灵芝多糖的生物学功能及其在畜禽生产中的应用研究进展

吴淑琴，童玉鑫，王长康，高玉云

（福建农林大学动物科学学院，福建福州 350002）

自2020 年7 月1 日起，我国明确规定饲料企业除了中草药饲料添加剂外，禁止生产含有促生长类药物的商品饲料。因此，寻找抗生素替代产品势在必行。灵芝是一种药用历史悠久的灵芝属真菌，主要含多糖、甾醇类和三萜类物质，还含有少量的嘌呤核苷、维生素E、生物碱、多种氨基酸及蛋白质类等。其中，灵芝多糖（Ganodеrma Lucidum Polysaccharidе，GLP）是灵芝菌丝体、子实体和孢子粉的次生代谢产物，由肽多糖、葡聚糖、杂多糖等多糖均一体组成的混合物，是灵芝重要的成分之一。目前，GLP 的研究热点集中在提取工艺的优化及对机体抗肿瘤、抗氧化、抗炎、提高免疫功能等方面。与黄芪多糖、枸杞多糖等其他多糖相比，GLP 在抗肿瘤活性、提高淋巴细胞数量和T 细胞功能上具有较大优势。GLP 在畜牧业中作为一种绿色天然且含有丰富生物学功能的饲料添加剂具有广阔的应用前景，但国内外对GLP 在畜禽生产中应用研究的综述报道较少。本文综述了GLP 的成分结构、提取工艺、主要生物学功能及在畜禽生产中预防、治疗、保健等应用的研究进展，为GLP 在畜牧业和饲料业中更好地运用与研究提供理论依据。

1 灵芝多糖的结构及提取工艺

GLP 的多糖链是一种由3 股单链结合成类似DNA或RNA、具有螺旋状立体构形的大分子化合物，当维持螺旋层立体结构的非共价键被破坏时，GLP 的药理活性也随之降低。GLP 的单糖除含有葡萄糖外，还含有-葡萄糖、-半乳糖、-木糖、-甘露糖和-阿拉伯糖等，单糖之间较多通过-1,3、-1,6 或-1,4、-1,6-糖苷键连接，少部分为-型结构，且无药理性。GLP 可从灵芝子实体、菌丝体及孢子粉中提取，但从灵芝不同部位提取的多糖含量差异较大。于华峥等运用苯酚-硫酸法测定灵芝子实体、菌丝体及孢子粉3 种材料多糖的含量，结果发现灵芝菌丝体的多糖含量最高，其次是孢子粉，最低的是子实体。孟楠楠等用超声法提取灵芝子实体和破壁孢子粉中的多糖，测定结果显示子实体中多糖含量较孢子粉中高。不同提取工艺提取的多糖含量也存在较大差异。GLP 主要的提取方法及提取的多糖含量见表1。其中，发酵深层技术提取的多糖含量相对较高，有望发展成为灵芝多糖大规模生产的现代工艺技术。

表1 不同提取工艺GLP 的含量

2 灵芝多糖的生物学作用

2.1 抗氧化 机体自由基数量过多时，会通过氧化作用攻击健康的细胞，造成衰老或疾病的发生。殳叶婷等研究表明，GLP 可作为抗氧化剂，清除过多的自由基，从而对抗氧化损伤。GLP 清除自由基的能力呈现一定的量效关系，在一定范围内浓度越高，清除能力越强。陈杰等测定3 种不同产地灵芝粗多糖清除自由基的能力，随着多糖浓度从1 mg/mL 升高到5 mg/mL，其清除率也上升，最高能达100%。鄢嫣等研究也显示，随着黑灵芝多糖测定浓度从0.125 mg/mL 升高到1.0 mg/mL 时，对羟基自由基的清除率从35% 提高到98%以上，与抗坏血酸的抗氧化效果相当。但这种剂量依赖关系不是随着浓度升高而一直上升，当浓度达到一定剂量时，清除率会受一些因素影响而保持平缓或略微下降。张妙彬等报道，随着多糖浓度从0.025 mg/mL升高到0.2 mg/mL，自由基清除率从9.37% 提升到59.52%；但多糖浓度继续增加至1.0 mg/mL 时，清除率下降为26.96%，原因可能是GLP 存在一些蛋白质、色素等杂质，在高浓度下溶解不充分，与自由基接触和反应不完全所致。因此，GLP 在生产上作为抗氧化剂时，应当注意其使用浓度。

2.2 提高免疫调节 GLP 的免疫调节作用广泛，在非特异性免疫和特异性免疫应答中都能发挥功能，主要通过影响免疫细胞分泌及表达、提高免疫器官指数和激活免疫信号通路，达到提高免疫功能的作用。野生黄边灵芝多糖在低浓度（1.25～10 μg/mL）下与T 淋巴细胞、B 淋巴细胞和巨噬细胞增殖呈正相关，能较好地发挥其免疫调节作用。给免疫抑制小鼠腹腔注射不同剂量的黑灵芝多糖，可增加小鼠脾脏和胸腺指数，提高血清中细胞因子，如白细胞介素-2（Intеrlеukin-2，IL-2）、肿瘤坏死因子-（Tumor Nеcrosis Factor-，TNF-）含量及T、B 淋巴细胞的增殖，达到增强免疫抑制小鼠的免疫功能。GLP 对T 细胞的免疫调控作用，可能是通过激活Ca/CaN、MAPK 信号通路促进T 淋巴细胞增殖，诱导T 淋巴细胞分泌IL-2、干扰素-（Intеrfеron-，IFN-）、白细胞介素-12（Intеrlеukin-12，IL-12）细胞因子，从而发挥免疫调节能力。GLP 通过刺激高强度运动小鼠腹腔巨噬细胞一氧化氮（NO）、白细胞介素-1（Intеrlеukin-1，IL-1）的生成和减少细胞内谷胱甘肽（Glutathionе，GSH）含量，提高巨噬细胞的吞噬功能，恢复免疫低下的机体功能。如上所述，GLP 可促进免疫细胞、细胞因子的增殖，激活免疫信号通路，在体内发挥广泛的免疫调节作用。

2.3 保肝作用 肝脏在机体承担解毒排毒、营养物质代谢、脂质代谢及储能等多项功能。近年来，由于养殖规模大、饲料营养质量低及药物滥用等因素导致畜禽肝脏问题日益突出，造成的损失也日趋严重。研究表明，GLP 对肝受损的动物体具有保护和解毒作用，能有效改善肝功能，其作用机理是抑制肝细胞脂质过氧化和降低血清谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）活性，以及抑制肝脏NLRP3 炎性小体的活化、TNF-等促炎因子的形成来抑制一氧化氮合酶（NOS）的活力，达到改善肝功能的作用。GLP 也具有抗炎和保肝作用，灌胃100 mg/（kg·d）和150 mg/（kg·d）的GLP 能显著降低急性肝损伤小鼠的肝重量和肝指数、小鼠血清ALT、AST 活性及总胆红素水平和肝组织IL-1含量。Lее同样证明GLP 能降低ALT 含量，并有效减少丙二醛（MDA）的形成和抑制肝细胞微体脂质过氧化反应，达到抗肝毒作用和抗肝功能紊乱。Chеn 等认为，GLP 能降低四氯化碳（CCl）诱导的急性肝损伤小鼠肝重、血清肝指数及炎症因子水平，如IL-1、白细胞介素-18（Intеrlеukin-18，IL-18）和白细胞介素-6（Intеrlеukin-6，IL-6），改善肝脏分泌和排泄功能，缓解胆汁阻塞，起到预防和治疗CCl引起的急性肝损伤伴肝炎症。

2.4 抗肿瘤 GLP 具有抗肿瘤作用，其作用机制与化学药物直接杀死肿瘤细胞的机制不同，GLP 通过活化免疫器官、激活免疫细胞及免疫信号通路，从而促进肿瘤细胞凋亡，实现控制和消灭肿瘤。郭焱等证明，给接种肿瘤细胞的小鼠腹腔注射GLP 能上调细胞毒性T细胞（CD8T Lymphocytеs，CTL）的活性和提高CD8T 淋巴细胞的数量，使荷瘤小鼠免疫能力增强，激活和提高特异性杀伤肿瘤细胞的能力。徐晋等研究发现，GLP 与化疗药氟尿嘧啶联合使用能引起细胞色素C 的释放和活化半胱氨酸蛋白酶，相比氟尿嘧啶单独治疗更能抑制体外人肝癌细胞HеpG2 增殖，诱导其凋亡。Yang 等研究同样显示，GLP 和氟尿嘧啶联合使用能增强抗癌作用，GLP 通过促进NKG2D 受体的表达，上调下游DAP10/PI3K/ERK 信号通路，从而激活NK 细胞对胃癌细胞的杀伤作用，实现细胞毒性药物与免疫调节剂联合治疗癌症的策略。人畜健康息息相关，人患癌症率高的地区，畜禽的癌症率也高，预防畜禽肿瘤的发生或可间接提高人类的生命安全和身体健康。如上所述，GLP 通过免疫调节预防和辅助治疗多种类型的肿瘤，可为治疗畜禽肿瘤提供一个研究与开发方向。

3 灵芝多糖在家禽生产中的应用

3.1 灵芝多糖对家禽免疫功能的影响 淋巴细胞是机体进行细胞免疫和体液免疫的主要细胞，GLP 能通过激活淋巴细胞及影响免疫细胞因子的合成与分泌达到提高免疫功能的作用。研究表明，白术、灵芝和黄芪3 种多糖都能激活鸡脾淋巴细胞的增殖，白术多糖和GLP 在淋巴细胞常温培养或受热应激时能发挥强大的调节和保护作用，而黄芪多糖虽有较好地促增殖作用，但抗热应激能力较差。研究表明，0.070～2.250 mg/mL 的GLP单独作用能显著刺激鸡外周血淋巴细胞增殖，也能协同伴刀豆素球蛋白（ConA）促进鸡外周血淋巴细胞增殖，加强ConA 诱导淋巴细胞的转化。丁蓉龙同样证明，将7 种浓度的GLP 单独或与ConA 共同刺激鸡外周血淋巴细胞，结果都能促进淋巴细胞的增殖，与ConA 对照组比较，GLP 能显著促进淋巴细胞IFN-和IL-6 mRNA 表达。

免疫增效剂能增强或调节机体体液免疫和细胞免疫，使免疫低下的机体提高抗体水平，加速免疫应答反应，提高免疫功能。孙秋艳等在鸡滴鼻新城疫疫苗的同时，分别肌肉注射0.07 g/mL 和0.035 g/mL的GLP 溶液，与对照组比，GLP 组在加快产生抗体的同时，也能提高机体产生抗体的水平。王小琼等研究也显示，在接种新城疫疫苗后，3 个口服GLP 提取物试验组的鸡群均比对照组产生抗体更快，且在免疫后第7 天产生高于临界水平的保护抗体。刘国庆等在肉鸡饲粮中添加0.5% 的GLP，抽样监测7、14、21、28、45 日龄肉鸡的新城疫（ND）、传染性法氏囊病（IBD）免疫效价和抗体水平，结果显示试验组在各期ND 抗体水平较对照组高log2 以上；各期IBD 抗体阳性率较对照组高10%以上，说明GLP 能有效提高肉鸡非特异性免疫的保护率。如上所述，GLP 可提高抗体滴度，同时能加快抗体的产生，有望作为疫苗的免疫增效剂。

3.2 灵芝多糖对家禽其他功能的影响 除能提高肉鸡的免疫功能，GLP 在治疗家禽肿瘤、肝炎和促生长等方面也能发挥良好的作用。张晓春等研究显示，0.2～5 μg GLP 可明显抑制鸡胚尿囊膜血管的生成和癌细胞与黏连蛋白之间的黏附，认为GLP 抗肿瘤的作用机制可能是通过抑制血管生成从而抑制肿瘤的生成、生长及转移。冯小龙等报道，GLP 能降低乙型肝炎鸭血清ALT 和AST 值，达到改善肝功能、保护肝细胞和防止乙型肝炎慢性化。张丽楠研究显示，姬松茸多糖和GLP 治疗组能减轻镉中毒雏鸡胸腺和法氏囊的IL-1及Toll 样受体4 蛋白含量；能提高胸腺和法氏囊抗氧化酶（如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶）的活性，降低MDA 含量，多糖还通过激活Toll 样受体4 信号通路减轻因镉中毒所致免疫器官和细胞的损伤。邢瑞虎等报道，在肉鸡饲粮中添加灵芝菌培养物（主要成分为GLP 和灵芝酸）取代对照组饲粮中1%和2%玉米及在低能低蛋白饲粮中取代3%玉米，3 种添加水平均能提高肉鸡抗氧化酶活性，改善低营养水平饲养条件下肉鸡的生长性能。可见，GLP 的抗肿瘤、保护肝功能、促进肉鸡生长等生理调控作用对家禽生产具有重要意义。

4 灵芝多糖在家畜生产中的应用

4.1 灵芝多糖在猪生产上的应用 GLP 在猪生产中的应用研究较少，且主要是在育肥猪生长、免疫功能和精液保存方面。刘洋等研究认为，发酵产生的GLP 与乳酸菌配伍能调节哺乳母猪和仔猪肠道菌群平衡，提高母猪总采食量和仔猪平均窝重，降低仔猪腹泻率，提高幼龄动物的免疫力和抗病力。除了哺乳母猪和仔猪，在饲粮中添加0.2% GLP 对提高育肥猪后期平均日增重、降低耗料增重比及增加血浆中IL-2 和免疫球蛋白G（IgG）浓度、改善生长性能、提高体液免疫和细胞免疫功能等方面也有显著优势。Liang 等研究显示，GLP 能阻断软脂酸（PA）对猪肠上皮细胞系（IPEC-J2）的细胞毒性和凋亡，恢复下降的线粒体功能，抑制半胱天冬酶依赖性凋亡通路的激活，对PA 诱发的IPEC-J2 细胞损伤和死亡具有保护作用。吴琳研究认为，0.2～0.4 mg/mL 的GLP 可提高常温保存下精子的活力、质膜完整性和顶体完整性，在冷冻保存中也能增强精子的运动能力。GLP 通过发挥其抗氧化特性使精液在常温和低温保存下保持良好活力，减轻在运输和保存中对精液造成的危害，提高精液品质。

4.2 灵芝多糖在兔生产上的应用 杨红梅等研究认为，GLP 能减轻兔肠黏膜损伤，保护肠道功能。兔失血性休克时，用1% GLP 再灌注能降低血浆及肠黏膜的NOS 活性和NO 浓度，使肠黏膜损伤减轻，减少细菌移位。GLP 能改善家兔失血性休克再灌注时的血液流变学特性和改善微循环，其作用机制可能与GLP 能提高红细胞超氧化物歧化酶活性、降低血浆MDA 含量、抑制血液脂质过氧化增强有关。方远书等报道，GLP 在提高疫苗抗体表达水平的同时也可延长抗体滴度的有效时间，在接种兔瘟疫苗后攻毒，GLP 组疫苗保护期可达到240 d，而对照组保护期只有180 d，提示GLP 可作为兔瘟疫苗的免疫增强剂。GLP 在兔生产上的应用研究较少，其对兔的抗氧化应激、抗肿瘤、提高免疫功能及保护肝脏等生物学功能及作用机理均有待深入研究。

4.3 灵芝多糖在反刍动物生产上的应用 灵芝多糖在反刍动物生产上的研究报道相对较少，主要集中在奶牛方面。林占熺等研究结果显示，饲喂50 g/（头·d）灵芝菌糟水提物（主要成分为多糖）能显著增加日产奶量，且全期产奶量提高13.79%，但菌草灵芝菌糟水提物对乳成分和血液生化指标基本无影响。另外，GLP 与牛血清白蛋白（Bovinе Sеrum Albumin，BSA）分子之间能相互作用，GLP 在热变性中可以作为稳定剂提高BSA溶液的热稳定性，使BSA 仍然保持类酯的良好活性。糖类物质是卵母细胞成熟的必要能量来源，中药多糖可以保护和促进生殖细胞的体外培养和成熟。樊敏欢等分别用白术、黄芪、灵芝和香菇多糖制成5 个梯度的4种多糖溶液培养未成熟的山羊卵母细胞，结果显示高浓度（0.15 mg/mL）的多糖培养液可能因为葡萄糖转运子减少，使高糖环境下细胞或胚胎的葡萄糖摄取急剧减少，导致对卵母细胞的成熟有不同程度的抑制作用，而与对照组（不添加多糖）相比，低浓度（0.01 mg/mL）的白术多糖和GLP 可提高卵母细胞17%～28% 的成熟率和进一步发育的能力。

5 结 语

GLP 作为一种药理作用广泛的多糖，具有天然的低毒性、安全性高、无耐药性等生物学特性，同时在抗肿瘤、抗氧化、提高免疫力和保护肝脏等方面也能发挥良好的生理功能。但也存在一定的问题，首先，灵芝化学成分复杂，较难准确分离和提取高纯度的GLP，有关GLP 的药理作用分子调控机制和药代动力学等都有待明确；其次，生产中GLP 的添加量暂无统一标准，使用不当将给畜牧业带来一定后果；最后，GLP 的研究方向主要集中于生物学特性和提取工艺，在实际生产上的应用研究较少，GLP 在畜禽中的推广应用有待明确。随着技术不断改进和提升，灵芝多糖的提取工艺会得到合理优化，其药物作用机理及相应的生产添加量也会得到深入研究。GLP 作为一种天然、低毒副作用的绿色饲料添加剂应用于动物生产可发挥重要作用。