北冬虫夏草人工替代品规模化生产关键技术“十一五”期间主要研究成果

◎“十一五”、“十二五”“863”计划课题组组长 唐 亮

重大关键技术问题获得突破

课题牵头实施单位上海国宝企业发展中心在实施国家“十一五”“863”计划“北冬虫夏草人工替代品规模化生产关键技术”的项目过程中，解决了北冬虫夏草子实体工厂化生产的关键技术问题。明确了工厂化生产工艺标准，解决了人工培育北冬虫夏草菌种的筛选、优化、复壮和保存；培养基、营养液的配伍与优化；光照、湿度和温度对北冬虫夏草生长的关系；人工培育北冬虫夏草子实体的生长周期；北冬虫夏草的生物转化率与出草率；工厂化人工培育北冬虫夏草子实体的生产工艺规程、生产工艺装备、生产操作方法、产品质量标准和检测方法等一系列重大关键技术问题。

研究取得两大发现

上海国宝企业发展中心在实施国家“十一五”863计划“北冬虫夏草人工替代品规模化生产关键技术”的项目过程中，取得了两大发现。

一方面，无论是天然野生冬虫夏草，还是天然北虫草（蛹虫草），虫草最有效的活性成分75%左右在虫草子实体（草）里；而子实体仅占整个虫草（或蛹虫草）重量的20%左右；虫草生长的生物学表明，虫或蛹仅是供应虫草子实体生长的营养载体；因此，到目前为止对野生虫草的规格和价格的定位，仅以虫草个头大小来确定是不尽合理与科学的。

另一方面，根据国家药典对野生虫草质量规定的标准的检测工具与方法，对香菇、平菇等几十种菌菇类腺苷含量进行比对分析，发现所有菌类都富含腺苷，有些菌类的腺苷含量超过国家药典对虫草腺苷含量规定标准的近百倍，而野生虫草所特有的活性物质“虫草素”，只有在天然虫草或北虫草（蛹虫草）和工厂化培育的北冬虫夏草中所特有；虫草素是虫草有性发育的产物，不是人工发酵的虫草菌丝体中所共有，也是迄今所无法工厂化人工合成的；因此，我们认为目前国家药典所规定的虫草质量标准有严重的缺失，仅以腺苷作为虫草质量标准不足以代表虫草质量的真伪优劣，应以野生天然虫草与北冬虫夏草所特有的活性成分“虫草素”作为主要质量标准，这样才有代表性、唯一性和不可替代性。这也为本项目建立国家标准和国际标准奠定了基础。

积极展开药理和药效学研究

在实施国家“863”计划“北冬虫夏草人工替代品规模化生产关键技术”的项目过程中，对工厂化培育的北冬虫夏草子实体和提取的特有活性物质虫草素展开了药理和药效学的研究。

一是通过紫外、红外、液相、色谱、质谱、核磁共振、X-衍射、电镜等分析方法的验证，工厂化培育的北虫草质量稳定、生物转化率高，虫草素含量稳定地保持在1.2%以上，在国内居于领先地位，各项理化指标均达到和超过野生天然虫草与北虫草的质量指标，经建立的质谱图和指纹图谱表明，本项目的产品质量其相似度非常好。为实现工厂化的虫草子实体替代野生资源做了充分的准备。提取纯化的虫草素纯度大于98.8%以上，明显高于美国SIGMA公司，经毒理学最大耐受量实验结果表明，本产品无明显毒性反应。为研发和生产一类新药在原料与技术上提供了可靠的保证。

二是在实施“十一五”“863”计划过程中，不仅注重对北虫草工厂化培育关键技术的研发和产品质量全面达到与超过野生虫草指标，而且十分注重药理与药效学的研究，为真正意义上实现野生资源的替代积极创造条件。为此，采取产学研相结合的方法，针对严重危害广大人民健康的十大疾患，同上海医药工业研究院、中国医学科学院药物研究所、复旦大学、上海交通大学、上海中医药大学等所属单位展开了十几个课题的临床前药效学研究。研究结果展示了十分广阔的产业化前景。

例一：与上海医药工业研究院合作，对虫草素制剂药效学研究证实：对肝癌、肺癌、乳腺癌、肉瘤等肿瘤的生长有明显抑制作用，协同抑瘤作用超过单独使用主流药物“紫杉醇”；对环磷酰胺等药物引起的白细胞降低有明确的升白治疗作用；对合并放、化疗具有明显的协同增效作用；对机体有明确的增强免疫作用；虫草素制剂不仅具有直接抑制肿瘤生长，杀灭肿瘤细胞作用，而且还具有扶正、减毒、增效等功效作用，比当前主流用药将更具特点和相比优势。

例二：同中国医药科学院药物研究所合作，开展对虫草素治疗高脂血症新药临床前研究，结果发现：虫草素制剂具有十分明显的调节血脂功能，其功效超过目前国内外主流调血脂药物，如他汀类、贝特类，有望开发成为中国一类新型的调血脂药物，且无毒副作用的不良反应，完全符合具有自主知识产权、中国独创、世界领先、具有专利保护、成药性好、可产业化的新药开发条件。

例三：同上海交通大学附属第一人民医院合作开展的虫草活力素对慢性支气管哮喘和慢性气道炎症及抗肺纤维化的课题研究中发现：虫草对哮喘、气道炎症和肺纤维化有明确抑制作用和抗炎作用。为呼吸道疾患的防治展示了功效明显且无毒副作用的新药前景。

例四：与上海血液学研究所国家最高科学技术奖获得者、中国工程院院士王振义院士领衔的团队合作开展了虫草素制剂治疗白血病的研究。研究发现：虫草素不同于现行主流抗白血病药物的单一性，除可以直接抑制白血病，还具有扶正、减毒等功效。初步证实虫草素能诱导多种白血病细胞凋亡和分化，可用于白血病的治疗。前期研究成果完全证实了目前美国等国家已完成的虫草素治疗白血病的相关研究成果。

例五：与上海交通大学医学院附属瑞金医院合作，进行了虫草素、虫草多糖对结肠癌细胞体外增殖、迁移能力的影响及其诱导细胞凋亡的作用的研究，发现：虫草素能有效抑制结肠癌细胞株SW1116的增殖、并有诱导肿瘤细胞凋亡和抗迁移的作用；虫草素、虫草多糖联合顺铂使以上的抑增殖、抗迁移和促凋亡作用更为明显。

例六：与复旦大学附属肿瘤医院、复旦大学胰腺病研究所所长倪泉兴教授领衔的课题组合作，开展了北冬虫夏草及主要活性成分虫草素对多种胰腺癌细胞的抑制作用的实验研究，并取得了很好的结果。研究发现：胰腺癌BxPc3、BxPc3-LN5细胞株对虫草素的作用都有较强的敏感性，随着虫草素浓度的增加以及作用时间的延长，细胞增殖抑制率出现明显增加。表明虫草素对BxPc3及BxPc3-LN5的细胞毒作用在一定范围内呈剂量和时间依赖关系，具有明显抑制胰腺癌细胞株增殖的作用，显示出良好的对抗胰腺癌细胞效应。

采挖野生冬虫夏草对自然植被的破坏

每少挖一根野生虫草就能保护一平方米原始植被

例七：与上海交通大学附属胸科医院合作，开展北冬虫夏草和虫草素治疗肺癌的疗效和机制研究等研究工作，并取得了可喜成果。研究发现：北冬虫夏草水提物（CME）及虫草素具有明显抑制肺腺癌细胞增殖及诱导细胞凋亡作用，对肺腺癌细胞株在提高化疗敏感性方面有明显的减毒增效作用，这为临床应用北虫草制剂作为抗肺癌治疗的辅助手段提供的证据。

实施“十一五”“863” 计划过程中，不仅探索了一套可实现工厂化培育的关键技术，创造了一个北冬虫夏草以及冬虫夏草的人工替代品；为工厂化培育的北冬虫夏草子实体，针对治疗严重危害人民健康的恶性疾患，为治未病提供了全新的药物来源。

大规模采挖野生冬虫夏草对生态环境的灾难性破坏

工厂化培育的北冬虫夏草可以替代稀缺濒危的野生资源

走特色鲜明的产业化道路

在承担实施国家“十一五”“863”计划北冬虫夏草工厂化培育关键技术过程中，还以工厂化培育的北冬虫夏草子实体作为基础原料，不断开发新品，满足广大人民日益增长的健康需求。例如：同江苏隆力奇生物科技股份有限公司合作开发虫草胶囊，逐步占领全国市场；与上海同脉有机食品公司合作开发虫草系列有机食品，并携手共进世博会；同江西革命老区宜春市合作，共同开发虫草系列保健茶；同中医药大学和化妆品公司合作，共同开发虫草系列美容产品，这一系列的合作，走出了一条特色鲜明的合作之路。