嘔吐毒素的毒性特征及治理措施

摘要：嘔吐毒素，又稱脫氧雪腐鐮刀菌烯醇，是飼料中常見的霉菌毒素之一，因理化性質穩定，易通過食物鏈傳遞引起畜禽中毒，帶來免疫功能損傷甚至免疫抑制，對畜禽養殖業造成嚴重的經濟損失。本文著重對嘔吐毒素的污染情況、毒性特征和治理措施等進行了綜述，旨在為降低畜禽養殖中嘔吐毒素的危害提供參考。

關鍵詞：嘔吐毒素；脫氧雪腐鐮刀菌烯醇；免疫毒性；細胞毒性；遺傳毒性；治理措施

嘔吐毒素（vomitoxin，VT），又稱脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON），屬單端孢霉烯族化合物（3琢，7琢，15-三羥基-12，13-環氧單端孢霉-9-烯-8-酮），為無色針狀結晶，易溶于水、乙醇等溶劑，具有較強的熱抵抗力和耐酸性，主要由禾谷鐮刀菌和粉紅鐮刀菌產生，常出現在玉米（穗腐病）、小麥和大麥（赤霉病）上。歐盟將其列為三級致癌物。嘔吐毒素可通過被污染的玉米、小麥等原料進入飼料，畜禽食用后引起嘔吐而得名。嘔吐毒素在畜禽生產中表現出的危害主要有兩個方面：淤通過引起畜禽采食量下降、拒食和嘔吐等毒素效應，導致畜禽生產性能降低；于嘔吐毒素在飼料中的污染量和暴露時間超過標準要求，未得到及時處置，將會在畜禽體內有一定的蓄積，引起機體免疫功能損傷甚至免疫抑制，對畜禽養殖業造成不可估量的經濟損失。因毒素分子量小，極難吸附；耐熱，難降解；毒素活性高，難控制。因此，對嘔吐毒素的防控，勢在必行。

1 嘔吐毒素的污染情況

嘔吐毒素對谷物和飼料的污染情況較為普遍，不僅污染面積大，而且污染水平高。近年多采用ELISA方法測定飼料及飼料原料中黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮和嘔吐毒素的含量，分析對動物有害的六種霉菌毒素污染狀況，嘔吐毒素的檢出率和檢出量最高。李聰孟等[1]對廣東省畜禽飼料中4種主要霉菌毒素污染情況進行調查，發現嘔吐毒素較其它3種毒素（黃曲霉素B1、伏馬毒素B1、玉米赤霉烯酮）在豬雞飼料中污染嚴重，最高檢出率超過80%。針對2019年山東省飼料原料及配合飼料3 種霉菌毒素（黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮和嘔吐毒素）污染情況的調查中顯示，嘔吐毒素在豬配合飼料中污染最嚴重[2]。

2 嘔吐毒素的毒性特征

畜禽對嘔吐毒素的敏感性存在種屬差異，豬的敏感性高于家禽和反芻動物。嘔吐毒素分急性毒性、慢性毒性、細胞毒性和免疫毒性等多種毒性。急性毒性與動物的種屬、年齡、性別、染毒途徑有關，雄性動物對毒素較雌性敏感。

2.1 免疫毒性

目前研究報道中，肝臟、脾臟等免疫器官和腸道等消化器官是嘔吐毒素造成畜禽毒性作用的主要靶器官。消化道是最先接觸到嘔吐毒素，且暴露濃度高，容易引起消化道上皮細胞凋亡，抑制腸道細胞分化，導致黏膜潰瘍和炎癥，破壞腸道組織完整性，損傷腸道屏障功能，降低腸道黏膜免疫。毒素損傷肝臟抗氧化能力，降低肝臟代謝酶活性，從而造成機體整體免疫能力降低可能是其毒性作用的主要根源。朱電鋒等[3]以斷奶仔豬為研究對象，通過體內試驗表明，嘔吐毒素降低了實驗動物的料肉比等生產性能指標，血清中的IFN-酌、IL-2、IL-4、IL-6 因子及腸道免疫水平，對斷奶仔豬具有免疫毒性。郭晉麗[4]以蛋雞為實驗對象，結果表明嘔吐毒素降低蛋雞產蛋率等生產性能，顯著影響蛋雞凝血功能，引起肝腎損傷，抑制肝臟抗氧化能力，破壞腸道上皮細胞機械屏障并抑制屏障功能修復，影響腸道免疫功能。嘔吐毒素還會損害雛雞免疫器官，引起脾臟和法氏囊水腫，胸腺淤血和漿液性滲出，降低免疫功能。

2.2 細胞毒性

嘔吐毒素引起細胞凋亡和細胞毒性的一個重要機制就是氧化應激。嘔吐毒素通過降低細胞抗氧化功能，從而抑制細胞活性，損傷生長較快的黏膜細胞和淋巴細胞，產生細胞凋亡和細胞毒性。同時，嘔吐毒素的環氧結構與核糖體RNA 或肽類轉移酶結合，可抑制蛋白質合成，降低免疫球蛋白合成與分泌，改變機體的體液免疫狀態。研究發現嘔吐毒素能改變血清脂質過氧化水平，引起氧化應激。研究者通過低劑量嘔吐毒素體內和體外染毒實驗發現，低劑量長期染毒時，肝臟損失大于低劑量短期暴露[5]；嘔吐毒素可抑制細胞活性，降低抗氧化酶（SOD、GSH）和DNA修復蛋白的表達；

2.3 遺傳毒性

影響畜禽細胞繁殖和胚胎發育是嘔吐毒素的主要遺傳毒性表現。氧化應激是嘔吐毒素產生胚胎毒性的重要機制之一。凌阿茹等[6]研究嘔吐毒素誘導睪丸組織細胞凋亡及精子損傷的作用機制表明，嘔吐毒素可提升雄性小鼠的睪丸組織中的ROS水平，引起氧化應激，從而誘導細胞凋亡，最終揭示嘔吐毒素暴露對精子和睪丸損傷的毒性機制。

3 嘔吐毒素治理措施

因嘔吐毒素與玉米赤霉酮等谷物毒素伴生幾率高，毒素有協同作用，防止霉菌的產生是防治嘔吐毒素的首要條件。防止霉菌產生的關鍵在于嚴格控制飼料和原料的水分含量，控制飼料加工過程中的水分和溫度，選育和培養抗霉菌的飼料，同時縮短飼料及原料的儲藏期，在飼料原料中增加防霉劑等。體外研究證明，乳酸菌所有獨立菌株及其工業發酵物可以抑制真菌生長，去除嘔吐毒素，但該方法也僅限于實驗室。又因嘔吐毒素分子量小，谷物等飼料原料中近三成為常規的ELISA方法所不能檢測出的，所以，防霉劑無法完全去除飼料中的已存在的嘔吐毒素，對飼料及原料進行脫毒是必要的一項措施。

常見的嘔吐毒素清除方法，主要方法包括物理、化學以及生物方法。近年來主要從光催化降解、細菌降解、抗氧化應激等生物學方面進行研究。生物轉化是一種特殊的、不可逆轉的、高效環保的較溫和的毒素轉化方式，既無毒素殘留又不產生有毒的副產物，可將毒素轉化成無毒或低毒的代謝產物，這一方法目前得到普遍的認可。光催化降解嘔吐毒素技術在以小鼠腸道屏障功能的研究中得到證實，經光催化處理能提高腸道緊密連接蛋白的表達，降低腸道組織的炎癥和氧化應激水平。曹榮耀等[7]從豬腸道中篩選了貝萊斯芽孢桿菌作為細菌降解嘔吐毒素的方法，該菌的胞外酶能將降解效率達到76.7%。目前從土壤環境中篩選到能夠協同降解嘔吐毒素的酶，該降解酶主要存在于胞外酶中，成為研究生物降解的熱點。

因氧化應激是嘔吐毒素發揮作用的關鍵機制，研究人員正努力尋找對預防嘔吐毒素誘發氧化應激和相關免疫毒性的有效途徑，這些途徑包括植物提取物和硒等。王俊雄等[8]以牛乳腺上皮細胞為研究對象，證明蒲公英甾醇和紫檀芪抑制了嘔吐毒素誘導細胞產生的內質網應激途徑的mRNA 和蛋白表達，TNF-琢和IL-6 的蛋白表達，從而緩解了細胞的凋亡、中毒，改善氧化損傷和炎癥反應，提高抗氧化能力和抗氧化酶水平，降低活性氧水平和炎性細胞因子表達，從而達到抗氧化和抗炎作用。劉丹[9]以小鼠為研究對象，證明黃芪顆粒飲水5 周能提高機體活力，減少肝、腎損傷，拮抗免疫抑制，對嘔吐毒素導致的免疫損傷有明顯的保護作用。作為抗氧化劑的亞硒酸鈉以適當的濃度添加能夠抑制嘔吐毒素暴露導致豬脾臟淋巴細胞氧化損傷[10]。曹利[11]以雄性小鼠為實驗動物，玉米赤霉烯酮和嘔吐毒素聯合攻毒后用一定劑量的茶多酚灌服，證明茶多酚能拮抗小鼠的生殖毒性。

4 結語

目前的谷物類等飼料加工工藝中，若采取常用的吸附法去除嘔吐毒素，往往會對飼料中微量元素等營養物質帶來損耗，因此為了實現去除毒性與平衡營養的效果，最終導致不能完全去除嘔吐毒素的情況。而且嘔吐毒素理化性質穩定，在飼料加工過程中還存在毒素濃縮現象。如何選用安全、高效環保的抗氧化劑作為畜禽飼料添加劑既增強畜禽機體免疫能力，同時高效率拮抗嘔吐毒素對畜禽的免疫抑制和免疫損傷是未來的一個發展方向。

參考文獻：

[1] 李孟聰，丁燕玲，譚磊，等.2020 年廣東省動物飼料中4 種主要霉菌毒素污染調查[J].畜牧與獸醫，2021，53（5）：122-126.

[2] 朱風華，朱連勤.2019 年山東省飼料原料及配合飼料主要霉菌毒素污染狀況調查[J].中國畜牧雜志，2020，56（11）：189-194.

[3] 朱電鋒，張婭菲，儲小燕，等. 脫氧雪腐鐮刀菌烯醇對斷奶仔豬生長性能、血清細胞因子及腸道免疫水平的影響[J]. 南京農業大學學報，2018，41（6）：1126-1132.

[4] 郭晉麗.脫氧雪腐鐮刀菌烯醇誘導蛋雞腸道損失的機制研究[D].上海海洋大學，2018.

[5] 王亮亮.血紅素加氧酶-1調控DNA修復在低劑量脫氧雪腐鐮刀菌烯醇致肝損傷中作用的研究[D].華中農業大學，2022.

[6] 凌阿茹，楊俊花，孫詩瑤，等.脫氧雪腐鐮刀菌烯醇誘導睪丸組織細胞凋亡及精子損傷的作用機制研究[C]//.中國毒理學會第七次全國會員代表大會暨中國毒理學會第六次中青年學者科技論壇論文摘要.[出版者不詳]，2018：44-45.

[7] 曹榮耀，謝巖黎，劉晨，等.貝萊斯芽孢桿菌降解脫氧雪腐鐮刀菌烯醇及抑制禾谷鐮刀菌的研究[J].河南工業大學學報（自然科學版），2022，43（3）：74-80+88.

[8] 王俊雄. 蒲公英甾醇緩解脫氧雪腐鐮刀菌烯醇對牛乳腺上皮細胞損傷效果研究[D].吉林大學，2022.

[9] 劉丹，郭文博，楊俊花，等.黃芪顆粒對DON 致BALB/C 小鼠免疫損傷的保護作用[J].中國獸醫科學，2018，48（12）：1577-1587.

[10] 趙傳平. 亞硒酸鈉對脫氧雪腐鐮刀菌烯醇致體外培養豬脾臟淋巴細胞氧化損傷的保護作用研究[D].四川農業大學，2017.

[11] 曹利，趙杰，陳玲霞，等.玉米赤霉烯酮與脫氧雪腐鐮刀菌烯醇聯合染毒對雄性小鼠生殖毒性的影響及茶多酚的緩解作用[J]. 動物營業學報，2020，32（4）：1946-1956.