杂色曲霉毒素研究进展_赵宝玉

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收稿日期:1996-11-25

杂色曲霉毒素研究进展

赵宝玉1 沙氵勇波2 综述 曹光荣1　审校

(1西北农业大学动物医学系　陕西杨陵　712100　2中国银川动物检疫所　银川　750001)

摘　要　本文对近年来有关杂色曲霉素的产生、危害、理化特性,体内代谢、毒性、致癌性及检测方法的研究进展进行了综述。

杂色曲霉素素(Ster ig matocy st in,ST)是日本学者初田勇-(1954)从杂色曲霉(A sper gillus v er-sicolor)菌丝体中首先分离并命名的,当时未引起人们的重视[1]。1960年英国爆发“火鸡X病”,证明是黄霉毒素(A flato xin,A FT)中毒并有致癌作用,从此才对结构与其酷似的ST引起注意。经过30多年的努力,有关ST的产毒菌种、理化特性、体内代谢、毒性、致癌性及检测等研究均取得较大进展。

1　产毒菌种及其污染

能产生ST的菌种主要是杂色曲霉、构巢曲霉和离蠕孢霉[2]。此外,谢瓦曲霉、赤曲霉、焦曲霉、阿姆斯特丹曲霉、黄褐曲霉、四脊曲霉、变色曲霉、爪曲霉、毛壳霉及黄曲霉和寄生曲霉等也可产生ST[3、4]。上述这些霉菌广泛存在于自然界,可污染大麦、小麦、玉米、花生、大豆、咖啡豆、火腿、奶酪等粮食、食品和饲草,尤其对小麦、玉米、花生等饲料和饲草污染更为严重。产毒量最高的是杂色曲霉,其次是构巢曲霉和离蠕孢霉,前者产生ST的量约为后者的2倍。

P eter L epo m[5]检查了1984～1985年冬季采自东德境内的69份干草样品,杂色曲霉的污染率为14.5%,ST含量为12.5～2305.8mg/kg。M ills J T.等[6]从加拿大西部贮存大麦和油菜籽中检出ST,其含量分别为2.1～18.4mg/kg和0～123.9 mg/kg。A bram so n等(1983)在加拿大、P ohjianv ir ta 等(1984)在芬兰分别报道了两个鸡场因使用污染有ST的饲料而造成鸡的大批死亡,并从饲料中检出ST,含量分别为2.3mg/kg和4mg/kg[7、8]。

V eso nder(1985)报道了美国田纳西州一个奶牛场的乳牛发生血痢,产奶量下降和部分乳牛死亡,确认是ST所致,并从饲料中检测出ST,含量达7. 75%mg/kg[9]。我国宁夏回族自治区银南地区、陕西榆林地区以及相邻的内蒙古鄂托克前旗等地的羊群,长期以来存在一种散发性羔羊皮肤和内脏黄染,死亡率极高的所谓“黄染病”;盐池、灵武、定边等县1984年还发现一种以肝硬变为特征的马骡“黄肝病”,经研究查明均为冬季饲喂发霉糜草所致,霉草中ST含量高达6.5mg/kg[10]。据报道,陕西南部的霉稻草和甘肃陇南地区的霉麦草中杂色曲霉及构巢曲霉的检出率都很高。蔡文华等对宁夏和陕北家畜“黄肝病”区发霉饲料样品的真菌区系调查表明,以杂色曲霉和构巢曲霉的检出率占优势。楼建龙等(1991)采用DOT-EL ISA对宁夏和江苏的饲料样品检测表明,宁夏90%(9/10)样品中ST含量在0.32mg/kg以上,最高达6.5mg/kg;江苏35.7%(5/14))样品中检出了ST。

2　ST的理化特性

ST及其衍生物是一类化学结构近似的化合物,目前已确定结构的有十几种,其基本结构是由二呋喃环与氧杂蒽醌连接组成,与黄曲霉毒素结构相似。ST为淡黄色针状结晶,易溶于氯仿、苯、吡啶、乙腈和二甲亚砚,微溶于甲醇、乙醇、不溶于水和碱性溶液。以苯为溶剂时,其最高吸收峰波长为325nm,摩尔消光系数E为15200。分子式为C19H14 O6,分子量324,熔点246℃～248℃,在紫外线照射下具有砖红色荧光。ST的衍生物包括O-甲基ST、双氢-0-甲基ST、5-甲氧基ST、双氢脱甲氧基ST、二甲氧基ST。在ST类化合物中,对人和动物危害最为严重的还属ST。

3　ST的生物合成

Bhat nag ar等(1989)、Cleveland T E(1990)借助放射性示踪技术、基因转化技术和代谢抑制剂试验已基本确定了ST在菌体内的合成途径,即乙酸或乙酸盐→去甲苏罗尼酸→aver antin→臭氟尼红素→杂色曲霉毒素半缩醛醋酸根→杂色曲霉毒素A→ST。4　ST在动物体内的代谢

4.1　ST的吸收

动物体可经多种途径吸收ST。W istar大鼠经口、皮肤和腹腔注射ST染毒,可诱发不同部位癌[11]。哺乳动物体内ST主要是由于进食被杂色曲霉或ST污染的食物或饲草而染毒,通过呼吸道和皮肤染毒的机会则很少。

4.2　ST的运转

T erao K等(1987)认为ST经消化道吸收后,在体内的转运可能有两条途径:一是ST与血清蛋白结合后随血液循环到达实质器官;二是ST被巨噬细胞转运到靶器官[12]。M eerar anis等(1987)发现给Wistar大鼠注射标记有14C的ST后,其肝脏中蛋白质结合有14C—ST。将人血清放入含有14C-ST的试管中,发现血清蛋白能与试管内ST结合。因此,认为ST在动物体内主要是由血清蛋白来转运的。

4.3　ST的生物转化与排泄

Stey nM等(1976)报道,ST的主要排泄途径是尿液和胆汁。给翠猴静注或口服14C—ST,发现代谢产物多为ST的葡萄糖醛酸酯,另有少量还原型的ST;74.5%从尿中排出[13]。Essigm ann等(1980)用3H标记的ST进行大鼠肝脏离体灌流实验发现,ST经肝脏代谢可转化成1.2-环氧ST,与DN A结合形成1.2-二氢-2-(N-7尿嘧啶)-1-羟基ST,并推测这可能是ST诱发肝癌的机制,有研究认为在某些菌株中,ST经O-甲基ST 还可进一步合成A F T B1、AF T B2、A FT G1和A F T G2。由此可见,ST不仅可直接危害动物和人类,而且还可作为A F T的合成前体间接对人畜造成威胁。Singn等(1976)应用寄生曲霉细胞的提取液,加入14C标记的ST和辅酶Ⅱ,在27℃条件下培养1h,发现随着细胞提取液浓度的增加,培养液中A F T B1量随之增加;若将提取液蒸煮,则无A FT B1生成。这就证明ST在真菌细胞提取液作用下可以转化成A FT B1,这种转化是在酶促作用下完成的。N³±¿À³Ã¼º ・ 等(1986)发现,鸡ST中毒后,其肌肉、肝脏和肾脏中的ST在48h后才消失,3d后