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Introduction
自古以来,菌物就被视为养生的佳品,历史典籍中也有诸多关于菌物“扶正固本、补中益气、解毒祛邪、轻身延年”的记载。随着工业技术的发展,一些菌物被视为一类药物,称为“菌物药”。大量的临床研究揭示了存在于菌物子实体和菌丝体中的生物活性化合物,具有抗病原体、抗氧化、抗炎、免疫调节、抗凝作用,以及增强肠道菌群、保护肺细胞和血管紧张素转换酶(ACE)2的特性。
近日,Jennifer Mary Phillips等科研人员在《天然产物治疗疾病的可行方法》特刊中发表了关于《药用蘑菇及其生物活性化合物在COVID-19时代的促进健康特性——评估:支持健康的声明是否有效?》的文章,详细阐述了药用菌物的用途及其含有的生物活性化合物对健康的作用,从专业角度剖析了药用菌物对COVID-19(新冠肺炎病毒)的作用机制。
菌物对COVID-19的防治作用
研究显示,冠状病毒科的新物种SARS CoV-2是导致2019年全球性新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的感染源。SARS CoV-2具有突变性、传染性和增殖性等特性,它能够通过呼吸道进入肺部,直接感染上、下呼吸道细胞。感染通常累及上呼吸道、鼻纤毛上皮细胞、肺和肺泡上皮细胞。此外,还涉及其他类型的动脉、免疫、平滑肌和肠道内皮细胞,累及全身器官,并且引起促炎症反应等疾病后遗症。尤其对于免疫功能低下、老年人、男性以及患有心血管疾病(CVD)、糖尿病、高血压和营养不良等合并症的人群可能导致严重风险增加。
作为国际公认的免疫增强剂和免疫激活剂,药用菌物可作为大众人群的日常食用的类药物功能性食品和免疫增强辅助剂,在以疫苗为预防新型冠状病毒严重后果作为主要手段的同时,进行干预及辅助治疗。
药用菌物能够产生具有生物活性的初级和次级代谢产物和特定分子量的化合物,如多糖、多糖蛋白复合物、多酚、萜类、凝集素、香豆素、核糖体和非核糖体多肽、肽聚糖、生物碱、脂肪酸、甾醇和抗氧化剂。这些生物活性化合物能够通过炎症调节、免疫和活性氧(ROS)调节、宿主防御机制参与、微生物活性、肺细胞保护和ACE2特异性或抑制等机制起到抑制SARS CoV-2病毒和减轻COVID-19症状等作用。
图1. 药用菌物通过生物活性化合物的作用表现出调节作用。
这些效应可能适用于人类SARS CoV-2感染的病理生理学和后遗症。
01
菌物提取物
抗病原体的作用机制
菌物提取物和生物活性化合物能阻碍病毒进入宿主细胞和增殖,抑制病毒吸附、复制、核酸合成,并破坏其他病原体。众所周知,蛋白水解酶能促进S糖蛋白的切割,这是SARS CoV-2病毒附着的关键步骤。从灵芝、蛹虫草和双孢蘑菇等药用菌物中分离出的蛋白酶抑制剂,可能对病毒具有治疗作用。
从蛹虫草中分离得到的虫草素通过蛋白激酶抑制机制和抑制核糖核酸(RNA)的合成和EB病毒(EBV)的复制从而发挥抗病毒作用。从灵芝中分离得到的灵芝化合物对人体免疫缺陷病毒(HIV)-1和HIV-1蛋白酶具有明显的抑制作用。此外,从灵芝和其他灵芝品种中分离得到的各种三萜对HIV-1、A型流感病毒和1型单纯疱疹病毒均有抑制活性。在体外和体内研究一系列常见的抗病毒药剂,包括姬松茸,猴头菇和灰树花均有显示抗病毒特性。
02
菌物提取物
免疫调节的作用机制
研究显示,香菇多糖能通过先天免疫反应和特异性免疫调节发挥抗病毒作用。香菇多糖作为生物反应调节剂(BRM),可以促进T辅助细胞(Th)1型反应,改善Th1/Th2平衡。它还可能激活炎症小体,增强免疫细胞,激活补体系统,促进细胞毒性和吞噬作用。
研究人员将自提的香菇热水提取物与商业来源的香菇多糖提取物(Carbosynth-lentinan(CL))进行了比较,以研究分离物是否可以缓解COVID-19患者经历的免疫级联,如ARDS。香菇β-葡聚糖降低肺损伤和巨噬细胞中IL-1β和IL-6水平。β-葡聚糖也被用来研究H2O2处理的THP-1细胞的氧化应激缓解,评估细胞活力、凋亡和坏死。CL提取物减弱了氧化应激诱导的早期细胞凋亡,而自提香菇多糖提取物减弱了晚期细胞凋亡。
来自平菇的凝集素已作为乙型肝炎病毒DNA疫苗佐剂进行了研究,并证明了其在增强表面蛋白抗体方面的有效性。源自平菇中的不溶性β-葡聚糖以口服液糖浆形式给予,表明在反复出现的上、下呼吸道感染中有许多积极的免疫调节作用。
云芝在促进健康、力量和长寿方面有着悠久的传统历史。最近,包括临床试验在内的大量研究表明,其特性和作用包括抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗炎、抗氧化、保肝、保护骨骼,尤其是免疫增强。两种从云芝中提取的生物活性菌丝体提取物蛋白质结合多糖,即多糖肽(PSP)和多糖krestin(PSK),目前在一些国家被用作综合癌症治疗和化疗及放疗的辅助剂。PSK和PSP被认为对免疫参数、血液功能、体能状态、生活质量、体重、疲劳、疼痛、恶心、厌食和中位生存期有积极影响。
03
菌物提取物
抗氧化的作用机制
抗氧化作用在人体内的致病保护、调节和体内平衡中发挥着重要作用。例如,活性氧的增加是许多疾病状态的发病机制和进展的关键特征,例如动脉粥样硬化、动脉血栓形成、高脂血症、高血压、癌症、肥胖、胰岛素抵抗、糖尿病、肝脏和肾脏疾病等。这些疾病状态是与SARS CoV-2和COVID-19后遗症和经验相关的代表性合并症。药用菌物的抗氧化能力已在各种研究中通过自由基清除、脂质过氧化抑制和增加抗氧化酶活性得到证实。药用菌物中的生物活性化合物,如酚类、吲哚、类黄酮、苷、多糖、生育酚、谷胱甘肽和麦角硫因、抗坏血酸、类胡萝卜素、维生素D、铜、锰、锌和硒都参与减少氧化应激。麦角硫因具有与COVID-19病理学相关的大量独特的细胞保护特性,包括清除活性氧和氮物质。它能够调节炎症,抑制血管粘附蛋白的表达,并防止呼吸爆发,以及许多其他抗氧化活性。
04
菌物提取物
调节ACE2的作用机制
ACE2是一种存在于肺、肝、心、肾和内皮中的完整膜蛋白。ACE2失调似乎强烈影响肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS),表现出涉及过度炎症和氧化应激的影响。在药用菌物中,三萜、甾醇、酚类化合物和多糖组分等生物活性化合物具有代谢调节能力。灵芝和侧耳属物种,特别是热水提取物,表现出较强的ACE抑制活性,这被认为是由于酚含量和抗氧化能力。
05
菌物提取物
降低或缓解合并症和死亡风险的作用机制
药用菌物的化合物已显示出具有降低与COVID-19相关的心脏代谢疾病风险和合并症影响的潜力的生物学活性。三分之一的COVID-19患者(年龄40-60岁)被确定患有脑血管疾病(CVD)和高血压等合并症。代谢紊乱,包括肥胖、糖尿病和高脂血症,也是疾病严重程度的特征。
食用菌物的子实体和菌丝体提取物可能是洛伐他汀的宝贵来源,洛伐他汀是一种他汀类化合物。该化合物抑制HMG-CoA还原酶,这是胆固醇生物合成中的限速步骤。因此,具有与洛伐他汀作用机制相关活性的药用菌物可能是抗高胆固醇血症药物的潜在来源。最值得注意的是,在侧耳属、双孢菇及猴头菇的子实体中观察到了这种降低胆固醇的潜力。这种潜力,以及膳食纤维的吸收和刺激作用以及肠道对粪便排泄的影响,使得其作为功能性食品的应用前景广阔。
图2. 考虑药用菌物是否用于治疗和治疗目的的因素
Conclusion
菌物富含营养物质和生物活性化合物。越来越多的体外、体内和人体研究揭示了它们的治疗潜力,包括抗病原体、抗氧化、抗炎、免疫调节、肠道微生物群增强和血管紧张素转换酶2(ACE2)特异性等特性。
在COVID-19时代,从药食两用的菌物中提取出的生物活性化合物在以疫苗成为主要防预手段的同时,可作为增强免疫力的辅助疗法,在预防 COVID-19、减轻相关的风险因素、降低疾病严重程度并支持康复等方面潜力无限。
参考资料:
[1] 原文发表于:Molecules 2022,27(7),2302; https://doi.org/10.3390/molecules27072302
[2] 文章来源:菌物健康
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黑龙江菌物药工程技术研究中心
黑龙江真菌免疫医学工程技术研究中心
哈尔滨菌物药技术研究中心
黑龙江菌物保健品工程技术研究中心