[科普中國(guó)]-鐮刀菌毒素

類型

鐮刀菌屬產(chǎn)生的毒素種類很多，其中主要是玉米赤霉烯酮、單端孢霉毒素、串珠鐮刀菌素和伏馬菌素等。單端孢霉毒素分為A和B兩類，單端孢霉毒素 A包括T-2 毒素、HT -2 毒素、新茄病鐮刀菌烯醇和蛇形霉素(DAS)；單端孢霉毒素B包括脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)和雪腐鐮刀菌烯醇(NIV)。1

理化性質(zhì)及代謝DON的理化性質(zhì)及代謝：DON是一種倍半萜烯化合物，其結(jié)構(gòu)為3α，7α，15一三羥基一12一13一環(huán)氧單端孢霉一9一烯一8一酮，分子式為C15H20O6，非揮發(fā)性的無(wú)色針狀結(jié)晶，分子量為296.3，熔點(diǎn)為151～153℃。C一12，13環(huán)氧環(huán)是其毒性所必需，C一9，10雙鍵對(duì)其毒性起重要作。

所有動(dòng)物都對(duì)DON敏感，敏感程度為豬>小鼠>大鼠>家禽≈反芻動(dòng)物，敏感性的差異是由于它們?cè)贒ON的吸收、分布、代謝和消除上不同所致。即使短期接觸DON也可誘導(dǎo)肝臟第一和第二階段生物轉(zhuǎn)化酶的產(chǎn)生，表達(dá)細(xì)胞色素p450的細(xì)胞系對(duì)DON的細(xì)胞毒性來(lái)表現(xiàn)出差異，表明該毒素可能不被該途徑代謝。然而，DON在肝臟可與葡萄糖苷酸發(fā)生共軛并在動(dòng)物組織和排泄物中發(fā)現(xiàn)該代謝產(chǎn)物。

動(dòng)物糞尿中DON的主要代謝產(chǎn)物去環(huán)氧化DON，是由腸道和瘤胃微生物通過(guò)去環(huán)氧化反應(yīng)進(jìn)行新陳代謝產(chǎn)生的，而不是在肝臟和其它組織產(chǎn)生的。當(dāng)檢測(cè)人腸道微生物對(duì)單端孢霉烯3一乙酰基一脫氧雪腐鐮刀菌烯醇和雪腐鐮刀菌烯醇的轉(zhuǎn)化能力時(shí)發(fā)現(xiàn)，與大鼠、小鼠和豬不一樣，在糞便的混合孵化物中未檢測(cè)到它們的去環(huán)氧代謝產(chǎn)物。因此，動(dòng)物腸道對(duì)單端孢霉烯轉(zhuǎn)化能力的差異具有毒理學(xué)意義。

ZEN的理化性質(zhì)及代謝：ZEN屬于二羥基苯甲酸內(nèi)酯類化合物，純品為自色結(jié)晶、分子式C18H22O5，分子量為318。微溶于堿性溶液，易溶于乙醚、三氯甲烷、乙酸乙酯及甲醇，不溶于水。熔點(diǎn)為164~165℃。出，ZEN在動(dòng)物體內(nèi)兩種主要的生物轉(zhuǎn)化途徑是：①ZEN在3一α和3一β羥類固醇脫氫酶的作用下生成α一玉米赤霉烯醇和β一玉米赤霉烯醇。②ZEN及其代謝產(chǎn)物在二磷酸尿苷葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶催化下與葡萄糖醛酸共軛化。ZEN的有害作用部分取決于排泄過(guò)程。豬與羊一樣，ZEN可與葡萄糖醛酸共軛，也可被代謝成α一ZEN。研究指出指出：膽汁分泌和發(fā)生的腸肝循環(huán)是影響ZEN去向的重要過(guò)程。因此，大量從膽汁分泌的ZEN的葡萄糖醛酸苷被重新吸收，并被腸黏膜細(xì)胞進(jìn)一步代謝，最后經(jīng)門脈供血進(jìn)入肝和參與體循環(huán)。ZEN的還原產(chǎn)物玉米赤霉烯醇雌激素活性增加。2

鐮刀菌毒素對(duì)細(xì)胞的影響對(duì)植物細(xì)胞的影響植物病原真菌毒素對(duì)寄主的破壞作用首先是影響細(xì)胞質(zhì)膜系統(tǒng)，使電解質(zhì)滲漏增加。當(dāng)細(xì)胞遭受病原菌傷害時(shí)，毒素即與細(xì)胞原生質(zhì)膜的一種蛋白質(zhì)結(jié)合，使膜構(gòu)造發(fā)生變化，膜的結(jié)構(gòu)和功能受到損傷，導(dǎo)致膜透性改變，電解質(zhì)外漏，電導(dǎo)值增加。郭新梅等研究表明，毒素濃度越大品種(系)的膜透性越大，毒素對(duì)細(xì)胞膜的傷害愈嚴(yán)重。且在脅迫處理72h內(nèi)細(xì)胞膜對(duì)毒素脅迫敏感，隨處理時(shí)間延長(zhǎng)及毒素處理濃度增加細(xì)胞膜透性迅速增大。13

對(duì)動(dòng)物細(xì)胞的影響飲食中污染的鐮刀菌毒素可以對(duì)機(jī)體造成多種病理?yè)p傷，是霉菌毒素研究中的熱點(diǎn)。其中誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡是鐮刀菌毒素發(fā)揮致病作用的重要途徑之一。 FB1（Fumonisin B1）可誘導(dǎo)體外培養(yǎng)的多種細(xì)胞發(fā)生凋亡，如：人角化上皮細(xì)胞、HET-1A 細(xì)胞、CV -1 細(xì)胞和 H T 29 細(xì)胞等，而 FX 和 T -2 毒素主要選擇性影響胸腺組織中CD4+ 和CD8+ 雙陽(yáng)性的細(xì)胞。DON可以明顯抑制動(dòng)物的免疫機(jī)能，誘導(dǎo)小鼠胸腺、脾和小腸粘膜集合淋巴結(jié)的T細(xì)胞、B 細(xì)胞和IgA + 細(xì)胞產(chǎn)生凋亡。14

分離與檢測(cè)生物測(cè)定法：有關(guān)鐮刀菌毒素測(cè)定結(jié)果在不同實(shí)驗(yàn)室的差異，除了使用了地理來(lái)源不同、遺傳基礎(chǔ)差異懸殊的菌株外，另一個(gè)重要的原因是不同實(shí)驗(yàn)室使用不同的毒素純化、毒素生物測(cè)定方法。缺乏統(tǒng)一的規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)。目前，國(guó)內(nèi)外從整體植株、組織器官、細(xì)胞及細(xì)胞器、酶等不同水平的毒素生物測(cè)定方法很多，如幼苗浸漬法、葉片浸漬法、花粉萌發(fā)法、PAL法等。但這些方法都沒(méi)有克服生物測(cè)定方法自身的缺點(diǎn)，通常僅能夠用于定性分析，或半定量檢測(cè)，因而未能得到廣泛應(yīng)用。

化學(xué)和免疫化學(xué)測(cè)定法：化學(xué)測(cè)定法是目前用于鐮刀菌毒素測(cè)定的主要方法，其特點(diǎn)是快速、準(zhǔn)確、重演性好?，F(xiàn)已建立了薄層色譜、氣相色譜、高效液相色譜等方法。由于HPLC和GC更為精確，一次能夠檢測(cè)出多種毒素的類型和含量，而且儀器和試劑的選擇性范圍較大，現(xiàn)在越來(lái)越受到研究者的青睞，但其純化程序比較費(fèi)時(shí)和復(fù)雜，技術(shù)含量要求也較高。歐盟曾組織12個(gè)國(guó)家，28個(gè)實(shí)驗(yàn)室的研究人員共同檢測(cè)相同農(nóng)產(chǎn)品中的DON和zearalenone的含量，結(jié)果不同實(shí)驗(yàn)室、不同方法得到的結(jié)果差異較大，據(jù)分析主要原因是未能使用標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的分離純化檢測(cè)方法。通過(guò)比較種分析檢測(cè)B型tdchothecene的方法，證實(shí)MycoSep是目前檢測(cè)糧食樣品中真菌毒素最好的純化色譜柱。免疫化學(xué)法如酶聯(lián)免疫吸附法也用于鐮刀菌毒素測(cè)定。應(yīng)用ELISA法測(cè)定真菌毒素，操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低，但因?yàn)闄z測(cè)出的毒素中常含有一些其它衍生物，所以測(cè)定的結(jié)果往往偏高。由于鐮刀菌毒素抗原多數(shù)為半抗原，通常需要改變毒素分子或與其它蛋白質(zhì)分子偶聯(lián)后作為抗原，制備多克隆或單克隆抗體，目前商品化的鐮刀菌毒素特異抗體不多。一般認(rèn)為，檢測(cè)分析方法的選擇應(yīng)視實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備、要求的最低檢出量、待檢測(cè)的樣品數(shù)量和毒素類型而定。56

鐮刀菌毒素的脫毒方法鐮刀菌毒素具有毒性強(qiáng)和污染頻率高的特點(diǎn)。鐮刀菌毒素對(duì)人畜健康的嚴(yán)重危害越來(lái)越引起人們的關(guān)注，故關(guān)于鐮刀菌毒素的脫毒研究已成為國(guó)際上重要的研究課題之一。關(guān)于鐮刀菌毒素的脫毒方法主要有物理脫毒、化學(xué)脫毒和生物學(xué)脫毒。1

物理脫毒物理脫毒主要是使用特殊的吸附材料來(lái)對(duì)毒素進(jìn)行吸附，從而達(dá)到脫毒目的的一種方法。由于吸附材料具有很高的比表面積和獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，能為捕捉毒素提供大量特殊的結(jié)構(gòu)位點(diǎn)，因此可以起到脫毒目的。常見(jiàn)的吸附材料有活性炭、膨潤(rùn)土、滑石粉、沙巖和硅藻土等。1

物理脫毒的吸附材料雖然便宜易得，但添加進(jìn)飼料后導(dǎo)致口感下降，且有些吸附劑的后期影響不明確，故大面積的推廣仍存在一定的局限性。1

化學(xué)脫毒化學(xué)脫毒是利用改變毒素的化學(xué)性質(zhì)來(lái)使其毒性降低或者喪失毒性的一種脫毒方法。有一些化學(xué)物質(zhì)，如氨、亞硫酸氫鈉、次氯酸鈉等已經(jīng)被試驗(yàn)性地用于凈化含鐮刀菌毒素的谷物。雖然這些化學(xué)物質(zhì)的脫毒效果良好，但產(chǎn)生的安全問(wèn)題還需進(jìn)一步論證。1

生物學(xué)脫毒經(jīng)過(guò)多年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究人員的不斷探索，發(fā)現(xiàn)一些微生物可以在自身生長(zhǎng)的同時(shí)起到降解鐮刀菌毒素的效果。雖然微生物的篩選過(guò)程工作量大，分離的一些具有脫毒能力的菌株培養(yǎng)困難，且在人工培養(yǎng)條件下其脫毒能力可能喪失，但生物學(xué)脫毒是利用微生物的代謝過(guò)程使毒素的毒性降低或喪失，不產(chǎn)生有毒物質(zhì)，所以目前看來(lái)生物脫毒是最具發(fā)展前景的脫毒方法之一。1