伏马毒素对猪的毒性研究进展

蒋艳成，陈志刚，许广人，袁巧玲，陈文惠，李啟皓，苏建明，雷红宇

（湖南农业大学动物医学院，湖南长沙410128）



饲料卫生

伏马毒素对猪的毒性研究进展

蒋艳成，陈志刚，许广人，袁巧玲，陈文惠，李啟皓，苏建明，雷红宇*

（湖南农业大学动物医学院，湖南长沙410128）

伏马毒素是玉米等饲料原料中常见的霉菌毒素之一，能引起猪心脏、肺脏、肝脏及肾脏等器官的损伤，影响机体的健康。本文主要综述了伏马毒素对猪的呼吸系统、心血管系统、消化系统、泌尿系统、生殖系统和免疫系统的毒性效应，为伏马毒素对猪的毒性作用与机制的深入研究提供参考。

伏马毒素；猪；毒性效应

伏马毒素（FB）主要由串珠镰刀菌（Fusarium moniliforme）和轮枝镰刀菌（Fusarium verticillioides）等真菌产生，属于一种天然毒素。目前，已知的FB相关化合物多达15种，依据其化学结构中R1、R2、R3、R4基团的不同，FB可分为A、B、C和P四类，其中毒性最强、被关注度最高的是B类中的FB1（Ahangarkani等，2014）。FB为水溶性霉菌毒素，对热稳定，但是随着温度的升高，其半衰期逐渐缩短，在150、125、100、75℃条件下的半衰期分别为10、38、175 min和8 h（王金昌等，2009）。另外，国际癌症相关机构已经把FB1列为2B类致癌物质。本文主要对FB的污染情况、毒性作用机理及其对猪各系统的毒性作用等研究进展进行了综述。

1　伏马毒素的污染情况

FB广泛存在于世界各地的玉米、小麦、大豆等农作物中（Boutigny等，2012；Garrido等，2012；Rodrigues和Naehrer，2012）。2007—2010年从巴西的巴拉那州的100份玉米源性食品样品中检测到FB1+FB2浓度为0.126～4.348 mg/kg，检出率分别达82%、51%（Martins等，2012）。2010年在土耳其萨姆松的100份玉米样品中，检出含FB1、FB2的样品数分别占总样品量的52%和25%，浓度范围分别为0.05～25.72 mg/kg和0.05～5.70 mg/kg（Demir等，2010）。2011年对韩国动物饲料中FB1、FB2含量的检测结果显示，FB污染率最高的是牛的配合饲料，FB1占了100%，FB2占了80%，家禽和猪饲料的污染水平次之，且家禽饲料FB1污染浓度最高，达14.60 mg/kg，而育肥小牛饲料FB2污染浓度最高，为2.28 mg/kg（Seo等，2013）。魏铁松（2013）对我国2011年内蒙古、甘肃、宁夏、河南、河北和山东六省的玉米样品中FB1和FB2含量进行了检测，发现不同省份的玉米样品的FB含量存在差异，山东玉米中FB污染率最高，FB1污染率占了81.1%，FB2污染率占了67.9%，综合分析发现玉米中FB污染率最低的为甘肃省，其FB（FB1+ FB2）平均含量为0.175 mg/kg。Rubert等（2013）对来自法国、德国和西班牙的玉米样品进行检测分析，发现FB1和FB2在有机玉米中的污染率分别为11.4%和11.3%。可见，FB在不同地区、不同时间段、不同农作物或其加工产品中的污染情况不尽一致，推测FB的污染与气候条件、储存方式以及农作物或其加工产品的性质等因素有关。

2　伏马毒素毒性作用机理

目前，FB的毒性作用机理并不十分清楚，猜测可能与FB对神经鞘脂类生物合成的破坏作用有关。神经鞘脂类是真核生物细胞膜上的重要成分，在细胞的分化、生长和程序化死亡中扮演着重要的角色。由于FB在结构上与二氢神经鞘氨醇（SA）和神经鞘氨醇（SO）极为相似。FB可能主要通过竞争的方式对神经鞘氨醇N-2酰基转移酶产生抑制作用，破坏了鞘脂类代谢，发挥毒性作用（Wang等，1991）。甚至可以将组织和血清中SA和SO的比值作为猪与大鼠等动物摄入FB的指标（Riley等，1994、1993）。

3　伏马毒素在猪体内的代谢动力学

FB在猪体内的代谢动力学研究主要是探究其在体内吸收、分布、代谢与排泄等过程的情况。Dilkin等（2010）给断奶公仔猪按5 mg/kg体重的剂量饲喂FB1，结果显示2 h后FB1浓度最高，达282 μg/mL，饲喂75 min至4 h，只有0.93%的FB1通过尿液排出，而在8～84 h有76.5%的FB1通过粪便排出，且在48 h时尿液和血浆中SA/SO比值最高。Szabó-Fodor等（2008）发现猪累积吸收FB1的量为4%，食糜中的FB1转化为完全水解的FB1和部分水解的FB1的量分别为1%与3.9%，FB1的衍生物主要累计在肝脏和肾脏，各器官中FB1转化为完全水解的FB1和部分水解的FB1分别为30%与20%，粪便中含有完全水解的FB1为12%，部分水解的FB1为47%，1.5%的FB1以尿液的形式排出。Szabó-Fodor等（2008）还提及猪肠道内的微生物能把大部分FB1转化为相同毒性或更高毒性的物质。另外，水解的FB1不损害肝脏、肠道，低毒性的水解FB1仅会轻微地影响鞘脂类的代谢（Grenier等，2012）。这一研究结果可以为减轻FB1的毒性作用提供一个重要的策略——将FB1转换成水解的FB1。

4　伏马毒素对猪的毒性效应

4.1对呼吸系统的毒性效应FB对猪呼吸系统的影响主要是引起猪肺水肿。1989年，美国成千上万头猪因食用霉变玉米而死于肺水肿，从而引起人们的广泛关注。大量试验证明，霉变玉米中主要毒素成分是FB1。给猪每天饲喂被FB1污染的饲料后，当FB1每天的摄入量高于16 mg/kg体重，饲喂4～7 d，猪就会患上致命性的肺水肿（Stockmann-Juvala和Savolainen，2008）。Stoev等（2012）提到给猪饲喂含一定剂量FB1的饲料，导致猪肺部血管的渗透性增加。进而可推测会造成大量浆液和纤维蛋白渗出到肺间质和肺泡腔，引起猪肺水肿。Ramos等（2010）研究也证明，在一定试验期内给猪饲喂含12 mg/kg FB1的饲料，猪可出现严重肺出血与间质水肿。

4.2对心血管系统的毒性效应Smith等（2000）给猪静脉注射纯化的FB1，按1 mg/kg的剂量给药4 d，观察到猪左心室内压变化最大速率、平均动脉压、心输出量、动脉血氧分压与动脉氧分压显著降低，并伴随平均肺动脉压、氧提取率及血红蛋白浓度的升高，且第5天猪血浆和左心室SO和SA的浓度显著增高，影响猪心血管功能。而且Smith等（2000）还指出猪左心衰竭可造成肺水肿，而并非是由于血管内皮通透性的变化引起肺水肿。这一结论与Stoev等（2012）的结论不一致，推测这可能与FB1处理的途径等因素有关。Gbore和Egbunike（2008a）给仔猪饲喂不同浓度的FB1，随着FB1浓度的升高，红细胞的生成与红细胞浓度减少，造成机体贫血，进而对呼吸系统产生影响，引起呼吸功能的损害，当FB1浓度达到10 mg/kg时，白细胞增多，当FB1浓度高于5.0 mg/kg，便可产生血液毒性。此外，Stoev等（2012）也提及FB1可升高猪大脑、肺以及肾等组织中血管的渗透性。

4.3对消化系统的毒性效应Lallès等（2010）用FB1饲喂断奶仔猪，发现对仔猪的生长速率影响较小，但对肝脏有增重效果，FB1处理组仔猪的αB晶体蛋白和环氧化酶-1（Cox-1）浓度远高于对照组，胃中Cox-1和神经型一氧化氮合酶（nNOS）浓度、空肠中热休克70 kDa蛋白（Hsp70）浓度与结肠中血红素氧合酶-2（HO-2）浓度均比对照组高，可见FB1可极大地提高结肠中αB晶体蛋白和Cox-1的水平，这也表明结肠是FB1诱导应激的重要靶组织。另外，相关学者还从组织形态学的角度探究了FB1对消化系统的毒性作用。Gbore（2007）证明摄入FB1可显著降低公猪肝与肾的总重量和相对重量，在摄入FB1的浓度为15.0 mg/kg时，会出现严重的肝坏死和/或病变、肠黏膜糜烂。但是在FB1对肝脏重量影响的问题上，Lallès等（2010）与Gbore（2007）的研究结果不一致，推测其与试验时间长短等因素有关。Lallès等（2009）的试验也证明，在FB1处理2 h后，可提高猪小肠细胞的通透性。

4.4对泌尿系统的毒性效应肾脏是泌尿系统中起生成尿液及排泄毒物等作用的重要器官，FB对猪泌尿系统的毒性研究也主要集中在肾脏。Stoev等（2012）研究发现，给猪饲喂染有FB1的饲料，可改变肾脏血管的渗透性，并使肾脏有轻度到中度的退行性变化，表现为肾毒性。此外，Ramos等（2010）给猪饲喂含12 mg/kg FB1的饲料，猪出现了增生性肾小球肾炎，近曲小管出现损伤。

4.5对生殖系统的毒性效应Cortinovis等（2014）探讨FB1对体外猪颗粒细胞的影响时，发现FB1抑制猪颗粒细胞增殖，促进孕酮的生成，对雌二醇的生成没有影响。说明FB1对母猪的生产具有潜在毒性作用。此外，Gbore（2007）也证明在公猪摄入15.0 mg/kg FB1后，会导致睾丸坏死和/或支持细胞变性。有文献报道，高浓度的FB1会影响公猪的精液产生与繁殖性能（Gbore，2009b；Gbore和Egbunike，2008b）。以上两方面的结果说明FB1对公猪与母猪均有一定的毒性作用。这也为公猪与母猪在生产阶段的饲养管理等提供了参考价值。

4.6对免疫系统的毒性效应免疫系统是猪机体的防御系统，而FB对猪免疫系统具有损害作用，影响机体健康。Gbore（2007）给猪饲喂FB1浓度为15.0 mg/kg的饲料，试验为期6个月，猪最终出现脾脏严重萎缩，淋巴细胞受损。Marin等（2006）给仔猪饲喂含8 mg/kg FB1的饲料28 d，分别在试验第7天和第21天，给猪接种无乳支原体疫苗，结果表明，公猪IL-10 mRNA的表达水平显著下降，特异性抗体水平亦降低，而母猪没有影响，说明FB1会造成猪的免疫抑制，并且性别不同对猪受FB1诱导的免疫抑制的影响程度也不同，对公猪的影响大于母猪。Taranu等（2005）也通过试验证明，FB1会降低在疫苗接种期间建立的特异性抗体反应，影响疫苗的抗体效价。De vriendt等（2009）给猪饲喂FB1的量为1 mg/kg体重的饲料10 d，结果表明，FB1会减少肠道内IL-12 p40的表达，损害肠道抗原递呈细胞，下调主要组织相容性复合体Ⅱ分子。大量试验结果表明，FB能够对猪免疫系统造成损害，引起免疫功能降低，造成免疫抑制，影响疫苗的免疫效果，甚至可能会造成继发性感染。

另外，摄入FB会延迟仔猪的性成熟（Gbore，2009a）。而且FB与其他霉菌毒素的联合中毒对猪的损害也较大（Dilkin等，2003）。甚至可能对多个系统具有相加或协同的毒理作用。

5　小结

综上所述，FB对猪呼吸系统、心血管系统、消化系统、泌尿系统、生殖系统以及免疫系统均有不同程度的毒性效应。但就目前而言，我国对FB的研究主要集中在检测方法的建立与优化方面，在毒性方面的研究较少。因此，FB对猪的毒性作用及机理今后还需进行更加深入的研究。

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Fumonisins are common mycotoxins in raw materials for animal feed just like corn，which can cause damage in many organs of pigs such as hearts，lungs，livers and kidneys，are harmful to the body’s health.In this article，the study progress on toxicity of fumonisins on porcine respiratory system，cardiovascular system，digestive system，urinary system，reproductive system and immune system were reviewed to provide reference for in-depth study of toxic effect and mechanism of fumonisin in porcine.

fumonisins；porcine；toxic effect

S816.33

A

1004-3314（2016）01-0035-04

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20160111

湖南农业大学大学生创新性实验计划项目（XCX1556）