醫藥教授張耀洲談蟲草產業化的兩大難題
冬蟲夏草具有補腎升陽、抑制腫瘤細胞復制生長的作用,是眾所周知的滋補品。隨著市場需求量的劇增,野生蟲草資源日趨枯竭,囿于對蟲草吃法的研究不多,蟲草有效成分吸收率低下,浪費較大。這已成為蟲草產業化進程中的兩大難題。
蟲草的滋補機理何在?可否通過人工栽培開發蟲草資源?如何使用以促進人體對蟲草有效成分的充分吸收?帶著這些問題,記者專訪了天津市濱海新區科協主席、天津國際生物醫藥聯合研究院副院長、中國生物工程學會分子醫學專業委員會主任委員、浙江省生物工程學會理事長、浙江大學、南開大學、天津中醫藥大學教授張耀洲博士。
蟲草產業化難題一:野生資源日益匱乏
《中國商人》:張教授,您是國家“百人計劃”專家,2004年國家技術發明二等獎獲得者。作為家蠶蛹蟲草培植技術的發明專利持有人,國家家蠶生物反應器學科的首席科學家,您對當前我國冬蟲夏草產業的發展現狀和趨勢,有怎樣的基本判斷?
張耀洲:天然資源的開發利用具有一個共性,那就是破壞容易恢復難,一旦被破壞,恢復的技術難度相當大、周期相當長。發菜、麝香、沉香、犀角、雪蓮、鐵皮石斛、黃精等野生動植物中藥材、食材資源的枯竭,與人們過度濫捕濫采有直接的因果關系,冬蟲夏草資源亦然。
野生冬蟲夏草的主產地在青藏高原。由于蟲草的藥用價值不斷地被人們所發現,蟲草資源的產業化應用量和優質蟲草的市場需求量急劇膨脹,濫采過挖,使得野生蟲草資源日益匱乏。可以預見,這種狀態不改變,冬蟲夏草進入瀕危物種名錄為期不遠。
我國的蟲草產業近幾年來發展迅速,除個別企業開發了人工培植的蛹蟲草以及一些不良商人生產銷售的假冒偽劣蟲草產品以外,市場上的蟲草產品,大多以原植株干品形態出現或是以野生蟲草為主要原材料生產的保健食品形態出現。
天津國際生物醫藥聯合研究院會同國家權威檢測機構對市場上的蟲草制成品進行過抽樣研究,除少數幾個廠商的產品外,絕大多數產品中蟲草的有效成分幾乎很難檢測得到。也就是說,要么產品中蟲草的投料量過低或壓根就沒有使用蟲草,要么蟲草的破壁技術不過關,有效成分得不到釋放。相對而言,個別高價位的蟲草制品的品質尚可。原植株干品蟲草因產地海拔環境不同,有效成分的含量差異很大。譬如說,西藏那曲的蟲草一般都要優于青海玉樹的,而玉樹的一般要強于西藏林芝的,其次還有川草、滇草,與品質相對應,它們的市場價差也非常懸殊。要準確區分它們,需要一定的專業技能和經驗。
從資源總量來看,蟲草屬于資源稀缺品種,所以往往被人們作為高檔禮品使用,最先的享用者一般為事業有成的群體,譬如《中國商人》的讀者群。隨著現代交通、信息、經濟等方面的進步,選擇蟲草作為滋補品的人越來越多,一個突出的消費現象是,絕癥患者群體的蟲草消耗量與日俱增。這給蟲草資源的恢復和有序開發帶來了很大的壓力,加之出口需求上升,使得野生蟲草資源的萎縮成為一種必然。迫切需要研究開發能夠替代野生蟲草的高科技生物產品。
《中國商人》:大家都說蟲草對人體具有滋補保健的功能,其機理何在?現在更有人說蟲草還有抗癌作用,這種說法可靠嗎?
張耀洲:經過嚴格檢測和動物試驗、臨床實驗,蟲草具有下列藥理或保健功能:
一是具有明顯的安神鎮靜作用。注射蟲草抽提液后的動物,活動很快減少,能延長戊巴比妥睡眠時間,增加閥下量巴比妥入睡率。表明服用蟲草能提高人的安睡效率,延長睡眠時間,適合失眠多夢者長期服用。
二是抗炎作用。對小鼠耳片、對大鼠足跖致炎研究表明,蟲草在治療腎炎、前列腺炎等方面具有獨特的功效。而且,一些傳統醫學文獻中有記載,蟲草對于抑制肝臟纖維化進程有“全能”效果。
三是耐缺氧作用。研究表明,腹腔注射2.5g/kg以上的冬蟲夏草的抽提物可明顯降低小鼠心肌耗氧量,對異丙腎上腺素引起的心肌耗氧量的增加及耐缺氧能力下降有突出的改善效果。
上述三種保健功能,不僅是現代科學實驗的結論,也是人們使用后感覺得到的反應。因此消費者都公認蟲草具有護心養腦、強腎固本、改善血液循環、抗疲提神、改善亞健康狀況等作用,這毋庸置疑。
抗腫瘤作用是冬蟲夏草新發現的功能。體外實驗研究表明,不加蟲草的腫瘤細胞培養至第六天,B16 細胞、K526細胞、HL260細胞分別增長75、68、58倍,而蟲草組在不影響造血細胞生長的情況下,培養第六天,腫瘤細胞保持在原來接種時的水平,增殖完全停止。可見,蟲草確實具有阻抗腫瘤、抑制病毒作用,對晚期肝癌患者的腫瘤細胞復制、擴散猶有較好的延緩影響。
與其他滋補品的“熱補路線”不同,蟲草具有“溫補”的特性,適合于任何年齡、體質層次的人,尚未發現任何副作用。
《中國商人》:從有關資料上看到,您帶領的科研團隊利用家蠶蛹做培養基研發出了用以替代野生蟲草的“蛹蟲草”,也就是人工培植蟲草。這種蛹蟲草的品質與野生的那曲蟲草有多大的差異?
張耀洲:我們的家蠶蛹蟲草的發明專利早在1994年就公開了,中試在海寧和杭州完成,小批量投產在天津國際生物醫藥聯合研究院指導下,由正源堂(天津)生物科技有限公司承擔。產品出來后,經天津市醫藥科學研究所檢測,蟲草素含量超過野生蟲草的3倍,實現了替代野生蟲草的理論要求,獲得了正式投產批文。
家蠶蛹蟲草與冬蟲夏草化學成份的定性比較檢測表明,家蠶蛹蟲草與野生冬蟲夏草在化學成份上類似。
家蠶蛹蟲草經TLC 分析,層析板上出現8 個游離氨基酸斑,其位置大小同野生冬蟲夏草基本一致;家蠶蛹蟲草的氯仿抽提液經TLC 分析,在253.7 nm波長下可觀察到2 個熒光暗斑,其數量、位置大小也同冬蟲夏草對應;具共扼體系的化合物分析表明,家蠶蛹蟲草、冬蟲夏草在253.7 nm 波長下均有8 個大小、Rf 值一致的吸收暗斑;脂溶性成份的定性分析表明,家蠶蛹蟲草的氯仿抽提液,經薄層分析,碘蒸氣顯色后,可見12 個斑點,冬蟲夏草也具有同樣的12 個斑點; TLC 分析表明,家蠶蛹蟲草和冬蟲夏草的甾醇斑點一致,均為6 個斑點,其中2 個紅色斑點、3 個藍色斑點,離開原點的第3 斑點為麥角甾醇,第4 個斑點為β—谷甾醇;乙醇提取液經薄層層析碘化鉀試液顯色后,蠶蛹蟲草和冬蟲夏草均有兩個一致的斑點,表明二者間的生物堿類似;家蠶蛹蟲草的乙醇提取液經薄層層析,溴甲酚紫— 硼酸—硼砂顯色,可觀察到藍背景中的黃色斑點,說明抽取液中含有蟲草酸(甘露醇); 蠶蛹蟲草的乙醇抽提液GF254 板展開后,253.7 nm 波長下可見6 個暗斑,冬蟲夏草也有同樣的6 個暗斑;與標準樣品的Rf 值比較可知,蠶蛹蟲草,冬蟲夏草中都含有腺嘌呤核苷、尿嘧啶及腺嘌呤。
質譜圖比較可以看出,蛹蟲草和天然蟲草都有相同的吸收峰,表明家蠶蛹蟲草與冬蟲夏草在化學成份上基本類似,在某些成分上還高于天然蟲草。
判斷蟲草品質好差的依據是檢材中蟲草有效成分含量的高低。蟲草的有效成分主要是蟲草素、腺嘌呤、麥角甾醇、氨基酸。這些成分的含量越高,品質越好。
家蠶蛹蟲草、冬蟲夏草的乙醇抽提液,GF254 板層分析后進行單波長反射式鋸齒形掃描分析,結果表明,家蠶蛹蟲草中蟲草素、腺苷含量高于野生冬蟲夏草中的含量。HPLC 定量分析表明,家蠶蛹蟲草中蟲草素、腺嘌呤的含量分別為(3.089?0.046) ‰、(0.542?0.005) ‰,冬蟲夏草中蟲草素、腺嘌呤的含量分別為(1.036?0.042) ‰、(0.137?0.005) ‰。由此可見,蠶蛹蟲草中蟲草素、腺嘌呤含量明顯高于天然冬蟲夏草。
蟲草的氯仿提取液經GF254 板層析后,單波長反射式鋸齒型掃描結果表明:家蠶蛹蟲草麥角甾醇的含量為( 1.18 ?0.08) ‰, 冬蟲夏草為( 1.22 ?0.002) ‰。統計分析表明兩者的含量無明顯的差別。
蟲草6 mol/ L HCl 水解樣品經氨基酸分析儀分析,報告顯示,家蠶蛹蟲草中除無組氨基酸外,其他氨基酸與冬蟲夏草含量基本一致。
《中國商人》:可以這樣說,家蠶蛹蟲草的量化生產,為天然蟲草資源的恢復和有序開發利用創造了條件。
張耀洲:希望能夠這樣,但不能過于樂觀。中國老百姓大都有天然的、野生的產品情結,這種情結在短時間內還難以解開。
蟲草產業化難題二:有效成分吸收率低下
《中國商人》:經常在一些媒體上看到專家的觀點,認為蟲草的傳統吃法如煲湯、隔水蒸燉、泡酒、泡茶、與其他中草藥一起煎服、用小鋼磨打粉服用等,吸收率過低,浪費極大,建議吃“破壁”的蟲草膠囊或蟲草丸。這種觀點有否科學道理?
張耀洲:的確,蟲草的傳統吃法存在吸收率太低的問題。除電磨機打粉服用可使吸收率提高到四成左右以外,其他吃法的吸收率一般都不超過百分之二三十。其原因是蟲草的細胞體積較大,細胞殼較堅韌,蟲體皮膜不易破碎,子座(草體)的破壁更難。理論分析認為,要想讓蟲草的有效成分100%被人體所吸收,蟲草的蟲體和子座的粉碎細度必須達到微米級,也就是至少細到10000目以上。
《中國商人》:我國現代粉碎技術能否達到10000目細度即微米顆粒的要求?
張耀洲:超低溫冷凍粉碎技術是中國人發明的,但實際應用程度最高的在德國。采用德國超低溫冷凍粉碎技術加工蟲草,細度達到10000目以上沒有技術障礙。正源堂(天津)生物科技有限公司生產的家蠶蛹蟲草就是采用這種最先進技術粉碎的,經過檢測,蟲體和子座基本上做到了100%破膜破壁,幾乎可以100%被人體吸收。國內其他蟲草制品的粉碎細度一般都在2000目以內,所以最高吸收率往往不足90%。因此,家蠶蛹蟲草片稱得上目前國內品質最優良、食用最方便、吸收最全面的人工培植蟲草制品。
《中國商人》:蛹蟲草的生產成本多高?普通老百姓消費得起嗎?
張耀洲:家蠶蛹蟲草的生產成本也不低,加之研發費用投入較大,因此目前的市場供應價格也不會很低,主要的消費對象可能會局限于高端消費群體。隨著研發費用逐年攤薄,優質品率提升,市場銷售價格水平可望適當走低。
在科研經費許可的前提下,我們將進一步開發蟲草素含量或蟲草用量稍低一點,讓國人都吃得起的蟲草食品。
《中國商人》:產、學、研銜接是科學技術轉化成生產力的有效途徑。天津國際生物醫藥聯合研究院的科研能力堪稱一流,在科研成果轉化方面有何規劃?研究院里像家蠶蛹蟲草這類有待進入批量生產環節的成果想必還有不少,可否向《中國商人》的讀者做些透露,以便于商人們得到一些合作機會?
張耀洲:天津國際生物醫藥聯合研究院掛牌成立于2009年6月25日,是由科學技術部、商務部、衛生部、國家食品藥品監督管理局和天津市人民政府在天津濱海新區共同建設的國家生物醫藥國際創新園的核心和龍頭,是國家重大新藥創制大平臺。
聯合研究院由天津市政協副主席、南開大學原校長饒子和院士任院長,建有四類技術平臺和服務體系,即臨床前研究技術平臺、臨床試驗技術平臺、產品中試和技術孵化技術平臺、成果轉化綜合服務體系。在這里,產、學、研是有機結合的。按照引領中國生物醫藥創新,打造濱海新區生物醫藥產業鏈,創建我國生物醫藥“源頭創新、科學孵化、成熟產業化” 新體系的目標,經過近3年的運轉,聯合研究院正在成為我國生物醫藥科技研發、攻關的領頭雁和生物醫藥國際創新合作的軸心。
研究院創制的新藥很多,大多處于動物實驗、臨床試驗階段,歡迎感興趣的企業家朋友通過網絡來了解或登門接洽有關合作事宜。
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