黄曲霉毒素的代谢及对家禽毒害作用机理研究进展

殖户因饲喂霉变饲料造成其所饲喂产蛋鸡食欲减 h 左右 DNA 损伤达到高峰。
退、腹泻、产蛋率下降（李布勇和王刚，2007）。
3.2 破坏机体营养物质代谢
黄曲霉毒素对蛋鸭生长性能的影响也是相当
3.2.1 影响蛋白质代谢
严重的。2000 年 9 月江苏淮安一鸭场因饲料中含
AF 对 DNA 和 RNA 模板的特性的损害抑制
霉菌毒素对畜禽具有强烈的致癌、致畸、致突 CYP2A6 等) 代谢转化为多种 I 相酶代谢产物，如
变和免疫及生殖毒性，（van Egmond，2004）。高浓 alfatoxinMl(AFM1)、aflatoxinPl(AFP1)、alfatoxinQl(AFQ1)
度的霉菌毒素污染特别是黄曲霉毒素污染会造成 和黄曲霉毒素醇，AFM1 (Ueng 等，1995；Guengerich
免疫（ELISA）法对我国 11 个省份的 1 013 份饲料 在肠系膜静脉。被吸收的 AFB1 进入机体后需经体
样品中黄曲霉毒素 B1 含量进行分析，检出率高达 内 I 相药物代谢酶 (主要是细胞色素 P450 氧化酶
99.51%。
CYP450 家 族 成 员 ， 例 如 CYP1A2，CYP3A4，
（3μg·kg-1BW）AFB1 暴露就能够引起雏鸭肝细胞 DNA 发生显著损伤，随着 AFB1 染毒剂量增加，雏 鸭肝细胞 DNA 损伤达到高峰的时间越早、损伤程
50%、产蛋率下降约 30%，蛋品质降低，并出现大 度越深、持续时间越长；雏鸭 AFB1 暴露后，在很短 量的死亡（崔金良，2005）。2006 年 5 月海南一养 时间内即可造成肝细胞 DNA 损伤，并于染毒 1~2
米、小麦、大米）、加工副产物（如豆粕、玉米蛋白
1 黄曲霉毒素的代谢
粉 、DDGS）、以 及 一 些 草 料（如 秸 秆 、青 贮 和 全 价
黄曲霉毒素的代谢部位主要是肝脏，吸收部
料）等的 1086 份样品进行的分析显示 AFB1、ZON、 位主要是在肠道。AFB1 在生物体内的代谢较为复
DON、FUM 和 OTA 的 阳 性 污 染 率 分 别 为 31% 、 杂：摄入含 AFB1 的饮食后，约有 50％在十二指肠
应用研究
2011 年第 3 期
黄曲霉毒素的代谢及对家禽毒害作用机理研究进展
宋洪国 李俊波 1,2* 吕武兴 1,2
（1．湖南农业大学饲料安全与高效利用教育部工程研究中心，长沙 410128； 2.唐人神集团研发中心，株洲 412007）
摘 要：黄曲霉毒素是一种毒性很强的霉菌毒素，对家禽的生产性能的危害是巨大的。 当前 对黄曲霉毒素在体内代谢机理已经基本清楚，对其对生产性能负面影响机理的研究也取得了突 破性进展。 但从家禽消化生理方面展开的研究还处于摸索阶段。 文章详细论述了黄曲霉毒素在 体内的代谢过程，对黄曲霉毒素对家禽生产性能负面影响机理的研究进展作了综述。
广泛存在于饲料和饲料原料中。百奥明公司（Ro- （Robert 和 Patten，1981），其毒性是砒霜的 68 倍
drigues，2009）2007 年 10 月 至 2008 年 9 月 对 北 （Breslow 等 ，2002,；Carlson 等 2000；Jaunez 等
亚、东南亚、南亚、大洋洲、和美洲包括谷物（如玉 2000），氰化钾的 10 倍。
升高
给 1 日龄中国三水白鸭商品代肉用雏
鸭按体重 0、0.05、0.1、0.2 mg/kg 口服投
用黄曲霉毒素 B1，黄曲霉毒素 B1 在口
服后不同阶段,均能明显延缓雏鸭生长,
同时随着口服投用黄曲霉毒素 B1 剂量
石达友等
2010
越高,投药时间越长,其延缓雏鸭生长作
用越显著(P<0.05)。用药一定时间后还
能导致雏鸭死亡;并且口服黄曲霉毒素
B1 剂量越高,投药时间越长,其雏鸭死
亡情况越严重。
黄曲霉 毒 素 B1 水 平 分 别为 25、50 和
75μg/kg,随着黄曲霉毒素 B1 水平提高,
吕武兴等
2010
肉鸭平均日采食量和平均日增重显著
下降
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应用研究
2011 年第 3 期
时给毒组鸡蛋重显著低于对照组，蛋的受精率和 孵化率也显著降低。2004 年 3 月湖南淮阳县因饲 喂 霉 变 饲 料 造 成 3000 多 只 蛋 鸡 采 食 量 下 降 约
3.1 破坏中心法则，影响核酸代谢
变这些蛋白表达量，从而影响线粒体的功能，进而
AF 与 DNA 和 RNA 结合形成共价加合物，改 对小鼠产生毒性作用。曹红等（2010）研究表明基
变核酸的结构，损害了 DNA 和 RNA 模板的特性 础日粮中加入 100μg/kg AFB1，肉仔鸡血清中总 （Yatim 和 Sachan，2001），一方面阻碍了 DNA 的自 蛋白和球蛋白含量显著下降。
2 黄曲霉毒素对家禽生产性能的负面影响 所有的动物对黄曲霉毒素敏感，然而不同动 物的敏感性差异相当大。在家禽中，鸡、火鸡、野鸡 和水禽的敏感性较高。肉鸭对霉菌毒素中黄曲霉
图 1 黄曲霉毒素代谢
毒素要比肉鸡敏感得多。此外，同一动物不同品种 和不同龄敏感性亦不相同，例如麻鸭比京鸭敏感， 雏鸭比成年鸭更为易感。
黄曲霉毒素能降低动物的生长性能，其主要 表现为采食量下降、增重缓慢、贫血、生长发育受 阻等（Zaghini 等,2005；Rajan 等,1989）严重时甚至 会造成动物大面积死亡。下表列举了一些关于黄 曲霉毒素对肉鸡和肉鸭生产性能影响的报道。
黄曲霉毒素对蛋鸡的生产性能也会产生不良 影响，李家携(1991)报道，给红布洛母鸡饲喂含黄 曲霉毒素纯品的胶囊，当摄入量相当于 1ppm/ 天
46%、54%、54%和 19%。其中东南亚的 AFB 1 阳 被吸收，未被吸收的 AFB1 通过粪便排出体外。吸
性率最高（52%），玉米蛋白粉和玉米的阳性率较 收的 AFB1 主要分布在肝脏，其次是肾脏，亦有少
高（分别为 53%和 40%）。张自强等 2008 年用酶联 量以游离的 AFB1 或其水溶性代谢产物形式分布
我复和转录、RNA 的自我复制和翻译；另一方面，
3.2.2 影响脂肪代谢
改变了基因表达和细胞分化，导致细胞内致癌基
AF 可造成肝脏线粒体功能受损，肝组织பைடு நூலகம்琥
因的激活转化。另外，AF 与参与 DNA/RNA 合成的 珀酸脱氢酶（SDH）的活性降低（侯然然等，2008），
酶结合，影响其活性；与膜蛋白结合，阻碍 DNA 合 造成三羧酸循环受阻，脂肪酸的从头合成大量增
表 1 黄曲霉毒素对家禽生产性能影响的报道
研究者 对生产性能的影响
时间
肉鸡饲料中添加 3.5 mg/kg 的 AF（79%
Smith 等
AFB1 、16%AFG1 、4%AFB2 和 1%AFG2），
结果显著降低了肉鸡的体增重，并指出 1992
AF 降低肉鸡的体增重的机制可能是增
加尿氮的排泄、降低了血清总蛋白、球
关键词：黄曲霉毒素；代谢；生产性能；机理
1960 年英国火鸡“X”病事件导致了黄曲霉毒 染对动物生产性能带来的负面影响往往是慢性、
素（Aflatoxin）的发现，霉菌毒素（Mycotoxins）的污 隐性但却极具破坏性的。所有霉菌毒素中黄曲霉
染问题迅速引起了全世界的重视。霉菌毒素污染 毒素毒性最强，广泛存在于饲料、粮食及土壤中
成所必需的胸腺嘧啶脱氧核苷和其他前体物质转 加。Chou 和 Marh（1975）研究表明，注射 AFB1 后， 运（Yu 等，1991），进而造成中心法则遗传信息的 实验动物肝脏中脂肪水平显著升高，并指出这可
传递受阻或者发生错误。
能与脂肪氧化能力降低或脂肪合成增加有关。侯
王瑞国等（2010）研究发现，AFB1 致雏鸭肝细 然然等 （2008） 研究发现肉仔鸡基础日粮中加入 胞 DNA 损 伤 的 效 应 非 常 强 ， 低 剂 量 0.1mg/kg AFB1，导致肝脏组织中琥珀酸脱氢酶活
黄曲霉毒素 B1 造成其所饲养的成年蛋鸭精神减 了 RNA 的合成和转运；与参与蛋白质合成的酶的
退，食欲下降甚至废绝，产蛋率严重下降，日死亡 结合导致其失活，两者均会造成蛋白质的合成受
率达到 1.4%（张小彬等，2003）。
到抑制（Kryukov 等，1992）或者合成出错。AFB1 可
3 黄曲霉毒素对家禽生产性能负面影响的机 引起核糖体与内质网分离，造成内质网膜上核糖
理的研究进展
体结合位点损伤，干扰核糖体循环，抑制新合成蛋
目前对于黄曲霉毒素引起动物生产性能的下 白质的释放。AF 与蛋白质共价结合可导致其结构
降的原因的研究主要集中在对机体营养物质代谢 发生改变，造成其功能和活性发生改变。Verma 等
的阻碍、对机体免疫的损害及对机体的抗氧化能 力损害而引发肿瘤等方面。这些方面机理的研究 已经深入到分子水平，其机理也已经基本清楚。但
蛋白以及甘油三脂的水平。
AF 的污染水平为 992ppb 的日粮，能显
Schell 等
1993
著降低肉仔鸡日增重和采食量
1 日龄肉鸡喂含 0.75 mg/kg AF 的日粮，
李增光等 28d 后即发现鸡体增重和采食量显著 2007
下降
对 肉 仔 鸡 持 续 饲 喂 AFB1 水 平 为 0.1 侯然然等 mg/kg 的日粮，21 d 后增重缓慢，料肉比 2007
曲霉毒素对动物体消化系统的损害展开研究，研 周后提取小白鼠的线粒体蛋白，双向电泳结果发
究黄曲霉毒素对动物消化生理产生毒害作用的机 现有 31 个蛋白质点发生显著变化，其中有新出现
理。这一方面的研究已经逐渐成为黄曲霉毒素研 或明显上调的 7 个蛋白质点以及缺失的或明显下
究的热点。
调的 6 个蛋白质点，并据此推测，毒素可能通过改
（2002） 研究发现，日粮中 AFB1 含量达到 2mg/kg 时鸡总蛋白效率显著降低；日粮中 AFB1 水平在 0.5、1 和 2mg/kg 时，净蛋白吸收率显著降低。侯然
是黄曲霉毒素的吸收位置主要是在肠道，这也意 然等（2008）研究表明，基础日粮中加入 0.1mg/kg
味着动物机体中首先受到毒害的可能是消化系 AFB1，肉仔鸡血清中总蛋白、白蛋白含量显著下 统，特别是消化道。因此，目前有学者提出要从黄 降。庄振宏等（2010）以黄曲霉毒素感染小白鼠，10
动物的死亡，但危害更大的是低浓度污染，这类污 等，1996)、AFP1、AFQ1 被认为无活性而直接通过尿
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2011 年第 3 期
应用研究
液排出体外或与葡糖醛酸基转移酶结合而通过粪 便排出体外；黄曲霉毒素醇又可以被氧化为 AFB1。AFB1 可被 CYP3A4 代谢物活化为能与细胞 大分子(DNA 或蛋白)结合的终致癌物，即 AFBl- 8， 9- 环 氧 化 物 (AFBl- 8，9- epoxide，AFBO)( Guengerich 等，1998)。AFBO 有两种空间 异 构 体 ：exo- AFBO 和 intro- AFBO。但仅 exo- AFBO 具有很强 的活性，是有毒性的亲电子物质，能与 DNA 碱基 对上鸟嘌呤残基（在 N7 位）和蛋白质中赖氨酸的 ε- 氨基共价结合 （Mishra 和 Chitrangada，2003）， 其中 AFB1- DNA 主要存在于肝脏，是 AFB1 诱导 HCC（肝细胞癌）发生的点突变的起源（Bailey 等， 1996）。一部分 exo- AFBO 可经机体Ⅱ相酶（如谷 胱甘肽转硫酶(GST)）作用与谷胱甘肽结合，最终 以 AFBl- 硫 醇 尿 酸 (AFBl- mercaptutic acid，AFBl- NAC)形式经尿排出体外（Kensler 等，1996）；另 一部分与血清白蛋白 （albumin） 结合形成 AFB1白蛋白加合物（主要形式为 AFB1- 赖氨酸加合物） 而残留于血液中，与 DNA 结合形成 AFB1- N7- 鸟 嘌呤加合物(AFB1- N7 guanine，AFBl- N7- GUA)。肝 内形成的大部分 AFB1- N7- Gua 加合物可经 DNA 修 复 较 快 地 从 DNA 清 除 ， 并 经 尿 液 排 出 体 外 （Poirier 等，2000），另有 20％可以转变为分子量较 小 的 开 环 结 构 的 AFB1- 甲 酰 氨 基 嘧 啶 加 合 物 (AFB1- forrnamidopyrimidine，AFB1- FAPY)进入血液 经尿液排出体外（Kensler 等，1996）。（图 1）