飼料污染物嘔吐毒素對(duì)單胃動(dòng)物家禽和豬腸道的影響（續(xù)完）

中圖分類號(hào)：S852 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C 文章編號(hào)：1001-0769（2016）05-0102-03

2.7 嘔吐毒素對(duì)腸道固有免疫反應(yīng)的影響

很早就發(fā)現(xiàn)局部免疫細(xì)胞，尤其是腸道相關(guān)免疫系統(tǒng)中的免疫細(xì)胞對(duì)腸道中嘔吐毒素的暴露非常敏感，根據(jù)暴露的劑量、頻度和時(shí)間不同，可引起免疫刺激或免疫抑制效果。據(jù)報(bào)道，在嚙齒動(dòng)物模型中，在低嘔吐毒素劑量（<5 mg/kg體重）下細(xì)胞因子和其他免疫基因編碼表達(dá)是刺激性的，而高劑量（每千克體重5 mg～25 mg）下發(fā)生細(xì)胞凋亡和免疫抑制。雖然雞和豬中沒(méi)有進(jìn)行劑量依賴性免疫研究，但可能適用相同的假設(shè)。闡明這個(gè)問(wèn)題需要一系列的研究，特別是體外試驗(yàn)，以確定在豬和雞模型中不同毒性濃度以及暴露頻度下嘔吐毒素所產(chǎn)生的影響?？傮w而言，在攝入嘔吐毒素后腸道組織持續(xù)表達(dá)幾種細(xì)胞因子。促炎癥因子如傳遞危險(xiǎn)信號(hào)至底層局部抗原呈遞細(xì)胞核淋巴細(xì)胞的IL-8，通常在腸道組織中測(cè)定。比如，嘔吐毒素暴露使人體腸道表皮細(xì)胞中IL-8的水平升高。也有研究報(bào)道嘔吐毒素暴露時(shí)，Caco-2細(xì)胞中IL-8生成呈現(xiàn)劑量依賴型增加。

最近有報(bào)道說(shuō)嘔吐毒素暴露（10 μM）會(huì)誘導(dǎo)促炎癥反應(yīng)，豬腸道表皮細(xì)胞IPEC-1 I及豬空腸外植體中IL-8、IL-1-α和IL-1β、TNF-α的mRNA編碼表達(dá)顯著增加。這種作用與負(fù)責(zé)致病性Th17細(xì)胞亞群如IL-23、IL-22和IL-21等基因誘導(dǎo)相關(guān)，不影響IL-10和TGF-β等抗炎癥因子。嘔吐毒素的免疫刺激效果可以視為嘔吐毒素的急性毒性作用。事實(shí)上，在體內(nèi)嘔吐毒素暴露較長(zhǎng)時(shí)間可觀察到不同的毒力水平。例如，豬飼喂嘔吐毒素污染的飼料（每千克飼料2.2 mg～2.5 mg）5周，對(duì)回腸中TGF-β、IFN-γ、IL-4和IL-6的mRNA表達(dá)沒(méi)有顯著的影響。在另外一項(xiàng)研究中，延長(zhǎng)嘔吐毒素暴露時(shí)間（1.2 mg/kg飼料 41 d，然后 2 mg/kg飼料42 d），發(fā)現(xiàn)豬回腸IL-1β和IL-8表達(dá)下調(diào)。這表明，嘔吐毒素的暴露時(shí)間也對(duì)腸道嘔吐毒素局部免疫反應(yīng)的基因調(diào)節(jié)存在顯著影響。有意思的是，最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)攝入嘔吐毒素相對(duì)較高（3 mg/kg，5周）而暴露時(shí)間相對(duì)較短時(shí)，豬空腸和回腸中TNF-α、IL-1β、IFN-γ、IL-6和IL-10的表達(dá)顯著上調(diào)。最近我們團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的體內(nèi)研究也發(fā)現(xiàn)，嘔吐毒素能引起肉雞腸道中IL-1?、TGFBR1和IFN-γ的mRNA表達(dá)的顯著下降，這與血漿TNF-α和IL-8水平下降有關(guān)。這些研究結(jié)果表明，在雞中嘔吐毒素慢性暴露存在局部和全身性免疫抑制效果。事實(shí)上，對(duì)雞和豬的研究結(jié)果表明，嘔吐毒素長(zhǎng)期暴露具有免疫抑制效果，這可以視為嘔吐毒素的慢性毒性作用。

對(duì)肉仔雞的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，飼喂嘔吐毒素污染飼料（7.54 mg/kg飼料）3周的雞十二指腸和空腸中Toll樣受體（TLR）-4mRNA表達(dá)明顯上調(diào)，這表明由于GNB的參與激活了炎癥途徑。腸道上皮TLR是快速病原傳感器，可識(shí)別微生物并參與固有免疫應(yīng)答。迄今為止已經(jīng)確定了幾種TLR的特征，但有關(guān)嘔吐毒素在激活TLR中的作用文獻(xiàn)很少，因此有必要在豬雞中開(kāi)展進(jìn)一步研究。此外，雖然現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明嘔吐毒素和腸道中的GNB存在相互作用，但嘔吐毒素暴露是否以及如何通過(guò)TLR-4途徑導(dǎo)致炎癥尚未明確?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，脂多糖（LPS）是GNB細(xì)胞壁的重要成分，具有促炎癥特性，能夠以與嘔吐毒素相同的方式破壞腸道屏障功能，推測(cè)腸道中嘔吐毒素暴露導(dǎo)致腸道上皮更易受到GNB腸內(nèi)感染、移位并在腸道細(xì)胞中誘導(dǎo)炎癥。例如，嘔吐毒素暴露提高了IL-12和TNF-α的表達(dá)，與單獨(dú)暴露與鼠傷寒沙門氏菌相比，暴露于1 mg/mL嘔吐毒素和鼠傷寒沙門氏菌下的豬腸道回腸袢中IL-1β、IL-8、MCP-1和IL-6的表達(dá)增加。MAPKs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)級(jí)聯(lián)也可能是嘔吐毒素和GNB相互作用的促炎癥途徑，因?yàn)橛醒芯堪l(fā)現(xiàn)MAPKs途徑導(dǎo)致促炎癥細(xì)胞因子生成。為了更好地解釋腸道中嘔吐毒素和GNB誘導(dǎo)的促炎癥途徑，口服免疫刺激劑如脂多糖和純嘔吐毒素可為未來(lái)研究提供極好的模型。

2.8 嘔吐毒素對(duì)腸道細(xì)胞氧化應(yīng)激指標(biāo)的影響

嘔吐毒素暴露可提高自由基和活性氧的水平，并導(dǎo)致腸道細(xì)胞的氧化應(yīng)激。結(jié)果抗氧化劑和促氧化劑之間產(chǎn)生不平衡，這可能是嘔吐毒素毒性的一個(gè)明顯信號(hào)。在嚙齒類動(dòng)物模型中，由嘔吐毒素誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激及脾組織MAPKs激活導(dǎo)致核糖體毒性應(yīng)激。更早的研究表明，攝入嘔吐毒素（3.4 mg/kg飼料）誘導(dǎo)肝細(xì)胞氧化應(yīng)激，但在雞腸細(xì)胞中未觀察到這種影響。最近有報(bào)道說(shuō)攝入嘔吐毒素（7.54 mg/kg飼料）3周改變了肉仔雞肝臟和空腸中氧化應(yīng)激標(biāo)志物的mRNA表達(dá)（血紅素和黃嘌呤氧化還原酶）。此外，嘔吐毒素提高了人腸道Caco-2細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化標(biāo)志物丙二醛（MDA）的生成，因此認(rèn)為嘔吐毒素誘導(dǎo)的自由基導(dǎo)致細(xì)胞膜和DNA損傷。

此外據(jù)報(bào)道，攝入10 mg/kg飼料的嘔吐毒素可導(dǎo)致肉仔雞脾臟白細(xì)胞和血液淋巴細(xì)胞DNA損傷，表明嘔吐毒素具有遺傳毒性。在存在嘔吐毒素毒性的情況下，氧化應(yīng)激途徑不能排除為一種誘導(dǎo)DNA損傷的機(jī)制。例如，濃度為3.75 μM～15 μM的嘔吐毒素使得硫代巴比妥酸反應(yīng)物（TBARS）水平呈劑量依賴式增加，TBARS是HepG2細(xì)胞中細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化的一個(gè)指標(biāo)并引起DNA損傷。此外，我們進(jìn)行的一項(xiàng)最新研究表明，肉雞飼喂每千克飼料 10 mg的嘔吐毒素5周，空腸組織產(chǎn)生氧化應(yīng)激，表現(xiàn)為TBARS提高。因此，氧化應(yīng)激是腸道細(xì)胞中嘔吐毒素毒性機(jī)制之一，可導(dǎo)致DNA和細(xì)胞膜變化，進(jìn)而誘導(dǎo)腸道細(xì)胞凋亡、萎縮和大量死亡。

3 嘔吐毒素對(duì)腸道微生物、病原菌及其活性的影響

3.1 嘔吐毒素對(duì)腸道共生菌的影響

腸道駐留大量高度多元化的共生菌，這是影響動(dòng)物健康的一個(gè)主要因素。眾所周知，保持腸道菌群的平衡對(duì)維持動(dòng)物良好健康狀況至關(guān)重要。雖然有跡象表明嘔吐毒素暴露可能破壞共生菌的平衡和多樣性并會(huì)引起生態(tài)失調(diào)，但在豬雞中嘔吐毒素有關(guān)對(duì)腸道菌群的潛在影響的文獻(xiàn)仍相當(dāng)少。最近在大鼠模型中進(jìn)行的一項(xiàng)研究評(píng)估了嘔吐毒素慢性暴露對(duì)腸道菌群組成的影響。這些作者報(bào)道口服嘔吐毒素暴露（100 μg/kg體重，為期4周）期間，觀察到擬桿菌顯著增加，這是駐留在腸道中的典型GNB，并對(duì)維持與宿主動(dòng)物互利關(guān)系具有重要意義。如果腸道共生狀態(tài)受損害，會(huì)表現(xiàn)出明顯的臨床致病可能。實(shí)際上，腸道中各種桿菌屬的增殖與人類腹腔疾病發(fā)生和炎性腸病有關(guān)。迄今為止唯一一項(xiàng)在豬中進(jìn)行的研究通過(guò)使用選擇性培養(yǎng)基，觀察到嘔吐毒素暴露（136 μg/kg體重）改變了腸道后部的菌群，嘔吐毒素暴露導(dǎo)致嗜溫需氧菌增加，還原性亞硫酸鹽厭氧菌減少。

有限的信息表明嘔吐毒素可能導(dǎo)致影響腸道健康的菌群組成、比豐度及代謝活性發(fā)生變化。因此，該研究領(lǐng)域需要針對(duì)豬雞等畜禽，使用分子微生物技術(shù)對(duì)菌落、功能及其代謝活性進(jìn)行深入的評(píng)估，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注嘔吐毒素暴露劑量和時(shí)間的影響，因?yàn)閿z入時(shí)間及劑量可能對(duì)腸道菌群及其代謝活性產(chǎn)生不利影響。同時(shí)，由于日糧對(duì)豬和雞腸道菌群多樣性具有重要影響，需要進(jìn)一步研究以評(píng)估日糧原料或添加劑（益生菌、益生元和植物性抗生素）與嘔吐毒素暴露之間相互作用對(duì)豬雞腸道菌群的影響。

3.2 嘔吐毒素對(duì)腸道病原菌移位的影響

腸道屏障功能破壞增加了腸腔大分子如抗原和細(xì)菌通過(guò)腸道上皮內(nèi)層移位的幾率。研究發(fā)現(xiàn)，嘔吐毒素暴露使致病性大腸桿菌跨豬IPEC-1上皮細(xì)胞移位呈現(xiàn)劑量依賴式增加。低劑量嘔吐毒素暴露的豬IPEC-J2細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)鼠傷寒沙門氏菌移位有類似的增加。因此，嘔吐毒素可影響腸道和全身感染鼠傷寒沙門氏菌，導(dǎo)致易感性增加。此外，攝入嘔吐毒素污染的飼料會(huì)導(dǎo)致小鼠感染腸炎沙門氏菌。在人體Caco-2細(xì)胞中，嘔吐毒素能夠增加非侵入性共生菌的跨上皮運(yùn)輸。在家禽中，提高嘔吐毒素濃度降低了盲腸扁桃體細(xì)胞吞噬殺死葡萄球菌的能力。據(jù)報(bào)道，感染呼腸孤病毒的小鼠飼喂嘔吐毒素，會(huì)降低派亞氏淋巴結(jié)中Th1介導(dǎo)的IFN-γ，提高Th2介導(dǎo)的細(xì)胞因子IL-4、IL-6和IL-10，并可能導(dǎo)致病毒感染。此外，降低嘔吐毒素劑量會(huì)改變家禽腸道恢復(fù)和對(duì)球蟲(chóng)病的免疫應(yīng)答。雖然嘔吐毒素與腸道致病菌相互作用的背后機(jī)制可能是嘔吐毒素破壞腸道生態(tài)平衡的能力，但嘔吐毒素如何作用及調(diào)節(jié)腸道致病菌活性的準(zhǔn)確機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

3.3 腸道菌群對(duì)嘔吐毒素代謝和毒性的作用

除受到嘔吐毒素暴露影響外，某些腸道菌群也表現(xiàn)出強(qiáng)大的嘔吐毒素脫毒能力。大量研究發(fā)現(xiàn)，雞豬腸道、牛瘤胃液甚至人腸道中駐留菌可以將嘔吐毒素脫環(huán)氧化為DOM-1（嘔吐毒素?zé)o毒性形式）。BBSH797菌株的純培養(yǎng)物能夠?qū)I吐毒素的環(huán)氧基團(tuán)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒性形式。在真細(xì)菌DSM11798環(huán)氧化酶作用下，將嘔吐毒素有毒的12，13-環(huán)氧環(huán)還原裂解為無(wú)毒性形式（如DOM-1）。此外，在體內(nèi)和體外試驗(yàn)中，均報(bào)道有嘔吐毒素的脫環(huán)氧化作用。真細(xì)菌BBSH797菌株已開(kāi)發(fā)為一種動(dòng)物飼料用商品化嘔吐毒素解毒劑（Mycofix?），這種微生物飼料添加劑能夠中和嘔吐毒素引起的毒性作用。

4 結(jié)論

動(dòng)物攝入相對(duì)較低至中等水平的嘔吐毒素后，可觀察到該毒素對(duì)腸道功能的影響，這并非與動(dòng)物生長(zhǎng)和性能受損存在必然聯(lián)系，但即使是低劑量的嘔吐毒素暴露也會(huì)產(chǎn)生腸道嚴(yán)重的細(xì)胞毒性影響。這部分是通過(guò)激活MAPKs信號(hào)傳遞途徑及改變負(fù)責(zé)腸道組織生理和免疫功能的關(guān)鍵基因表達(dá)改變而產(chǎn)生。研究數(shù)據(jù)表明，嘔吐毒素嚴(yán)重?fù)p害幾種關(guān)鍵的腸道功能，增加對(duì)腸道傳染病的易感性，是其他常見(jiàn)疾病的誘發(fā)因素，也是嚴(yán)重的肉類污染風(fēng)險(xiǎn)源。因此，嘔吐毒素可能會(huì)對(duì)動(dòng)物和人體健康產(chǎn)生有害的結(jié)果。