霉菌毒素联合毒性研究进展

青岛农业大学动物科技学院 柳永振 朱凤华 宁雪娇 朱连勤

霉菌毒素（mycotoxin）是真菌产生的有毒次级代谢产物，全球每年约有25%的作物受到霉菌毒素污染，造成的经济损失十分严重（CAST，2003）。污染严重且对人和动物危害较大的霉菌毒素主要有：呕吐毒素（deoxynivalenol，DON）、玉米赤霉烯酮（zearalenone，ZEN）、T-2 毒素（T-2 toxin）、烟曲霉毒素（fumonisin，FUM）、赭曲霉毒素 A（ochratoxin，OTA） 以及黄曲霉毒素 B1（aflatoxin B1，AFB1）等。目前，对霉菌毒素的研究主要集中于单一毒素毒性的研究，但饲料及饲料原料中通常不仅仅存在一种毒素，而是多种毒素并存，并且联合霉菌毒素的摄入对健康造成的不良影响比单一毒素的摄入风险更大，因此，本文就饲料中常见霉菌毒素的联合毒性研究进展作一综述。

1 我国霉菌毒素的污染现状

近年来，霉菌毒素的相关调查报告表明，我国饲料及饲料原料中霉菌毒素的检出率和超标率均达到了较高的水平，且多种霉菌毒素共存。王若军和苗朝华（2003）研究报道，我国华南、华北和华中等地区的配合料中 ZEN、DON、FUM、AFB1、T-2毒素和OTA等6种霉菌毒素的污染较普遍，其检出率在90%以上，其中FUM和DON的污染较为严重，ZEN和OTA的污染次之。敖志刚和陈代文（2008）对我国饲料及饲料原料霉菌毒素污染状况进行了调查，结果表明，被检的配合饲料样品中ZEN、DON、FUM、AFB1和 OTA的检出率均在95%以上，OTA和DON的检出率高达100%，其中ZEN、FUM和DON的超标率分别为65.3%、71.4%和83.7%，平均含量分别为241.70、1500.00 μg/kg 和 1300.00 μg/kg， 属于重度污染。张丞和刘颖莉（2010）对全国各地的饲料和原料样品中霉菌毒素污染状况的调查显示，配合饲料样品中 ZEN、DON、FUM、AFB1和 OTA 阳性率分别为 85.3%、97.8%、93.21%、19.6%和11.5%， 含量分别为 225、740、887、14.8 μg/kg 和7.1 μg/kg。 陈心仪（2011）研究报道，被检玉米样品中 AFB1、ZEN、DON、FUM、T-2 毒素和 OTA 等霉菌毒素污染均比较普遍，其中ZEN、FUM和DON属重度污染。王金勇（2012）对全球配合饲料样品进行霉菌毒素的检测，结果发现，约90%的样品霉菌毒素检测呈阳性，超过65%的样品中存在2种或2种以上的霉菌毒素。配合饲料中AFB1、ZEN、DON、FUM 和 OTA 的阳性检出率分别为42%、58%、64%、64%和40%。由此可见，饲料及饲料原料中多种霉菌毒素同时存在的情况较为普遍，对于霉菌毒素危害的评估不能仅考虑单一毒素的危害，也要考虑多种霉菌毒素联合毒性的危害。

2 霉菌毒素的联合毒性

2.1 霉菌毒素的联合毒性效应 霉菌毒素间的联合毒性非常复杂，与毒素种类和剂量、染毒宿主、作用时间等因素有关。霉菌毒素的联合毒性效应主要有协同效应、加性效应、拮抗效应等。当一种以上的霉菌毒素作用于动物，对动物的毒性与各单一毒素毒性作用的累加相等时即为加性效应，若对动物的毒性超过各单一毒素毒性作用的累加即为协同效应，若对动物的毒性低于各单一毒素毒性作用的累加即为拮抗效应。霉菌毒素对动物的毒性互作的协同效应和加性效应见表1（Katiak 和 Radka，2011）。

表1 霉菌毒素对动物的毒性互作的协同效应和加性效应

2.2 两种毒素的联合毒性

2.2.1 AFB1和其他霉菌毒素的联合毒性 通过对猪、肉鸡、大鼠、小鼠等动物进行AFB1和FB1联合染毒的毒性试验，发现AFB1和FB1联合时毒性增强，呈协同效应或加性效应。Harvey等（1995）将100 mg/kg FB1和2.5 mg/kg AFB1单独和同时饲喂给生长期公猪，试验至35 d时发现，AFB1组和FB1+AFB1组动物日增重、饲料消耗显著降低；而FB1组则无显著变化，证明AFB1和FB1的联合作用显著降低了采食量和动物日增重，并且两者存在协同作用。孙桂菊等（2005）以灌胃的方式，单独或联合饲喂大鼠 AFB1（50 或 100 μg/kg）和 FB1（100 μg/kg）30 d， 结果表明，AFB1和 FB1存在联合毒性作用，在动物体内存在相加作用或协同作用。Tessari等（2006）在肉鸡饲料中分别添加0、50、200 mg/kg AFB1和 0、50、200 mg/kg FB1单独和联合染毒，试验周期期为8～41日龄，研究AFB1和FB1联合染毒对肉仔鸡的影响，结果表明，试验开始至肉鸡41日龄时，与对照组相比，各霉菌毒素染毒组肉鸡日增重降低，心脏相对重量增加，在单独染毒200 mg/kg FB1，或与AFB1联合染毒时，肝脏的相对重量才增加。试验开始至肉鸡35日龄时，各霉菌毒素染毒组肉鸡抗体滴度均降低，FB1与AFB1联合染毒时肉鸡抗体滴度更低。200 mg/kg AFB1和200 mg/kg FB1联合染毒，肝脏胆管出现空泡变性及细胞增殖，肾小管出现水样变性。结果证明，AFB1和FB1联合染毒，对肉鸡日增重、肝脏、免疫应答的毒性呈加性效应。Ribeiro等（2010）研究报道，与单一毒素染毒相比，不同浓度的FB1和AFB1同时染毒未显著改变大鼠肝细胞存活率，但诱导细胞凋亡存在时间和毒素的浓度呈依赖性。

Golli-Bennour等（2010）在猴肾 Vero细胞培养基质中添加单一或组合的AFB1和OTA检测其对该细胞的毒性，结果表明，AFB1和OTA引起的细胞存活率的显着减少呈剂量依赖性；AFB1和OTA联合引起DNA片段化水平的增加，AFB1和OTA似乎参与细胞凋亡过程，AFB1和OTA联合时具有加性效应。而 Wangikar（2007、2005）研究AFB1和OTA联合对新西兰兔和小鼠胚胎毒性影响，结果表明，AFB1和OTA存在拮抗效应，二者联合可减轻对胚胎的毒害。

2.2.2 单端孢烯族霉菌毒素和其他霉菌毒素的联合毒性 单端孢烯族霉菌毒素包括DON、T-2 toxin、ZEN等毒素，这类霉菌毒素同时存在时毒性作用往往增强。Feng等（2008）研究报道，1 mg/kg DON和250 μg/kg ZEN分别单独作用于猪时是安全的剂量，但当两者在该剂量下同时染毒时导致猪发生严重的病变。Ficheux等（2012）通过对体外培养的造血前体细胞培养基质添加DON、T-2 toxin和ZEN等霉菌毒素两两组合，观察联合毒素对骨髓的影响，结果表明，DON和T-2 toxin同时染毒时，对骨髓毒性具有协同作用；DON和ZEN、T-2 toxin和ZEN染毒时，对骨髓毒性具有加性效应。Sugiyama等（2011）研究报道，DON和雪腐镰刀菌烯醇组合的毒性具有加性效应。

与单一毒素相比，DON和FB同时染毒对动物造成的危害更大。Grenier等（2011）在仔猪日粮中添加3 mg/kg DON和6 mg/kg FB单一或两种毒素，结果发现，单一或两种毒素对仔猪的生产性能无影响，对血液生化指标影响很小；DON和FB同时染毒时，引起仔猪肝脏、肺脏和肾脏发生病变，并且肝脏病变最严重；染毒组接种疫苗后血浆中IgG水平降低，抗原刺激后淋巴细胞增殖减少，特异性免疫发生改变；染毒仔猪脾脏中细胞因子IL-8、IL-1b、IL-6和巨噬细胞炎性蛋白-1 b的表达量显著降低，结果表明，与单一毒素相比，DON和FB同时染毒，会引起仔猪更大的病理组织学变化和更强的免疫抑制。

Lusky等（2001）对体重为50～69 kg仔猪饲喂含OTA、ZEN和DON单独或组合的饲料，90 d后观察单一毒素及联合毒素对仔猪健康状况并检测组织器官中毒素的残留量，结果发现，由于OTA，ZEN和DON代谢速度快，1000 μg/kg DON和250 μg/kg ZEN单独或与其他毒素组合不能导致器官与组织的残留。OTA、ZEN和DON同时染毒时并未观察到有明确的相加或协同作用。

2.2.3 OTA和其他霉菌毒素的联合毒性 在细胞培养基质中添加OTA和FB1，检测毒素对C6神经胶质瘤细胞、Caco-2细胞、Vero细胞的毒性，结果表明，OTA和FB1组合的毒性具有协同效应（Creppy 等，2004）。 Domijan 等（2007）研究报道，大鼠口服 OTA （5 ng/kg·bw 和 50 μg/kg·bw）和FB1（200 ng/kg·bw 和 50 μg/kg·bw）或其组合，结果表明，与对照组及相应剂量的霉菌毒素组相比，低剂量OTA+FB1组增加了肝脏和肾脏的丙二醛浓度和蛋白羰基含量，而未改变肾脏中过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性；低剂量OTA+FB1组几乎影响到所有的参数，这表明其可能产生氧化损伤。通过OTA和桔霉素联合作用于鸡胚的毒性试验，证实，OTA和桔霉素联合呈加性效应（Veselá 等，1983）。

2.3 三种毒素的联合毒性 目前，对三种或更多种霉菌毒素间的联合毒性的研究较少。通过对肉鸡饲喂含OTA、FB1和T-2毒素单一或组合的饲料，试验至21 d，OTA、FB1和T-2毒素中任意两种毒素组合对肉鸡日增重、采食量和血清中GGT的含量的作用呈协同效应，而与任意两种毒素组合相比，三种毒素同时饲喂时其毒性并未增强 （Raju 和 Deuegouda，2000）。 Kouadio 等（2007） 通过研究 FB1、ZEN、DON 两两或三元组合对Caco-2细胞系的影响，结果发现，这些霉菌毒素之间相互组合导致细胞活力降低的递增顺序为：FB1+ZEN＜FB1+DON＜ZEN+DON＜FB1+DON+ZEN；与单一毒素相比，FB1和雌二醇和/或ZEN提高了Caco-2细胞活性；ZEN或FB1和DON组合在发挥脂质过氧化作用时呈协同效应；10 μmol的 ZEN、DON、FB1抑制 DNA 合成的能力分别为 45%、70%和43%，而 ZEN、DON、FB1三种毒素每种浓度为 10 μmol两两组合抑制DNA合成的能力分别为35%、62%和65%，远低于加性效应，浓度为分别10 μmol的ZEN、DON、FB1三种毒素组合抑制DNA合成的能力仅为25%；ZEN、DON、FB1单一毒素可诱导 DNA 断裂，而这些霉菌毒素联合时对DNA的破坏程度更大，结果证明，ZEN、DON、FB1联合时，能引起脂质过氧化，DNA损伤、DNA片段化、DNA甲基化，并对Caco-2细胞产生细胞毒性。在细胞培养基质中添加单一或组合的DON、T-2 toxin和白僵菌素（Beauvericin，BEA）检测其对 CHO-K1细胞的毒性，结果表明，DON、T-2 toxin和BEA联合时其细胞毒性呈协同效应。而通过对Vero细胞的毒性试验表明，Vero细胞染毒后24、48 h和 72 h 时 BEA+DON、BEA+T-2 toxin、DON+T-2 toxin和BEA+DON+T-2 toxin呈拮抗效应，其中拮抗最显著的是DON+T-2 toxin组 （Ruiz等，2011a、2011b）。

3 展望

近年来，饲料中多种霉菌毒素共存的现象较为普遍，随着霉菌毒素联合毒性研究的开展，对霉菌毒素间的毒性互作效应的认识不断加深。目前，关于霉菌毒素联合毒性研究多集中于两种毒素之间，而三种或更多种霉菌毒素的联合毒性的报道较少，且霉菌毒素联合毒性的机理尚不清楚，有待进一步研究。

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