灵芝作为药用菌在中国已有2000多年的应用历史，是中医药宝库中的珍品，素有“仙草”“瑞草”“瑞芝”的美誉，因其菌盖表面呈环形轮纹，又被古代儒家学者视为“祥瑞”“吉祥如意”的象征。东汉时期的《神农本草经》将灵芝列为上品，是滋补强壮、扶正固本的名贵中药，具有极高的药用价值。《本草纲目》中记载：“灵芝性平，味苦，无毒。主治胸中结、益心气，补中，增智，不忘，久服轻身不老，延年神仙。”随着现代科学技术的发展，灵芝已经走进了寻常百姓家，光耀中华医药，造福人类健康。《中国药典》2020年版收载灵芝药材来源于多孔菌科真菌赤芝或紫芝的干燥子实体。迄今为止，科学研究已证实从灵芝子实体、菌丝体和孢子等不同部位获得400多种生物活性代谢产物，包括灵芝多糖类、多糖肽、三萜类、核苷类、甾醇类、生物碱类、呋喃衍生物类、多肽类、氨基酸、挥发油、微量元素等。其中多糖（包括多糖肽）和三萜类化合物（灵芝醇、灵芝酸及其衍生物）是其主要成分。此外，它还含有其他具有独特生物功能的活性成分，如甾醇、核苷、多酚等。这些活性化合物是灵芝相关治疗和药理功能的主要来源，如抗癌、抗炎、抗糖尿病、抗氧化、调血脂、保护心脏、促进睡眠、抗溃疡、抗病毒、抗衰老、抗菌和免疫调节活性。灵芝多糖和三萜类成分也是灵芝及其产品质量控制标准中的重要指标。

《中国药典》2020年版采用紫外-可见分光光度计法，以无水葡萄糖为对照品测定灵芝多糖含量不少于0.9%。课题组在前期研究中对不同栽培条件的赤芝和紫芝子实体中多糖肽含量测定，结果质量分数在1.0%～2.0%。而灵芝子实体中三萜类成分含量也很低，研究学者对不同地区和不同栽培方式的31个灵芝样品的9种三萜酸进行检测，其含量基本都在0.3%左右。灵芝多糖和三萜作为灵芝中最为重要的活性成分，其含量却相对较低，因此，深入研究灵芝多糖和三萜的生物合成机制，对于提高其活性成分的含量和品质、开发新型药物具有重要意义。

灵芝多糖类药理作用

• 免疫调节

据报道，灵芝的生物活性成分相关的多种治疗或药理作用，主要是由于多糖广泛的免疫调节作用。灵芝被认为是一种免疫调节剂，在许多研究中被证明可以促进和调节免疫系统。大量研究表明，灵芝的免疫调节作用机制包括：改善抗原呈递细胞（树状细胞）的增殖和活性，增强自然杀伤细胞（NK）和单核巨噬细胞的吞噬活性，以及促进体液和细胞免疫（B和T淋巴细胞）增殖反应，促进免疫球蛋白和细胞因子的产生。灵芝多糖肽（GL-PP）和小分子灵芝多糖肽（GLLPP3）抗肿瘤作用和免疫调节作用比较，结果表明GL-PP和GL-LPP3体外无法直接抑制或杀伤肿瘤细胞，但可增强T淋巴细胞免疫功能。从灵芝对树突状细胞、巨噬细胞系统和NK细胞先天免疫功能的影响，灵芝对特异性免疫的影响，可能的机制涉及免疫细胞因子、细胞免疫和体液免疫，免疫系统和肠道微生物群之间的联系2个方面叙述了灵芝的免疫调节功能。从灵芝提取物中纯化了2种多糖（GLP-1、GLP-2）。体内免疫调节活性表明，GLP-1能更好地保护脾脏和胸腺，更有效地促进造血和提高血清中的IgA水平。

• 保肝作用

灵芝在各种肝脏疾病中表现出广泛的保肝作用，如非酒精性脂肪性肝病、酒精性肝病、肝癌、病毒性肝炎、乙型肝炎、肝纤维化和四氯化碳（CCl4）引起的肝损伤。灵芝通过多种机制保护肝脏，包括调节肝脏I期和II期酶、抑制β-葡萄糖醛酸酶、抗纤维化和抗病毒作用、调节一氧化氮（NO）的产生、维持肝细胞钙体内平衡、免疫调节活性和清除自由基。

药物性肝损伤（DILI）是急性肝衰竭的最常见原因。肝纤维化（HF）是一种可逆性的肝病，其致病因素较多，灵芝对不同肝纤维化模型，包括对D-半乳糖胺、四氯化碳和甲醛诱导的肝纤维化均具有保护作用，同时对非酒精性脂肪肝纤维化也起到一定保护作用。灵芝多糖（GLP）显著抑制CCl4诱导的肝纤维形成和炎症，降低CCl4诱导的大鼠氧化应激和肝毒性，具有显著的肝脏保护活性。研究表明灵芝多糖（ GLPS ） 具有抑制肝细胞癌（HCC）作用。

非酒精性脂肪肝（NAFLD）指非过量饮酒或其他肝毒性引起的肝脏脂肪变性，通常占肝总重量的5%～10%，从脂肪变性到肝炎，可进一步发展为肝硬化和肝癌。从灵芝中提取的超支化蛋白聚糖（FYGL）可以抑制棕榈酸诱导的HepG2肝细胞脂肪变性，增加腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）激活蛋白激酶和乙酰辅酶A 羧化酶的磷酸化，从而抑制甾醇调节蛋白的表达，同时减轻活性氧（ROS）和丙二醛（MDA），促进超氧化物歧化酶（SOD）和总抗氧化能力（TAOC）。酒精性肝损伤是指长期大量饮酒导致的肝细胞受损，过量饮酒会导致酒精性肝炎和肝硬化。研究表明破壁灵芝孢子粉与未破壁灵芝孢子粉具有改善酒精性肝损伤，破壁孢子粉保肝效果比未破壁孢子粉更好。各作用机制总结见表1。

• 降血糖、调血脂作用

糖尿病是一种以高血糖为病症的慢性代谢性疾病，其中2型糖尿病（T2D）是由胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能障碍共同导致的。高脂血症是指脂肪代谢或者运转异常使人体血液中的血脂异常升高，是常见病、多发病，更是导致心脑血管疾病的元凶。越来越多的报道研究了灵芝对改善血糖、血脂异常的保护作用（表2），从灵芝中提取的一种天然蛋白多糖FYGL能改善体内的高血糖和高脂血症，从菌草灵芝中提取得到的灵芝多糖肽GL-PP通过调节肠道菌群结构和参与肝脂质和胆固醇代谢的基因来改善脂质代谢紊乱。从灵芝菌丝体中获得的灵芝多糖（GLP、F31）、灵芝多糖和铬的螯合物（GLPCr）、灵芝破壁孢子粉（SSPL）和灵芝提取物均能预防高血脂症。

• 抗氧化

大量的自由基会导致体内的氧化还原失衡，从而导致组织的氧化损伤。氧化应激对蛋白质、脂质和脱氧核糖核酸（DNA）的损害是疾病发生发展的一个重要因素。从灵芝中分离出的多糖肽（GL-PWQ3）在大鼠肾小管上皮细胞（NRK-52E）中表现出强的抗氧化活性，可减少脂质过氧化产物如MDA的含量，增强抗氧化酶如SOD、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-px）以及其他抗氧化酶的活性。灵芝具有抗氧化活性，可抑制核因子E2相关因子2（Nrf2）通路上的氧化应激和细胞凋亡，并保护组织免受活性氧毒性和维持身体的氧化状态，对各种因素引起的各种脏器如脑、心脏等的脂质过氧化损伤具有明显的保护作用，包括对体外培养的小鼠巨噬细胞、胰岛细胞、大鼠大脑皮层细胞和血管内皮细胞等。

• 抗肿瘤

癌症仍然是世界上最致命的疾病之一，从灵芝中提取的多糖已被证明具有化学预防和抗肿瘤活性。灵芝破壁孢子水提取物（BSGWE）通过诱导细胞凋亡抑制体外骨肉瘤细胞的增殖和迁移，在小鼠同种异体移植骨肉瘤免疫检查点阻断治疗模型中缓解了体重减轻和脾萎缩的并发症。菌草GL-PP可抑制肿瘤血管新生、抑制癌细胞侵袭迁移、抑制黑色素瘤转移等作用，其抗肿瘤作用机制见表3。

• 抗炎作用

溃疡性结肠炎（UC），是一种结肠粘膜及粘膜下层的炎症过程，具有难治愈、病程长、易发作等特点，已成为全球性健康问题。采用超声降解处理灵芝β-D-葡聚糖（GLP，2.42×106）得到2个降解组分GLPC（6.53×105）和GLPN（3.49×104），两者均能显着抑制脂多糖（LPS）诱导的Caco-2 细胞中肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-8（IL-8）、巨噬细胞移动抑制因子（MIF）和单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）等细胞因子的表达。GLPN比GLPC表现出更好的抗UC活性，表明通过物理降解降低相对分子质量（Mw）可以提高灵芝β-D-葡聚糖的抗炎活性。GLP可通过阻断炎症细胞浸润、抑制细胞因子分泌、抑制跨膜神经纤毛蛋白-1（NRP1）激活、调节肺炎细胞凋亡和自噬等多种机制，对LPS 诱导的小鼠急性肺炎具有保护作用。类风湿性关节炎（RA）是一种慢性自身免疫性疾病，其特征是炎症、自身免疫功能障碍以及软骨破损。GLP在抗炎、免疫调节、抗血管生成和骨保护作用方面对RA的保护作用主要机制见表4。

• 对缺血/再灌注（I/R）损伤的保护作用

缺血/再灌注（I/R）损伤是由血液和氧供应中断以及随后的再灌注引起的复杂的一系列病理生理反应。缺血后再灌注促进炎症反应、氧化应激的广泛激活及细胞凋亡，导致严重的疾病，如多器官功能障碍综合征，肺损伤是最早和最严重的远端器官损伤。在I/R小鼠模型中，菌草灵芝多糖肽（GL-PPSQ2）能显著提高小鼠存活率，缓解肠道黏膜出血、肺通透性和肺水肿；促进肠紧密连接，降低回肠和肺炎症、氧化应激和细胞凋亡；抑制网相关蛋白髓过氧化物酶（MPO）和瓜氨酸组织酮H3（CIT3）表达。表明GL-PPSQ2通过抑制氧化应激、炎症、细胞凋亡和细胞毒性网的形成，从而缓解肠道I/R及其诱导的肺损伤。氧自由基是肾缺血再灌注损伤（RIRI）发病机制的关键因素，GL-PP可清除氧自由基，减少氧化应激，减轻过量ROS引起的线粒体和内质网应激依赖性细胞凋亡，从而对RIRI起保护作用。

• 缓解高尿酸血症和调节蛋白尿

高尿酸血症（HUA）影响人类健康，并与常见慢性疾病的发病机制有关。GL-PP能以剂量相关的方式降低HUA 小鼠的血尿酸；抑制肝脏和血液中腺苷脱氨酶的活性，从而显著减少尿酸的产生，并通过降低葡萄糖转运体9的表达和增加肾脏中有机阴离子转运体1的表达来增加尿酸的排泄。表明GL-PP可通过调节腺苷脱氨酶和尿酸转运蛋白缓解高尿酸血症。在阿霉素（DOX）诱导的肾病模型中，蛋白尿是肾损伤的标志，肾脏疾病与肾素-血管紧张素系统密切相关。GL-PP（100mg/kg）ip4周后，能显著抑制DOX小鼠肾脏中肾素受体的过表达，降低尿肾素活性、血管紧张素Ⅱ水平和过氧化氢水平，有效减轻了DOX引起的肾小球和肾小管损伤，包括蛋白尿、足细胞损伤、炎症、氧化应激、细胞凋亡和纤维化。

灵芝多糖生物合成途径

灵芝多糖的生物合成包括3个阶段：糖供体的合成、糖重复单元的连接及聚合和多糖的输出。糖供体作为灵芝多糖合成的物质基础，其合成途径见图1。灵芝起始合成途径为葡萄糖通过葡糖激酶（GK）转化成葡萄糖-6-磷酸后，其代谢主要有2条途径，一条从葡萄糖-6-磷酸到葡萄糖-1-磷酸，这是灵芝多糖合成的必经途径；另一条从葡萄糖-6-磷酸到果糖-6-磷酸，此后进入糖酵解途径合成乳糖。葡萄糖-6-磷酸通过葡萄糖磷酸变位酶（PGM）、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（UGPase）、dTDP-葡萄糖焦磷酸化酶（dTGPase）和差向异构还原酶（dTGER）等酶的调控下合成核苷酸糖供体，包括UDP-葡萄糖、UDP-半乳糖、GDP-甘露糖、dTDP-鼠李糖等各种核苷酸糖（NDPsugar），为重复单元的组装链接提供前体，最终通过聚合形成灵芝多糖。UGPase和dTGPase是影响灵芝多糖种类和单糖构成的关键酶，这为进一步研究灵芝多糖合成相关关键基因的调控提供了借鉴。灵芝作为食药用真菌，其多糖合成途径中有糖基转移酶的参与。真菌中的糖基转移酶会参与真菌细胞壁的合成，大部分真菌细胞壁中都含有β-1,3-葡聚糖，与β-1,3-葡聚糖合成相关的β-葡聚糖合成酶可利用UDP-葡萄糖作为底物，催化形成多糖。

参考资料：

[1]罗虹建,鲁国东,林占熺,等.灵芝主要活性成分药理作用及生物合成研究进展[A].中草药,56(9)：2022:3366-3379.