饲料中霉菌毒素对动物免疫功能的影响

易中华 彭 莉

饲料中霉菌毒素对动物免疫功能的影响

易中华 彭 莉

易中华，江西农业大学动物科技学院，博士，副教授，330045，江西省南昌市经济技术开发区志敏大道。

彭莉，江西省自学考试委员会办公室。

饲料霉变的典型特征是产生霉菌毒素，可造成高达10%的经济损失，是饲料工业和畜牧业生产中不可忽视的问题。霉菌毒素对动物的影响，除导致急性中毒和死亡外，更重要的是产生不易被发现的机体免疫机能下降、生长受阻、生产性能和抗病力降低等慢性症状，而且还可能通过食物链危及人类健康。因此，饲料霉菌毒素污染问题已引起世界的广泛关注。

免疫系统是几种重要霉菌毒素作用的一个重点靶系统（Bondy和Pestka，2000)。众多试验证实，霉菌毒素具有免疫毒性(Pestka 和 Bondy，1994；Pier，1981；Thurston，1986；Vidal，1990)。当一种毒素抑制免疫系统的一种或多种功能时，其有害影响便表现出来，结果削弱机体抗病力。霉菌毒素可先致使畜禽染病，然后可能再造成拒食和生产性能下降。肉用动物染病增加，可使沙门氏菌和李氏杆菌等人畜共患病的疾原传播增加。兽医临床师认为，动物采食霉菌毒素污染的饲料后免疫功能受到抑制(Richard等，1978)。由镰刀菌和曲霉-青霉群产生的霉菌毒素具有显著的免疫毒性。霉菌毒素对免疫的影响在自然条件下很难研究，主要是通过霉菌毒素诱发试验动物免疫功能改变而得到研究结果的。现将饲料中几种重要霉菌毒素对动物免疫功能产生的毒害影响综述如下。

1 黄曲霉毒素(Aflatoxins)

众所周知，黄曲霉毒素是主要的肝毒素和致肝癌物，它们还可引起家畜传染病的爆发。黄曲霉毒素1961年引起火鸡X病爆发，同时引发沙门氏菌病和念珠菌病(Siller和Ostler，1961)。美国西南部玉米黄曲霉毒素含量曾经很高，该地区随后爆发过猪沙门氏菌病(Miller等，1978)。大量试验结果表明，黄曲霉毒素极易降低动物对细菌性、真菌性和寄生性传染病的抗病力(Pier，1981，1986；Pier等，1980；Richard 等，1978)。表1概括了黄曲霉毒素免疫抑制的一般特征。在论述黄曲霉毒素与免疫的研究结果时，应特别谨慎。因为有些研究使用的是黄曲霉毒素混合物，有些研究使用的则是黄曲霉毒素B1纯合物，而不同黄曲霉毒素的毒性作用是有差别的(Bodine等，1984)。一般而言，实验动物上的研究结果认为，黄曲霉毒素B1显著抑制细胞介导的免疫反应。关于黄曲霉毒素诱发的免疫调节，已有这方面的论述(Pestka和 Bondy，1994；Pier等，1986；Richard等，1978)，其中得到最广泛研究的是黄曲霉毒素B（1AFB1）。

表1 黄曲霉毒素对免疫的影响

1.1 对细胞免疫的影响

在对淋巴细胞的影响方面，黄曲霉毒素B1能抑制牛外周淋巴细胞对植物血凝素和刀豆球蛋白A的反应，还可抑制患结核病牛的淋巴细胞对结核菌素纯化蛋白的反应（Pauls，1977）。结核菌素引起鸡的迟发性过敏反应和移植反应试验也表明，其细胞免疫受到抑制。而兔由二硝基甲苯引起的迟发性过敏反应中则出现淋巴细胞减少，并伴有中性白细胞代偿性增加。近来的研究认为，T淋巴细胞调节的细胞免疫反应似乎更易受到黄曲霉毒素的影响。给6日龄鸡胚注射黄曲霉毒素后其淋巴细胞增生减少，宿主的移植排斥反应也受到抑制。注射黄曲霉毒素会使18日龄鸡胚的T、B淋巴细胞DNA出现损伤（Dietert等，1985），而这个时期正是T、B淋巴细胞发生分化、增重和发展的时期。产蛋鸡淋巴细胞数量的下降与饲喂黄曲霉毒素的剂量有相关性，黄曲霉毒素能够影响淋巴细胞中的腺苷脱氨酶，使其活性下降，而血清中腺苷脱氨酶活性却不变（Ghosh等，1991；Ali等，1994）。

在对吞噬细胞影响方面，血小板吞噬细胞的数量对饲料中的黄曲霉毒素不敏感，但其平均吞噬能力会显著下降（Chang，1979）。血小板吞噬细胞的数量主要决定于对热敏感的血清因子，而黄曲霉毒素对该因子无影响。这一发现与其他类型的吞噬细胞如异嗜性白细胞、巨噬细胞和单核细胞相反，它们对低剂量的黄曲霉毒素也很敏感，黄曲霉毒素的剂量达1.25μg/g将降低其平均吞噬活力，剂量为2.5μg/g时还能减少单核细胞的数量，单核细胞移动力也将受到直接或间接的损害。单核细胞发挥吞噬作用需要降低对热敏感的血清因子活性，这使得单核细胞吞噬系统的血液循环量减少，因此发挥不了防御作用。黄曲霉毒素不仅降低吞噬细胞的吞噬能力，还能减少细胞的炎症反应（Neldon-Qrtiz和Qureshi，1992）。饲喂黄曲霉毒素母鸡所产子代的巨噬细胞活性氧中间产物减少（Qureshi，1998）。这种活性氧中间产物对清除细胞浆中的抗原具有重要作用，从而进一步说明巨噬细胞获取和呈递抗原的能力降低了。而巨噬细胞摄取抗体包被的SRBC的减少则意味着Fc受体功能的改变，减少暴露机会或降低抗体结合到巨噬细胞表面的亲和力。

1.2 对体液免疫的影响

试验发现黄曲霉毒素鸡主要免疫反应的抑制程度与饲喂的剂量有关，以10μg/g剂量添加的黄曲霉毒素能抑制血凝素的形成，并使鸡的胸腺和法氏囊分别减轻55%和33%（Thaxton等，1974）。这也合理地解释了为什么动物饲喂黄曲霉毒素后对其他疾病的易感性增加。饲料中添加2.5μg/g剂量的黄曲霉毒素后，鸡的免疫组织能产生与兔红细胞发生反应的凝集素，IgM变化不大，但血清中IgG和IgA浓度降低（Giambrone，1978）。在兔的黄曲霉毒素免疫抑制试验中，兔的血清总蛋白水平下降，而且兔对绵羊红细胞的血凝集素结合水平也下降（Sahoo，1996）。

其他相关试验也揭示了黄曲霉毒素中毒会引起机体血凝素和免疫球蛋白（如IgG、IgA）水平的下降（Ali等，1994；Gampbel等，1998）。采用含黄曲霉毒素的饲料饲喂IB、IBD、NDV免疫后的鸡，测定其相应的抗体结合率，与对照组相比结合率极显著下降。黄曲霉毒素在体内能够抑制RNA聚合酶，继而阻止蛋白质的合成（Mohiuddin等，1993）。因此黄曲霉毒素引起的白蛋白和球蛋白水平下降可能是特异性免疫球蛋白合成受到抑制的结果。而影响抗体产生的机制可能是通过抑制淋巴细胞生成，提高血清抗体的转化，或者说是降低抗体在免疫早期的半衰期（Azza Grabal，1997；1998 等）。

2 单端孢霉烯（Trichothecenes）

单端孢霉烯类毒素（Trichothecenes）在抑制免疫方面的作用可能与黄曲霉毒素同等重要。单端孢霉毒素是潜在的蛋白质合成抑制剂，主要对快速生长的组织（如皮肤和粘膜）和免疫器官（胸腺和法氏囊）产生影响，可调节机体免疫功能。急性单端孢霉烯族毒素中毒可导致骨髓、淋巴结、脾脏、胸腺、肠道粘膜等细胞分裂活跃组织的严重破损。大量研究报道，以口服或其它方式接毒低剂量单端孢霉烯族毒素对免疫活性细胞、寄主抗性、免疫球蛋白合成等功能产生影响（Pestka 和 Bondy，1994；Rotter等，1996；Thurston 等，1986；Vidal，1990）。

实验动物接触单端孢霉烯族毒素后对传染病的敏感性增强。多次接触单端孢霉烯类毒素可导致动物对念珠菌（Salazar等，1980）、隐球酵母菌（Fromentin等，1981）、李氏杆菌（Corrier和 Ziprin，1986a、b；Pestka等，1987；Tryphonas等，1986）、沙门氏菌（Boonchuvit等，1975；Tai和 Pestka，1988、1990；Vidal和 Mavet，1989）、分支杆菌（Kanai和 Kondo，1984）、1 型单纯疱疹病毒（Friend等，1983）等病原的易感性显著增加。动物对脂多糖的易感性在同时接毒T-毒素后显著增加，这意味着动物抗脂多糖能力下降可能是对革兰氏阴性菌易感性增加的原因之一（Tai和Pestka，1988）。

2.1 对细胞免疫的影响

单端孢霉烯对免疫细胞产生直接作用。在接触T-2毒素或脱氧雪腐镰菌烯醇(DON)的动物中，已证明淋巴细胞反应有所减弱。免疫细胞的这种活动可以在体外试验中用一种称为“增殖评定”的方法进行检测。其原理是淋巴细胞能诱导或抑制细胞的增殖。该方法主要测定增殖细胞中新合成的DNA的量。在增殖细胞中用胸腺嘧啶脱氧核苷类似物Brdu接合到细胞DNA中，再通过酶联免疫方法检测Brdu。Brdu的检测水平与细胞增殖呈正相关。

单端孢霉烯影响动物细胞免疫，当传染病抗病机理取决于细胞免疫时，可导致动物抵抗力的下降，进而引发继发性传染病(Corrier和Ziprin，1986；DiNicola 等，1978；Tai和 Pestka，1988b)，见表 2。

有研究发现，短期腹腔注射T-2毒素可刺激免疫并增强对李氏杆菌病的抗病力，但染病后再注射T-2毒素则抑制免疫（Corrier等，1986）。小白鼠发病前注射T-2毒素后对乳房炎抗病力也有类似的增强现象（Cooray和Jonsson，1990）。T-2毒素还可以引起胸腺萎缩，导致T淋巴细胞和白细胞介素等淋巴因子数量减少或机能降低，破坏皮肤粘膜的完整性，抑制白细胞和补体C3的生成，从而影响机体免疫功能。该毒素能通过胎盘影响胎儿组织器官的发育和成熟。此外还有大量的研究表明，T-2毒素使机体对沙门氏杆菌和李氏杆菌等的抵抗力降低（Pier，1991）。

表2 单端孢霉烯对细胞免疫和传染病的影响

脱氧雪腐镰刀菌烯醇、T-2毒素或其它单端孢霉烯族毒素增强或减弱动物B细胞和T细胞有丝分裂的程度与剂量大小有关（Friend 等，1983；Hughes等，1988、1989；Paucod等，1990）。如果连续5周摄入2mg/kg剂量的脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Tryphonas等，1986）或连续1周摄入5 mg/kg剂量的脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Robbana和Barnat等，1988），细胞有丝分裂会受到抑制。低剂量单端孢霉烯族毒素则增强淋巴细胞的有丝分裂（Cooray，1984；Tomar 等 ，1986、1987、1988；Bondy 等 ，1991）。

2.2 对体液免疫的影响

单端孢霉烯族毒素也可影响抗体的产生。多次接触单端孢霉烯族毒素可减弱鼠科动物对绵羊红细胞的抗体反应（Rosenstein等，1979；Pestka等，1987）。脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）会损害体液免疫。它会促使小鼠的免疫球蛋白A、细胞总数和CD4＋细胞的百分率增加。实验中脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）的饲喂量在2mg/kg以下便会使血清免疫球蛋白A（IgA）增加，在25mg/kg时影响达到最大。饲喂脱氧雪腐镰刀菌烯醇的大鼠血清IgA水平显著升高，与此同时血清IgM和IgG水平下降（Forsell等，1986）。IgA能与细菌和自身抗体起反应（Rasooly和Pestka，1992）。因此在血清IgA水平升高的同时还伴随免疫病理学变化，如聚合IgA和IgA免疫复合体增加、肾系膜IgA积聚以及出现血尿症，这些影响持续的时间很长（Dong和Pestka，1993），该症状与人类血管球性肾炎或血清免疫球蛋白A（IgA）肾病极其类似（Dong等，1991）。雄性动物发生IgA肾病的几率远大于雌性动物。雄性的小白鼠比雌性更容易患脱氧雪腐镰刀菌烯醇诱发的IgA肾病（Greene等，1995）。

3 赭曲霉毒素A（Ochratoxin A）

赭曲霉毒素A（Ochratoxin A）具有免疫调节作用（Thurston等，1986）。赭曲霉毒素A造成的免疫抑制一般表现为胸腺、法氏囊和集合淋巴结（派依尔氏结，Peyer's patches）淋巴细胞减少（Boorman，1984；Chang等，1979）。研究还发现赭曲霉毒素A可引起动物免疫器官变化，使多种动物胸腺、法氏囊、脾脏和淋巴结中的白细胞数量减少，巨噬细胞和单核细胞的移动能力下降（Dwivedi和Burns，1985）。赭曲霉毒素A对细胞免疫（T细胞和B细胞）也有抑制作用（Lee等，1989）。血液总蛋白、白蛋白和球蛋白含量以及肾脏磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）的活性都可作为赭曲霉毒素A中毒的敏感指标（Krogh，1991）。证据显示赭曲霉毒素A对免疫球蛋白和巨噬细胞也能产生影响（Burns和 Dwived，1986）。

研究赭曲霉毒素A的免疫抑制作用所用动物主要是家禽。在家禽中肉鸡细胞免疫反应受赭曲霉毒素A的影响比鹌鹑和火鸡大（Burns和Dwivedi，1986）。肉鸡和火鸡赭曲霉毒素中毒后埃希氏沙门菌引起的气囊炎显著增加（Hamilton等，1982）。抗生素对治疗采食受赭曲霉毒素A污染饲料后发生气囊炎的家禽无效，但饲料更换之后可见效。

虽然腹腔注射赭曲霉毒素A可抑制动物抗体对绵羊红细胞或流产布鲁氏菌的反应（Creppy等，1983；Haubeck 等，1981；Prior和 Sisodia，1982）。但是通过饲料进食赭曲霉毒素A不会使T-独立性或T-依赖性抗体反应降低 （Campbell等，1983；Prior和 Sisodia，1982；Richard等，1975）。苯丙氨酸可减轻赭曲霉毒素A诱发的小白鼠免疫抑制以及肉鸡的死亡率，在以不同方式研究赭曲霉毒素A的免疫毒性时，必须考虑饲料与营养因素的差别（Gibson等，1990；Haubeck等，1981）。

4 烟曲霉毒素（Fumonisins）

1988年发现了一类被称为烟曲霉毒素的霉菌毒素（Gelderblom等，1988b）。它们由轮状镰刀霉与串珠镰刀菌（F.proliferatum）所产生（Marasas，1996），广泛分布在世界各地的玉米中。其中以烟曲霉毒素B1最为常见，研究也最深入。与镰刀霉素C（fusarin C）不同，烟曲霉素B1被证实确实会引起一些轮状镰刀霉疾病，这些疾病包括马的脑白质软化症(Kellerman等,1990)、猪肺水肿(Colvin 和 Harrison，1992)，田鼠(Voss等，1995)、家鼠(Sharma 等，1997)和兔（Gumprecht等，1995）的肝脏和肾脏中毒。

大白鼠烟曲霉毒素中毒的常见症状是急性肝功能障碍，有时甚至使肝细胞癌变（Gelderblom等，1992）。烟曲霉毒素除了导致肝脏中毒外还可引起其他中毒症状。高剂量烟曲霉毒素使马出现肝病的同时还导致严重的系统紊乱。烟曲霉毒素B1对鞘脂类代谢的关键酶——N-乙酰转移酶有抑制作用。这种酶参与鞘氨醇和二氢鞘氨醇转化为神经酰胺的生化反应。由于这种代谢途径涉及细胞调控和其它重要生化反应，它的破坏可产生很多后果（Wang等，1991）。烟曲霉毒素影响神经鞘脂代谢产生的疾病具有物种特异性。烟曲霉毒素B1是马脑软化和猪肺水肿的致病因子，对大白鼠则使肝脏中毒和致癌（Gelderblom等，1991；Marasas等，2001）。饲喂含有轮状镰刀霉培养物日粮的老鼠会出现食管增生现象 (Marasas等，1984)。轮状镰刀霉培养物能提高亚硝胺诱导老鼠食管肿瘤的发生率(van Rensburg等，1982)。给老鼠饲喂轮状镰刀霉培养物或者接种轮状镰刀霉菌或者含有N-甲基-N-苯甲基亚硝胺等亚硝胺的玉米面包后，会出现表皮增生、刺瘤和前胃癌变现象(Jaskiewicz等，1986)。轮状镰刀霉MRC602和826系培养物能使老鼠患肝癌(Jaskiewicz等，1986)。但是并非所有轮状镰刀霉的培养物都具有致癌作用，将MRC1069系培养物饲喂给老鼠就不会导致肝癌(Jaskiewicz等，1986)。猪静脉注射烟曲霉毒素7 d以上（总剂量4.6～7.9 mg/kg）或饲料中烟曲霉毒素含量为48～166mg/kg时，肺部巨噬细胞中出现膜状物（Haschek等，1992）。烟曲霉毒素B1和B2对火鸡淋巴细胞具有毒性，其半数致死量为0.3～2μg/ml（Dombrink-Kurtzman等，1992、1994）。烟曲霉毒素B1（10～100μg）能使鸡腹膜吞噬细胞形态发生改变，细胞活力减弱，吞噬能力下降（Qureshi和Hagler，1992）。

5 玉米赤霉烯酮（Zearalenone）

玉米赤霉烯酮具有类似雌激素的作用。饲粮含量低于1 mg/kg时可导致动物雌性化，含量更高时则影响排卵、胚胎定植、怀孕、胎儿发育以及新生动物活力。

虽然很少研究报道玉米赤霉烯酮潜在的免疫毒性，但研究显示雌激素可降低动物对病原的抗性，增加肿瘤易感性，削弱细胞介导的免疫和炎症反应（Luster等，1980）。玉米赤霉烯酮及其类似物能抑制有丝分裂原诱发的淋巴细胞增殖（Forsell和Pestka，1985）。小白鼠采食含量为10mg/kg饲料2周后，对李氏杆菌抗病力下降，但对抗体或迟发型过敏反应没有影响（Pestka等，1987）。玉米赤霉烯酮和脱氧雪腐镰刀菌烯醇对同一免疫功能的影响没有协同效应。玉米赤霉烯酮和玉米赤霉烯醇（zearalenol）可诱导胸腺萎缩和巨噬细胞激活（Luster等，1984）。

54篇，刊略，需者可函索）

（编辑：崔成德，cuicengde@tom.com）

2009-12-07