脫氧雪腐鐮刀菌烯醇對(duì)豬毒害作用及毒理機(jī)制研究進(jìn)展

戴超輝，李 輝，趙為民，付言峰，廖 超，李碧俠，王學(xué)敏，程金花

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種養(yǎng)結(jié)合重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)與利用平臺(tái)，南京 210014)

豬飼料主要由大豆、玉米、豆粕、稻糠、大麥、礦物質(zhì)和飼料添加劑等組成，極易受到霉菌毒素的污染。有人員對(duì)全球豬飼料的污染情況進(jìn)行了研究，結(jié)果檢測的飼料樣本中有96%的樣本至少被一種霉菌毒素污染，其中被檢測到最多的霉菌毒素主要是脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、伏馬毒素和玉米赤霉烯酮，而豬是對(duì)脫氧雪腐鐮刀菌烯醇最易感的動(dòng)物之一[1-3]。脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)又名嘔吐毒素(vomitoxin, VT)，是由禾谷鐮刀菌(Fusariumgraminearum)、尖孢鐮刀菌(Fusariumoxysporum)、串珠鐮刀菌(Fusariummoniliforme)、擬枝孢鐮刀菌(Fusariumsporotrichioides)、粉紅鐮刀菌(Fusariumfoseum)和雪腐鐮刀菌(Fusariumnivale)等產(chǎn)生的單端孢菌毒素[4-5]。DON主要存在于小麥、大麥、燕麥、玉米等谷類作物中，在低溫條件下仍能保持其活性[6-7]。DON化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耐高溫和強(qiáng)酸條件，在飼料加工過程中不易被破壞，因此DON污染已成為飼料質(zhì)量安全的重大威脅之一[8]。DON對(duì)所有動(dòng)物都有毒性作用，而豬對(duì)DON的敏感性最高[9-10]。近年來DON的發(fā)生率越來越高，嚴(yán)重?fù)p害了豬的健康和生長，給全球養(yǎng)豬業(yè)帶來了巨大挑戰(zhàn)[11]。本文主要綜述了DON對(duì)豬的毒害作用、毒理機(jī)制以及DON解毒劑開發(fā)研究進(jìn)展，尤其關(guān)注DON毒理作用的遺傳調(diào)控研究，旨在為從遺傳本質(zhì)提高豬抵御脫氧雪腐鐮刀菌烯醇毒害作用提供更全面的參考。

1 DON對(duì)豬的毒害作用

隨著飼料工業(yè)和貯藏技術(shù)的發(fā)展，在飼料加工和儲(chǔ)存等方面采用了大量防DON污染措施。盡管如此，豬飼料中DON的檢測超標(biāo)率仍很普遍[11]。豬感染DON主要是由于食用被DON污染的飼料，DON對(duì)豬的毒害作用主要體現(xiàn)在出現(xiàn)不良反應(yīng)(拒食、嘔吐、生長抑制等)、組織器官損傷(肝、脾、胃、腸道等)、細(xì)胞毒性(氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、細(xì)胞凋亡和增殖受阻等)和免疫毒性(免疫刺激和免疫抑制)等方面(圖1)。

圖1 DON對(duì)豬的毒害作用(原始圖片素材來自https://www.pigprogress.net/health-tool/)Fig.1 Toxic effects of DON on pigs (the original image comes from https://www.pigprogress.net/health-tool/)

1.1 DON引起豬不良反應(yīng)

豬在采食DON污染的飼料后，可能會(huì)出現(xiàn)嘔吐、腹瀉等中毒癥狀，有時(shí)還可能站立不穩(wěn)[12]。研究表明，飼料攝入DON會(huì)降低豬的采食量和增重，當(dāng)飼喂含1～3 mg·kg-1的DON飼料時(shí)，豬的生長性能開始下降；每增加1 mg·kg-1的DON就會(huì)使豬的增重降低8%左右[13-14]。長期、低劑量食用被DON污染的飼料可導(dǎo)致采食量降低甚至拒食、體重增加減少和營養(yǎng)效率改變；急性、高劑量暴露于DON可能導(dǎo)致嘔吐、腹瀉、腸道炎癥和胃腸道出血[12]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，DON通過調(diào)節(jié)局部血清素和減少腸蠕動(dòng)、增加飽腹感信號(hào)、促炎細(xì)胞因子的釋放以及可能引起嘔吐來減少豬的采食量[15-17]。此外，DON誘導(dǎo)的腸道屏障破壞和通過激活豬的絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)途徑增加腸道通透性也會(huì)導(dǎo)致生長抑制[18]。研究表明，飼料中10 mg·kg-1的DON會(huì)降低豬對(duì)必需氨基酸的消化率，導(dǎo)致能量和營養(yǎng)攝入量、營養(yǎng)吸收降低，以及細(xì)胞代謝受損，最終對(duì)豬的生長產(chǎn)生負(fù)面影響[18-19]。另外，4 000和8 000 ng·mL-1濃度DON會(huì)抑制豬空腸對(duì)丙氨酸和葡萄糖的吸收，表明DON對(duì)通過豬小腸營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸具有抑制作用[20]。懷孕母豬在采食含有DON的飼料后，機(jī)體對(duì)疾病的抵抗力下降，并且在所生胎兒的血清、肝和腎等器官中均能檢測到DON[21]。

1.2 DON對(duì)豬組織器官和細(xì)胞的毒害作用

豬采食受DON污染的飼料，經(jīng)消化道吸收后在肝中首先檢測到DON，采食DON污染飼料組豬的肝重量比對(duì)照組要重[22]；并且肝中血清白蛋白的含量顯著降低，出現(xiàn)肝細(xì)胞組織紊亂；不論是急性還是慢性DON中毒，仔豬肝組織都會(huì)發(fā)生病變[23-24]。DON通過抑制肝的蛋白合成，易引發(fā)宿主氨基酸血癥，進(jìn)而對(duì)肝器官的生長造成影響[25]。另外，DON對(duì)未成熟的后備母豬肝組織學(xué)和超微結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生了影響，包括小葉周圍結(jié)締組織的厚度增加及其對(duì)小葉的滲透、總微觀肝評(píng)分(組織學(xué)活動(dòng)指數(shù)，HAI)增加、豬肝竇擴(kuò)張、糖原含量變化、肝細(xì)胞中鐵離子積累增加、豬肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)組織的變化以及肝巨噬細(xì)胞形態(tài)的變化，也會(huì)間接誘導(dǎo)豬肝細(xì)胞凋亡[26-27]。DON還可能對(duì)豬造成其他一些不良影響，包括胃食管區(qū)域、肺和腎的病變，以及不同臨床化學(xué)參數(shù)(血漿營養(yǎng)素和血漿酶活性)的變化[28]。另外，有研究報(bào)道DON導(dǎo)致原代豬脾淋巴細(xì)胞產(chǎn)生氧化損傷，從而抑制線粒體融合并促進(jìn)線粒體自噬[29]。總之，DON可削弱肝、脾、腎、胃等組織器官的功能。

此外，有研究報(bào)道了低劑量DON對(duì)豬大腸組織結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)低劑量的DON不會(huì)影響大腸黏膜和黏膜下層的結(jié)構(gòu)，不影響增殖細(xì)胞核抗原的表達(dá)和腸道屏障通透性，但顯著減少了盲腸和降結(jié)腸中杯狀細(xì)胞的數(shù)量，增加了大腸中淋巴細(xì)胞和漿細(xì)胞的數(shù)量，可能會(huì)影響大腸的防御機(jī)制[30]。但當(dāng)給豬飼喂高劑量的DON后，可觀察到其空腸絨毛萎縮、溶解，絨毛高度降低和腸道細(xì)胞增殖受到影響等現(xiàn)象[31-32]。并且，DON能夠損傷腸道運(yùn)輸并影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收[33]。DON對(duì)營養(yǎng)吸收的毒性作用包括抑制小腸刷狀緣膜中鈉葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)載體蛋白SGLT-1的活性，從而限制機(jī)體對(duì)關(guān)鍵營養(yǎng)素(例如葡萄糖)的吸收[34-35]。

關(guān)于DON對(duì)豬生殖系統(tǒng)的毒害作用，目前也有相關(guān)報(bào)道。Tiemann和D?nicke[28]研究指出，DON可抑制母豬子宮細(xì)胞增殖，阻礙卵母細(xì)胞和胚胎發(fā)育。孫文濤等[36]發(fā)現(xiàn)，含DON的污染飼料會(huì)引起斷奶仔豬子宮器官指數(shù)極顯著增加、子宮腺腺泡數(shù)量增多、密度增大、子宮內(nèi)膜厚度極顯著增加。另外，霉變玉米中的DON導(dǎo)致仔豬相對(duì)卵巢重量顯著增加，并使仔豬卵巢組織抗氧化水平降低[37]。此外，DON可以誘導(dǎo)豬卵巢顆粒細(xì)胞(porcine granulosa cells, pGCs)的形態(tài)變化和凋亡，并抑制細(xì)胞增殖[38]。并且，DON能夠?qū)е鹿i睪丸支持細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞、細(xì)胞周期停滯和氧化應(yīng)激[39]。

1.3 DON對(duì)豬的免疫毒性

免疫系統(tǒng)對(duì)DON敏感，DON會(huì)使機(jī)體免疫調(diào)節(jié)異常[40]。DON免疫毒性相關(guān)的MAPK信號(hào)通路激活的結(jié)果取決于劑量和持續(xù)時(shí)間：急性低劑量暴露會(huì)導(dǎo)致免疫刺激，其特征是細(xì)胞因子、趨化因子和其他促炎相關(guān)蛋白的上調(diào)，而長期高劑量暴露通常會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期停滯和免疫抑制[12]。這種免疫功能失調(diào)是核毒性應(yīng)激的結(jié)果，之所以會(huì)出現(xiàn)免疫激活和免疫抑制兩種截然不同的影響，是因?yàn)镈ON激活了p38和ERK1/2兩個(gè)絲裂原活化蛋白激酶相互競爭的信號(hào)通路，p38通路促進(jìn)細(xì)胞凋亡，而ERK1/2通路有利于細(xì)胞存活和細(xì)胞因子的表達(dá)[41]。研究發(fā)現(xiàn)，低濃度的DON誘導(dǎo)T細(xì)胞和B細(xì)胞中促炎基因mRNA和蛋白表達(dá)；而高濃度的DON會(huì)導(dǎo)致白細(xì)胞迅速凋亡并伴隨免疫抑制[42-43]。另外，DON會(huì)損害體液和細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，導(dǎo)致體液免疫反應(yīng)失調(diào)，使機(jī)體對(duì)疾病的抵抗力減弱；且DON會(huì)改變血清IgA水平，而IgA和免疫球蛋白腎炎息息相關(guān)[44]。DON還會(huì)對(duì)骨髓造血干細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒性，當(dāng)其作用于T、B淋巴細(xì)胞時(shí)，造成的免疫毒性作用會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[45]。DON能夠抑制蛋白質(zhì)的合成和細(xì)胞增殖，減少巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和紅細(xì)胞的數(shù)量，抑制細(xì)胞合成[9]。長期飼喂DON污染飼料會(huì)導(dǎo)致豬只IL-8和GPX-2的表達(dá)增加，血清總免疫球蛋白A和特異性免疫球蛋白增加[46-47]；并且DON能夠降低T細(xì)胞增殖和參與T細(xì)胞活化的分子表達(dá)，導(dǎo)致免疫抑制[48]。此外，DON可以改變豬多形核細(xì)胞(polymorphonuclear cells, PMNC)的免疫功能，能夠?qū)е翷PS誘導(dǎo)的IL-8分泌、趨化性和吞噬能力都發(fā)生變化，并引起PMNC發(fā)生凋亡[49]。

2 DON毒理機(jī)制研究進(jìn)展

2.1 DON毒性作用機(jī)制

從化學(xué)角度看，DON分子中C12/C13(圖2)上的環(huán)氧基團(tuán)決定了其主要毒性，其毒性也與3個(gè)羥自由基有關(guān)[50]。從分子生物學(xué)角度看，DON有兩種已知的致病機(jī)制：1)DON靶向核糖體，DON分子的環(huán)氧基與細(xì)胞的肽基轉(zhuǎn)移酶中心(PTC)的A位結(jié)合，導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成鏈延伸步驟的延長，抑制DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成；2)DON能夠激活與增殖、分化和凋亡有關(guān)的(包括p38、JNK、ERK1/2等)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞激酶，引起“核糖體毒性應(yīng)激”效應(yīng)，從而破壞正常細(xì)胞功能[40]。有研究報(bào)道，DON會(huì)通過使細(xì)胞周期停留在DNA合成期前期，抑制細(xì)胞進(jìn)入DNA合成期，造成細(xì)胞休眠，使細(xì)胞增殖出現(xiàn)阻礙，最終導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)量下降[51-52]。另外，DON可通過氧化應(yīng)激介導(dǎo)細(xì)胞DNA損傷，造成基因毒性[53]。DON通過誘導(dǎo)核糖體應(yīng)激反應(yīng)改變細(xì)胞膜完整性，使細(xì)胞氧化還原狀態(tài)和細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)發(fā)生改變，致使宿主機(jī)體各處細(xì)胞發(fā)生凋亡[12]。總之，DON已被證明可影響豬細(xì)胞中的信號(hào)通路、氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、細(xì)胞凋亡和增殖，最終發(fā)揮毒性作用[54]。

圖2 脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)的化學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖[64]Fig.2 Schematic diagram of the chemical structure of deoxynivalenol (DON)[64]

2.2 DON對(duì)豬腸道損害的機(jī)制研究

目前關(guān)于DON對(duì)豬腸道損害的機(jī)制研究比較多。一方面，DON能通過改變豬腸道的跨膜上皮電阻或經(jīng)上皮的離子導(dǎo)電性，損傷豬腸道屏障功能、降低腸道細(xì)胞間常見離子傳遞和腸道細(xì)胞完整性[18]。另外，DON可以通過激活MAPK信號(hào)通路和改變負(fù)責(zé)豬腸道組織關(guān)鍵生理和免疫功能的基因表達(dá)產(chǎn)生毒性；MAPK信號(hào)級(jí)聯(lián)的激活導(dǎo)致腸道屏障功能中斷，并通過減少緊密連接蛋白的表達(dá)增加通透性[35]。Kang等[55]研究表明，DON以劑量依賴性方式誘導(dǎo)產(chǎn)生豬腸上皮細(xì)胞(IPEC-J2)的細(xì)胞毒性，增加了與炎癥和細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的表達(dá)，并降低細(xì)胞抗氧化狀態(tài)，揭示了DON誘導(dǎo)的IPEC-J2細(xì)胞損傷機(jī)制與活性氧ROS產(chǎn)生增加、細(xì)胞凋亡和炎癥相關(guān)的基因和蛋白質(zhì)的表達(dá)有關(guān)。另外，雖然DON短時(shí)間處理不影響豬腸道屏障功能，但顯著抑制了豬腸上皮細(xì)胞增殖和腸道干細(xì)胞擴(kuò)增，其作用機(jī)制與ABC transporter、PI3K/Akt/m TOR信號(hào)通路、JAK/STAT信號(hào)通路和Wnt/β-catenin信號(hào)通路有關(guān)[56]。DON還會(huì)對(duì)IPEC-J2細(xì)胞中的炎癥損傷核因子kappa-B(NF-κB)通路產(chǎn)生影響，當(dāng)DON濃度增加時(shí)，NF-κB p65蛋白在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中的表達(dá)逐漸增加，一些炎癥因子的轉(zhuǎn)錄上調(diào)，從而導(dǎo)致NF-κB相關(guān)基因的表達(dá)或細(xì)胞中的蛋白質(zhì)發(fā)生改變[57]。另外，DON通過MAPK信號(hào)通路的磷酸化觸發(fā)IPEC-J2細(xì)胞的炎癥，主要表現(xiàn)在MAPK信號(hào)通路(p38、ERK和JNK)的磷酸化增加[58]。DON能夠影響?zhàn)つっ庖叻磻?yīng)，導(dǎo)致免疫抑制或刺激局部免疫細(xì)胞和細(xì)胞因子釋放，并促進(jìn)腸道病原體在腸道中的持久存在，這些免疫反應(yīng)均會(huì)加劇豬腸道感染和局部炎癥，使腸細(xì)胞和宿主更容易受到管腔毒性化合物的影響[35]。DON可以在長時(shí)間低劑量情況下使豬回腸中IL-1β和IL-8表達(dá)下調(diào)[59]。而且，DON可通過改變腸道IL-1β和IL-6的分布和表達(dá)進(jìn)而影響腸道的免疫機(jī)能[60]。此外，DON可能會(huì)抑制Wnt/β-catenin通路，導(dǎo)致腸隱窩細(xì)胞的有絲分裂減少[61]。DON可以改變IPEC-J2細(xì)胞的形態(tài)，破壞其亞微觀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)細(xì)胞膜的通透性，降低跨上皮電阻，破壞腸道屏障[57, 62]。總之，DON能夠改變腸道屏障，削弱免疫反應(yīng)并增加對(duì)傳染病的易感性[63]。筆者綜合上述文獻(xiàn)資料繪制了DON對(duì)腸道的毒害作用及其可能機(jī)制(圖3)。

圖3 DON對(duì)豬腸道的毒害作用及其可能機(jī)制Fig.3 Toxic effects of DON on pig intestines and its possible mechanism

2.3 調(diào)控DON毒理作用的分子遺傳解析研究進(jìn)展

隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展和組學(xué)分析技術(shù)的應(yīng)用，從分子水平(DNA和RNA等)探析DON毒理作用的研究也逐漸受到關(guān)注。Zhang等[41]使用豬腸上皮細(xì)胞系研究了DON對(duì)IPEC-J2的細(xì)胞毒性，通過RNA-seq篩選并鑒定出320個(gè)上調(diào)基因和160個(gè)下調(diào)基因，這些差異基因主要富集在免疫相關(guān)途徑上；進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，DON通過激活p38 MAPK和ERK1誘導(dǎo)IPEC-J2細(xì)胞中促炎因子的產(chǎn)生。Xu等[65]研究發(fā)現(xiàn)，DON處理顯著降低了IPEC-J2的細(xì)胞活力，阻斷了G2/M期細(xì)胞周期，增加了細(xì)胞凋亡率，顯著下調(diào)了SLC4A11和MFSD3基因的表達(dá)水平；而且SLC4A11和MFSD3的過表達(dá)可以增強(qiáng)細(xì)胞活力，提示豬SLC4A11和MFSD3基因過表達(dá)可能具有緩減DON誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性的作用。趙呈祥[66]利用全基因組DNA甲基化分析技術(shù)，鑒定了DON處理的IPEC-J2細(xì)胞全基因組DNA甲基化和基因表達(dá)變化模式，發(fā)現(xiàn)DON可誘導(dǎo)IPEC-J2細(xì)胞全基因組DNA甲基化水平升高；另外，確定27個(gè)基因啟動(dòng)子甲基化水平與其表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)，初步揭示VAV3、SLC4A11、ST3GAL5和DUSP9等基因在DON引起的細(xì)胞毒性反應(yīng)中的表達(dá)變化可能受其啟動(dòng)子DNA甲基化的調(diào)控。

此外，Segura-Wang等[67]研究了DON誘導(dǎo)的豬肝、空腸和血清中microRNA表達(dá)的變化。在組織中僅檢測到microRNA表達(dá)的輕微變化，其中ssc-miR-10b在暴露于DON的仔豬肝中被下調(diào)；在血清中，一些microRNA在DON暴露后差異表達(dá)，其中4種通過qPCR進(jìn)行了驗(yàn)證(ssc-miR-16、ssc-miR-128、ssc-miR-451、ssc-miR-205)；預(yù)測的microRNA靶基因顯示出多種途徑的富集，包括PIK3-AKT、Wnt/β-連環(huán)蛋白和黏附連接。Yang等[38]研究表明，DON可以誘導(dǎo)pGCs的形態(tài)變化和凋亡，同時(shí)抑制細(xì)胞增殖；RNA-seq進(jìn)一步分析揭示了5 937個(gè)差異表達(dá)基因，其中1 995個(gè)在DON處理組中下調(diào)，3 942個(gè)上調(diào)；KEGG富集分析表明，差異基因主要富集在IL-17信號(hào)通路、真核核糖體合成通路、RNA轉(zhuǎn)運(yùn)通路和RNA降解等重要代謝通路，并推測DON對(duì)pGCs的影響與DNA損傷過程有關(guān)。

Wang等[68]揭示了暴露于DON后豬腸上皮細(xì)胞的全基因組轉(zhuǎn)錄譜，在DON暴露和對(duì)照細(xì)胞樣品之間共鑒定出110個(gè)差異表達(dá)的miRNAs和143個(gè)差異表達(dá)的lncRNAs，其中miR-330直接靶向MAPK15基因進(jìn)而調(diào)控DON毒性，是一種潛在生物標(biāo)志物，可用于監(jiān)測DON毒性。Xie等[69]發(fā)現(xiàn)，豬乳外泌體上調(diào)了IPEC-J2細(xì)胞中miR-181a、miR-30c、miR-365-5p和miR-769-3p的表達(dá)，然后下調(diào)其靶向基因在p53通路中的表達(dá)，繼而通過促進(jìn)細(xì)胞增殖和抑制細(xì)胞凋亡來減輕DON誘導(dǎo)的損傷，最終保護(hù)腸道免受損傷。因此，在飼料或食物中添加富含miRNA的外泌體可作為一種新型預(yù)防措施應(yīng)對(duì)DON導(dǎo)致的壞死性小腸結(jié)腸炎。表1 列出了目前可能參與調(diào)控DON毒理作用的潛在生物標(biāo)志物。

表1 參與調(diào)控DON毒理作用的潛在生物標(biāo)志物Table 1 Potential biomarkers involved in regulating the toxicological effects of DON

3 DON解毒劑研究進(jìn)展

3.1 飼料添加劑的解毒作用

解毒生物學(xué)方法表明，精氨酸或谷氨酸等飼料添加劑可有效降低霉菌毒素對(duì)幼豬的毒性作用，主要表現(xiàn)在緩解豬DON應(yīng)激和免疫相關(guān)細(xì)胞因子引起的損傷、改善了抗氧化系統(tǒng)的不平衡和霉菌毒素引起的腸道結(jié)構(gòu)異常，改善DON導(dǎo)致的空腸形態(tài)、血清、空腸和回腸中的氨基酸濃度和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)水平[70-72]。N-乙酰半胱氨酸能緩解由DON引起的仔豬支持細(xì)胞結(jié)構(gòu)的損傷、周期停滯和氧化應(yīng)激損傷[39]。另外，有研究表明乳果糖和富氫水組成的添加劑通過升高抗氧化水平能有效緩解DON對(duì)仔豬卵巢造成的危害[37](表2)。

3.2 吸附劑的解毒作用

毒素污染飼料添加2 mg·kg-1蒙脫石或1.0 mg·kg-1蒙脫石+0.5 mg·kg-1酵母培養(yǎng)物復(fù)合物可降低霉菌毒素對(duì)免疫系統(tǒng)和肝的影響，改善仔豬生長性能[73]。霉菌毒素吸附劑(納米級(jí)硅酸鹽血小板以及蒙脫石和酵母細(xì)胞壁的混合物)可以通過調(diào)節(jié)p38、ERK和JNK的磷酸化來減弱IPEC-J2細(xì)胞中DON誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[58]。Zhang等[74]發(fā)現(xiàn)，改良水合鋁硅酸鈣鈉(HSCAS)吸附劑能減輕DON誘導(dǎo)的斷奶仔豬血清抗體滴度、胸腺組織病理學(xué)、細(xì)胞凋亡、氧化還原狀態(tài)、炎癥和細(xì)胞凋亡信號(hào)的變化。Horky等[75]發(fā)現(xiàn)，含有純化和活化膨潤土的霉菌毒素吸附劑改善了DON誘導(dǎo)的育肥豬中肝的組織病理變化，降低了氧化應(yīng)激，并且保護(hù)了空腸組織不受破壞。Santos等[76]研究表明，由吸附性粘土礦物組成的霉菌毒素滅活劑可以減輕DON對(duì)保育豬生長性能和氧化應(yīng)激的負(fù)面影響(表2)。

3.3 微生物的解毒作用

鼠李糖乳桿菌RC007降低了DON導(dǎo)致的組織學(xué)改變、促炎癥反應(yīng)、細(xì)胞旁通透性和MAPK激酶的磷酸化，可以作為益生菌使用，降低DON對(duì)豬只的腸道毒性[77]。腸道微生物群已被證明有助于對(duì)抗霉菌毒素的影響，Reddy等[78]通過對(duì)豬盲腸內(nèi)容物進(jìn)行16S rRNA測序發(fā)現(xiàn)，乳酸桿菌和類桿菌在緩減DON對(duì)豬盲腸的毒害作用和改善免疫應(yīng)答過程中起關(guān)鍵作用。細(xì)菌(真桿菌BBSH797)和酶(伏馬菌素酯酶 FumD)能夠有效改善DON引起的仔豬血液學(xué)、生物化學(xué)、組織形態(tài)學(xué)變化和免疫反應(yīng)[79]。Garcia等[80]研究發(fā)現(xiàn)，釀酒酵母RC016可改善動(dòng)物生長和腸道免疫系統(tǒng)，并且可以通過抵消DON誘導(dǎo)的仔豬斷奶相關(guān)腸道炎癥來改善腸道健康。同樣，釀酒酵母S.cerevisiaeboulardii可以減輕DON誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，減少DON誘導(dǎo)的腸道轉(zhuǎn)錄組改變[81](表2)。

3.4 天然成分(提取物)的解毒作用

小檗堿(berberine, BBR)亦稱黃連素，是黃連抗菌的主要有效成分，一方面可以通過增加血清抗氧化酶和T細(xì)胞表面抗原的表達(dá)，減少小腸促炎細(xì)胞因子的釋放來抑制DON誘導(dǎo)的腸道損傷；另一方面可以通過調(diào)控NF-κB和MAPK信號(hào)通路來調(diào)節(jié)DON誘導(dǎo)的腸道損傷、免疫抑制和氧化應(yīng)激，最終維持仔豬腸道健康[82]。白藜蘆醇(resveratrol, RES)是一種植物中的酚類植物抗毒素，RES補(bǔ)充劑通過增強(qiáng)腸道屏障功能、減輕腸道炎癥和氧化損傷以及正向調(diào)節(jié)腸道微生物群來改善DON誘導(dǎo)的仔豬腸道健康[83]。落新婦苷(astilbin, AST)是一種天然抗氧化劑，20 μg·mL-1的AST可通過增強(qiáng)抗氧化酶活性和腸道屏障功能來改善DON誘導(dǎo)的IPEC-J2細(xì)胞氧化應(yīng)激、炎癥和細(xì)胞凋亡，降低炎癥和凋亡基因的表達(dá)，改善屏障功能和營養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)吸收[84]。綠原酸(chlorogenic acid, CGA)是金銀花的主要抗菌、抗病毒有效藥理成分之一，CGA預(yù)處理可減輕DON誘導(dǎo)的IPEC-J2細(xì)胞毒性、炎癥和凋亡，并保護(hù)腸細(xì)胞完整性免受DON損傷[85]。番茄紅素(lycopene, LYC)是一種有效的抗氧化類胡蘿卜素，LYC能夠在DON暴露下調(diào)節(jié)Keap1/Nrf2信號(hào)通路來保護(hù)腸上皮免受氧化損傷[86]。表2總結(jié)了目前可能的DON解毒劑及主要功效。

表2 DON解毒劑及主要功效Table 2 DON antidotes and their main functions

4 總結(jié)與展望

DON作為一種豬最易感的霉菌毒素，能夠?qū)е仑i全身組織和器官的損傷和病變，造成豬只生產(chǎn)性能的下降，給養(yǎng)豬業(yè)帶來巨大的挑戰(zhàn)。目前飼料加工工藝的改進(jìn)、飼料防霉措施的改善、以吸附劑和生物制劑為主的DON解毒劑的研發(fā)能夠在一定程度上緩減DON的毒害作用，但并不能從根本上提高豬對(duì)DON的抵抗力。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，調(diào)控DON毒理作用的分子遺傳機(jī)制得到進(jìn)一步揭示。因此，利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)(高通量測序技術(shù)、多組學(xué)分析技術(shù)、基因編輯技術(shù)等)對(duì)豬耐受(抵抗)DON的毒害作用進(jìn)行基因功能和調(diào)控機(jī)制的深入研究，挖掘有意義的生物標(biāo)志物或分子標(biāo)記并應(yīng)用于豬的抗病育種，從遺傳本質(zhì)提高豬對(duì)DON的抵抗力，將對(duì)保障養(yǎng)豬業(yè)持續(xù)健康發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。