黄曲霉毒素对肉鸡毒性作用的研究进展

解静菲，陈诺蔓，李 潞，岳 珂，何彦锋，刘凯莉，徐婷婷，张朝栋，林露茜，曹芹芹，张喜文，黄淑成

（1.河南农业大学动物医学院，河南 郑州 450002；2.信阳农林学院动物科技学院，河南 信阳 464000）

霉菌毒素又称真菌毒素，广泛存在于土壤、谷类作物和青贮饲料中。 真菌种类繁多，迄今为止，已发现并命名300 多种［1］。 据报道，世界上1/4 的粮食受到真菌毒素的污染，我国主要分布的4 种真菌毒素分别是黄曲霉毒素、 玉米赤霉烯酮、伏马菌素和赭曲霉毒素A，污染最严重、危害最大的是黄曲霉毒素［2-4］。 黄曲霉毒素（aflatoxins）对动物存在严重的毒性作用， 报道较多的有肝毒性、肠毒性、免疫毒性、遗传毒性等。 首先，黄曲霉毒素具有高效的肝毒性， 不仅能诱导动物的肝损伤，还能在器官和组织中蓄积，对机体造成严重影响［5-6］。 当动物摄入黄曲霉毒素时，黄曲霉毒素可对肠道上皮细胞造成破坏进而导致肠道结构损坏，吸收营养物质的能力下降［7］。 有研究表明，黄曲霉毒素可以破坏免疫系统并强烈抑制免疫反应，从而影响细胞和体液免疫［8］。 此外，黄曲霉毒素也是一种遗传毒性物质，在体内代谢生成的中间产物环氧化合物极易与DNA 结合， 可引起DNA 氧化损伤、基因突变以及改变抑癌基因的表达［4］。 更严重的是，残留在禽肉、牛奶和鸡蛋中的黄曲霉毒素伴随食物链进入人体并蓄积，可对人体健康构成严重威胁。 笔者结合国内外研究报道，对黄曲霉毒素的性质、毒性进行概述，以黄曲霉毒素B1（aflatoxin B1，AFB1）为代表，从肠道功能障碍、免疫抑制、器官损伤和遗传毒性四个方面阐述黄曲霉毒素对肉鸡毒性作用的研究进展，以期为进一步阐明黄曲霉毒素对肉鸡毒性作用的分子机制，控制黄曲霉毒素对肉鸡养殖造成的危害提供参考。

1 黄曲霉毒素

1.1 黄曲霉毒素的性质

黄曲霉毒素主要是由黄曲真菌和寄生曲真菌产生的一类高毒性次级真菌代谢物质。目前，国际癌症研究机构（IARC）已把黄曲霉毒素定为一类致癌物［4，9］。 黄曲霉毒素是双呋喃香豆素类化合物，基本结构由氧杂萘邻酮（又称香豆素）和代表毒性的双呋喃环构成［10］。 黄曲霉毒素的产生环境为12～34 ℃，最适温度为25～30 ℃，当温度达到37 ℃时产毒会受到极大的抑制。 最适宜的相对湿度与含水量分别为80%～90%和17%～18%。 由于最佳酸碱环境为pH 值3.4～5.5， 酸性介质有利于黄曲霉毒素的产生， 而在碱性环境中毒素的生物合成会受到影响［4，11］。 黄曲霉毒素热稳定性高，对光和热耐受性强，在酸性、中性溶液中相对稳定。AFB1耐强酸和紫外线照射，只有在268～269 ℃的高温下结构才被分解和破坏［12］。 粮食在生产和储存过程中易受黄曲霉毒素污染， 可通过改变环境的温度、湿度、酸碱度，以及包装防腐处理等措施抑制黄曲霉毒素的产生。

1.2 黄曲霉毒素的种类和毒性

黄曲霉毒素种类较多，目前公认有20 多个亚型，可被归为二呋喃香豆素环戊烯酮组（包括B 组黄曲霉毒素、M 组黄曲霉毒素、 黄曲霉毒素Q1与黄曲霉毒醇）和二呋喃香豆素内酯组（包含G 组黄曲霉毒素），两组的化学构造存在较大差异［1］。 黄曲霉毒素在紫外灯下可产生荧光反应， 依照荧光颜色的不同分为代表蓝色的AFB1与AFB2和代表绿色的AFG1与AFG2，它们常存在于谷类、干果和坚果等农产品中。 此外，AFB1和AFB2的代谢产物分别是常存在于动物组织、尿液及牛奶中的AFM1和AFM2。 AFB1在动物微粒体混合功能氧化酶系的作用下产生AFQ1［3，13-14］。

黄曲霉毒素受环境、暴露水平与时间，以及动物种属、体质和营养健康状况等因素的影响呈现不同程度的毒性。 张禹等［12］报道，各类动物单次口服AFB1的半数致死量（LD50）为：兔0.3～0.5 mg/kg、雏鸭0.34～0.56 mg/kg、猫0.55 mg/kg、犬1.0 mg/kg、育肥猪0.62 mg/kg、绵羊2.0 mg/kg、雏鸡6.5 mg/kg、仓鼠10.2 mg/kg，且黄曲霉毒素具有毒性强的特点，较低浓度就可引发动物中毒［2］。 比照多种类 型 的 黄 曲 霉 毒 素， 毒 力 强 弱 为：AFB1＞AFG1、AFM1＞AFB2、AFG2， AFB2和AFG2毒 性 较 弱 而AFB1的毒性最强， 并且AFB1毒力比氰化钾高10倍，比砒霜高68 倍，其诱发肝癌的毒力比二甲基亚硝胺超出近75 倍［5］。

2 黄曲霉毒素的危害

2.1 易感性与免疫抑制

几乎所有动物对黄曲霉毒素存在中毒反应，特别是禽类中的雏鸡、鸭和火鸡。动物对黄曲霉毒素的敏感性随着性别、年龄、使役情况以及营养等不同有所差别［15］。同种动物在正常情况下，雄性比雌性敏感，幼龄动物比成年动物敏感，种用比肉用畜禽敏感，而孕畜敏感性最高，动物营养状况越差对黄曲霉毒素越敏感。

黄曲霉毒素可引发肉鸡、兔、豚鼠和猪等多种动物的免疫抑制，从而损害免疫系统功能，削弱机体对环境污染和病原微生物的抵抗力， 还可导致动物对病原微生物的易感性增加， 甚至能减弱疫苗的接种效果［10，16-17］。 研究发现，AFB1会阻碍猪从猪丹毒疫苗中获得免疫力， 从而大大降低疫苗的接种效果并且增加疾患风险［18］。

2.2 致病性与毒素残留

黄曲霉毒素中毒的动物表现为生长发育受阻、饲料转化率降低，采食量和日增重与毒素浓度呈负相关［19］。在猪上，饲料中的黄曲霉毒素含量为200～400 滋g/kg 时就可引起生长受阻［20］。 在奶牛上，黄曲霉毒素能造成消化机能障碍和紊乱，如干扰营养物质代谢、降低能量与养分的储存、损伤瘤胃发酵功能等［21］。 黄曲霉毒素的致病性主要体现在急性和慢性两方面。 急性期可导致肝实质细胞坏死、胆管增生、类脂功能障碍和肝出血；慢性期则包括中毒动物的亚急性或慢性肝损伤， 以及引发营养代谢功能障碍［22］。

动物摄入AFB1后，可在肝脏、肾脏、肌肉、血液、牛奶和蛋中检测到AFB1及其代谢物［23］。 在组织中检测到AFB1含量为：肝脏＞胸肌，血液中含量较低，肌肉检测后无发现［24-25］。 在泌乳母猪上，饲料中的黄曲霉毒素含量为0.5 mg/kg 就可导致乳汁中的毒素残留［20］。 在奶牛上，摄入含5 滋g/kg的AFB1饲料就可从牛奶中检测到50 ng/kg的AFM1［14］。

2.3 致畸性与致癌性

黄曲霉毒素能够引起生殖系统的畸变。 在猪上，可造成母猪假发情、不孕、受胎率下降、易流产、产弱仔、死胎，公猪雌性化和种猪繁殖力下降等。 在牛上， 可导致妊娠母牛泌乳能力下降或丧失、易早产和流产等。 在禽类上，可引发公禽生殖器官畸形病变、母禽卵泡萎缩、产仔数减少、成活率低下等［15］。 更值得关注的是，黄曲霉毒素可通过胎盘转移至胎儿体内，引起胎儿木乃伊化、畸形和遗传缺陷， 还可通过胎盘影响胎儿组织器官的发育［10-11］。

黄曲霉毒素具有较强的致癌性， 在体内蓄积能引起器官颜色、质地和重量改变。当动物长期中毒时， 黄曲霉毒素对肝脏的毒性作用不仅会导致肝脏萎缩硬化、功能异常，严重时还可见白色点状或结节状增生性肝癌病变。 此外，研究显示AFB1代谢产生的环氧化物也可诱发胃腺癌、 肾癌和直肠癌等［6，10，26］。 从公共卫生角度看，食用被黄曲霉毒素污染的肉、蛋、奶可能会增加其传播风险，人类摄入黄曲霉毒素后可引发免疫功能障碍类疾病或对肿瘤的易感性升高［17］。

3 AFB1 对肉鸡的危害

3.1 AFB1 对肉鸡生长发育的影响

饲料受到AFB1污染后不仅会导致营养价值和利用率减少， 也会对饲料质量和适口性产生影响。短期或长期饲喂被AFB1污染的饲料且超过中毒剂量后， 就可引起肉鸡生长迟缓或饲料转化率下降［5］。 黄海涛［6］研究了不同浓度的AFB1对黄羽肉鸡最终体重、平均采食量、日增重、料重比和存活率的影响，结果显示，不同浓度的AFB1没有效应依赖性。 然而当饲料中AFB1的浓度为20～100滋g/kg 时， 肉鸡饲料消耗量与体重的比例增加，但成活率降低。 何健［27］研究表明，0.075 mg/kg 的AFB1就能显著降低肉鸡的上市体重。 王勇［28］报道日粮中AFB1浓度为1 mg/kg 时可造成肉鸡的日增重和饲料消耗量降至最低值。 饲喂含1～2 mg/kg AFB1日粮的肉鸡与正常组相比，采食量和体增重分别降低了24%和32%， 该毒素导致肉鸡血清中胆固醇、总蛋白、白蛋白、尿酸和碱性磷酸酶的含量下降［29］。

AFB1损害肉鸡生长发育的主要机制是抑制蛋白质的吸收与合成， 而膳食粗蛋白是决定动物生长性能和健康的主要因素。 AFB1主要通过改变肠道结构、降低酶活性、损伤肠道黏膜等，引起肉鸡生长发育受限。 首先，AFB1通过改变肠道菌群、破坏肠道结构、抑制肠道发育，从而导致肠道吸收功能障碍［1］。 饲粮中的AFB1可加重幼鸡内源性氮损失，显著降低肉鸡能量、氮和氨基酸的消化率；造成肠道上皮细胞对粗蛋白、粗脂肪、钙和磷等营养物质吸收率和回肠可消化能量降低； 导致肠道细胞营养和能量供应不足， 从而降低肠道上皮细胞对营养物质的吸收与利用功能［30］。 其次，AFB1减弱了酶的生物活性（特别是胰蛋白酶、胰脂肪酶和淀粉酶）并抑制某些活性酶和激素的合成，导致营养物质吸收不足和代谢紊乱。 酶活性的降低是肉鸡消化功能失调、体重减轻、食欲衰退和贫血的重要原因［26］。 最后，AFB1对肉鸡消化道黏膜和胃肠道前段有较强的刺激与腐蚀作用， 可直接破坏肠道上皮细胞的完整性和通透性， 引发腺胃、肌胃炎症和消化道黏膜溃疡出血等反复易发的肠道病症［31］。

3.2 AFB1 对肉鸡免疫功能的影响

AFB1对肉鸡具有较强的免疫抑制作用，即使较低水平的AFB1也会抑制肉鸡淋巴细胞的增殖与活性， 导致肉鸡对疾病的抵抗力和免疫能力低下［32］。 AFB1对肉鸡的免疫抑制主要有两种方式：一是影响免疫细胞的生成与活性， 二是抑制细胞因子的分泌。

首先，AFB1可与DNA 和RNA 结合， 抑制蛋白质的合成和细胞的生长， 引起胸腺发育不良与萎缩，减少淋巴细胞生成，降低淋巴细胞亚群在淋巴细胞群中所占的比例， 影响巨噬细胞的吞噬作用和免疫细胞的生成［8］。 AFB1还可引起肉鸡免疫器官线粒体和法氏囊细胞的凋亡， 从而降低血清免疫球蛋白（IgA、IgG 和IgM）的含量，并使肉鸡脾脏中淋巴细胞的损耗大幅度增加并影响其活性［29］。 以0.15 mg/kg 剂量的AFB1饲喂雏鸡，可抑制免疫器官的发育，降低淋巴细胞的数量，增加免疫器官的细胞核碎片［32］。田莎等［33］研究发现，随着饲料中AFB1浓度的增加，法氏囊和胸腺均呈现不同程度的萎缩。 综上所述，AFB1可通过损害免疫器官的发育与功能，抑制免疫细胞的生成与活性，从而减弱肉鸡的免疫反应。

其次，AFB1可对肉鸡的炎症反应、体液免疫、细胞免疫和免疫系统的其他方面造成损害， 细胞免疫受到的影响最大。 AFB1阻碍并抑制补体、白细胞介素和其他淋巴因子的合成与分泌， 削弱了噬菌体清除病原菌的能力，AFB1可影响抗原呈递细胞的功能，导致抗体的生成量减少，从而引发肉鸡的免疫抑制［8］。 何健［27］研究表明，AFB1浓度越高， 雏鸡腹膜巨噬细胞的黏附力与噬菌性能下降幅度越大， 肉鸡注射0.3 mg/kg 的AFB1即可引起血液中白蛋白与球蛋白分泌量减少。 肉鸡饲喂含0.25～0.7 mg/kg AFB1的日粮后， 抗传染性支气管炎病毒的抗体滴度总体上呈现衰弱态势， 而摄食含200 滋g/kg AFB1的日粮就可显著抑制肉鸡新城疫病毒疫苗的免疫抗体产生， 导致病原易感性升高［6，32］。 此外，AFB1的代谢残留物可由母体转移至胚胎，影响胚胎的正常发育和免疫细胞的活性，同时导致抗体生成量减少［9］。

3.3 AFB1 对组织器官的危害

大量研究表明，AFB1损害畜禽的组织器官，诱导肾毒性、肠道毒性与肝毒性，导致多种脏器产生病变［12］。 首先，肾脏是重要的排泄器官，AFB1诱导肾脏毒害可引起肉鸡尿酸水平升高，组织剖检可发现肾脏严重充血、变性和坏死。 日常用药排泄会加重肾脏负担， 严重时可造成代谢排泄障碍［34］。45 日龄的肉鸡摄食含1 mg/kg AFB1的日粮，15 d 后可导致肾脏中过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶 （GSH-Px） 和超氧化物歧化酶（SOD）活性下降，并显著提升脂质过氧化氢（LPO）水平［27］。 以0.1 mg/（kg·BW）和0.2 mg/（kg·BW）剂量连续6 d 给1 日龄雏鸡嗉囊注射AFB1， 两组雏鸡的肝肾组织均出现恶化病变， 而后者肾脏病变较严重［35］。

其次，黏膜是肠道重要的免疫防御屏障，AFB1可影响肠黏膜细胞的增殖与分化， 抑制肠黏膜免疫反应， 干扰肠道正常的抗原运输与黏膜屏障功能，从而引发肠道炎症［36］。 AFB1也可通过改变肠道上皮细胞的分布密度、 导致肠道组织纤维化与坏死、 破坏上皮细胞结构等方式损害和破坏肠道功能，引起肉鸡肠道毒性［7］。 另外，AFB1还可影响胰脏的分泌功能，降低脂肪酶和蛋白酶的活性，引发肠道营养吸收障碍［20］。

最后，AFB1对肝脏有较高的亲和力， 对肝脏来说是一种毒力较强的毒素和致癌物， 而肝脏又是毒素主要的靶器官［37］。 AFB1通过损伤线粒体功能，诱导细胞凋亡，对肝脏产生多种毒性作用［37］。同时，通过减少胆汁分泌以及抑制胆固醇、磷酸和脂蛋白合成等方式， 破坏肝脏脂质转运功能并引发脂肪沉积，从而提高肝脏脂质水平，导致脂肪肝综合征［9］。AFB1代谢产物黄曲霉素B18，9-环氧化物（AFBO）可与重要的核酸、核蛋白结合影响细胞活性，诱导肝脏细胞和脂质损伤，引起蛋白质合成障碍。 此外，还可诱发过度炎症反应，引起大量肝实质细胞丢失、死亡，而长期慢性炎症的刺激也可导致肝细胞过度复制甚至癌变，造成肝组织坏疽， 增加罹患肝癌的可能性［38］。 肉鸡摄入AFB1后，约50%的AFB1可被十二指肠吸收，剩余毒素主要在肝脏代谢和蓄积［25］。 Fan 等［39］报道，肉鸡分别摄入含50、100 滋g/kg AFB1的饲料，42 d 后可在肝脏中检测到AFB1（分别为0.05、0.13 滋g/kg）和AFM1（分别为0.10、0.32 滋g/kg）残留。 饲喂含1 mg/kg AFB1的饲料，42 d 后可在肝组织中检出0.166 滋g/kg 的AFB1残留。 研究证实，肝脏中AFB1残留量随摄入时间的延长而增加，在饲喂被AFB1污染日粮的第7 天达到最高水平， 而0.05 滋g/mL黄曲霉毒素浓度为诱导肉鸡肝细胞损伤的最佳剂量［37，40］。

3.4 AFB1 对肉鸡遗传物质的影响

AFB1在组织器官中经过细胞色素Ⅰ型酶P450（CYP450）氧化，激活其在体内的生物转化过程，从而使AFB1产生一定的遗传毒性，肝脏是发生这一代谢过程的主要器官［13，38-41］。 AFB1在肉鸡肝脏中经过CYP3A4 和CYP1A2 等酶的作用被转化为AFBO、AFB1-8，9-endo 环氧化物和部分羟基化的代谢物，如AFL、AFP1、AFM1与AFQ1等［4，7］。只有AFBO 和AFL 具有遗传毒性，其他代谢产物均可被机体分解， 通过尿液等途径排到体外［5，38］。首先，AFBO 具有高度亲电性， 能够与DNA 和其他关键的细胞大分子结合形成共价复合物， 导致AFB1-N7 鸟嘌呤加合物与AFB1-DNA 加合物的产生，而AFB1-DNA 被认为是AFB1发挥基因毒性的关键物质［38，42］。 其次，AFL 既可以与DNA 结合形成加合物又可在酶的催化下重新转化为AFB1，这不仅增加了AFB1在体内的残留时间，也延长了其毒性效应。此外，AFL 也是唯一能够通过胎盘转运的代谢物， 这都表明AFL 可能在AFB1的遗传毒性中发挥重要作用［7］。

AFB1可通过代谢加合物、遗传停留、活性氧（ROS）的生成、抑制DNA 酶活性等途径发挥对肉鸡的遗传毒性作用。 首先，AFB1-DNA 等加合物遗传损伤可停留在DNA 骨架上并造成DNA 碱基缺失、DNA 单链或双链断裂与损伤、DNA 与蛋白质交联、诱导遗传基因点突变等多种毒性，p53基因的G→T 颠倒与249Ser的定位突变与肝细胞癌的发生高度相关［5，38，43］。 其次，ROS 诱导基因氧化应激和DNA 损伤， 可增加促凋亡蛋白p53 与Caspase-3 的含量与活性， 突变产生的8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）也诱发基因GC→TA 颠换、突变与致癌性［38，41-42］。 最后，AFB1通过降低基因修复酶和聚合酶活性达到抑制基因解毒的调控目的，从而影响遗传物质正常复制与转录，增加AFB1的毒性效应［43-44］。

4 小结

黄曲霉毒素是一种高毒性次级代谢产物，在热带和亚热带地区通常会污染食品和饲料［45］。 黄曲霉毒素对肉鸡的毒性作用主要表现在生长发育功能障碍、免疫抑制、器官损伤和遗传毒性四个方面，并对肠道、肾脏、肝脏和免疫器官造成实质性损伤，从而促使肉鸡细胞凋亡或自噬、触发炎性反应、器官系统失衡，降低生长性能等。然而，黄曲霉毒素对家禽机体的损害机理仍需深入研究。 对黄曲霉毒素致毒机制研究越清楚， 防治措施就越准确，从而能够有效保障畜禽养殖业健康发展。