〔林志彬教授专栏〕灵芝的抗纤维化作用

药理研究发现,灵芝对肝肺纤维化动物模型有防治作用,可改善器官组织的炎症损伤和功能,抑制纤维化的发展,其作用机制均与抗炎症抗氧化应激有关。这些研究不仅为灵芝防治器官纤维化的临床研究提供了理论根据,也提醒我们用药方式要重视“预防”和“早期治疗”。

文/林志彬

◎本文以繁体版首发于《健康灵芝》杂志2020年第88期 p.37,灵芝新闻网获作者授权刊登简体版,为简体版首发。

20210108

灵芝抗肝肺纤维化作用示意图

 

纤维化(fibrosis)可发生于多种器官,主要是指“由于各种原因引起的炎症,导致器官组织内实质细胞坏死、减少,以及细胞外基质(extracellular matrix,ECM)增多的病理过程”,持续进展可导致器官结构破坏和功能减退,乃至衰竭。

在疾病发生和进展的过程中,纤维化起初具有组织修复和愈合的作用,可保护器官组织抵御损伤,但当纤维化的过程被过度激活时,则会进一步导致严重的器官损伤。由于其进行性、结构性破坏的特点,可导致间质纤维化的不可逆进展,使器官功能逐渐丧失。

近年来,灵芝抗纤维化的药理作用深受学术界关注,其中最多的是灵芝抗肝纤维化的研究,其次是抗肾纤维化和抗肺纤维化的研究。

 

Part1  灵芝抗肝纤维化

各种原因如乙型或丙型病毒性肝炎、酒精性肝损伤、药物或化学毒物等所致的肝损伤,都可能引起肝实质细胞减少,并造成肝脏细胞外基质的合成与降解失衡,导致细胞外基质在肝组织过量沉积,进而引起肝纤维化,甚至进一步发展为肝硬化。

药理研究常以肝毒性化合物四氯化碳(CCl4)肝损伤引起的实验动物肝纤维化模型,来观察药物的防治效果。根据目前为止的研究显示,不论是灵芝子实体提取物、灵芝多糖、灵芝三萜、灵芝孢子粉、灵芝孢子油,或灵芝菌丝发酵液,均可防治四氯化碳肝损伤模型动物的肝纤维化。


(一)灵芝子实体提取物

在四氯化碳引起的肝纤维化模型大鼠,会造成血浆丙氨酸转氨酶(ALT,即GPT)和天冬氨酸转氨酶(AST,即GOT)升高,肝脏氧化产物丙二醛(MDA),以及反映体内胶原组织代谢和结缔组织增生的指标羟脯氨酸(hydroxyproline,HyP)水平也会升高,同时脾脏重量也会增加,血浆白蛋白、白蛋白/球蛋白比值和肝脏蛋白水平则会降低。

从四氯化碳造模当日开始给大鼠口服灵芝(Ganoderma lucidum)提取物GLE,每天剂量600或1600 mg/kg,持续8周。与模型对照组比较,GLE著提高血浆白蛋白水平和白蛋白/球蛋白比值,降低肝脏羟脯氨酸水平。其中高剂量的GLE还能著降低血浆ALT和AST活性、脾脏重量和肝脏丙二醛水平,并使肝脏蛋白水平著升高。

此外,大鼠肝脏纤维化的病理组织学变化也会因为GLE而有明显改善。以RT-PCR分析肝组织中与纤维化相关的分子也显示,GLE可下调转化生长因子-β1(TGF-β1)的表达,改变甲硫氨酸腺苷转移酶1A和2A(MAT1A和MAT2A)的表达,从而抑制肝纤维化的进展【1】


(二)灵芝多糖

灌胃灵芝(G. lucidum)多糖GLPS,每天剂量50、100或200 mg/kg,持续灌胃8周(造模前给药5周,造模后给药3周),可降低四氯化碳肝纤维化小鼠血清ALT、AST,并降低纤维蛋白原I的含量;同时还会升高肝脏超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽(GSH)水平,降低氧化产物丙二醛含量。此结果证明GLPS具有抗氧化作用,能从而改善肝功能和抑制肝纤维化【2】


(三)灵芝三萜

大鼠皮下注射四氯化碳油溶液造模连续10周,于造模后第4周开始灌胃灵芝三萜(45、90或180 mg/kg)直至第10周结束, 收集大鼠血清检测各项观察指标。结果发现,灵芝三萜治疗能够著降低大鼠血清ALT、AST、谷氨酰转移酶(GGT,即γ-GT)和肝组织中TGF-β1 mRNA、基质金属蛋白酶2(MMP-2)的表达;病理组织学检查则显示,灵芝三萜能够著减轻大鼠肝纤维化的程度。

此结果表明灵芝三萜对四氯化碳所致的大鼠肝纤维化有明显的保护作用,其机制可能是通过抑制TGF-β1 mRNA的表达,降低基质金属蛋白酶2的表达量,来减少胶原纤维的合成【3】


(四)灵芝发酵菌丝

给四氯化碳所致肝纤维化大鼠灌胃灵芝(G. lucidum)发酵滤液FGL,每天剂量20或100 mg/kg,持续33天。结果显示,四氯化碳肝纤维化大鼠的肝重、肝重/体重比增加,肝脏羟脯氨酸水平增加3.35倍,显微镜下亦可见肝纤维化的病理改变。相较之下,灵芝发酵滤液FGL可在100 mg/kg的剂量下著降低四氯化碳引起的体重、肝重/体重比和羟脯氨酸含量增加,使肝纤维化受到抑制【4】

在另一个实验里,病理组织学检查可见,松杉灵芝(G. tsugae)发酵菌丝(0.5或1 g/kg)可明显减轻四氯化碳肝纤维化小鼠的肝细胞水样变性、肝细胞脂肪变性和坏死、炎症细胞浸润和纤维结缔组织增生,抑制假小叶(增生的纤维组织会将肝组织分成许多假小叶)形成,显著降低血清ALT和AST ,减少炎症因子白介素6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α),以及肝组织中氧化产物丙二醛的水平,并著增高超氧化物歧化酶的水平。

这些结果均表明,松杉灵芝发酵菌丝具有改善四氯化碳所致小鼠肝纤维化的作用,其机制涉及:阻断肝细胞内的TGF-β/ Smad信号通路,降低Ⅰ型胶原基因的转录和表达;通过所含的麦角甾醇转化成维生素D2,下调肝组织TGF-β、基质金属蛋白酶3和9(MMP-3和MMP-9)的表达;阻止肝纤维化和坏死细胞迁移、增生等多种因素【5】


(五)灵芝孢子粉和孢子油

灵芝孢子粉治疗四氯化碳肝纤维化小鼠(每天剂量5或10 g/kg,造模第5周开始灌胃,共2周),可著降低小鼠血清ALT和AST,升高肝组织中超氧化物歧化酶含量,降低丙二醛水平。病理组织学观察显示,灵芝孢子粉可使肝组织纤维化程度减轻,且肝组织中基质金属蛋白酶9的蛋白表达量著降低,显示灵芝孢子粉可能是通过调节该蛋白来改善肝纤维化【6】

另一项研究,从造模开始给大鼠灌胃破壁灵芝孢子粉(每天剂量0.5或3 g/kg),共6周,可使肝纤维化模型大鼠升高的血清ALT、AST降低,显示破壁灵芝孢子粉能改善肝功能;同时,大鼠血清透明质酸(hyaluronic acid)和4型胶原(collagen Ⅳ)水平也著降低,表示破壁灵芝孢子粉可以抑制肝纤维化【7】

还有一项研究,在造模同时用低、中、高剂量(0.33、0.67或2.00 g/kg)灵芝孢子油灌胃,也能著降低四氯化碳所致的肝纤维化大鼠血浆AST、ALT、丙二醛、透明质酸水平,降低肝组织羟脯氨酸、丙二醛含量,肝脏病理显示纤维化程度明显减轻【8】

 

Part2 灵芝抗肾纤维化

肾纤维化(renal fibrosis)是多种慢性进展性肾脏疾病,如:慢性肾小球肾炎、慢性肾盂肾炎、阻塞性肾病、糖尿病肾病、高血压性肾病、药源性肾病等疾病终末肾功能衰竭的共同表现。

肾脏纤维化是以“固有细胞受损,细胞外基质异常沉积”为特征,由于其进行性、结构性破坏的特点,可导致肾小球硬化、肾小管间质肾炎、肾小管萎缩和间质纤维化,且随着间质纤维化的不可逆进展,肾功能会逐渐丧失。近年来,初步药理研究发现,灵芝具有抗肾纤维化作用。

在单侧输尿管结扎所致的肾纤维化小鼠模型,术后每日腹腔注射灵芝酸(ganoderic acid)3.125 mg/kg、12.5 mg/kg或50 mg/kg,可剂量依赖性地抑制肾间质的细胞外基质沉积,及肾小管上皮细胞的上皮—间充质转化(EMT),并著降低肾小管损伤指数和纤维化面积,大幅减少血中尿素氮(BUN)和肌酐(Cr),改善由纤维化引起的肾功能降低。

研究进一步发现,灵芝酸可著降低肾组织中纤连蛋白(fibronectin)和上皮—间充质转化相关蛋白的表达水平,抑制TGF-β/Smad及MAPK(ERK、JNK、p38)信号通路的蛋白表达和磷酸化水平。同时,灵芝酸还可抑制被TGF-β1激活的HK-2细胞(人肾细胞株)TGF-β/Smad和MAPK信号通路。

从上述灵芝酸混合物中提取纯化的单一化合物“灵芝酸A”也可显著降低TGF-β1刺激的HK-2细胞纤连蛋白、α-平滑肌动蛋白(α-SMA)表达水平,进而抑制其纤维化的进展。灵芝酸A很可能是通过抑制TGF-β/Smad及MAPK信号通路,抑制上皮—间充质转化和细胞外基质沉积,发挥其对肾纤维化的著抑制作用【9】

背柄灵芝(G. cochlear)乙醇提取物及其所含的两种类化合物cochlearols A和cochlearols B,以及从佩氏灵芝(G. petchii)和南方灵芝(G. australe)乙醇提取物及所含的烯化合物petchiether A,均可著抑制肾纤维化相关指标的表达水平及TGF-β1诱导的Smad3磷酸化,显示灵芝类化合物也可调控与肾纤维化相关的TGF-β/Smad信号通路,从而抑制肾纤维化,发挥肾保护作用。

此外,petchiether A还可抑制多种促炎细胞因子(如TNF-α、MCP、IL-6)的表达,抑制巨噬细胞浸润,从而减轻肾纤维化的程度【10, 11】。这些研究结果均指出灵芝防治慢性肾病和肾纤维化的可能性。

 

Part3 灵芝抗肺纤维化

肺纤维化(pulmonary fibrosis)是很多肺部疾病,如:病毒或细菌感染、肺结核、矽肺等,发展到末期的表现,其特征是肺部出现大量炎症细胞浸润,成纤维细胞异常增生,肺泡结构损伤,以及大量细胞外基质聚集促使间质纤维化,从而造成肺功能下降,最后导致呼吸衰竭。

目前尚无有效的治疗方法,其病理过程复杂,但可确定的是,氧化应激损伤在肺纤维化的病理过程起了重要的作用。灵芝多糖具有抗氧化清除自由基作用,是否可用于防治肺纤维化?受到科学关注。

造模开始,给大鼠灌胃灵芝(G. lucidum)多糖PGL(每天剂量100或300 mg/kg)持续28天,可著降低化疗药博来霉素(bleomycin)诱发肺纤维化大鼠的肺指数,抑制肺组织中炎症细胞侵润,减少胶原蛋白沉积,同时肺组织中谷胱甘肽、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶的水平亦伴随增加,而氧化产物丙二醛、羟脯氨酸的含量则会随之降低。

这些结果均指出,灵芝多糖对化疗药博来霉素诱发的肺纤维化具有保护作用,其作用与抗氧化清除自由基作用密切相关【12】

 

小结:灵芝抗纤维化作用尚需临床评价

上述药理研究发现,灵芝对肝、肾、肺纤维化动物模型有防治作用,可改善器官组织的炎症损伤和功能,抑制纤维化的发展。其作用机制均与抗炎症、抗氧化应激有关,亦与灵芝抑制纤维化相关的TGF-β/Smad信号通路,下调组织TGF-β1、基质金属蛋白酶(如MMP-2、MMP-3和MMP-9)的表达等有关。

由于上述实验中,灵芝大多是在造模前给药,或造模同时给药,此时尚未出现纤维化,均属于预防性用药;少数造模后给药,则接近临床治疗用药。这些研究不仅为灵芝防治器官纤维化的临床研究提供了理论根据,也提醒我们用药方式要重视预防或早期治疗。

最终评价灵芝抗纤维化疗效尚需人体临床试验,虽然已有灵芝与其他中药复方用于治疗慢性丙型病毒性肝炎纤维化的临床疗效报告,但由于组成配方复杂,难以准确评价灵芝与疗效之间的关系,故未收进本文【13】

即便如此,仍无损灵芝在临床上可能的应用价值。期待未来有专门针对灵芝抗纤维化的人体临床试验,为科学家的疑惑提供深入解答,也为世间无数深受肝纤维化、肾纤维化、肺纤维化折磨的患者带来更多福音。

 

参考文献

1. Wen-Chuan Lin, Wei-Lii Lin. Ameliorative effect of Ganoderma lucidum on carbon tetrachloride-induced liver fibrosis in rats. World J Gastroenterol. 2006, 12(2): 265-70.

2. 蔡德雷等. 灵芝多糖对小鼠肝纤维化过程肝功能、纤维蛋白原Ⅰ型和抗氧化的作用. 预防医学, 2020, 32(8): 858-62.

3. 陈洁等. 灵芝三萜对大鼠肝纤维化的保护作用及其机制研究. 中国医院药学杂志, 2008, 28(9): 694-97.

4. Sang-Chul Kwon, Yun-Bae Kim. Antifibrotic activity a fermentation filtrate of Ganoderma lucidum. Lab Anim Res. 2011, 27(4): 369-71.

5. 王淑敏等. 松杉灵芝发酵菌丝对CCl4诱导的小鼠肝纤维化保护作用研究. 吉林中医药, 2018, 38(8): 928-33.

6. 胡宗苗. 灵芝孢子粉保护CCl4引起的小鼠肝纤维化损伤的实验研究. 中南药学, 2016, 14(7): 696-99.

7. 赵红宇等. 破壁灵芝孢子粉对肝纤维化的影响研究. 黑龙江医药科学, 2006, 29(1): 96-96.

8. 赵灏等. 灵芝孢子油对大鼠肝纤维化的干预作用. 中国现代应用药学, 2016, 33(10): 1268-72.

9. Xiaoqiang Geng, et al. Ganoderic acid hinders renal fibrosis via suppressing the TGFβ/Smad and MAPK signaling pathways. Acta Pharmacol Sin. 2020, 41(5): 670-77.

10. Dou M, et al. Cochlearols A and B, polycyclic meroterpenoids from the fungus Ganoderma cochlear that have renoprotective activities. Org Lett. 2014, 16(23): 6064-67.

11. You YK, et al. Petchiether A attenuates obstructive nephropathy by suppressing TGF-β/Smad3 and NF-κB signalling. J Cell Mol Med. 2019, 23(8): 5576-87.

12. Jianhui Chen, et al. Protective roles of polysaccharides from Ganoderma lucidum on bleomycin-induced pulmonary fibrosis in rats. Int J Biol Macromol. 2016, 92: 278-81.

13. 王光昀。珍珠灵芝片联合拉米夫定治疗慢性乙型病毒性肝炎肝纤维化32例. 中国中医药现代远程教育, 2016, 14(24): 87-88.
 

【林志彬教授简历】

LZB-2015

投入灵芝研究已有半世纪,为中国灵芝研究先驱。

原北京医科大学副校长、基础医学院副院长兼基础医学研究所所长、药理学系主任,现为北京大学基础医学院药理学系教授。1983~1984年美国芝加哥伊利诺斯大学WHO传统药物研究中心访问学者,2000~2002年香港大学访问教授,自2006年迄今为俄罗斯彼尔姆药学科学院名誉教授。

1970年迄今,采用现代科技方法研究传统中药灵芝及其有效成分的药理作用及其机制。发表灵芝研究论文逾百篇。2014~2019年连续六年入选爱思唯尔(Elesveir)中国高被引用学者榜单。

著有《灵芝的现代研究》(1~4版)、《灵芝:从神奇到科学》(1~3版)、《Lingzhi

from Mystery to Science》、《灵芝扶正祛邪,辅助治疗肿瘤》丶《灵芝纵横谈》、《Ganoderma and Health》、《灵芝的药理与临床》等多部灵芝著作。