鐮刀菌毒素對動物傳染病易感性的影響及其機制

梁甜甜， 王笑玉， 穆國冬， 封偉杰， 郭佳怡， 龍 淼*

（1.沈陽農業大學畜牧獸醫學院，遼寧沈陽 110161；2.吉林省動物疫病預防控制中心，吉林長春 130000；3.遼寧禾豐牧業股份有限公司，遼寧沈陽 110164）

霉菌毒素是真菌的代謝產物，廣泛地污染食物和飼料（龍淼等，2012）。其中，鐮刀菌毒素是單端孢霉烯族毒素類，包括脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）、T-2毒素、玉米赤霉烯酮（ZEN）和煙曲霉毒素B1（FB1），能引起急性和慢性中毒作用，對動物免疫功能產生影響，嚴重危害著養殖業（武慶斌，2011）。雖然在現代農業生產條件下鐮刀菌毒素高污染不多見，但鐮刀菌毒素的危害仍很嚴重。本文主要討論鐮刀菌毒素從低到中等劑量對細菌性、病毒性和寄生蟲性傳染病易感性的影響及其機制。

1 鐮刀菌毒素對細菌性疾病易感性的影響

1.1 沙門氏菌病 Verbrugghe等（2012）研究表明，非細胞毒性濃度的DON和T-2毒素能增強腸道沙門氏菌的入侵和鼠沙門氏菌進入腸上皮的能力。Vandenbroucke等（2011）研究發現，DON 能夠誘導刺激鼠沙門氏菌入侵和轉移穿過腸上皮并增加腸道炎癥反應，共同暴露于鼠沙門氏菌和低劑量的DON會導致幾種細胞因子的表達增加，例如，某些負責激發炎癥反應（干擾素-α）和負責T淋巴細胞激活（白細胞介素-12）的細胞因子表達增加。低濃度的DON能增強鼠沙門氏菌誘導早期免疫應答，這可能是由于鐮刀菌毒素和沙門氏菌都能影響先天免疫系統，他們對先天免疫系統的損害起到協同效應。

鐮刀菌毒素不僅能夠誘導沙門氏菌的入侵，而且也會影響沙門氏菌全身性感染。沙門氏菌通過腸道擴散到血液，被巨噬細胞吞噬后，沙門氏菌能存活甚至在巨噬細胞內增殖，進而引起全身性感染。巨噬細胞暴露于非細胞毒性濃度的DON和T-2毒素能增強對鼠沙門氏菌的吞噬能力。Vandenbroucke等（2009）研究發現，體外DON增強巨噬細胞對沙門氏菌的吞噬能力，因為低濃度的DON通過ERK1/2F-肌動蛋白的重組改變細胞骨架從而提高豬肺泡巨噬細胞（PAM）對鼠沙門氏菌的攝入。但非細胞毒性濃度的鐮刀菌屬霉菌毒素DON和T-2卻不影響沙門氏菌在豬的巨噬細胞內增殖（Verbrugghe 等，2012）。

鐮刀菌毒素還能夠影響宿主對沙門氏菌的易感性，這可能與霉菌毒素改變細菌的代謝有關。盡管DON和T-2毒素對沙門氏菌增殖影響還鮮見報道，但有研究表明DON和T-2毒素可以調節沙門氏菌某些基因的表達（Verbrugghe等，2012）。Vandenbroucke等（2011）研究表明，高濃度 DON能夠增強沙門氏菌毒力島基因SPI-1和SPI-2的表達。SPI-1是與沙門氏菌侵襲作用有關的很重要的基因，SPI-2基因表達產物是引起機體全身性感染和細菌在細胞內存活所必需的。低濃度T-2毒素能降低沙門氏菌的活性和下調沙門氏菌新陳代謝相關基因的表達、編碼核糖體蛋白基因和SPI-1 基因（Verbrugghe 等，2012）。

鐮刀菌毒素對其他動物感染鼠沙門氏菌的影響報道較少。有研究表明，接觸T-2毒素的肉仔雞和小鼠能增強鼠沙門氏菌相關組織損傷水平（Ziprin和 Elissalde，1990）。 T-2 毒素對沙門氏菌脂多糖（LPS）的致病作用具有協同效應，這可引起小鼠沙門氏菌病后期死亡率增加。

1.2 大腸桿菌病 鐮刀菌毒素能夠影響不同動物對致病性大腸桿菌的易感性。給豬飼喂中等污染的FB1，增強了敗血性大腸桿菌在腸道定植和遷移到其他臟器能力。FB1增強該菌株遷移到腸系膜淋巴結和肺部的能力，但降低其遷移到肝臟和脾的能力 （Oswald等，2003）。體外研究發現，DON通過增強敗血性大腸桿菌從腸上皮細胞的遷移能力（Pinton等，2009），進而增強了敗血性大腸桿菌對動物的易感能力。Baines等（2013）研究發現，1個月內的犢牛接觸黃曲霉毒素和煙曲霉毒素增強了志賀大腸桿菌引起的出血性腸炎臨床癥狀的表現。這說明鐮刀菌毒素可提高牛對志賀氏毒素的敏感性及志賀氏大腸桿菌引起的出血性腸炎的發生率。Li等（2000）研究表明，對肉雞和火雞后靜脈注串珠鐮刀菌毒素和FB1會延遲其免疫系統對禽致病大腸桿菌（APEC）的清除。

鐮刀菌毒素可增強動物對致病性大腸桿菌的易感性，可能是通過增強致病性大腸桿菌在腸道的定植、轉移，并降低機體的免疫反應實現的。抗原呈遞細胞（APCs）在黏膜免疫系統中對先天性免疫和獲得性免疫都起到很重要的作用。APCs通過在固有層攝取抗原，并將其成熟和轉移到腸相關淋巴組織，與T淋巴細胞發生相互作用。鐮刀菌毒素對腸道抗原呈遞細胞有負面作用，它會下調APCs的組織相容性復合體Ⅱ，白細胞分化抗原80/6以及細胞因子IL-12p40等基因的表達 （Devriendt等，2009），改變APCs功能，進而降低大腸桿菌誘導的獲得性免疫應答（Grenier和 Applegate，2013）。

1.3 肉雞壞死性腸炎 肉雞壞死性腸炎（NE）是由產氣莢膜梭菌引起的。含有DON的飼料是肉仔雞易患壞死性腸炎的一個重要因素。這可能是由于DON對上皮屏障的負面作用，有利于梭菌的增殖。Antonissen等（2013）研究發現，在建立NE亞臨床模型后，給雞飼喂污染DON的飼料3周，飼喂組NE造成的損傷較對照組嚴重。DON對小腸屏障的影響表現在能減弱營養的消化和血漿氨基酸漏出物進入腸腔，為產氣莢膜梭菌大量的增殖提供生長必需的物質（Antonissen等，2013）。

1.4 豬呼吸道疾病 豬肺炎支原體能影響呼吸道黏膜清除系統和免疫系統。Pósa等（2013）研究表明，食入煙曲霉毒素能誘發炎性水腫和增加豬肺炎支原體感染的可能性。Pósa等（2011）研究發現，豬萎縮性鼻炎是由支氣管敗血波氏桿菌和產毒素的多殺性巴氏桿菌感染引起，感染這兩種細菌的小豬食入FB1能增加患肺炎的風險和病變的嚴重程度。Halloy等（2005）研究發現，接種巴氏桿菌，并同時口服給予FB1，多殺性巴氏桿菌誘發的咳嗽和肺部炎癥過程更加嚴重，特征是支氣管肺泡（BALF）的巨噬細胞和淋巴細胞的細胞總數增加。可見，鐮刀菌毒素增強了引起呼吸道疾病致病菌對豬的易感性，并使豬的呼吸道疾病癥狀加重。

2 鐮刀菌毒素對病毒性疾病易感性的影響

2.1 呼腸孤病毒 呼腸孤病毒是無囊膜的雙股RNA病毒。Li等（2006）發現，高濃度的DON和T-2毒素抑制宿主對呼腸孤病毒免疫應答，降低腸道對病毒清除能力，增加糞便中病毒數量。鐮刀菌毒素增強了腸道病毒的定植能力，在感染的過程能增加炎癥反應和宿主不適，增加糞便的排出而增強病毒在個體間散播（Li等，2006）。兩種霉菌毒素通過抑制腸道集合淋巴結的干擾素-γ基因的表達從而減弱細胞介導的病毒清除能力（Li等，2006、2005）。DON能夠增強呼腸孤病毒感染前后Th2細胞因子表達，益于IgA和IgG對呼腸孤病毒的應答（Li等，2005）。而T-2毒素卻抑制呼腸孤病誘導的免疫球蛋白應答（Li等，2006）。這表明雖然兩者都屬于單端孢霉烯類毒素，但兩種霉菌毒素在病毒感染期間對細胞因子調節能力有明顯的內在差異，T-2毒素作用后，腸道清除呼腸孤病毒的能力弱于 DON（Li等，2006）。

2.2 豬繁殖與呼吸道障礙綜合征病毒 小豬暴露于FB1能增加豬繁殖與呼吸道障礙綜合征的發病率。當豬暴露于FB1，接種呼吸道障礙綜合征病毒（PRRSV）后，能夠觀察到更嚴重的病理組織損傷。這表明FB1引起免疫抑制，促進PRRSV誘發更嚴重的損傷（Ramos等，2010）。鑒于PRRSV在全球豬生產中的重要性和煙曲霉毒素頻繁發生，應對低劑量FB1攝入對仔豬感染PRRSV的影響做進一步研究。

3 鐮刀菌毒素對寄生蟲病易感性的影響

被鐮刀菌毒素污染的飼料對肉雞細胞介導的抗球蟲免疫有負面作用。在肉雞感染艾美球蟲的早期，鐮刀菌毒素降低CD4+和CD8+T細胞在空腸黏膜的比例（Girgis，等2010）。飼喂鐮刀菌毒素污染的飼料會降低血液中CD8+T細胞和單核細胞的水平，能明顯增加腸道的球蟲感染或延緩了這些細胞的補充循環。Girgis等（2010）研究表明，DON、15-乙酰 DON （15-ACDON）、ZEN 和煙曲霉毒素可改變艾美球蟲誘導的免疫應答。Girgis等（2010）研究發現，雖然霉菌毒素減弱艾美球蟲誘導的免疫應答，但糞便卵囊計數并未表現出差異。 Békési等（1997）研究也表明，T-2 毒素和ZEN污染的飲食對肉雞和貝氏隱孢子蟲的卵囊排泄無影響。

4 展望

綜上所述，雖然傳染病易感性與宿主、病原體的特性有關，但鐮刀菌毒素會通過影響健康動物先天性和獲得性免疫系統，進而影響動物對細菌、病毒、寄生蟲等傳染性疾病的易感性，從而使暴露于鐮刀菌毒素的動物對這些傳染性疾病易感。因此，更深入地研究霉菌毒素對動物傳染性疾病易感性的影響很有必要，而且應該研究可行的防止霉菌毒素污染方法和策略，進而降低動物對傳染病的易感性。

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