霉菌毒素生物標(biāo)記物

畜牧人市場(chǎng)部2

　　
   為了能夠快速檢測(cè)出動(dòng)物日糧中無(wú)色無(wú)味的霉菌毒素，科學(xué)家正在研究新的生物標(biāo)記技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以有助于快速檢測(cè)出動(dòng)物肝臟中的霉菌毒素及其代謝產(chǎn)物。霉菌毒素在動(dòng)物體內(nèi)的吸收和代謝機(jī)理將進(jìn)一步得到深入研究。動(dòng)物的日糧中常含有各類霉菌毒素，由此引起的各種臨床癥狀或疾病往往難以進(jìn)行診斷。

　　動(dòng)物接觸霉菌毒素主要是通過(guò)消化道途徑，然而很少有人了解的是霉菌毒素也可以通過(guò)皮膚接觸和空氣吸入的方式影響到動(dòng)物。動(dòng)物長(zhǎng)期暴露在中、低劑量的霉菌毒素環(huán)境下所引起的慢性中毒給養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)的危害和經(jīng)濟(jì)損失更為嚴(yán)重。而且，動(dòng)物所表現(xiàn)的臨床癥狀難以診斷。一般的疾病都會(huì)對(duì)動(dòng)物造成生理上的一些損傷，從而影響到生長(zhǎng)速度或繁殖性能。而霉菌毒素所引起的非特異性臨床癥狀常會(huì)被誤診為由其他疾病或者營(yíng)養(yǎng)管理引起的問(wèn)題。

　　四個(gè)階段

　　霉菌毒素的毒性水平取決于多種因素，包括毒素種類、含量、動(dòng)物持續(xù)攝入時(shí)間。同樣，動(dòng)物的種類、年齡、激素和營(yíng)養(yǎng)水平等也有影響。豬是對(duì)霉菌毒素最為敏感的動(dòng)物之一(Richard, 2007)（見(jiàn)表格1）。

　　表格1- 動(dòng)物種類對(duì)主要幾種霉菌毒素的敏感性

　　同其他的異生物質(zhì)一樣，霉菌毒素在進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)后可以應(yīng)用毒藥物動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)（ADME系統(tǒng)）來(lái)研究其毒藥物動(dòng)力學(xué)機(jī)理。根據(jù)這項(xiàng)系統(tǒng)，我們可以分為吸收、分布、代謝（生物轉(zhuǎn)化）和排泄，共四個(gè)步驟來(lái)研究解釋霉菌毒素從進(jìn)入體內(nèi)到排除體外的過(guò)程和現(xiàn)象。這類系統(tǒng)的研究可以幫助我們進(jìn)一步解釋不同霉菌毒素含量對(duì)不同動(dòng)物種類的影響。

　　圖片2  ADME系統(tǒng)對(duì)霉菌毒素的應(yīng)用

      吸收方式：被動(dòng)擴(kuò)散

　　吸收方式?jīng)Q定了霉菌毒素進(jìn)入體內(nèi)的途徑，進(jìn)入血液的通路及在體內(nèi)分布。霉菌毒素在消化道通過(guò)腸道細(xì)胞磷脂雙分子層（疏水性）經(jīng)被動(dòng)吸收進(jìn)入體內(nèi)，吸收的速率取決于霉菌毒素的物理特性及濃度。親脂性的霉菌毒素更易被轉(zhuǎn)運(yùn)。黃曲霉毒素B1的吸收率大約在80%，而伏馬毒素B1的濃度不超過(guò)3%。

　 通過(guò)血液進(jìn)行分布

　　霉菌毒素通過(guò)血液向動(dòng)物體內(nèi)分布，分布的速度和能力主要取決于其結(jié)合血漿蛋白的能力（例如黃曲霉毒素和赭曲霉毒素主要結(jié)合血清白蛋白）。另外，霉菌毒素也可以通過(guò)肝腸循環(huán)（分泌膽汁）和腎臟的重吸收（如赭曲霉毒素A）等方式進(jìn)行重新分布。這些過(guò)程使得霉菌毒素在血液內(nèi)的遺留的時(shí)間加長(zhǎng)，增強(qiáng)了機(jī)體的吸收，也因此加劇了霉菌毒素的毒性。

　　這類新的技術(shù)可以檢測(cè)分析霉菌毒素及其代謝產(chǎn)物在靶器官（如肝臟和腎臟）的分布。動(dòng)物檢測(cè)樣品主要來(lái)自于動(dòng)物尸檢和屠宰場(chǎng)采樣。

　　代謝及排泄

　　動(dòng)物機(jī)體為了清除體內(nèi)的霉菌毒素，會(huì)通過(guò)一系列的生物轉(zhuǎn)化過(guò)程將其代謝為其他產(chǎn)物。機(jī)體主要通過(guò)胃腸道內(nèi)微生物或解毒器官（例如肝和腎）內(nèi)的酶來(lái)對(duì)霉菌毒素進(jìn)行降解。而對(duì)反芻動(dòng)物而言，瘤胃微生物是抵抗霉菌毒素的首道防線。一些瘤胃微生物可以將霉菌毒素代謝為弱毒性物質(zhì)（例如黃曲霉毒素醇aflatoxicol、OTA-α、de-環(huán)氧-脫氧雪腐鐮刀烯醇）或轉(zhuǎn)化為滲透率較低的物質(zhì)（例如α-玉米赤霉烯酮），從而降低毒素毒性。動(dòng)物對(duì)AFB1的代謝有多個(gè)途徑，其中代謝產(chǎn)物AFB1-8,9環(huán)氧化合物，具有致癌性，可與DNA和血清白蛋白共價(jià)結(jié)合。AFB1經(jīng)P450氧化酶CYP450家族成員代謝轉(zhuǎn)化為AFM1（羥基化）、AFQ1（羥基化）、AFP1（去甲基化）和黃曲霉毒素醇等，前三者活性較低，可經(jīng)尿液直接排除或與葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶結(jié)合經(jīng)糞便排出；黃曲霉毒素醇又可被氧化成AFB1。最后，霉菌毒素對(duì)動(dòng)物機(jī)體的損傷程度及通過(guò)尿液、糞便或其他方式排泄的途徑主要取決于動(dòng)物的種類及對(duì)毒素的代謝途徑。

         

             圖3 黃曲霉毒素B1 的生物轉(zhuǎn)化

　

　　三種霉菌毒素標(biāo)記物

　　生物標(biāo)記物(biomarker)不僅可從分子水平探討霉菌毒素對(duì)機(jī)體組織損傷的作用機(jī)制，而且在準(zhǔn)確、敏感地評(píng)價(jià)早期、低水平的損害方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可提供早期預(yù)警，很大程度上為臨床獸醫(yī)師提供了輔助診斷的依據(jù)。建立一套生物標(biāo)記物需要許多毒理學(xué)研究和廣泛的驗(yàn)證。例如，研究生物標(biāo)記物與霉菌毒素劑量或癥狀發(fā)展程度的關(guān)系。依據(jù)動(dòng)物暴露于霉菌毒素的過(guò)程及癥狀發(fā)展程度，生物標(biāo)記物可以分為三種類型：接觸、效應(yīng)和敏感性（生物標(biāo)記物研究委員會(huì)，1987）。

　　圖片4 疾病發(fā)展過(guò)程及生物標(biāo)記物的分類

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　　接觸型生物標(biāo)記物是特異性的，可以為霉菌毒素或其任何一種代謝產(chǎn)物；而效應(yīng)型生物標(biāo)記物一般是非特異性，表明機(jī)體內(nèi)組織結(jié)構(gòu)或功能發(fā)生變化。某些結(jié)構(gòu)功能的變化也可以作為接觸型生物標(biāo)記物來(lái)識(shí)別。鞘脂類物質(zhì)直接與細(xì)胞調(diào)節(jié)過(guò)程相關(guān)。伏馬毒素與神經(jīng)鞘氨醇（Sphinngosine，SO）和二氫神經(jīng)鞘氨醇（Shpinganine，SA）的結(jié)構(gòu)極為相似，可以抑制N-脂?；窠?jīng)氨醇合成酶，阻斷SO合成，引起SA升高，從而導(dǎo)致組織、血、尿中SA/SO比例升高，促發(fā)疾病。

　　早期識(shí)別

　　生物標(biāo)記物的優(yōu)勢(shì)在于幫助我們更好的監(jiān)控霉菌毒素對(duì)動(dòng)物影響的過(guò)程。早期識(shí)別可以幫助控制疾病發(fā)展和霉菌毒素積累效應(yīng)（見(jiàn)表1）。

　　由于飼料中霉菌毒素的不均勻分布等多種因素的影響，我們常難以準(zhǔn)確診斷出原料和日糧中毒素的含量。Legislation推薦增加采樣數(shù)量來(lái)增加檢測(cè)的準(zhǔn)確性（見(jiàn)圖5），但在實(shí)際操作中往往難以實(shí)現(xiàn)。

　　Adiveter 研究出一整套針對(duì)霉菌毒素敏感有效的診斷技術(shù)，包括分析肝、腎中霉菌毒素及其代謝產(chǎn)物的含量（通過(guò)尸檢或屠宰場(chǎng)采樣）。這套診斷技術(shù)經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明有效，目前已經(jīng)被歐洲許多國(guó)家用于監(jiān)控器官中霉菌毒素限量（FAO，2004）。這類檢測(cè)結(jié)果具有“放射性”，可以直接幫助獸醫(yī)診斷出牧場(chǎng)存在哪些霉菌毒素，從而可以采取及時(shí)有效的防范措施。同時(shí)，該方法也可以用于評(píng)價(jià)霉菌毒素吸附劑的效果。

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