霉菌毒素生物標(biāo)記物

畜牧人市場部2

　　
   為了能夠快速檢測出動物日糧中無色無味的霉菌毒素，科學(xué)家正在研究新的生物標(biāo)記技術(shù)。這項技術(shù)可以有助于快速檢測出動物肝臟中的霉菌毒素及其代謝產(chǎn)物。霉菌毒素在動物體內(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。

　　動物接觸霉菌毒素主要是通過消化道途徑，然而很少有人了解的是霉菌毒素也可以通過皮膚接觸和空氣吸入的方式影響到動物。動物長期暴露在中、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)帶來的危害和經(jīng)濟(jì)損失更為嚴(yán)重。而且，動物所表現(xiàn)的臨床癥狀難以診斷。一般的疾病都會對動物造成生理上的一些損傷，從而影響到生長速度或繁殖性能。而霉菌毒素所引起的非特異性臨床癥狀常會被誤診為由其他疾病或者營養(yǎng)管理引起的問題。

　　四個階段

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

　　表格1- 動物種類對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)入動物體內(nèi)后可以應(yīng)用毒藥物動力學(xué)系統(tǒng)（ADME系統(tǒng)）來研究其毒藥物動力學(xué)機(jī)理。根據(jù)這項系統(tǒng)，我們可以分為吸收、分布、代謝（生物轉(zhuǎn)化）和排泄，共四個步驟來研究解釋霉菌毒素從進(jìn)入體內(nèi)到排除體外的過程和現(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不同動物種類的影響。

　　圖片2  ADME系統(tǒng)對霉菌毒素的應(yīng)用

      吸收方式：被動擴(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腸道細(xì)胞磷脂雙分子層（疏水性）經(jīng)被動吸收進(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3%。

　 通過血液進(jìn)行分布

　　霉菌毒素通過血液向動物體內(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。這些過程使得霉菌毒素在血液內(nèi)的遺留的時間加長，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。動物檢測樣品主要來自于動物尸檢和屠宰場采樣。

　　代謝及排泄

　　動物機(jī)體為了清除體內(nèi)的霉菌毒素，會通過一系列的生物轉(zhuǎn)化過程將其代謝為其他產(chǎn)物。機(jī)體主要通過胃腸道內(nèi)微生物或解毒器官（例如肝和腎）內(nèi)的酶來對霉菌毒素進(jìn)行降解。而對反芻動物而言，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。動物對AFB1的代謝有多個途徑，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，霉菌毒素對動物機(jī)體的損傷程度及通過尿液、糞便或其他方式排泄的途徑主要取決于動物的種類及對毒素的代謝途徑。

         

             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機(jī)體組織損傷的作用機(jī)制，而且在準(zhǔn)確、敏感地評價早期、低水平的損害方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢，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)動物暴露于霉菌毒素的過程及癥狀發(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，1987）。

　　圖片4 疾病發(fā)展過程及生物標(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)記物來識別。鞘脂類物質(zhì)直接與細(xì)胞調(diào)節(jié)過程相關(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-脂酰基神經(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。

　　早期識別

　　生物標(biāo)記物的優(yōu)勢在于幫助我們更好的監(jiān)控霉菌毒素對動物影響的過程。早期識別可以幫助控制疾病發(fā)展和霉菌毒素積累效應(yīng)（見表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)量來增加檢測的準(zhǔn)確性（見圖5），但在實際操作中往往難以實現(xiàn)。

　　Adiveter 研究出一整套針對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（通過尸檢或屠宰場采樣）。這套診斷技術(shù)經(jīng)大量實驗數(shù)據(jù)證明有效，目前已經(jīng)被歐洲許多國家用于監(jiān)控器官中霉菌毒素限量（FAO，2004）。這類檢測結(jié)果具有“放射性”，可以直接幫助獸醫(yī)診斷出牧場存在哪些霉菌毒素，從而可以采取及時有效的防范措施。同時，該方法也可以用于評價霉菌毒素吸附劑的效果。

來源：江蘇奧邁生物科技有限公司