哈萨克族习用药材新疆虫草的研究现状

张际昭 樊丛照 邱远金 赵亚琴 王果平 李晓瑾

（新疆维吾尔自治区中药民族药研究所，国家中医药管理局新疆中药民族药资源重点研究室，新疆 乌鲁木齐 830002）

地区性民间习用药材为国家药品标准未收载，而在局部地区有多年生产、使用习惯（其他地区没有使用习惯）的药材品种。产自阿尔泰山的新疆虫草学名为细虫草[Cordyceps gracilis(Grev.)Dur.et Mont]，又名新疆黑槌虫草、阿尔泰虫草等，是阿尔泰蝠蛾（Hepialus altaicolaWang）的幼虫和蛹被新疆虫草菌感染后形成的虫菌复合体[1-3]。新疆虫草是当地哈萨克族民间习用的珍稀药用资源药材，具有固精益气、止血化痰、滋肺补肾的功能，主治腰膝酸痛、阳痿遗精、久咳虚喘[4]。多年来，科研工作者对新疆虫草做了大量的基础研究工作。本文就新疆虫草的药用沿革、生物学特性、资源情况、人工繁育、化学成分及药理活性等方面的前期研究作一梳理总结，以期为进一步开展新疆虫草的资源保护、人工培育及相关产品的研究开发提供借鉴。

20 世纪50 年代末，进疆中医药老药工在中国新疆阿尔泰山发现新疆虫草，而后逐步揭开其面纱。1963年，邓叔群首次将其以黑槌虫草（Cordyceps gracilis）的名字列入《中国的真菌》[5]。1987 年，赵恒对新疆阿勒泰地区的虫草做了实地调查和生物学研究，并根据其发生形态，将其定位为黑槌虫草的一个特殊生态类型或亚种[6]。1975 年，基于第二次全国中药资源普查，产于新疆阿勒泰和伊犁地区的虫草被载入《新疆中草药》[7]。1980 年，新疆产虫草作为冬虫夏草[Cordyceps sinensiss(Berk)Sacc.]替代品入药，并列入《新疆维吾尔自治区药品标准》第二册[8]。丘翠嫦等通过对新疆虫草进行生药鉴定，发现其含有与冬虫夏草相同的活性成分虫草酸和氨基酸，并认为新疆虫草作为冬虫夏草替代品药用可行[1]。徐锦堂在《中国药用真菌学》中记录了新疆虫草[9]；
刘雪梅等也将新疆虫草列入药用虫草属真菌[10]；
徐新等将新疆虫草载入《哈萨克药志》（第一卷）[4]；
2010 年，新疆虫草作为维吾尔医用药材收载于《新疆维吾尔自治区维吾尔药材标准》[11]。

2.1 生活习性

新疆虫草（图1）主要产于阿尔泰山林区的雪线林缘，多生长于半阴半阳坡。新疆虫草完成1 代需要3～4年，且多为菌核形态，于地下3～5 年不腐烂，其菌丝体扭结成菌索，子囊孢子侵染寄主的机会较少。但其无性阶段在产地土中一年四季都有，遇合适条件即能感染寄主，并形成以分生孢子为独立传代的遗传特性，且采集时虫体部分未被菌膜所包裹[6,11]。

图1 新疆虫草形态

2.2 性状特征

（1）子座。新疆虫草子座偶见，多从寄主头部发出，多单生，柄略弯曲，均由附着于虫体表面的淡黄至棕红色膜聚集而成。子座的长短和形态因虫体距地面的深浅而不同，较浅的形成1 或2 个子座并着生球形子实体，较深的则形成须状子座，无子实体着生；
子实体球形，淡黄至棕红色，顶部无不孕顶端。子座上部明显膨大，呈类圆球形，表面密布颗粒状突起；
子座下部有细纵皱纹，易断，断面边缘黄白色。子座膨大部位横断面可见单层长卵圆形的子囊壳，纵切面可见子囊壳垂直埋生，呈芝麻形、圆锥形或拟卵圆形[6,12,13]。

（2）虫体。新疆虫草虫体似蚕或未成蛹的幼蛹，表面呈土黄色至红棕色，近圆柱形，略呈波状弯曲，长2.3～3.8 cm，粗3.2～5.2 mm；
其头部较小，呈黄棕色至深棕色，体表光滑有光泽，略皱缩。虫体胸节长3.1～6.3 mm，有环纹20～40 节，背侧环纹细密，腹侧残存胸足3 对，腹部有足8 对，中部4 对较明显，腹节长1.9～3.2 cm，共10 节，各腹节的前两小节具残留毛片，呈黑色烧焦点状。呈幼蛹形虫体体表稍光滑，只有3 对不明显的足，体轻、质脆、易断，断面稍平坦，淡黄色[6,12-14]。

2.3 显微特征

新疆虫草虫体断面有不规则气门，中间散布条状、菊花纹、齿轮状或不规则的纹理；
虫体侧面可见乳状突起或尖峰状刚毛；
虫体表皮组织外表面细胞呈六角形或不规则多边形，细胞壁较厚，胞腔内含棕色物。虫体体壁上的毛片类圆形，红黄色，边缘轮廓不清晰，毛窝圆形，边缘棕黄色，中心残痕深红棕色，直径45～65 µm，位于毛片中央或略偏向一侧；
体壁表面粗糙，呈网脉状，未见小刺毛。虫体趾部发黑，顶面观多平截，少数可观察到趾钩特征，趾钩红黄色或金黄色，呈类圆形多环排布，外环趾钩多呈不明显的圆点状，最内环趾钩顶面观呈短条形。虫草药材粉末显微观察可见菌丝、油滴[13]。

新疆虫草是新疆特有资源，生于山坡草地与灌木丛的草根下，分布于阿尔泰和伊犁地区[7]，是第二次新疆中药资源普查中发现的特有珍稀资源。但在第三次全国中药资源普查新疆工作中，伊犁地区未发现其分布，仅见于阿勒泰地区的阿尔泰山区，尤其在哈巴河林场的白哈巴林区和胡吉力提林区、布尔津林场贾登峪林班39 作业区、阿勒泰林场的库尔特林区、福海林场乌吐布拉克林区、云母二矿五连附近林区、富蕴林场可可托海附近林区的虫草密度较高[15]。

新疆虫草分布区域具有特殊性及局限性，该物种属于珍惜濒危物种，其分布区生态环境较为脆弱，极易遭到破坏。近年来，由于冬虫夏草资源匮乏及价格上涨，新疆虫草的价格也随之上涨，市场空间不断增大，从而不可避免地出现了掠夺式的采挖，加之其自身生长周期较长，自然资源可更新能力较弱，致使新疆虫草天然蕴藏量迅速减少，野生资源近乎濒危。2012—2020 年间第四次全国中药资源普查发现，新疆虫草生于阿尔泰山脉海拔1 000～2 000 m范围针叶林附近的草木灌丛中，主要分散分布于哈巴河县、布尔津县、阿勒泰市、福海县、富蕴县域山区的针叶林区，且多见于新疆赤芍根部附近，但其分布密度较低，资源量较少。又因新疆虫草很少能产生子座，有经验的采挖者可以根据其喜食植物附近土壤的顶起状态进行定位采挖，但非专业人员或农牧民只能大面积地刨开土层，漫无目的地挖寻，对植被和生态环境的破坏甚为严重。

4.1 寄主昆虫及饲养

（1）寄主特性。不同虫草菌的寄主昆虫种类不同，大多数寄主分布范围较为狭隘，侵染昆虫种类可能仅为一种或亲缘关系近的同属。新疆虫草菌的寄主为阿尔泰蝠蛾的幼虫和蛹，蝠蛾主要是在土壤中度过其生命周期，在自然环境中完成整个世代繁衍，受其种类、地理分布、土壤结构、温湿度、植被、食物和自然天敌等多种生态因子的综合影响[16]。阿尔泰蝠蛾为我国新疆特有昆虫，仅分布于新疆的阿尔泰山，多生于半阴半阳的山坡上，其坡向多为西北坡、东北坡或北坡，尤以坡度适中的疏林空地、近林缘或近山顶浑丘部的蝠蛾幼虫的数量较多。

阿尔泰蝠蛾是一种适应性强的杂食性昆虫，喜采食其生境中的块根芍药、新疆芍药、阿尔泰羽衣草、新疆藜芦、新疆白鲜和新疆猪牙花等地方特有植物[15,17]。阿尔泰蝠蛾的生殖能力较强，每雌蛾平均怀卵量为1 352.4 粒，卵多数产于潮湿的土表，孵化后即钻入土中。但因蝠蛾孵化时节，其生境区域常有暴雨冰雹，在一定程度上抑制了蝠蛾自然种群数量的发展[18]。通过观察新疆虫草寄主阿尔泰蝠蛾蛹的外部形态结构可分辨雌雄蛹[19]。通过对阿尔泰蝠蛾幼虫低温胁迫转录组的分析，揭示幼虫可从抗氧化防御、分子伴侣、体温调节和维持细胞的渗透平衡等多方面应对低温胁迫[20]。

（2）昆虫饲养。自然条件下，虫草寄主昆虫多生长于高寒地带，存在漫长的越冬期，完成生活史需要几年时间，且土壤温湿度与蝠蛾幼虫的生活状态和生长发育密切相关，土壤可直接或间接地影响蝠蛾幼虫的活动、生长发育和种群数量[21]。在人工饲养条件下，寄主昆虫全年均可生长发育，可缩短生活史，如贡嘎蝠蛾完成世代周期由3～4 年缩短至380 天左右[22]，小金蝠蛾在12～14 ℃控温条件下完成1 个生活周期可由4 年缩短至1 年[23]。上世纪80 年代先后初步解决成虫交配产卵、孵化、幼虫的成活等难题，并通过保持最适宜的温、湿度条件，缩短了栽培周期[24]。1998 年赵恒等在虫草原产地设立基地，观察阿尔泰蝠蛾成虫的羽化、交配和产卵习性，并将其转至低海拔地区进行人工繁殖实验，结果显示蝠蛾的多精卵在室内的孵化率高达97.6%，卵期在20～23 ℃下为16 天[18]。此外，高有华等试验发现以土豆和胡萝卜为饲料，阿尔泰蝠蛾幼虫取食后发育良好，发育速度快，可显著提高其成活率[25]。

4.2 人工繁育

上世纪80 年代，柳勇报道新疆虫草及其人工繁育研究取得进展，选育出性状稳定的12 号菌株，筛选出适于小批量生产的14 号培养基，整理形成感染机制的经验模型，培养出一批虫草菌核和子座，进而提出了新疆虫草野外、半室内和全人工室内的培育模式[24]，但未见其相关的后续研究报道。

目前，新疆虫草的人工培育技术仍不成熟，依旧处于前期试验阶段。高有华等以3 个新疆虫草菌株为试验对象研究其温度适应性，结果显示新疆虫草菌生长温度为5～35 ℃，适宜培养温度为25～30 ℃[26]。马赟等从新疆虫草中分离得到青霉属真菌变灰青霉的变种SFYC003 菌株[27]。常玮等从新鲜新疆虫草中分离得到羽束梗孢菌株，并经液体发酵培养出人工虫草菌丝体[28]。以上成果均处于试验阶段，尚无虫草菌侵染蝠蛾幼虫的研究报道。

目前，已报道的新疆虫草的生物活性成分主要包括虫草素、腺苷、氨基酸、核苷类、多糖类、虫草酸等，且大部分与冬虫夏草相同。

5.1 核苷类化合物

新疆虫草中含有多种核苷类化合物，包括虫草素、腺苷、尿苷、鸟苷、肌苷、尿嘧啶、腺嘌呤等化合物[2,29,30]。其中，虫草素和腺苷是虫草属药用真菌的主要活性成分，具有广泛的生理活性，可用于提高免疫功能，干扰RNA 和DNA 的合成，抑制不正常细胞（如癌细胞）的分裂。临床上可用于治疗白血病、癌症、心肺病、慢性气管炎等。其中虫草素对红斑、水肿、渗出的接触性皮炎损害有明显的抑制作用，可减轻由于充血水肿等炎症反应导致的局部皮损增厚及重量的增加（迟发型超敏反应），也能抑制mRNA的合成，从而抑制多种肿瘤细胞的生长。此外，腺苷具有改善心脑血管血液循环，防止心率失常，抑制神经递质的释放和调节腺苷酸活化酶活性等药理作用[11,31]。

5.2 糖类化合物

虫草多糖是虫草药材的主要活性成分之一。Wu 等研究发现新疆虫草中含有虫草多糖，且其含量高于青藏高原产的冬虫夏草[32]；
澳门大学中医研究所李绍平教授课题组的研究发现新疆虫草中含有1,4-α-D-葡萄糖苷键、1,4-β-D-葡萄糖苷键、1,4-α-D-半乳糖苷键等多糖，以及甘露糖、葡萄糖、半乳糖和木糖等单糖[33]；
Wang 等通过新疆虫草无性型真菌Paraisaria dubia菌丝体多糖的研究，揭示P.dubia菌丝体胞内多糖由葡萄糖、半乳糖和甘露糖组成[34]。虫草多糖在调节机体免疫系统、提高免疫力方面起着重要作用，具有抗肿瘤、降糖、抗放射性伤害、抗肝纤维化、延缓衰老、抗氧化与清除自由基等作用，还可治疗过敏性哮喘、慢性肾功能衰竭及缓解急性肾衰竭，且毒性小[35-40]。

5.3 氨基酸类

新疆虫草含有氨基酸18 种，其总氨基酸含量高于冬虫夏草，根据其含量排序，依次为谷氨酸（Glu）、精氨酸（Arg）、异亮氨酸（Ile）、天门冬氨酸（Asp）、亮氨酸（Leu）、赖氨酸（Lys）、酪氨酸（Tyr）、苏氨酸（Thr）、组氨酸（His）、丙氨酸（Ala）、甘氨酸（Gly）、脯氨酸（Pro）、苯丙氨酸（Phe）、胱氨酸（Cys）、缬氨酸（Val）、色氨酸（Trp）等[1]，其中包括人体所必需的8 种氨基酸、4 种鲜味氨基酸和9 种药效氨基酸[41]。

5.4 虫草酸

虫草酸又名D-甘露糖醇，作为虫草中的主要活性成分之一，其含量可作为衡量虫草质量的标准，即虫草酸含量越高，虫草质量越好。研究发现，新疆虫草中虫草酸的含量为120.3 mg/g，高于青海和四川产的冬虫夏草[27]。虫草酸具有抗氧化、促代谢等多种功效，可抑制多种病菌的生长，在临床上常用于肾功能衰竭、脑血栓、心肌梗死等多种疾病的预防与辅助治疗[42]。

5.5 其他活性研究

对阿尔泰山不同产区的新疆虫草的抗氧化活性研究显示：不同产地的新疆虫草抗氧化性存在较大的差异，且总还原力强于蚕虫草、蛹虫草和冬虫夏草[43]。新疆虫草水提物和醇提物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、变形杆菌、枯草芽孢杆菌均有很好的抑制效果，醇提物的抑菌效果明显高于水提物，且菌醇提物在一定的浓度范围内具有抗氧化及抗癌活性[44,45]。

常玮等从新疆虫草的新鲜子实体样品中分离得到羽束梗孢（Paraisaria）菌株，通过采用液体深层发酵方法，可使其菌丝体发酵成功率达到90%以上，其菌丝体所含成分与新疆虫草、冬虫夏草所含成分性质相同，且有效成分的含量高于新疆虫草[46,47]。新疆虫草人工菌丝体具有护肝降酶作用[48]、对人胃癌细胞的增殖有抑制作用[49]，可广泛应用于保健食品、保健膳食和其他滋补类食品加工[50]。马赟等通过分离野生新疆虫草得到SFYC003 菌株，该菌株及其发酵液对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌均有一定的抑制作用，且不同居群的新疆虫草发酵液抗氧化能力的强弱会因虫草分布的环境气候、海拔、采收期及虫草品质的不同而存在差异[51]。

综上所述，为实现新疆虫草资源有序、可持续利用，建议从以下三方面入手开展相关研究工作：一是在新疆虫草集中分布区建立虫草保护区及科学研究基地，进一步强化对新疆虫草及其寄主昆虫生物学特性、生态分布及资源量的调研和评估，明晰新疆虫草发生、发育过程及规律；
二是借鉴冬虫夏草的人工培植技术经验和模式，通过室内模拟明确各生态因子在新疆虫草发生、发育各阶段的调控作用，确定关键阶段的主要调控因子，以明确新疆虫草菌种的培育制作和虫体接种、侵染技术，以及寄主阿尔泰蝠蛾的饲养管理技术，为新疆虫草人工培育及产业化提供技术基础；
三是利用分子生物学、代谢组学和细胞生物学等最新技术，明晰新疆虫草菌遗传多样性、对寄主蝙蝠蛾幼虫特异性侵染的生物学机制，明确野生新疆虫草微环境中共存的土壤微生物及相互作用关系，探明新疆虫草的物质基础及药理活性、临床功效等，进而建立新疆虫草的质量标准体系。

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