赭曲霉毒素A研究進(jìn)展

賀 亮，鄭 文，劉玉峰，閔 楊，賀峻琳，羅 超，鄧治邦

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院，長沙 410128；2.湖南省沅江市畜牧水產(chǎn)局，沅江 413100；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長沙 410128）

赭曲霉毒素A研究進(jìn)展

賀 亮1，鄭 文2，劉玉峰2，閔 楊2，賀峻琳1，羅 超3，鄧治邦1

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院，長沙 410128；2.湖南省沅江市畜牧水產(chǎn)局，沅江 413100；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長沙 410128）

赭曲霉毒素A是一種常見的能感染作物和污染飼料的霉菌毒素，對多種動物和人的腎臟、肝臟造成損傷，有較強(qiáng)的致突變、致畸形和致癌的作用，還具備免疫毒性和胚胎毒性。文章對赭曲霉毒素A的一般性質(zhì)、污染情況、毒性效應(yīng)、檢測方法和預(yù)防措施等方面進(jìn)行了綜述。

赭曲霉毒素；污染情況；毒性作用

赭曲霉毒素（ochratoxins）是由多種曲霉和青霉菌產(chǎn)生的一類危害嚴(yán)重的二級代謝產(chǎn)物，其中毒性最強(qiáng)且分布最廣的是赭曲霉毒素A（OTA），被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)分類為2b級潛在的人類致癌物質(zhì)。赭曲霉毒素能污染玉米、小麥、花生、水稻和干果等多種農(nóng)產(chǎn)品，經(jīng)生物鏈傳入動物和人體后，造成機(jī)體腎臟和肝臟等多個器官受損，降低動物生產(chǎn)性能，削弱機(jī)體免疫能力，抑制DNA復(fù)制，還能干擾受精過程及影響后代存活率。本文綜述了近年來赭曲霉毒素A的相關(guān)研究進(jìn)展，以期為進(jìn)一步降低其危害提供參考價值。

1 赭曲霉毒素A的一般性質(zhì)

1965年Van der Merwe等首次從赭曲霉中分離出了OTA。OTA是無色結(jié)晶粉末狀化合物，微溶于水，易溶于極性有機(jī)溶劑，對熱穩(wěn)定，對蛋白質(zhì)，特別是血清白蛋白具有高親和力，有助于延長OTA在血清中的半衰期，促進(jìn)其在動物器官中的生物積累［1］。OTA是由曲霉屬和青霉屬的真菌產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，其中主要包括赭曲霉（Aspergillus ochraceus）、木薯曲霉（Aspergillus carbo n-arius）、蜂蜜曲霉（Aspergillus melleus）、硬菌曲霉（Aspergillus sclerotiorum）、硫曲霉（Aspergillus sulphureus）和畢赤酵母（Pichia verrucossum）［2］。苯丙氨酸和氯化二氫異香豆素之間形成酰胺而合成OTA的生物途徑尚不完全明了，但已知苯丙氨酸部分來源于莽草酸通路和聚酮化合物通路的二氫異香豆素部分，后者在青霉屬和曲霉屬之間不同，并且已經(jīng)從幾種真菌物種中發(fā)現(xiàn)了OTA聚酮化合物合酶基因［3］。

2 赭曲霉毒素A的污染情況

赭曲霉毒素對世界多地的玉米、小麥、花生、水稻和干果等農(nóng)產(chǎn)品造成嚴(yán)重的污染。2013年，程傳民等［4］對我國27個省，共計2 423個飼料樣品進(jìn)行了OTA的檢測，發(fā)現(xiàn)玉米、玉米制品、小麥、小麥制品和餅粕類樣品中OTA的檢出率均高于20%，其中以西南和華南地區(qū)樣品受污染最為嚴(yán)重。同年，Nguyen等［5］調(diào)查了美國6個地區(qū)144份早餐和零食樣品受OTA污染的情況，這些食物的原料主要是玉米、燕麥和水稻，結(jié)果發(fā)現(xiàn)75份樣品受污染程度達(dá) 0.10～7.43 ng/g。2013—2014年Sherazi等［6］每隔3個月從巴基斯坦收集一次家禽飼料樣品，從收集到的80份飼料樣品和286份飼料原料中分別檢出被OTA污染的樣品占31%和38%，濃度分別為51μg/kg和75μg/kg。不同國家和地區(qū)因為氣候、種植生產(chǎn)方式等的不同，受到OTA污染的程度不同。潮濕的氣候、長時間的收獲期以及在潮濕的環(huán)境中不適當(dāng)?shù)膬Υ?，都有利于赭曲霉毒素在飼料和飼料原料中產(chǎn)生。

3 赭曲霉毒素A的毒性效應(yīng)研究進(jìn)展

OTA已被證明可誘導(dǎo)多種毒性作用，包括致畸性、致癌性、免疫毒性和潛在的內(nèi)分泌干擾，尤其對人和多種動物腎臟危害極大，被認(rèn)為與人類巴爾干地方性腎病關(guān)系密切。OTA在腎臟中跨膜轉(zhuǎn)運主要依靠有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運蛋白、有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運多肽、寡肽轉(zhuǎn)運蛋白轉(zhuǎn)運和ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運蛋白介導(dǎo)，這些蛋白在OTA誘導(dǎo)腎毒性過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用［7］。不同動物對OTA毒性的敏感程度不同，一般來說反芻動物的易感性低于其他動物，因為瘤胃對OTA有代謝作用。

3.1 人

OTA主要對人體腎臟造成嚴(yán)重?fù)p害，加速細(xì)胞衰老、抑制DNA復(fù)制，還能降低淋巴細(xì)胞活力。Yang等［8］將人近端腎小管上皮細(xì)胞（human renalproximaltubular cells，HKC）暴露在不同濃度OTA環(huán)境下培養(yǎng)72 h，端粒分析發(fā)現(xiàn)，亞致死劑量OTA能加速HKC衰老；蛋白質(zhì)印跡測定顯示，在OTA誘導(dǎo)HKC衰老期間，p53-p21和p16-pRB途徑與埃茲蛋白相關(guān)的細(xì)胞擴(kuò)散變化被激活。有研究表明，人胚腎細(xì)胞經(jīng)過OTA處理24 h后，會導(dǎo)致活性氧的產(chǎn)生和線粒體膜電位的降低，并且誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯在S期，細(xì)胞周期蛋白A2、細(xì)胞周期蛋白E1和CDK2在 mRNA及蛋白質(zhì)水平上均顯著降低［9］。González-Arias等［10］利用彗星試驗研究發(fā)現(xiàn)，15μM濃度的OTA能引起人淋巴細(xì)胞的細(xì)胞抑制作用，0.075～5μmol/L濃度的OTA導(dǎo)致淋巴細(xì)胞的DNA修復(fù)能力延遲，1.5μmol/L和5μmol/L的OTA濃度下觀察到出現(xiàn)微核現(xiàn)象。

3.2 豬

OTA可增加豬感染病毒的風(fēng)險，嚴(yán)重危害豬的肝腎功能。Gan等［11］通過體外試管試驗發(fā)現(xiàn)，低劑量的OTA能顯著提高豬圓環(huán)病毒2型DNA的復(fù)制和感染細(xì)胞數(shù)量，體內(nèi)試驗證實，OTA能降低豬體內(nèi)谷胱甘肽、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶含量，但使丙二醛水平升高。該試驗表明，OTA能導(dǎo)致豬被圓環(huán)病毒感染的風(fēng)險增大。Pleadin等［12］在肥育豬的飼料中添加濃度為250μg/kg的OTA，持續(xù)4周后測定OTA在各組織器官中的含量，結(jié)果表明，腎臟中濃度最高，為13.87μg/kg±1.41μg/kg，接著依次分別為肺（10.47μg/kg±1.97μg/kg）、肝臟（7.28μg/kg±1.75μg/kg）、脾臟（4.81μg/kg±0.99μg/kg）、肌肉組織（4.72μg/kg±0.86μg/kg）、脂肪組織（4.11μg/kg ±0.88μg/kg）、心臟（3.71μg/kg±1.09μg/kg）以及腦組織（3.01μg/kg±0.25μg/kg）。另有研究表明，每千克飼料中添加300μg OTA連續(xù)飼喂豬30 d（對照組不添加），通過測定豬血清生化指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，試驗組肌酐、尿素、鉀和堿性磷酸酶在血清內(nèi)含量顯著升高（P<0.05），而葡萄糖和總蛋白水平顯著降低，表明OTA導(dǎo)致肝腎功能受損［13］。

3.3 鼠

OTA可引起鼠體內(nèi)氧化應(yīng)激失調(diào)，誘導(dǎo)腎臟病變，并且對受精過程和胚胎發(fā)育有抑制作用。Palabiyik等［14］連續(xù)2周讓試驗組SD大鼠口服0.5 mg/kg OTA，發(fā)現(xiàn)OTA引起大鼠肝細(xì)胞局灶性壞死和單核細(xì)胞浸潤，導(dǎo)致大鼠肝臟氧化劑和抗氧化劑參數(shù)不平衡，谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶活性和谷胱甘肽水平顯著降低，以及硫代巴比妥酸反應(yīng)物質(zhì)濃度顯著增加。據(jù)報道，用濃度為70μg/kg和210μg/kg OTA的飼料飼喂雄性F344大鼠13周，大鼠腎臟嚴(yán)重受損，腎小管損傷分子-1在外髓組織外條中被檢出，并且叢生蛋白的mRNA水平上升［15］。Hsuuw等［16］使ICR小鼠的囊胚暴露于0、1、5和10μg的OTA環(huán)境下孵育24 h，檢測發(fā)現(xiàn)用10μg OTA處理的囊胚細(xì)胞凋亡水平顯著升高，總細(xì)胞數(shù)量顯著減少，胚胎移植后胎兒重量減少，表明OTA能誘導(dǎo)小鼠囊胚的損傷。Huang等［17］研究表明，OTA顯著損害小鼠卵母細(xì)胞成熟，降低體外受精率，并抑制體外后續(xù)胚胎早期發(fā)育。

3.4 兔

OTA對兔造成腎臟損傷，降低繁殖率，還能影響兔免疫功能。Prabu等［18］用含1 ppm OTA的飼料飼喂新西蘭兔，結(jié)果產(chǎn)生腎毒性，腎臟蒼白、變軟且擴(kuò)大，表面還出現(xiàn)變色的病灶。有研究將OTA溶解于玉米油中，通過胃插管的方式將其注入到懷孕6～18 d的母兔體內(nèi)，劑量分別為0.025、0.050和0.100 mg/kg。相比對照組，在0.100 mg/kg劑量組的情況下，總體發(fā)病率和骨骼異常顯著增加，并且0.100 mg/kg劑量組的活胎數(shù)、平均胎兒重量和平均胎冠臀部長度均顯著低于0.025 mg/kg劑量組［19］。Mir等［20］在8周齡新西蘭幼兔的飼料中混入不同濃度的OTA，引發(fā)幼兔sRBC的抗體滴度降低，淋巴細(xì)胞在淋巴結(jié)、脾臟、胸腺以及盲腸粘膜下淋巴組織中出現(xiàn)變性和壞死等現(xiàn)象，表明OTA對體液免疫和細(xì)胞免疫有顯著抑制作用。

3.5 家禽

OTA對家禽的毒性主要是降低家禽的生產(chǎn)性能，產(chǎn)生腎臟毒性、肝臟毒性及淋巴器官毒性。Sakthivelan等［21］在28日齡肉雞的飲食中添加0、1和2 ppm OTA，導(dǎo)致OTA處理組肉雞的生長速度顯著降低，飼料消耗量和飼料轉(zhuǎn)化率也呈下降趨勢，并且這3項指標(biāo)的減少在試驗第一周便可觀察到。有研究表明，在使用5 ppm OTA飼喂2周齡的雛雞之后，通過組織病理學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)腎臟、肝臟和淋巴器官出現(xiàn)強(qiáng)烈退行性變化，大腦中出現(xiàn)水腫和退行性變化，骨髓中的肌肉出血［22］。歐盟委員會聲明家禽飼料中OTA的最高耐受水平0.1 mg OTA/kg。Pozzo等［23］在雄性肉雞日糧中添加0.1 mg OTA/kg，發(fā)現(xiàn)OTA誘導(dǎo)腎臟發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，并且造成脾臟、法氏囊和肝臟退行性病變。此外在乳房和大腿肉中沒有發(fā)現(xiàn)OTA殘留。

3.6 魚

OTA威脅魚心臟及腎臟等器官，抑制魚的發(fā)育生長。Wu等［24］將斑馬魚胚胎暴露在OTA環(huán)境下，斑馬魚會表現(xiàn)出不正常的心臟循環(huán)和小心臟室，還損害腎臟形態(tài)并降低斑馬魚胚胎的腎小球濾過率。同時受OTA處理過的胚胎減弱了在脊椎動物的器官發(fā)生和滲透調(diào)節(jié)中具有關(guān)鍵作用的催乳素受體的表達(dá)。Zahran等［25］在溝鯰的飲食中分別添加2、4、8 mg/kg OTA，3組劑量都致使溝鯰生長受到顯著抑制，4 mg和8 mg OTA/kg的添加量組造成采食量、飼料轉(zhuǎn)化率顯著下降，8 mg OTA/kg組還誘使溝鯰對水霉菌的易感性增強(qiáng)，但OTA沒有讓抗菌肽表達(dá)量降低。有研究表明，持續(xù)3周對鯰魚飼喂1 mg/kg OTA，能引起鯰魚血清內(nèi)丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、尿酸及肌酸酐顯著增加，出現(xiàn)腎血管壁增生充血，管狀上皮和間質(zhì)組織嚴(yán)重壞死、變性等病理變化［26］。

4 結(jié)語

赭曲霉毒素分為A、B、C、D四種，但以O(shè)TA毒性最強(qiáng)、分布最廣。OTA能對多種谷物、飼料及酒類造成不同程度的污染，各種OTA檢測方法也應(yīng)運而生。目前國內(nèi)外常用的檢測方法有高效液相色譜法（HPLC）、酶聯(lián)免疫法（ELISA）、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法（LC－MS/ MS）、免疫親和柱法（IAC）和膠體金免疫層析技術(shù)（GICT）等［27-28］。霉菌主要入侵作物受損部分，所以必須保護(hù)作物免受機(jī)械過程或昆蟲造成的損害，并且盡量減少雜草或農(nóng)業(yè)殘留物等接種源。霉菌在炎熱潮濕地區(qū)更易爆發(fā)，谷物收獲之后應(yīng)改善儲存條件，注意干燥通風(fēng)［29］。在加工前對污染的作物采用物理、化學(xué)和微生物等的方法進(jìn)行脫毒處理。物理脫毒手段主要包括蒸煮、吸附、輻射等，化學(xué)脫毒是借助化學(xué)物質(zhì)降低毒素的危害，而生物脫毒通常是運用微生物吸附和酶促反應(yīng)達(dá)到目的［30］。蛋白酶中的羧肽酶A是目前被發(fā)現(xiàn)最多、應(yīng)用最廣的一種OTA脫毒酶［31］。OTA污染農(nóng)產(chǎn)品之后不僅對經(jīng)濟(jì)造成巨大影響，而且OTA隨著生物鏈在人和動物體內(nèi)富集，嚴(yán)重威脅健康，因此，對于OTA的毒性機(jī)理和綜合防控措施仍值得繼續(xù)深入研究。

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Progress in Ochratoxins A

He Liang1，Zheng Wen2，Luo Chao3，etal
（1.College ofVeterinary Medicine，Hunan AgriculturalUniversity，Changsha 410128，China；2.AnimalHusbandry and Fishery Bureau，Yuanjiang 413100，Hunan，China；3.College ofOrientalScience and Technology，Hunan AgriculturalUniversity，Changsha 410128，China）

Ochratoxins are a family ofmycotoxins thatoccur commonly in crops and livestock feed，which can damage kidney and liver of many animals and people.Ochratoxins are considered to be mutagenic，teratogenic，carcinogenic，embryotoxic and immunotoxic.In this paper，the generalproperties ofochratoxins，contamination，toxic effect，prevention and controlmethods were reviewed.

ochratoxins A；contamination；toxic effect

TS207.4

A

2095-3887（2017）05-0059-04

10.3969/j.issn.2095-3887.2017.05.015

2017-06-13

賀亮（1992-），男，碩士研究生。

羅超（1981-），男，講師，博士。