徐偉風(fēng)，袁詠剛，陳海軍

（南京市畜牧家禽科學(xué)研究所，江蘇 南京 210000）

霉菌毒素是由各種霉菌產(chǎn)生的有毒次級(jí)代謝產(chǎn)物，如曲霉菌、青霉菌和鐮刀菌，它們可能在食品鏈或飼料鏈的各個(gè)階段污染食品或飼料，以某種濃度存在人類和動(dòng)物膳食中[1]。在全球范圍內(nèi)收集1 100個(gè)飼料和飼料原料，研究表明大約70%的測(cè)試樣本受到污染[2]。

動(dòng)物攝入霉菌毒素后的生物反應(yīng)各有差異，從高發(fā)病率和高死亡率的急性顯性疾病到低生產(chǎn)力的慢性隱性疾病均有表現(xiàn)。不同的霉菌毒素靶向不同的器官，引起各種毒性作用。在高劑量下，霉菌毒素暴露會(huì)引起一般的細(xì)胞毒性，機(jī)制通常與大分子合成抑制有關(guān)[3]。此外，霉菌毒素誘導(dǎo)原發(fā)性生化損傷，并影響細(xì)胞功能[1]。在低劑量下，霉菌毒素影響各種組織器官的功能，如胃腸道、肝臟或腎臟組織，以及神經(jīng)、生殖和免疫系統(tǒng)。某些霉菌毒素也有遺傳毒性，致癌致畸作用[3]。

一般來(lái)說(shuō)，豬飼料中霉菌毒素的污染水平通常不足以引起明顯的疾病，但通過(guò)生長(zhǎng)、生產(chǎn)和免疫抑制的變化可能導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失[4]。豬對(duì)霉菌毒素非常敏感。在畜牧業(yè)生產(chǎn)中，谷物的消耗量很高，豬會(huì)比較容易接觸到這些毒素并形成長(zhǎng)期污染。豬飼料中可能存在的6種霉菌毒素：黃曲霉毒素、赭曲霉毒素A、伏馬菌素、玉米赤霉烯酮和單端孢霉烯（主要是脫氧雪腐鐮刀菌烯醇[DON]和T-2毒素）[5]。在此綜述中，我們分析飼料中存在的霉菌毒素對(duì)豬免疫力的主要影響。

1 幾種主要的霉菌毒素對(duì)豬免疫應(yīng)答的影響

1.1 黃曲霉毒素

黃曲霉毒素（Aflatoxins，AF）具有肝臟毒性、致癌性和免疫毒性，損害先天免疫和獲得性免疫反應(yīng)[6]。暴露于低劑量的AFB1會(huì)造成樹(shù)突狀細(xì)胞抗原呈遞能力的失調(diào)，這可能是霉菌毒素?fù)p害細(xì)胞介導(dǎo)免疫的重要機(jī)制[7]。暴露于AF可增加豬樹(shù)突狀細(xì)胞的T細(xì)胞增殖誘導(dǎo)能力，從而增強(qiáng)細(xì)胞的呈遞能力[8]。

AF對(duì)豬炎癥反應(yīng)的影響已有報(bào)道[9]，低劑量AF飼喂斷奶仔豬，炎性細(xì)胞因子的合成減少，抗炎性細(xì)胞因子的合成增加[10]。在母豬子宮內(nèi)接觸這種霉菌毒素時(shí)，巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的功能均被改變[11]。長(zhǎng)期飼喂0.1 mg/kgAF可誘發(fā)豬慢性中毒，同時(shí)顯著降低豬的免疫功能和抗氧化能力[12]。

在用卵清蛋白（Ovalbumin，OVA）抗原接種的實(shí)驗(yàn)豬模型中，AFB1暴露對(duì)體液免疫沒(méi)有明顯影響，血漿總免疫球蛋白IgA、IgG、IgM和特異性抗OVA-IgG濃度不變。毒素暴露不損害淋巴細(xì)胞的有絲分裂反應(yīng)，但延遲和減少OVA特異性增殖，影響豬淋巴細(xì)胞的活化[13]。在接種支原體疫苗的豬中，暴露更低水平的AFB1對(duì)抗原特異性和總抗體應(yīng)答無(wú)調(diào)控作用[10]。發(fā)育仔豬對(duì)這種霉菌毒素非常敏感，實(shí)際上，在母豬暴露于AF后，有絲分裂刺激后仔豬的淋巴增殖反應(yīng)減少[11]。

1.2 單端孢霉烯類

B型單端孢霉烯類，包括DON在內(nèi)，通過(guò)破壞白細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)，從而發(fā)揮上調(diào)和下調(diào)免疫功能的作用[14]。DON具有免疫刺激或免疫抑制作用，這取決于毒素的濃度、暴露頻率和暴露時(shí)間[15]。DON通過(guò)作用于核糖體引起炎癥反應(yīng)，活性MAPK途徑誘導(dǎo)核糖體毒性應(yīng)激，從而導(dǎo)致炎癥相關(guān)基因的表達(dá)[14]。在小鼠[15]和豬[16]中，DON引起血清IgA濃度明顯升高。在DON暴露期間用OVA免疫動(dòng)物研究其特異性免疫應(yīng)答，結(jié)果發(fā)現(xiàn)動(dòng)物無(wú)拒食或減重情況。DON對(duì)有絲分裂刺激后的淋巴細(xì)胞增殖沒(méi)有調(diào)節(jié)作用，但毒素對(duì)卵泡特異性淋巴細(xì)胞增殖具有雙相作用：在OVA免疫后數(shù)天有上調(diào)作用，但在隨后數(shù)周有下調(diào)作用[16]。

另一項(xiàng)用OVA免疫的豬的研究顯示，暴露于DON污染的飼料6周后，抗OVA-IgG滴度增加。同時(shí)，參與炎癥反應(yīng)的趨化因子白細(xì)胞介素-8（IL-8）、趨化因子（C-X-C基序）配體 20（CXCL20）、干擾素-γ（IFN-γ）的表達(dá)上調(diào)。DON上調(diào)抗氧化基因谷胱甘肽過(guò)氧化物酶2（GPX-2）和下調(diào)參與氧化應(yīng)激的酶促抗氧化劑GPX-3、GPX-4和超氧化物歧化酶 3（SOD-3）基因的表達(dá)[17]。

A型單端孢霉烯類如T-2毒素是細(xì)胞毒性分子，也是有效的蛋白抑制劑。在OVA免疫的豬中，亞臨床劑量的T-2毒素引起血清總免疫球蛋白IgA濃度在前期短暫性升高，但抗OVA-IgG滴度降低[18]。對(duì)于更高劑量的暴露，T-2毒素在馬球蛋白免疫后降低有絲分裂細(xì)胞和抗原特異性淋巴細(xì)胞增殖[19]。

1.3 伏馬霉素

伏馬霉素（Fumonisins，F(xiàn)B）誘導(dǎo)各種毒性作用，取決于動(dòng)物種類，并且有證據(jù)表明該毒素具有致癌性[20]。體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)B1對(duì)豬Th1/Th2細(xì)胞因子平衡具有調(diào)節(jié)作用[21]。經(jīng)接種支原體疫苗并暴露于FB1（8 mg/kg飼喂4周）的豬，結(jié)果顯示特異性免疫應(yīng)答呈現(xiàn)性別的差異；在公豬中，而不是母豬，暴露于毒素會(huì)降低疫苗特異性抗體滴度[21]。然而，攝入污染的飼料對(duì)血清總免疫球蛋白IgG、IgA和IgM的濃度沒(méi)有影響。

FB1影響炎癥反應(yīng)，用FB1孵育豬肺泡巨噬細(xì)胞，可顯著減少存活細(xì)胞的數(shù)量。6 mg/kgFB飼喂5周的豬的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示脾臟中IL-1β和IL-6基因表達(dá)減少[22]。給豬飼喂 FB1（0.5 mg·kg-1·d-1），支氣管肺泡灌洗液中巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞增多[23]。巨噬細(xì)胞的吞噬能力被抑制。FB1處理豬外周血淋巴細(xì)胞引起IL-4在蛋白和mRNA表達(dá)下降，IFN-γ的表達(dá)增加[24]。

FB1還通過(guò)降低腸內(nèi)IL-12p40的表達(dá)和下調(diào)主要組織相容性復(fù)合物II類分子（MHC-II）減少T細(xì)胞的刺激能力，從而損害抗原呈遞細(xì)胞的成熟[25]。用 FB1（10 μmol/ml）處理豬外周血單個(gè)核細(xì)胞，其外周血單個(gè)核細(xì)胞增殖下降，細(xì)胞G0/G1百分比增加，這些現(xiàn)象發(fā)生在所有淋巴細(xì)胞亞群（CD2+、CD4+、CD8+）[26]。

1.4 赭曲霉毒素A

非常低濃度的赭曲霉毒素A（Ochratoxin A，OTA）就可對(duì)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生毒性影響，與其他所有器官相比免疫系統(tǒng)顯然要敏感的多。OTA主要對(duì)腎臟和肝臟有毒，小母豬經(jīng)飼喂OTA污染飼料后，皮膚嗜堿性細(xì)胞過(guò)敏反應(yīng)降低，遲發(fā)性超敏反應(yīng)減少，淋巴母細(xì)胞生成刺激指數(shù)降低，巨噬細(xì)胞數(shù)量和吞噬活性減弱。OTA半數(shù)抑制濃度IC50為1.3 μM，對(duì)純化的豬淋巴細(xì)胞具有毒性[27]。5 ng/kg體重的低濃度OTA就可抑制小鼠的T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，導(dǎo)致免疫球蛋白IgG、IgA和IgM的下降[28]。

OTA對(duì)細(xì)胞因子表達(dá)有影響，斷奶仔豬飼喂含量為181 ng/g OTA污染的飼料后，血漿中TNF-α和IL-10水平升高，而細(xì)胞因子表達(dá)對(duì)脂多糖體外攻擊的反應(yīng)能力降低[29]。相比之下，OTA對(duì)總免疫球蛋白和特異性免疫球蛋白濃度沒(méi)有影響。類似的研究在家禽肉雞上也有報(bào)道，在一定程度上，飼喂OTA毒素降低了IL-2和干擾素細(xì)胞因子mRNA的表達(dá)水平，但無(wú)顯著差異。

1.5 玉米赤霉烯酮

玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）主要對(duì)繁殖和生育具有毒性效應(yīng)，是具有雌激素毒性的非類固醇毒素。豬對(duì)ZEN特別敏感，ZEN可引起外陰的水腫腫脹和變紅，外陰脫垂，卵巢卵泡損傷和流產(chǎn)[30]。母豬妊娠期飼料中添加1.5 mg/kg ZEN可顯著降低母豬總產(chǎn)仔數(shù)，并顯著提高死胎數(shù)和弱仔豬數(shù)，低水平的ZEN對(duì)母豬的繁殖性能仍產(chǎn)生不利影響[31]。ZEN對(duì)免疫系統(tǒng)的報(bào)道不多，豬腸上皮細(xì)胞暴露于25 μMZEN，炎性細(xì)胞因子IL-8和IL-10的合成增加[32]。母豬經(jīng)每天飼喂5～250 mg/kg或200～1 000 μg/kg體重的高濃度ZEN，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ZEN可誘導(dǎo)生殖道慢性炎癥[33]。此外，ZEN能降低細(xì)胞存活率，破壞細(xì)胞形態(tài)，ZEN對(duì)細(xì)胞炎癥相關(guān)因子mRNA表達(dá)和活性具有雙向調(diào)節(jié)作用。ZEN及其衍生物會(huì)對(duì)豬IL-8和中性粒細(xì)胞等重要的先天免疫參數(shù)產(chǎn)生影響，顯著降低血清中免疫球蛋白IgG、IgA和IgM水平。

2 霉菌毒素共污染的問(wèn)題

在上述段落中，筆者只是簡(jiǎn)述了單一霉菌毒素對(duì)免疫力的影響。然而，霉菌毒素經(jīng)常是共同發(fā)揮作用，動(dòng)物也是同時(shí)暴露于幾種霉菌毒素之中。事實(shí)上，動(dòng)物的飼料由若干種原料組成，原料被幾種霉菌污染，這些真菌能夠同時(shí)產(chǎn)生幾種霉菌毒素[34]。對(duì)7049份樣本進(jìn)行的全球調(diào)查顯示，48%的飼料和飼料原料最少被2種或更多種霉菌毒素所污染[35]。其他研究表明，75%～100%的動(dòng)物飼料原料最少被1種以上的霉菌毒素所污染。

霉菌毒素混合物的毒性不能只是根據(jù)其各自的毒性來(lái)預(yù)測(cè)。它們之間可以是拮抗的、協(xié)同的，或增加某種霉菌毒素的效力。關(guān)于霉菌毒素混合物對(duì)豬免疫反應(yīng)的毒性的研究很少，豬體內(nèi)研究表明同時(shí)暴露于0.05 mg/kg AF和30 mg/kg FB飼料30 d，或者同時(shí)暴露于2.5 mg/kg OTA和8 mg/kg T-2毒素飼料30 d，或者聯(lián)合暴露于50 mg/kg FB和4 mg/kgDON飼料28 d，毒性均表現(xiàn)為協(xié)同作用[36]。動(dòng)物經(jīng)同時(shí)暴露于6 mg/kg DON和3 mg/kg FB飼料35d后，可以觀察到有絲分裂刺激后淋巴細(xì)胞增殖的協(xié)同作用，細(xì)胞因子（IL-8、IL-1β、IL-6和巨噬細(xì)胞炎癥蛋白1β表達(dá)的加性作用，以及特異性I-gA和細(xì)胞因子表達(dá)水平的拮抗作用[37]。

3 小結(jié)

霉菌毒素污染許多飼料原料，對(duì)豬免疫抑制性疾病、流產(chǎn)方面起到催化劑的作用，對(duì)動(dòng)物造成嚴(yán)重的健康風(fēng)險(xiǎn)，給養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前已有不少方法來(lái)減少霉菌毒素對(duì)整個(gè)飼料鏈的污染，如在飼料儲(chǔ)存和加工過(guò)程中，使用物理、化學(xué)和生物方法均可以減少霉菌毒素污染。最新的解毒生物學(xué)方法表明，細(xì)菌、精氨酸或谷氨酸等，有機(jī)霉菌毒素結(jié)合劑具有減低數(shù)種霉菌毒素的潛力，可有效減少幼豬毒性作用[38]。由這點(diǎn)可知有效控制和解決霉菌毒素對(duì)飼料的污染，詳細(xì)了解各種特定結(jié)合劑的機(jī)制，對(duì)改善動(dòng)物生產(chǎn)性能有非常重要的意義，也為飼料業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)等行業(yè)做好防止霉菌毒素污染提供科學(xué)性工具。