研究中心的庄毅建议以不同的中药材料为固体基质，通过接种不同的真菌获得不同的“药性菌质”，通过对“药性菌质”进行药理模型筛选后，可以获得不同的中药产品，达到对中药增效、扩用、减毒的作用。他在这一思路指导下培养了槐耳菌发酵中药，获得的发酵菌质药用效果比常规培养的槐耳菌质明显增强，使乙型肝炎e抗原临床转阴率由33％提高到50％。

微生物应用于药理研究前景广阔

由于一些微生物具有与动物和人相类似的代谢途径，能产生相同或类似的代谢产物，利用这些微生物对中药的一些有效成分进行药理和毒理研究就变得十分可行，特别是可以在难合成药物和辅助确定代谢途径方面发挥重要作用，在药物开发的早期阶段提供药物代谢的可能途径。

中药以口服为主，它们必然在消化道中与肠道菌接触，肠道菌的代谢对中药的作用不容忽视，有些中药可能通过人体的消化酶或肠道菌的代谢后才起作用。如消化道对天然药物中的糖苷吸收较差，糖苷首先必须经肠道菌水解为相应的苷元才能被吸收。柴胡皂苷在大鼠体内经肠道菌转化成代谢产物后才能被吸收并发挥其药理作用；淫羊藿苷的肠菌代谢产物对白细胞介素-6产生的促进作用比原药更强；口服人参皂苷的抑瘤效应源于人参皂苷被肠菌转化的代谢物能抑制肿瘤新生血管的形成，抑制黑色素瘤B16-F10细胞的生长和转移，诱导Lewis肺癌细胞凋亡。目前，人们已研究了肠内细菌对苦杏仁苷类、香豆素类、黄酮类、蒽醌类以及萜类化合物的代谢作用，并鉴定了其代谢产物。

微生物诱生中药有效成分大有可为

用组织培养方法来生产中药的有效成分是解决中药资源紧张的重要手段，是中药现代化的重要内容之一。在组织培养中用发根农杆菌诱导组培物产生发状根，由发状根形成次生代谢产物已成为利用中药组织培养物产生次生代谢产物的常用方法。到目前为止，人们已建立了80多种植物的发状根无性系，其中不少是药用植物。Yoshikawa等的研究表明，人参的发状根在无外源激素的条件下进行培养，人参皂苷含量(Rb、Rg)可达干质量的0.95％，而天然栽培根仅为0.4％，因此人参发状根完全有可能代替天然人参作药用。云南师范大学生命科学系的黄遵锡从短叶红豆杉诱导出发状根，选育出的5株无性系20天后生物量增加9倍，紫杉醇的量是愈伤组织的1.3～8.0倍。

此外，在植物与微生物的相互作用中，真菌能诱导植物中特定次生产物的积累，使植物产生对这些病原微生物的抗性。例如，丹参是一种重要的药用植物，利用丹参毛状根和丹参转化细胞生产丹参酮等次生代谢物成为研究的热点，大丽轮枝菌c激发子V44和酵母提取物分别诱导丹参毛状根和丹参转化细胞后，丹参中过氧化物酶活力显著提高，且有利于次生代谢产物的积累。

微生物对中药栽培意义重大

内生菌主要指在其生活史的某一阶段存在于健康植物的组织中、不形成明显侵染的一类微生物。内生菌可以促进宿主的生长、发育，增强对不良环境的抵抗力，甚至会促进宿主植物某些代谢产物的形成。深入研究中药内生菌，对研究中药的活性成分和栽培可能具有重要意义。内生真菌与宿主植物某些活性成分的形成有密切关系，对于不同地方的相同物种来说，其内生真菌类群是不同的，这可能是形成中药道地性的原因之一。

例如，开唇兰小菇、石斛小菇、兰小菇等3种小菇属内生真菌，对兰科濒危药用植物铁皮石斛、金线莲的生长有促进作用。接种3种内生真菌后，铁皮石斛苗的生长量高于对照3～5倍，石斛小菇、兰小菇对铁皮石斛原球茎增殖也有明显促进作用；接种3种真菌的金线莲苗，侧芽及侧根数均显著高于对照。在植物试管苗培养基中分别加入20％真菌菌丝及10毫克发酵液的醋酸乙酯提取物，3种菌的菌丝体及兰小菇的醋酸乙酯提取物能显著提高铁皮石斛原球茎的增殖率；石斛小菇的菌丝体对金线莲的生长和侧芽增殖有显著促进作用；开唇兰小菇和兰小菇的醋酸乙酯提取物分别对金线莲侧芽发生数及生长有显著促进作用，说明3种内生真菌对铁皮石斛、金线莲的促生长作用与菌丝内及分泌到菌丝外的代谢产物有关。

菌根是植物和真菌的共生体，是植物普遍存在的现象。菌根菌能促进菌根植物吸收矿质营养和水分，通过刺激或增加寄主植物产生次生代谢物，如抗生素、植保素、酚类化合物、苯丙烷类代谢酶系、木质素、过氧化物酶、水解酶等，提高寄主植物的抗病和抗逆能力。用VA菌根真菌接种韭菜进行试验，结果接种株比未接种株的株高、鲜质量、干质量、叶绿素质量分数都增加，抗冻性增强。但在中药栽培研究中应用菌根技术报道的文献比较少，需引起足够的重视。