冬虫夏草：从科学到产业
发布时间：2016-05-04
核心提示：对冬虫夏草培植相关基础研究和关键技术进行了总结，对寄主昆虫选育及规模化饲养关键技术到冬虫夏草菌菌种筛选、侵染途径和培植以及培植产品与野生冬虫夏草化学成分和蛋白质谱比较等进行了论述。
摘 要：作为名贵传统药材，冬虫夏草的研究方兴未艾。无性型的确定、学名的变更和“一种真菌一个名称”确定了冬虫夏草菌为Ophiocordyceps sinensis；独特的分布、悠久的历史、公众的认可及地方经济的重要作用等被推荐为“国菌”；“虫草产业发展金湖宣言”从产、学、研倡议“尊重科学、利好产业”的发展思路。随着科学研究深入和产业技术发展，冬虫夏草培植获得成功。本专刊对冬虫夏草培植相关基础研究和关键技术进行了总结，对寄主昆虫选育及规模化饲养关键技术到冬虫夏草菌菌种筛选、侵染途径和培植以及培植产品与野生冬虫夏草化学成分和蛋白质谱比较等进行了论述。冬虫夏草培植的成功，不论从科学还是产业的角度，都具有里程碑式的意义。
冬虫夏草是青藏高原地区特有的名贵中药材和高级滋补品，与人参、鹿茸并称“中药三大宝”。大约3000年前印度的阿育吠陀文献就已经以“Bhu-Sanjivani”为名记载了冬虫夏草（Shrestha et al. 2010）。在藏语中，冬虫夏草读作“yartsa gunbu”，意为“夏天的草冬天的虫”。英语中最早的名称为“Hia Tsao Tong Tchong”（Pegler et al. 1994），日语名为“Totsu kaso”、“Tochu-Kaso”（Kinjo & Zang 2001）；韩语名为“Dong Chung Ha Cho”（Sung 1996）。
冬虫夏草生物学及分布的地域性、独特的药用价值及巨大的市场需求，不仅使其成为科学研究的热点，而且极大地促进了产业发展，现将重要进展简述如下：
冬虫夏草菌科学名称。冬虫夏草菌于1843年由英国真菌学家Berkeley将其定名为Sphaeria sinensis Berk.（Berkeley 1843）；1878年，意大利学者Saccardo又将其转到Cordyceps (Fr.) link，名称为Cordyceps sinensis (Berk.) Sacc.（Saccardo 1878）；2007年，Sung et al.（2007）基于多基因系统学分析的结果将冬虫夏草菌归到线虫草属Ophiocordyceps Petch，名称为Ophiocordyceps sinensis (Berk.) G.H. Sung, J.M. Sung, Hywel-Jones & Spatafora。尽管还有人用Cordyceps sinensis（Hu et al. 2016；Ghatnur et al. 2015），O. sinensis目前已被广泛接受。
20世纪80年代开始从天然冬虫夏草上分离冬虫夏草菌（即无性型）一直存在争议，先后报道了多达22个真菌名称（Jiang & Yao 2002），最后确定中国被毛孢Hirsutella sinensis Liu et al.为冬虫夏草的无性型真菌（赵锦等 1999；李增智等 2000；Chen et al. 2001；Liu et al. 2001，2002；魏鑫丽等 2006）。根据“一个真菌一个名称”新的命名法规（Taylor 2011），Ophiocordyceps sinensis (Berk.) G.H. Sung et al.为冬虫夏草菌唯一科学名称。
“国菌”冬虫夏草。冬虫夏草主要分布于青藏高原，中国冬虫夏草产区面积约占世界总产区面积的90%（Winkler 2008），年产量占世界总年产量的95%以上（Winkler 2009）；冬虫夏草在中国药用历史悠久（芦笛 2014），其药用价值也为公众所认可，《中华人民共和国药典》自1963年第一版直到目前的2015年版都对冬虫夏草进行了收录（国家药典委员会 1964，2015），被誉为中华医药瑰宝（郭英兰等 2010）；冬虫夏草是产区经济发展和农牧民收入主要来源，主产区80%以上的农牧民家庭靠冬虫夏草增收，出售冬虫夏草收入占到农牧民总收入的50%–80%（马有祥 2010）；冬虫夏草被认为是青藏高原的旗舰生物（Cannon 2010），并于1999年被列入国家二级保护物种。基于以上理由，冬虫夏草菌被推荐为中国的“国菌”（Zhang et al. 2012）。
“尊重科学、利好产业”的金湖宣言。在虫草产业蓬勃发展的同时，由于真菌学分类学家强调“隶属关系”而中药学家强调“功效关系”，导致冬虫夏草及冬虫夏草菌、冬虫夏草产品名称等诸多方面的分歧，给虫草产业的发展造成了极大地负面影响。中国菌物学会于2015年6月27–29日在江苏省金湖县主办“2015首届全国虫草会议暨冬虫夏草产业高峰论坛”，针对产业发展中出现的问题进行了广泛热烈的讨论，形成了虫草产业发展金湖建议和金湖宣言，分别提交相关管理部门和在《菌物学报》正式发表（董彩虹等2016），以“尊重科学、利好产业”为原则，综合学科和行业间观点，提出冬虫夏草不等同于冬虫夏草菌，冬虫夏草菌是冬虫夏草的唯一标识，这一纲领文献将规范虫草相关的科学命名、分类、产品及管理，促进产、学、研、管的真正结合，促进这一产业的健康有序发展。
冬虫夏草培植。规模化培植是解决冬虫夏草自然资源有限而市场需求巨大的矛盾的有效途径，也一直是科学研究和产业发展的热点问题。广东东阳光药业冬虫夏草繁育与产品研发重点研究室经过十余年研发，模拟冬虫夏草原生地生态条件，成功完成了冬虫夏草规模化培植的产业化过程，突破了寄主昆虫虫种选择、品质选育、规模化繁殖等关键技术，冬虫夏草菌培养技术、侵染寄主昆虫技术及大规模成草等核心技术。冬虫夏草培植的成功，不论对科学还是产业，都不愧为是里程碑式的创新性成果。
《菌物学报》“冬虫夏草专刊”主要收录了冬虫夏草培植及品质方面的相关研究，共刊登2篇综述和9篇研究论文。综述性论文涉及了冬虫夏草的培植技术（李文佳等 2016a）和冬虫夏草核苷类成分分析研究（艾中等 2016）。研究论文包括了寄主昆虫选育和规模化饲养、冬虫夏草菌培养、侵染机理、接种方法及子实体发育条件等。魏江春等（2016）对培植的冬虫夏草通过分子系统学分析进行了物种鉴定，证实了冬虫夏草培植的真实性。冬虫夏草菌的研究方面包括了冬虫夏草培植分生孢子高产菌株的筛选（吕延华等2016）及其培养基和培养条件优化（张宗耀等2016）。寄主昆虫方面研究了发育速度快、繁殖能力强、冬虫夏草菌侵染率和冬虫夏草产出率高的寄主昆虫品系选育（李全平等 2016）、土壤和植物对寄主昆虫规模化饲养的影响（李文佳等2016b）。蝙蝠蛾幼虫肠道中的冬虫夏草菌菌体研究表明冬虫夏草菌对蝠蛾幼虫的侵染可能同时存在表皮侵染和肠道侵染两种途径（李文佳等2016c）。培植和野生冬虫夏草主要化学成分（多糖、糖醇、氨基酸、核苷、甾醇、脂肪酸和挥发性成分）和蛋白图谱比较分析显示两者没有显著差异（钱正明等2016a，2016b）。冬虫夏草不同发育时期蛋白质组iTRAQ质谱分析证明了冬虫夏草由昆虫寄主蛋白逐渐被真菌蛋白替代的变化过程，商品冬虫夏草菌核中还残留有寄主昆虫蛋白，与商品冬虫夏草子座在蛋白质组成分布存在明显差异（张晗星等2016）。以专刊的形式系统展示冬虫夏草培植的关键技术，对于科学研究与产业发展均具有极其重要的参考价值。
冬虫夏草科学研究与产业发展取得了巨大进展，同时也遇到了新的挑战与机遇。
规模化培植对冬虫夏草市场的影响。冬虫夏草培植技术的突破对于整个虫草产业发展无疑具有推动作用，在“健康中国”的战略背景下，将为大众健康带来更多福祉，不仅对恢复因野生冬虫夏草资源采挖过度引起的资源、环境和生态问题具有深远意义，而且对重金属超标提高冬虫夏草品质具有意义。然而，其对主产区地方经济、农牧民收入是否会产生影响是必须面对的问题。从长远来看，冬虫夏草培植技术的成功必将缓解人类需求对自然资源的压力，促进濒危药材的可持续利用。
冬虫夏草高新技术产品研发。目前冬虫夏草主要以原草干草为主消费，市场上不多的加工产品也只是简单的菌粉、胶囊和片剂，较为单一。超临界萃取、超微粉碎、超滤技术、酶工程技术、微波辅助萃取等系列新技术的应用将有助于产品形式的多样化，发展冬虫夏草产业经济链。
冬虫夏草应用范围的拓宽。自2012年8月15日原国家食品药品监督管理局发布《关于印发冬虫夏草用于保健食品试点工作方案的通知》，第一次允许冬虫夏草直接被用于保健食品的原料，共获批5款冬虫夏草保健食品，均为复方产品。2016年2月国家食品药品监督管理总局停止试点，含冬虫夏草的保健食品相关申报审批工作按《保健食品注册与备案管理办法》有关规定执行。目前冬虫夏草多数只能作为中药材销售，管理部门和企业应该根据冬虫夏草的属性和市场需求，积极拓宽冬虫夏草的应用范围，使得这一瑰宝真正造福大众健康。
冬虫夏草菌菌丝体发酵产品的挖掘。尽管冬虫夏草培植成功，但是整个培植周期长，其成本短期内不可能大幅度下降，而冬虫夏草菌的菌丝体发酵成本低，发酵的菌丝体产品也具有多种功能（Dong et al. 2015），可以部分取代冬虫夏草子实体，满足人类健康需求。
冬虫夏草培植产业化是一项涉及多学科、多技术及多层次的系统工程，其培植技术的成功再次证实了科学技术的进步给产业发展带来重要影响和新的契机，同时现有的研究远不能满足产业发展的科学需求。随着科学的发展，冬虫夏草的遗传、生理、加工、活性物质和功效等方面的研究不断深入，冬虫夏草产业必将蓬勃发展，这一中华医药瑰宝必将为更多人们带来福祉。
来源：菌物学报 作者：董彩虹
