黃曲霉毒素B1致病機制及防治研究進展

喬春雨，劉家和，張博熙，何雨曦，鄭雨微，呂紅明

(黑龍江八一農(nóng)墾大學動物科技學院，大慶 163319)

黃曲霉毒素(aflatoxins，AFs)是黃曲霉菌和寄生曲霉菌等真菌中產(chǎn)生的一類天然真菌毒素，根據(jù)其化學結(jié)構(gòu)與紫外線照射所發(fā)熒光的不同，可將黃曲霉毒素分為B1、B2、M1、M2、G1、G2等多種亞型。在這些衍生物中，黃曲霉毒素B1(aflatoxin B1，AFB1)被認為是最常見、最具危害性的毒素，其毒性約為氰化鉀的10倍、砒霜的68倍。此外，國際癌癥研究委員會(IARC)評價AFB1為已知毒性最強的化學致癌物之一，同時它對動物機體的致癌性和免疫毒性也是眾多衍生物中最高的。研究表明，AFB1污染廣泛存在于發(fā)霉變質(zhì)的飼料、食品和糧食作物中，且污染范圍還在不斷擴大，給食品業(yè)及畜禽養(yǎng)殖業(yè)造成了嚴重危害及巨大的經(jīng)濟損失。自AFB1被發(fā)現(xiàn)以來，其毒性作用被陸續(xù)證實。研究發(fā)現(xiàn)，除致癌作用外，AFB1還可對多個器官和組織的正常運轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，且在流行病學和動物研究中也證實AFB1對動物機體具有致病作用[1]。除了這些關(guān)于AFB1主要毒理作用的研究外，抑制AFB1毒性的相關(guān)研究也有所進展，諸多防治AFB1的藥物與措施應運而生。作者整合了近年來AFB1感染畜禽所引起的致病作用機理及其防治的相關(guān)研究進展，闡述了AFB1在免疫毒性、氧化應激、細胞毒性、致癌性及相關(guān)防治措施等方面的具體機制，為今后開展與緩解AFB1導致動物機體損傷相關(guān)的研究提供理論依據(jù)。

1 AFB1對機體免疫系統(tǒng)的毒性作用

1.1 抑制機體免疫系統(tǒng)

免疫抑制主要表現(xiàn)為對動物機體免疫系統(tǒng)的破壞，包括對免疫器官及組織的結(jié)構(gòu)損傷、免疫活性細胞的功能損傷及削弱補體系統(tǒng)活性，從而干擾先天性免疫和獲得性免疫進程[2-3]。AFB1具有免疫毒性，它可通過影響機體免疫系統(tǒng)的功能進而對機體造成損傷，而具體機制主要包括對免疫器官與免疫細胞及其所分泌的細胞因子的影響。

動物的免疫器官有著不同的功能，根據(jù)具體功能的不同可將其分為中樞免疫器官和外周免疫器官。中樞免疫器官主要包括胸腺和法氏囊，是動物機體免疫細胞的溫床，主要負責免疫細胞的生長、增殖、發(fā)育、成熟及活化，是機體免疫系統(tǒng)發(fā)揮作用的重要依托。AFB1可利用自身的強毒性來損傷免疫器官使其無法正常工作，從而干擾機體免疫過程。研究證實，當給肉雞飼喂混有AFB1的飼料一段時間后，肉雞的胸腺和法氏囊功能被削弱，其機體內(nèi)部的免疫進程受到顯著影響[4]。外周免疫器官是免疫細胞發(fā)揮作用的主要場所，其結(jié)構(gòu)損傷也可對機體免疫造成不良影響。研究表明，在給小鼠飼喂添加AFB1的飼料一段時間后，剖檢發(fā)現(xiàn)小鼠脾臟腫脹，顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)其脾臟紅、白髓界限模糊，并伴隨嚴重的炎性病變[5]。提示AFB1會影響機體的免疫功能，增加動物對某些疾病的易感性[6-7]。AFB1可以較大幅度地降低機體內(nèi)T淋巴細胞的生物活性，進而抑制免疫功能[8-10]。研究人員用AFB1侵染犬和幼雞的免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，其外周血液及脾臟中的CD3+、CD4+和CD8+的含量均下降，同時CD4+/CD8+的比值也顯著降低，表明AFB1對T淋巴細胞的活化和細胞增殖進程存在抑制效果[11-12]。Reddy等[13]通過在小鼠淋巴結(jié)處注入AFB1的方式刺激小鼠淋巴細胞，并在一段時間后抽取其外周血液進行檢測發(fā)現(xiàn)，其中的白細胞和自然殺傷細胞的數(shù)量會隨著AFB1添加劑量的增加而呈現(xiàn)劑量依賴性下降態(tài)勢，對其血液中提取的T淋巴細胞進行DNA含量檢測發(fā)現(xiàn)，AFB1會降低T淋巴細胞中某些基因的表達水平，使機體的細胞免疫進程受到抑制。

機體免疫細胞會在細胞免疫過程中生成細胞因子，這些細胞因子在機體的適應性免疫應答、免疫調(diào)節(jié)和炎癥反應中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而AFB1可阻止細胞因子與其對應受體的結(jié)合進程，進而影響機體的免疫功能。Hinton等[14]研究發(fā)現(xiàn)，AFB1可導致大鼠血清中白細胞介素2(interleukin 2，IL-2)和干擾素γ(interferon γ，IFN-γ)的mRNA表達水平下降，腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α，TNF-α)的mRNA表達水平升高，表明T淋巴細胞會受到AFB1的毒性作用影響，從而導致活性下降，AFB1對機體細胞免疫功能有抑制作用。Meissonnier等[15]研究發(fā)現(xiàn)，AFB1侵染豬脾臟后白細胞介素1β(interleukin 1β，IL-1β)、白細胞介素6(interleukin 6，IL-6)、白細胞介素10(interleukin 10，IL-10)、IFN-γ和TNF-α的mRNA表達水平下降，表明AFB1可通過抑制T淋巴細胞和巨噬細胞的細胞活性，提升機體內(nèi)促炎因子的表達水平，進而抑制脾臟的免疫功能。綜上所述，AFB1會從結(jié)構(gòu)和功能2個方面來破壞動物機體免疫系統(tǒng)，從而抑制機體免疫功能。

1.2 免疫刺激作用

越來越多的證據(jù)表明，動物機體內(nèi)AFB1濃度的變化會對免疫系統(tǒng)產(chǎn)生不同的影響，機體在受到低劑量AFB1刺激時會激活免疫系統(tǒng)，導致免疫刺激作用，而長期被高劑量的AFB1影響時會使機體產(chǎn)生免疫抑制作用[16]。如在受到一定劑量的AFB1(1或2 μg/L)影響2～24 h的人類髓樣樹突狀細胞(DC)內(nèi)會觀察到Toll樣受體2(Toll-like receptor 2，TLR-2)和Toll樣受體4(Toll-like receptor 4，TLR-4)的轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)，并伴隨著炎性細胞因子的產(chǎn)生[17-20]。Ishikawa等[21]研究發(fā)現(xiàn)，通過管飼法每天給予小鼠663 ng/g AFB1，在攝入5 d后可使小鼠體內(nèi)IFN-γ和IL-4含量增加。Hinton等[14]報道，間歇性攝入一定劑量的AFB1會分別導致飼喂含AFB1飼料和正常飼料的動物機體內(nèi)的免疫抑制和免疫刺激/補償作用交替發(fā)生。盡管上述文獻的試驗數(shù)據(jù)相互矛盾，且對由AFB1暴露而產(chǎn)生變化的細胞因子類型缺乏共識，但也有數(shù)據(jù)表明，AFB1導致的機體免疫應答水平的非正常上調(diào)現(xiàn)象會刺激機體組織產(chǎn)生過多的炎癥因子和自由基，進而導致慢性炎癥、癌癥及神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生與發(fā)展[22]。此外，動物體內(nèi)存在較低濃度的AFB1會增加樹突狀細胞的抗原呈遞能力，破壞機體免疫耐受性，并增加對某些疾病的易感性[8]，進而揭示了AFB1對機體的免疫刺激作用。

2 AFB1導致機體氧化損傷

氧化應激是導致機體細胞損傷的主要誘因之一，而活性氧(reactive oxygen species，ROS)類分子是這一過程中的主要參與者。當動物機體受到AFB1刺激一段時間后，體內(nèi)被活化的吞噬細胞會釋放大量的ROS，使得機體氧化水平升高，抑制組織的自我修復功能，進而導致氧化損傷。

2.1 誘導ROS產(chǎn)生

ROS是動物機體自身通過新陳代謝產(chǎn)生的一類不穩(wěn)定物質(zhì)，其存在形式復雜多樣，主要包括過氧化氫(H2O2)、羥自由基(OH-)及超氧陰離子(O2-)[23]。ROS主要由動物細胞的線粒體生成，在機體內(nèi)各個組織和器官中廣泛存在，其在非特異性免疫和細胞信號轉(zhuǎn)導進程中起著至關(guān)重要的作用。然而，當ROS沒有被機體及時清除導致其含量過高時，它們會破壞細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核酸，進而導致機體的氧化損傷[24]，由于ROS的上述特性，其在大多數(shù)研究中會被作為檢測機體氧化應激水平的指標。為維持機體的正常運作，在機體免疫系統(tǒng)中存在著多種抗氧化酶以抵御過量未清除的ROS對機體的影響，主要包括過氧化氫酶(catalase，CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)和總抗氧化能力(total antioxidant capacity，T-AOC)等[25]。此外有研究證實，給動物飼喂被AFB1污染的飼料一段時間后，血清中的丙二醛(malondialdehyde，MDA)水平升高，其含量的高低被廣泛用作檢測機體內(nèi)脂質(zhì)過氧化(lipid peroxidation，LPO)的指標，而當機體內(nèi)LPO含量超出標準時，表明機體細胞的結(jié)構(gòu)與功能受到嚴重損傷[26-27]。AFB1作為一種促氧化劑，其主要以提高ROS含量的方式損傷機體免疫器官[28]。研究發(fā)現(xiàn)，AFB1可導致小鼠、大鼠和豬的血清中ROS含量異常升高，而抗氧化酶活性異常下降[29-31]；AFB1可導致小鼠、大鼠的胸腺和脾臟組織中的ROS和MDA表達水平升高，SOD和CAT表達水平降低[32-33]。綜上所述，AFB1可導致動物機體器官氧化應激水平升高，損傷免疫器官繼而抑制機體免疫功能。

2.2 AFB1上調(diào)抗氧化核轉(zhuǎn)錄因子紅細胞系-2信號通路

核轉(zhuǎn)錄因子紅細胞系-2(nuclear transcription factor erythrocyte line-2，Nrf2)作為一種抗氧化酶轉(zhuǎn)錄激活因子，可通過改變基因表達譜來控制下游抗氧化基因的表達[34]，這些基因主要編碼對抗氧化反應和分解毒素至關(guān)重要的細胞保護酶/蛋白質(zhì)[35]。機體內(nèi)的Nrf2蛋白可清除體內(nèi)多余的ROS，以維持機體內(nèi)氧化應激水平的穩(wěn)定[36-37]，而Nrf2的激活機制受到Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白1(Kelch like epichlorohydrin associated protein 1，Keap1)的調(diào)控。Keap1是一種在細胞質(zhì)中能夠與Nrf2發(fā)生特異性結(jié)合的蛋白[38]，在正常生理條件下，它通過與Nrf2結(jié)合的方式促進Nrf2泛素化，使其不表現(xiàn)出生物活性；而在機體氧化水平升高時，Keap1-Nrf2結(jié)合蛋白會解離并釋放Nrf2，脫離Keap1的Nrf2進入細胞核與抗氧化反應元件(anti-oxidative response element，ARE)結(jié)合，進而被激活并發(fā)揮生物學作用。然而在機體正常生理條件下，泛素化的Nrf2會被細胞內(nèi)的26S蛋白酶體迅速降解。因此，Nrf2雖然是調(diào)節(jié)細胞保護酶基因表達的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，但在正常條件下卻無法大量存在。研究證實，AFB1可使大鼠肝臟中氧化應激相關(guān)蛋白表達水平上升，并使Nrf2通路的激活進程受到抑制[39-40]；AFB1能夠抑制Nrf2-ARE通路，進而誘導鴨的回腸損傷、氧化應激及炎癥反應[41]。目前尚不清楚機體是如何通過Nrf2通路保護自身不受AFB1所誘發(fā)的氧化損傷影響，但可以通過外源添加抗氧化物質(zhì)的方式使AFB1誘導的機體氧化應激和肝臟損傷癥狀得到緩解[42]。綜上所述，AFB1可以抑制機體細胞內(nèi)的Nrf2通路并阻止其激活機體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)，進而導致機體器官結(jié)構(gòu)損傷和功能障礙。

3 AFB1導致細胞異常凋亡

細胞凋亡是指機體為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定而主動進行的細胞正常死亡過程。通常，動物機體細胞處于高壓力條件下(氧化應激、電離輻射、化療藥物、缺氧和高溫)會大量分泌促凋亡因子，尤其是在經(jīng)過放療或化療后的高敏感器官(如骨髓、舌頭、胃腸道系統(tǒng)和睪丸)的組織細胞中促凋亡因子的含量更是遠高于其他部位。根據(jù)刺激因素的不同，細胞凋亡所選擇的途徑也不同，機體細胞主要通過線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及死亡受體等途徑誘導凋亡作用，其中線粒體凋亡途徑可通過提高胞內(nèi)ROS含量的方式引發(fā)凋亡，是AFB1致使機體細胞異常凋亡的主要途徑[43]。

3.1 機體細胞的外源性凋亡機制

外源性細胞凋亡是指在細胞膜表面的細胞死亡相關(guān)受體受到外界促凋亡物質(zhì)的刺激下激活胞內(nèi)Caspase級聯(lián)反應并誘導細胞凋亡的生理過程。目前已被發(fā)現(xiàn)的死亡受體家族成員包括Fas(CD95/APO-1)，TNFR1，DR4(TRAIL-R1、APO-2)，DR5(TRAIL-R2)和DR3(APO-3、TRAMP、LARD、WSL1)[44]，上述受體家族成員均位于細胞膜表面，屬于Ⅰ型跨膜蛋白，家族成員間的結(jié)構(gòu)也具有相似性，即都具有能夠特異性地與相應配體結(jié)合的死亡信號激發(fā)域，胞內(nèi)部分也帶有傳遞信號的死亡結(jié)構(gòu)域(death domain，DD)。死亡受體的配體屬于Ⅱ型跨膜蛋白，1個配體可同時與3個相應受體結(jié)合形成寡聚體，目前已知的配體是FasL和TNF-α，它們對應的受體分別是Fas和TNFR1。Fas導致細胞外源性凋亡的主要過程為：配體FasL激活其相應受體Fas，1個配體可與3個Fas受體結(jié)合形成三聚體，使死亡受體間的DD相互交聯(lián)成簇，進而募集胞漿中另一種帶有相同DD的接頭蛋白FADD(Fas-associated death domain)，F(xiàn)ADD通過位于其N-端的死亡效應域(death effector domain，DED)與Caspase-8前體(Pro-Caspase8)的DED結(jié)合，F(xiàn)as-FasL寡聚體與FADD和Pro-Caspase-8結(jié)合構(gòu)成死亡誘導信號傳導復合體(death inducing signal complex，DISC)。與Fas不同，TNFR1要形成DISC還需要銜接蛋白TRADD的幫助，以便寡聚體與FADD順利結(jié)合[45]。Fas和TNFR1在DISC形成后會激活胞內(nèi)的Caspase-8前體蛋白，激發(fā)Caspase級聯(lián)反應，誘導細胞凋亡。

3.2 機體細胞的內(nèi)源性凋亡相關(guān)機制與關(guān)鍵蛋白

內(nèi)源性凋亡途徑是指動物機體細胞在被細胞應激、DNA損傷、發(fā)育信號、存活因子缺失等因素刺激下會導致線粒體外膜轉(zhuǎn)換孔打開并釋放細胞色素C，細胞色素C會和凋亡蛋白酶激活因子-1(apoptosis protease-activating factor-1，Apaf1)一起與失活的Caspase-9酶原(啟動型Caspase)結(jié)合形成凋亡體，在這個復合體中，細胞內(nèi)的Caspase-9被裂解并激活，進而活化下游蛋白Caspase-3、Caspase-6和Caspase-7，使得促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白之間的平衡被打破，誘導細胞凋亡[46]。

細胞中的某些特殊蛋白可在細胞凋亡進程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，如B細胞淋巴瘤-2蛋白家族、凋亡抑制因子、第2個線粒體衍生的半胱天冬蛋白酶激活因子及高溫需求蛋白A2等。其中B細胞淋巴瘤-2蛋白家族(B cell lymphoma-2，Bcl-2)可分為3個亞族：①Bcl-2亞族蛋白，包括Bcl-2、Bcl-xl、Bcl-W、Mcl-l和A1，該亞族主要發(fā)揮抑制凋亡的作用；②Bax亞族，包括Bax、Bak和Bok，主要發(fā)揮促進凋亡的作用；③BH3亞族，包括Bik、Blk、Hrk、BNIP3、Biml、Bad和Bid，該亞族可促進細胞凋亡[47-49]。

凋亡抑制因子(inhibitor of apoptosis proteins，IAPs)是一類高度保守的內(nèi)源性抗凋亡因子，該家族蛋白一般包含2或3個含有半胱氨酸/組氨酸的桿狀病毒IAP重復序列(Baculovirus IAP repeat，BIR)，該因子可抑制細胞內(nèi)Caspases蛋白活性，并以此調(diào)節(jié)細胞的凋亡進程。目前已知存在于動物體內(nèi)的IAP至少有8種，以其中親和力最高、效力最強的XIAP為例[50-51]，XIAP具有3個BIR結(jié)構(gòu)域(BIR1、BIR2和BIR3)，其中BIR1、BIR2會直接與Caspase-3、Caspase-7結(jié)合，并抑制它們和其他Caspase蛋白的相互作用；而BIR3則與Caspase-9單體形成異二聚體[52]，使其無法參與細胞凋亡進程。綜上所述，這2個結(jié)構(gòu)域均可以競爭性抑制的方式阻止細胞內(nèi)Caspase蛋白的激活，從而防止機體細胞的過度凋亡。

第二個線粒體衍生的半胱天冬蛋白酶激活因子(the second mitochondria-derived activator of caspase/direct IAP-blinding protein with low PI，Smac/Diablo)作為一種與IAPs作用相反的促凋亡蛋白，在其N-端含有1個包含55個氨基酸的線粒體靶向氨基酸殘基，殘基的N-端能夠與XIAP的BIR結(jié)構(gòu)域形成復合物，并以競爭結(jié)合位點的方式阻止XIAP與活性Caspase-9結(jié)合，使活性Caspase-9進入胞漿中激活Caspase下游蛋白，進而導致凋亡[53]。Smac/Diablo對不同的BIR結(jié)構(gòu)域的親和程度有差異，該蛋白對BIR3的親和力明顯高于其他BIR結(jié)構(gòu)域。 而高溫需求蛋白A2(high-temperature requirement protein A2，HtrA2/Omi)作為另一種促凋亡蛋白，其在結(jié)構(gòu)和功能上都與Smac/Diablo相似，只是與BIR結(jié)構(gòu)域的親和程度有所差別，HTRA2/Omi對BIR2的親和力明顯高于其他BIR結(jié)構(gòu)域。

3.3 AFB1促使淋巴細胞凋亡

大量研究表明，AFB1等外源化學物質(zhì)可誘發(fā)免疫器官或組織細胞過度凋亡進而導致機體免疫系統(tǒng)損傷，AFB1可誘導淋巴細胞的大量死亡進而導致免疫抑制。 張峻山[54]給雛雞飼喂含有0.3 mg/kg AFB1的飼糧發(fā)現(xiàn)，雛雞空腸中凋亡細胞的占比增加，細胞增殖過程受到抑制，Bcl-2的mRNA表達水平減弱，Bax、Caspase-3和Caspase-9的mRNA表達水平增強，導致雛雞空腸黏膜細胞的免疫功能受到抑制。研究發(fā)現(xiàn)，AFB1可引起雛雞脾臟淋巴細胞凋亡率顯著升高，同時也會導致小鼠[13]、肉雞和雛雞胸腺[55-57]、脾臟[58]和外周血[59]中的淋巴細胞過度凋亡，致使機體細胞免疫功能降低；且AFB1可引起胸腺[4]、法氏囊[6]及脾臟淋巴細胞過度凋亡，削弱機體細胞免疫機能[60-62]。 因此，AFB1可通過內(nèi)源/外源性凋亡途徑激活Caspase級聯(lián)反應，誘導機體細胞過度凋亡，最終引發(fā)機體結(jié)構(gòu)和功能的損傷。

4 AFB1參與誘導細胞焦亡

細胞焦亡是最近發(fā)現(xiàn)的一種以質(zhì)膜破裂和膜穿孔為特征的細胞程序性炎性壞死，在機體抵抗外源病原體入侵和探測機體內(nèi)部危險因素的生理過程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。細胞焦亡可通過炎癥小體激活Caspase-1的經(jīng)典細胞焦亡途徑和胞質(zhì)LPS激活Caspase-4/5/11的非經(jīng)典細胞焦亡途徑而誘發(fā)(圖1)。張力引[63]研究發(fā)現(xiàn)，AFB1侵入機體后能夠使體內(nèi)ROS含量升高，使之作用于NLRP3炎性小體并誘導肝細胞的經(jīng)典焦亡途徑，肝細胞焦亡會釋放大量的促炎因子，激活免疫級聯(lián)反應，致使肝細胞產(chǎn)生炎性損傷。NLRP3炎性小體是一種具有促炎效用的多蛋白聚合物，其結(jié)構(gòu)內(nèi)含有1個Caspase接頭蛋白ASC，可激活細胞內(nèi)的半胱氨酸蛋白酶Caspase-1，并促使IL-1β前體(Pro-IL-1β)和IL-18前體(Pro-IL-18)的成熟和分泌。活化的Caspase-1會激活胞質(zhì)內(nèi)的GSDMD蛋白，使其切割分裂成GSDMD-N和GSDMD-C，其中GSDMD-N可穿透動物機體細胞膜并形成孔道，進而導致細胞焦亡[64]。細胞內(nèi)的IL-1β和IL-18可通過孔道流出胞外并招募炎性細胞，誘發(fā)機體炎癥反應。綜上所述，AFB1主要通過焦亡經(jīng)典途徑以激活NLRP3炎性小體或其他炎性小體的方式誘導細胞焦亡，并擴大機體炎癥反應。而AFB1誘導非經(jīng)典途徑細胞焦亡的報道較少，其具體機制仍有待進一步研究。

圖1 哺乳動物細胞中的焦亡途徑示意圖[63-64]

5 AFB1控制相關(guān)基因表達導致癌癥

動物機體長期暴露在受AFB1污染的環(huán)境中是導致肝癌發(fā)生的主要誘因之一，AFB1可抑制某些抑癌基因的表達從而促進肝癌的發(fā)生與發(fā)展。當AFB1進入動物體內(nèi)后，在CYP450超家族的微粒體混合功能氧化酶(mixed functional oxidase，MFO)的作用下，AFB1被轉(zhuǎn)化為具有生物活性的8，9-環(huán)氧化物，其主要以2種異構(gòu)體(exo-8，9-環(huán)氧化物和endo-8，9-環(huán)氧化物)的形式存在，其中exo-8，9-環(huán)氧化物可誘發(fā)AFB1基因毒性[65]。exo-8，9-環(huán)氧化物與DNA具有很高的親和力，可與DNA結(jié)合形成AFB1-N7-GUA加合物，從而導致DNA突變[66]。除此之外，這種環(huán)氧化物還在其他途徑發(fā)揮作用：①在谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferase，GST)的催化下與谷胱甘肽(glutathione，GSH)結(jié)合，促使機體ROS含量升高，進而導致氧化損傷[67]；②與蛋白質(zhì)或RNA等其他大分子結(jié)合，導致細胞功能失調(diào)，并抑制蛋白質(zhì)、DNA和RNA的合成[68]。

AFB1-N7-GUA加合物具有較強的生物學效應，其結(jié)構(gòu)中咪唑環(huán)在帶正電的情況下DNA的嘌呤堿基會脫離，從而形成無嘌呤位點[69]；在另一種情況下會打開咪唑環(huán)形成更為穩(wěn)定的AFB1甲酰胺加合物(AFB1-FAPY)。AFB1及其加合物主要通過激活癌基因或降低抑癌基因表達水平的方式致使機體產(chǎn)生癌癥。癌基因Ras主要調(diào)控機體細胞增殖及胞內(nèi)信號傳遞[70]，AFB1可通過誘導Ras基因突變的方式增加p21基因的表達，且在肝癌形成早期p21基因的高表達可能會誘發(fā)肝癌。p53基因是一種與細胞凋亡、癌變、衰老和基因修復相關(guān)的重要基因，在細胞受到損傷時起到穩(wěn)定細胞周期的作用[71]。AFB1可促使p53基因發(fā)生突變，抑制細胞衰老和凋亡，繼而誘發(fā)細胞癌變。這種突變在AFs高暴露地區(qū)的肝細胞癌(HCC)患者的流行病學研究中比較常見[72]。與此同時，在AFB1誘導的大鼠肝癌細胞中還發(fā)現(xiàn)了c-Ki-ras癌基因的突變[73]，且在其體外研究中報道了AFB1可激活人HRAS原癌基因以誘發(fā)細胞癌變[74]。綜上所述，AFB1可調(diào)控機體細胞內(nèi)某些癌基因和抑癌基因的表達，進而誘導細胞癌變。

6 AFB1危害防治的研究進展

6.1 去除飼料中AFB1的相關(guān)脫毒手段與具體機制

由于AFB1所造成的生物安全問題日益嚴峻，人們逐漸意識到了AFB1所造成的危害，因此開發(fā)去除食品和飼料中AFB1的手段就變得十分重要，目前主要的脫毒手段包括物理手段、化學手段、生物手段等。其中物理手段主要是指利用高溫、吸附劑及輻射等方式清除AFB1的方法。高溫法主要是通過將含有AFB1的物質(zhì)加熱到268 ℃以破壞其天然構(gòu)象的方式來達到去毒目的，但由于其能耗較高且會對飼料中的營養(yǎng)物質(zhì)造成較大的破壞，因此極少投入到實際應用中[75]；吸附法是使用吸附劑(膨土和沸石等)吸附霉變的飼料、草料中的毒素，但該方法去毒效率太低且會殘留毒素，同時還會吸附營養(yǎng)物質(zhì)，降低飼料利用率[76]；輻照法主要是利用紅外、紫外或X射線等電磁波誘導AFB1轉(zhuǎn)變成無害的異構(gòu)體，從而達到去毒目的，但該方法也會使營養(yǎng)物質(zhì)變性繼而失去營養(yǎng)價值[77]，還有可能殘留輻射，極少被使用?；瘜W手段主要包括氧處理法和堿處理法。氧處理法是通過強氧化劑使AFB1氧化失活的方式達到去毒目的，但該方法極少用在食品和飼料中；堿處理法則是利用強堿性物質(zhì)破壞AFB1內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)使其毒性喪失，從而達到脫毒目的[78]，但由于所用的化學試劑價格較高，且具體操作難度較大，不適合應用于生產(chǎn)實際。生物手段是通過某些無害微生物吸附、降解AFB1或抑制機體對AFB1的吸收效率從而達到排毒目的的方法[79]，但由于該方法所用的微生物可能會對機體內(nèi)正常菌群代謝產(chǎn)生影響，因此很少使用。

6.2 AFB1藥物治療的相關(guān)機制及研究進展

藥物干預手段是指利用對機體無害的營養(yǎng)物質(zhì)來緩解AFB1導致的機體損傷的一種手段，其主要包括某些天然藥物提取物、化學合成物質(zhì)，以及一些維生素、礦物質(zhì)和微量元素。該方法主要應用于物理、化學、生物等手段無法有效去除物體內(nèi)殘留AFB1的狀況，其主要機制是阻止AFB1代謝物的合成、排除體內(nèi)毒素及修復機體損傷。

維生素、礦物質(zhì)和微量元素是參與機體內(nèi)多種生化反應進程的重要物質(zhì)，其具有增強機體抗氧化系統(tǒng)的作用，因此可用于對AFB1誘發(fā)機體損傷的治療。研究表明，維生素A和維生素E可對AFB1造成的膜損傷產(chǎn)生抑制作用，同時也能阻止AFB1對肝臟細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的破壞[80-81]。而硒作為機體必需的礦物質(zhì)，其具有抗癌、抗氧化的性質(zhì)[82]，有研究證實，在肉雞飼料中添加適量亞硒酸鈉可明顯抑制AFB1誘導的空腸和脾臟的氧化損傷和細胞凋亡[83-84]。然而，維生素、礦物質(zhì)和微量元素雖然可有效抑制AFB1所致?lián)p傷，但長期使用或超出一定劑量后依然會損傷機體，因此無法作為長期的治療手段使用。

研究證實，一部分植物提取物和化學合成物質(zhì)具有清除動物體內(nèi)自由基的作用，可通過減少代謝產(chǎn)物或促進抗氧化酶分泌的方式降低AFB1對機體的損傷[85]?；瘜W合成物質(zhì)治療AFB1中毒的效果更為明顯，但該方法成本較高，在易受AFB1污染的地區(qū)并不適用，且長期應用對機體的傷害較大，有一定的局限性。而植物提取物是指從果蔬和藥材中提取出來的多糖和多酚類產(chǎn)物，具有來源廣、生物活性高和毒性小等特點。其中從番茄中提取的番茄紅素可緩解AFB1導致的小鼠肝臟結(jié)構(gòu)和功能損傷，并激活GST參與的機體解毒過程，使AFB1的機體吸收率下降，從而抑制其毒性[86]。且有研究表明，月仙草[31]、百里香[87]、蘆薈和姜黃素等天然抗氧化物質(zhì)或天然抗氧化劑均可緩解AFB1導致的肝臟氧化應激和線粒體損傷，阻止AFB1對機體器官的破壞。但由于植物提取物大多為復方制劑，其提取過程復雜且成本高昂，提取物中的有效成分和毒副作用無法確認，因此無法被專業(yè)機構(gòu)承認。更重要的是，植物提取物大多數(shù)是以其抗氧化的特性來治療AFB1造成的損傷，無法從根本上解決問題，對其臨床應用與推廣產(chǎn)生了一定的限制作用。因此，尋找對AFB1毒性抑制作用較強且來源廣泛、成分清楚、成本低廉及有利于推廣的藥物迫在眉睫。

7 展 望

長期以來，食品安全問題一直是人們密切關(guān)注的重大問題。在畜牧業(yè)生產(chǎn)中，霉菌毒素對飼料的污染往往會導致畜牧生產(chǎn)經(jīng)濟的嚴重損失。AFB1作為玉米、花生和牛奶等易發(fā)生霉變的食品中產(chǎn)生的毒素，其造成的危害對糧食安全和畜禽相關(guān)產(chǎn)業(yè)均會產(chǎn)生嚴重影響，因此，如何抑制AFB1的產(chǎn)生及其致病作用是食品安全領(lǐng)域未來發(fā)展必須攻克的難關(guān)。近年來，隨著各國學者對AFB1研究的不斷深入，現(xiàn)已探明了有關(guān)AFB1致病作用的部分機制與通路，對AFB1造成的危害也有了一定的認識。作者主要總結(jié)了AFB1在動物機體中的致病機制及對AFB1的部分預防和防治措施。但由于AFB1的高度復雜性和眾多的危險因素，導致對其致病機制和防治措施的研究還不夠完善。然而，隨著更加靈敏的分析工具的出現(xiàn)，未來對AFs致病機制的解析必將取得快速進展，為新的預防或治療手段的設計提供更大的幫助。