不止多糖和三萜，灵芝甾醇的“隐藏技能”不容忽视

灵芝自古便享有“瑞芝”“神芝”“仙草”之美誉，被《神农本草经》列为上品，书中称其“久食轻身不老，延年神仙”。随着人工栽培技术的成功推广，灵芝在现代科学及临床研究领域的应用日益深入[1]。迄今为止，已有30余种灵芝属真菌被纳入化学与药理学研究范畴，从中分离并鉴定的化学成分总数已逾1 000种，涵盖多糖、三萜、杂萜、甾醇、生物碱、脂肪酸等多种结构类型。其中，灵芝多糖和三萜通常被认为是药效的主要物质基础，而杂萜类因结构复杂多样，也备受关注，国内外学者对此三类成分的结构特征和药理活性已有较为详尽的综述。然而，相较于上述组分，灵芝中同样重要的甾醇类等其他类型产物则常被忽视，相关系统总结仍显不足。

甾醇广泛存在于真菌生物体内，不仅作为细胞膜的重要组成成分，也充当多种活性甾类次生代谢产物的关键前体。从化合物结构和生源合成途径来看，甾醇可被视为三萜的一个亚群，二者均源于同一底物2,3( S )-环氧角鲨烯，经环氧角鲨烯环化酶（OSC）催化生成羊毛甾醇等三萜骨架，随后甾醇再通过去甲基化酶等作用脱去多个甲基而形成。在灵芝属真菌中，麦角甾醇（ergosterol）是甾醇类物质的代表性结构，广泛分布于子实体、孢子（包括孢子粉和孢子油）及发酵菌丝体中，且含量相对较高。提取方法上，灵芝子实体或孢子粉中的甾醇多采用体积分数95%乙醇或无水乙醇加热回流提取，也可在室温下进行超声萃取；破壁孢子粉则可通过超临界CO₂流体萃取法获得富含甾醇的孢子油；而发酵菌丝体需先冷冻干燥成粉，再用无水乙醇超声提取。含量测定方面，Ha等和Zhao等采用高效液相色谱（HPLC）法测得不同种类灵芝子实体中麦角甾醇含量为0.11~0.93 mg/g，王晓琴等则测得孢子油中麦角甾醇含量可达0.65~2.79 mg/g，并认为该含量测定可作为鉴别孢子油真伪的有效依据。

 图1   典型的灵芝甾醇骨架

Fig. 1   Typical example of Ganoderma sterol skeleton

得益于分离技术和波谱分析手段的持续进步，灵芝中甾醇类化合物的结构多样性与生物活性日益受到关注。目前，从不同灵芝种中已分离获得60余种甾醇成分，其核心骨架均为麦角甾醇，并在此基础上通过羟基化、羰基化、环氧化及过氧化等单一或复合位点的化学修饰，衍生出丰富的结构变体。药理活性筛选表明，灵芝甾醇具有抗肿瘤、免疫调节、抗炎及抗衰老等多方面的药理潜力。本文系统梳理了自1987年以来报道的60余种灵芝甾醇的结构特征与活性研究成果，旨在为灵芝的系统化研究奠定理论基础，同时为其他药用真菌中甾醇类有效成分的深入探索提供借鉴与思路。

01 灵芝甾醇类化合物的结构分类

根据灵芝甾醇取代基和碳骨架数目，将其分为麦角甾醇类、麦角甾酮类、降碳甾醇类、裂环/扩环甾醇类和甾醇酯类5类。

1.1 麦角甾醇类

麦角甾醇的典型结构特征在于其C3位上的羟基取代，而灵芝中麦角甾醇类化合物通常在此基础上有多个羟基取代基。依据氧取代基的数量及结构单元差异，可将灵芝麦角甾醇划分为七种类型（见表1），分别为：单氧取代甾醇（化合物1～4）、二氧取代甾醇（化合物5）、三氧取代甾醇（化合物6～16）、四氧取代甾醇（化合物17～20）、环氧取代甾醇（化合物21～26）、过氧取代甾醇（化合物27～30）以及甾体皂苷（化合物31）。

表1   灵芝甾醇化合物名称、分子式、结构式和种属来源

Table 1   Name, molecular formula, structure and species sources of Ganoderma sterols

注：近年来，许多文献已改用Ganoderma lingzhi 为赤芝学名，过去以及目前的一些文献仍使用Ganoderma lucidum为赤芝学名。下同

Note：In recent years, Ganoderma lingzhi has been referred to as Chizhi (in Chinese) in many literatures although Ganoderma lucidum has been used somewhere to represent the Chizhi both within the past and the present literatures. The same below

除菜油甾醇（化合物4）外，目前多数已鉴定的麦角甾醇类化合物均含有C22位双键，此外，烯键还可能出现在C6、C7、C8或C9位等不同位置。其中，麦角甾醇过氧化物由于分子中含有过氧桥结构，展现出多种独特的生物活性，且其抗肿瘤作用在某些研究中显示可能优于普通麦角甾醇。

然而，过氧化麦角甾醇在天然资源中的含量相对较低，单纯依靠生物提取方法难以实现大量制备。因此，为了满足深入研究和潜在应用的需求，选择简便、快速的化学合成路线已成为获取目标产物的有效策略。

1.2 麦角甾酮类

根据灵芝甾醇分子中酮基的取代数目，可将其进一步划分为一酮基取代（化合物32～48）与二酮基取代（化合物49～51）两类（表2）。值得注意的是，在麦角甾酮类化合物中，化合物48虽含有环氧键结构，但该官能团的存在并未对其生物活性产生显著影响。

表2   灵芝甾酮名称、分子式、结构式和种属来源

Table 2   Name, molecular formula, structure and species sources of Ganoderma sterones

1.3 降碳甾醇类

从灵芝属真菌中分离得到的降碳甾醇类化合物均具有21个碳的骨架结构，且分子中均含有一个不饱和呋喃内酯环，其主要结构差异体现在C11位取代基及侧链组成的不同（表3）。其中，Demethylincisterol A3（化合物52）作为该类成分的代表性化合物，其C4位连有羟基，并对人结直肠癌细胞系HCT116表现出一定的细胞毒性作用。

表3   灵芝降碳甾醇名称、分子式、结构式和种属来源

Table 3   Name, molecular formula, structure and species sources of Ganoderma norsterols

1.4 裂环/扩环甾醇类

在灵芝属真菌中分离得到的ganoderin A（化合物55）具有罕见的9,11-裂环甾醇骨架，其C9位形成酮基；而chaxine B（56）和chaxine C（57）则拥有6,9-裂环甾醇骨架，并在C6与C9之间形成酯键（表4）。其中，化合物56在破骨细胞形成试验中显示出抑制活性。

表4   灵芝裂环/扩环甾醇名称、分子式、结构式和种属来源

Table 4   Name, molecular formula, structure and species sources of Ganoderma ring‑fission/ring‑expansion sterols

麦角甾⁃7，22⁃二烯⁃3β，5α⁃二醇⁃6，5⁃内酯（58）是从无柄灵芝G. resinaceum子实体中分离鉴定获得，具有七元内酯环单元的扩环甾醇。

1.5 甾醇酯类

灵芝甾醇可经由C3、C6位羟基与饱和或不饱和脂肪酸链发生酯化反应，生成相应的甾醇酯类衍生物（表5）。这类灵芝甾醇酯均含有棕榈酸、亚油酸及硬脂酸等长链脂肪酸组分；其中，化合物61与60结构相近，主要区别在于其在C-5α和C-8α位引入了过氧键。灵芝甾醇可经由C3、C6位羟基与饱和或不饱和脂肪酸链发生酯化反应，生成相应的甾醇酯类衍生物（表5）。这类灵芝甾醇酯均含有棕榈酸、亚油酸及硬脂酸等长链脂肪酸组分；其中，化合物61与60结构相近，主要区别在于其在C-5α和C-8α位引入了过氧键。

表5   灵芝甾醇酯名称、分子式、结构式和种属来源

Table 5   Name, molecular formula, structure and species sources of Ganoderma sterol esters

02 灵芝甾醇类化合物的药理活性

2.1 抗肿瘤活性

抗肿瘤活性是灵芝甾醇类化合物研究最为集中的方向，已有多种该类成分被证实可通过多样化的作用机制发挥抗肿瘤效应（图2）。相关机制研究表明，这些化合物能够作用于多个新型抗肿瘤靶点，从而展现出灵芝甾醇在肿瘤治疗领域中独特的潜在优势。

图2   灵芝甾醇类化合物抗肿瘤活性

Fig. 2   Targets and mechanism of antitumor activity of Ganoderma sterols

过氧键的存在能够显著增强甾醇类化合物的生物活性。Kobori等评估了化合物27（DHEP）和28的抗肿瘤作用，结果显示DHEP（27）不仅能有效抑制HL60白血病细胞的增殖，还可诱导该细胞发生凋亡。此外，DHEP（27）还能通过上调细胞周期蛋白依赖激酶抑制因子p21的表达，诱导结肠腺癌细胞HT29凋亡，提示化合物27在抗癌应用方面具有良好的潜力。

己糖激酶2（HK2）作为肿瘤细胞中高表达的关键限速酶，在肿瘤发生和转移过程中发挥重要作用。Hu等研究表明，HK2主要定位于线粒体外膜，催化葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖，是糖酵解途径的关键步骤。由于Warburg效应是癌细胞的核心代谢特征之一，其表现为糖酵解显著增强，而HK2的高表达正是驱动该效应的关键因素。从紫芝（G. sinense）中分离得到的两种甲氧基麦角甾醇6和8，经微尺度热泳动技术（MST）检测，显示出与HK2较强的结合亲和力，其平衡解离常数（Kd）分别为（114.5 ± 2.7）和（228.1 ± 0.65）μmol/L。通过监测NADH荧光信号增强来评价HK2酶活性，化合物6和8均表现出HK2抑制作用，IC50值分别为（14.52 ± 0.45）和（2.06 ± 0.15）μmol/L。在对人胰腺癌细胞SW1990的抑制试验中，化合物8的IC50值为（5.05 ± 0.17）μmol/L，其效果显著优于阳性对照苄丝肼和二甲双胍。

从日本长野栽培灵芝（G. lucidum）中分离得到的化合物6和11在体外试验中对人早幼粒白血病细胞HL-60及路易斯肺癌细胞LLC均表现出生长抑制活性。其中，化合物11的抑制作用最为突出，对HL-60和LLC的IC50值分别为12.7 μg/mL和45.2 μg/mL。进一步机制研究显示，化合物11对HL-60的抑制作用涉及DNA碎片化及caspase-3活性的增强。在荷LLC肺癌细胞的小鼠体内实验中，化合物11不仅抗肿瘤效果显著，且耐受性良好。此外，该化合物对人肝癌细胞PLC/PRF/5和人口腔表皮样癌细胞KB亦表现出较强的抑制活性，其ED50值分别为1.17 μg/mL和0.89 μg/mL。

化合物麦角甾-7,9(11),22-三烯-3β,5α,6α-三醇（15）、麦角甾-7β-羟基-4,6,22-三烯-3-酮（33）和麦角甾-4,6,8(14),22-四烯-3-酮（34）均能与致癌基因IDH1^{R132H}和IDH1^{R132C}编码的蛋白结合，并抑制其活性，从而降低肿瘤相关代谢产物D-2HG的水平，进而抑制肿瘤生长。其中，化合物33的抑制效果最为显著，与IDH1^{R132H}突变体具有较强结合亲和力，平衡解离常数为（18.40 ± 3.95）μmol/L。同时，该化合物对携带IDH1^{R132C}突变（神经胶质瘤中最常见的IDH突变类型）的人纤维肉瘤细胞系HT1080表现出显著的抗增殖活性，IC50值为（42.55 ± 3.02）μmol/L，其效果优于选择性IDH1^{R132H}抑制剂AGI-5198（IC50 = 88.98 ± 2.11 μmol/L）。

此外，多羟基灵芝甾醇麦角甾-3β,5β,6α,7α,14β-五羟基-8,22-二烯-15-酮（47）对人非小细胞肺癌细胞A549和人肝肿瘤细胞HepG2表现出相对较弱的细胞毒性，其IC50值分别为（65.12 ± 4.76）μmol/L和（97.34 ± 6.36）μmol/L，表明该化合物的抗肿瘤活性较为温和。

2.2 免疫调节活性

补体系统作为机体天然免疫的重要组成，在宿主防御中通过经典途径（CP）、替代途径（AP）或MBL/MASP途径识别并清除外来病原体，发挥着关键作用；然而，该系统一旦过度激活，则可能诱发或促进非典型溶血性尿毒症综合征（aHUS）、重症肌无力及神经退行性疾病等多种疾病的发生，因此补体抑制剂在相关疾病治疗中的价值日益受到重视。体外抗补体活性测试表明，麦角甾醇（化合物1）和过氧化麦角甾醇（化合物28）均能抑制补体系统的经典途径，其IC50（使50%绵羊红细胞溶血所需浓度）值分别为55.0 µmol/L和126.8 µmol/L，其中麦角甾醇的抗补体活性相对更强，且优于阳性对照药银锻苷（IC50值为70 µmol/L）。

2.3 抗炎活性

从无柄紫灵芝（*G. mastoporum*）中分离得到的化合物28、32和34均表现出显著的抗炎活性，能够有效抑制N-甲酰-L-甲硫氨酰-L-亮氨酰苯丙氨酸/细胞松弛素B（FMLP/CB）诱导的人中性粒细胞超氧阴离子生成及弹性酶释放过程。其中，化合物34的活性最为突出，对超氧阴离子的IC50值为（2.30 ± 0.38）µg/mL，对弹性蛋白酶释放的抑制率为（1.94 ± 0.50）%。一氧化氮（NO）作为重要的生物信号分子，在炎症过程中发挥双向调节作用：生理状态下内皮源性NO可抑制炎症，而病理状态下免疫细胞受到内毒素或炎症介质刺激时，诱导型一氧化氮合酶（iNOS）被激活，产生大量NO，进而可能加剧炎症反应。因此，抑制NO生成被广泛用作衡量抗炎活性的直接指标。

从无柄灵芝（*G. resinaceum*）中分离的9种甾醇化合物（10、16、19、22、23、25、26、44和46）均能抑制脂多糖（LPS）诱导的小鼠单核巨噬细胞（RAW 264.7）NO的产生。在这些化合物中，7α-甲氧基-5α,6α-环氧麦角甾-8(14),22-二烯-3β-醇（化合物26）展现出最强的抑制活性，其IC50值达到（3.24 ± 0.02）µmol/L，提示该化合物在抗炎药物开发中具有潜在的研究价值。

2.4 抗衰老活性

从灵芝孢子中分离得到的4个新甾醇衍生物（化合物35～37及51）可通过调控酵母菌株 *Saccharomyces cerevisiae* K6001中 *UTH1* 基因的表达，显著延长酵母细胞的复制性寿命，其活性水平与已知的抗衰老参照物白藜芦醇相当。进一步的机制研究表明，这些衍生物可能通过调节衰老相关转录因子SKN7的活性来影响 *UTH1* 基因的表达，从而发挥延长细胞寿命的作用。综合上述结果，灵芝甾醇类化合物具备作为先导化合物的潜力，有望为延缓衰老或治疗衰老相关疾病的新药研发提供有价值的化学起点。

03 结论

以麦角甾醇和过氧化麦角甾醇为代表的灵芝甾醇类化合物，在抗肿瘤、免疫调节、抗炎及抗衰老等多个领域展现出良好的应用潜力，但截至目前，针对其结构与活性的系统归纳报道仍相对有限。本文基于近40年的相关研究文献，系统梳理了灵芝甾醇的结构类型与药理活性，揭示了其在化学结构和生物功能方面的多样性；然而，在灵芝甾醇的研究与开发进程中仍存在若干值得关注的问题，一方面，当前活性评价多局限于体外筛选，针对体内药效、作用机制及构效关系的深入探讨尚显不足，另一方面，在临床实践中灵芝孢子粉、孢子油及子实体提取物常作为癌症辅助治疗药物使用，其药效多归因于多糖和三萜类成分，而甾醇在其中可能发挥的独立或协同作用却常被忽略。因此，未来研究应将灵芝化学组分与生物活性的探索视为一项系统性工程，全面关联各活性成分与相应功效，从而为灵芝相关制剂的科学开发与临床应用夯实理论基础。