飼料污染物嘔吐毒素對單胃動物家禽和豬腸道的影響（續完）

中圖分類號：S852 文獻標識碼：C 文章編號：1001-0769（2016）05-0102-03

2.7 嘔吐毒素對腸道固有免疫反應的影響

很早就發現局部免疫細胞，尤其是腸道相關免疫系統中的免疫細胞對腸道中嘔吐毒素的暴露非常敏感，根據暴露的劑量、頻度和時間不同，可引起免疫刺激或免疫抑制效果。據報道，在嚙齒動物模型中，在低嘔吐毒素劑量（<5 mg/kg體重）下細胞因子和其他免疫基因編碼表達是刺激性的，而高劑量（每千克體重5 mg～25 mg）下發生細胞凋亡和免疫抑制。雖然雞和豬中沒有進行劑量依賴性免疫研究，但可能適用相同的假設。闡明這個問題需要一系列的研究，特別是體外試驗，以確定在豬和雞模型中不同毒性濃度以及暴露頻度下嘔吐毒素所產生的影響。總體而言，在攝入嘔吐毒素后腸道組織持續表達幾種細胞因子。促炎癥因子如傳遞危險信號至底層局部抗原呈遞細胞核淋巴細胞的IL-8，通常在腸道組織中測定。比如，嘔吐毒素暴露使人體腸道表皮細胞中IL-8的水平升高。也有研究報道嘔吐毒素暴露時，Caco-2細胞中IL-8生成呈現劑量依賴型增加。

最近有報道說嘔吐毒素暴露（10 μM）會誘導促炎癥反應，豬腸道表皮細胞IPEC-1 I及豬空腸外植體中IL-8、IL-1-α和IL-1β、TNF-α的mRNA編碼表達顯著增加。這種作用與負責致病性Th17細胞亞群如IL-23、IL-22和IL-21等基因誘導相關，不影響IL-10和TGF-β等抗炎癥因子。嘔吐毒素的免疫刺激效果可以視為嘔吐毒素的急性毒性作用。事實上，在體內嘔吐毒素暴露較長時間可觀察到不同的毒力水平。例如，豬飼喂嘔吐毒素污染的飼料（每千克飼料2.2 mg～2.5 mg）5周，對回腸中TGF-β、IFN-γ、IL-4和IL-6的mRNA表達沒有顯著的影響。在另外一項研究中，延長嘔吐毒素暴露時間（1.2 mg/kg飼料 41 d，然后 2 mg/kg飼料42 d），發現豬回腸IL-1β和IL-8表達下調。這表明，嘔吐毒素的暴露時間也對腸道嘔吐毒素局部免疫反應的基因調節存在顯著影響。有意思的是，最近一項研究發現，當攝入嘔吐毒素相對較高（3 mg/kg，5周）而暴露時間相對較短時，豬空腸和回腸中TNF-α、IL-1β、IFN-γ、IL-6和IL-10的表達顯著上調。最近我們團隊進行的體內研究也發現，嘔吐毒素能引起肉雞腸道中IL-1?、TGFBR1和IFN-γ的mRNA表達的顯著下降，這與血漿TNF-α和IL-8水平下降有關。這些研究結果表明，在雞中嘔吐毒素慢性暴露存在局部和全身性免疫抑制效果。事實上，對雞和豬的研究結果表明，嘔吐毒素長期暴露具有免疫抑制效果，這可以視為嘔吐毒素的慢性毒性作用。

對肉仔雞的一項新研究發現，飼喂嘔吐毒素污染飼料（7.54 mg/kg飼料）3周的雞十二指腸和空腸中Toll樣受體（TLR）-4mRNA表達明顯上調，這表明由于GNB的參與激活了炎癥途徑。腸道上皮TLR是快速病原傳感器，可識別微生物并參與固有免疫應答。迄今為止已經確定了幾種TLR的特征，但有關嘔吐毒素在激活TLR中的作用文獻很少，因此有必要在豬雞中開展進一步研究。此外，雖然現有數據表明嘔吐毒素和腸道中的GNB存在相互作用，但嘔吐毒素暴露是否以及如何通過TLR-4途徑導致炎癥尚未明確。現有數據表明，脂多糖（LPS）是GNB細胞壁的重要成分，具有促炎癥特性，能夠以與嘔吐毒素相同的方式破壞腸道屏障功能，推測腸道中嘔吐毒素暴露導致腸道上皮更易受到GNB腸內感染、移位并在腸道細胞中誘導炎癥。例如，嘔吐毒素暴露提高了IL-12和TNF-α的表達，與單獨暴露與鼠傷寒沙門氏菌相比，暴露于1 mg/mL嘔吐毒素和鼠傷寒沙門氏菌下的豬腸道回腸袢中IL-1β、IL-8、MCP-1和IL-6的表達增加。MAPKs信號轉導級聯也可能是嘔吐毒素和GNB相互作用的促炎癥途徑，因為有研究發現MAPKs途徑導致促炎癥細胞因子生成。為了更好地解釋腸道中嘔吐毒素和GNB誘導的促炎癥途徑，口服免疫刺激劑如脂多糖和純嘔吐毒素可為未來研究提供極好的模型。

2.8 嘔吐毒素對腸道細胞氧化應激指標的影響

嘔吐毒素暴露可提高自由基和活性氧的水平，并導致腸道細胞的氧化應激。結果抗氧化劑和促氧化劑之間產生不平衡，這可能是嘔吐毒素毒性的一個明顯信號。在嚙齒類動物模型中，由嘔吐毒素誘導的氧化應激及脾組織MAPKs激活導致核糖體毒性應激。更早的研究表明，攝入嘔吐毒素（3.4 mg/kg飼料）誘導肝細胞氧化應激，但在雞腸細胞中未觀察到這種影響。最近有報道說攝入嘔吐毒素（7.54 mg/kg飼料）3周改變了肉仔雞肝臟和空腸中氧化應激標志物的mRNA表達（血紅素和黃嘌呤氧化還原酶）。此外，嘔吐毒素提高了人腸道Caco-2細胞脂質過氧化標志物丙二醛（MDA）的生成，因此認為嘔吐毒素誘導的自由基導致細胞膜和DNA損傷。

此外據報道，攝入10 mg/kg飼料的嘔吐毒素可導致肉仔雞脾臟白細胞和血液淋巴細胞DNA損傷，表明嘔吐毒素具有遺傳毒性。在存在嘔吐毒素毒性的情況下，氧化應激途徑不能排除為一種誘導DNA損傷的機制。例如，濃度為3.75 μM～15 μM的嘔吐毒素使得硫代巴比妥酸反應物（TBARS）水平呈劑量依賴式增加，TBARS是HepG2細胞中細胞脂質過氧化的一個指標并引起DNA損傷。此外，我們進行的一項最新研究表明，肉雞飼喂每千克飼料 10 mg的嘔吐毒素5周，空腸組織產生氧化應激，表現為TBARS提高。因此，氧化應激是腸道細胞中嘔吐毒素毒性機制之一，可導致DNA和細胞膜變化，進而誘導腸道細胞凋亡、萎縮和大量死亡。

3 嘔吐毒素對腸道微生物、病原菌及其活性的影響

3.1 嘔吐毒素對腸道共生菌的影響

腸道駐留大量高度多元化的共生菌，這是影響動物健康的一個主要因素。眾所周知，保持腸道菌群的平衡對維持動物良好健康狀況至關重要。雖然有跡象表明嘔吐毒素暴露可能破壞共生菌的平衡和多樣性并會引起生態失調，但在豬雞中嘔吐毒素有關對腸道菌群的潛在影響的文獻仍相當少。最近在大鼠模型中進行的一項研究評估了嘔吐毒素慢性暴露對腸道菌群組成的影響。這些作者報道口服嘔吐毒素暴露（100 μg/kg體重，為期4周）期間，觀察到擬桿菌顯著增加，這是駐留在腸道中的典型GNB，并對維持與宿主動物互利關系具有重要意義。如果腸道共生狀態受損害，會表現出明顯的臨床致病可能。實際上，腸道中各種桿菌屬的增殖與人類腹腔疾病發生和炎性腸病有關。迄今為止唯一一項在豬中進行的研究通過使用選擇性培養基，觀察到嘔吐毒素暴露（136 μg/kg體重）改變了腸道后部的菌群，嘔吐毒素暴露導致嗜溫需氧菌增加，還原性亞硫酸鹽厭氧菌減少。

有限的信息表明嘔吐毒素可能導致影響腸道健康的菌群組成、比豐度及代謝活性發生變化。因此，該研究領域需要針對豬雞等畜禽，使用分子微生物技術對菌落、功能及其代謝活性進行深入的評估，應重點關注嘔吐毒素暴露劑量和時間的影響，因為攝入時間及劑量可能對腸道菌群及其代謝活性產生不利影響。同時，由于日糧對豬和雞腸道菌群多樣性具有重要影響，需要進一步研究以評估日糧原料或添加劑（益生菌、益生元和植物性抗生素）與嘔吐毒素暴露之間相互作用對豬雞腸道菌群的影響。

3.2 嘔吐毒素對腸道病原菌移位的影響

腸道屏障功能破壞增加了腸腔大分子如抗原和細菌通過腸道上皮內層移位的幾率。研究發現，嘔吐毒素暴露使致病性大腸桿菌跨豬IPEC-1上皮細胞移位呈現劑量依賴式增加。低劑量嘔吐毒素暴露的豬IPEC-J2細胞中也發現鼠傷寒沙門氏菌移位有類似的增加。因此，嘔吐毒素可影響腸道和全身感染鼠傷寒沙門氏菌，導致易感性增加。此外，攝入嘔吐毒素污染的飼料會導致小鼠感染腸炎沙門氏菌。在人體Caco-2細胞中，嘔吐毒素能夠增加非侵入性共生菌的跨上皮運輸。在家禽中，提高嘔吐毒素濃度降低了盲腸扁桃體細胞吞噬殺死葡萄球菌的能力。據報道，感染呼腸孤病毒的小鼠飼喂嘔吐毒素，會降低派亞氏淋巴結中Th1介導的IFN-γ，提高Th2介導的細胞因子IL-4、IL-6和IL-10，并可能導致病毒感染。此外，降低嘔吐毒素劑量會改變家禽腸道恢復和對球蟲病的免疫應答。雖然嘔吐毒素與腸道致病菌相互作用的背后機制可能是嘔吐毒素破壞腸道生態平衡的能力，但嘔吐毒素如何作用及調節腸道致病菌活性的準確機制仍需進一步研究。

3.3 腸道菌群對嘔吐毒素代謝和毒性的作用

除受到嘔吐毒素暴露影響外，某些腸道菌群也表現出強大的嘔吐毒素脫毒能力。大量研究發現，雞豬腸道、牛瘤胃液甚至人腸道中駐留菌可以將嘔吐毒素脫環氧化為DOM-1（嘔吐毒素無毒性形式）。BBSH797菌株的純培養物能夠將嘔吐毒素的環氧基團轉化為無毒性形式。在真細菌DSM11798環氧化酶作用下，將嘔吐毒素有毒的12，13-環氧環還原裂解為無毒性形式（如DOM-1）。此外，在體內和體外試驗中，均報道有嘔吐毒素的脫環氧化作用。真細菌BBSH797菌株已開發為一種動物飼料用商品化嘔吐毒素解毒劑（Mycofix?），這種微生物飼料添加劑能夠中和嘔吐毒素引起的毒性作用。

4 結論

動物攝入相對較低至中等水平的嘔吐毒素后，可觀察到該毒素對腸道功能的影響，這并非與動物生長和性能受損存在必然聯系，但即使是低劑量的嘔吐毒素暴露也會產生腸道嚴重的細胞毒性影響。這部分是通過激活MAPKs信號傳遞途徑及改變負責腸道組織生理和免疫功能的關鍵基因表達改變而產生。研究數據表明，嘔吐毒素嚴重損害幾種關鍵的腸道功能，增加對腸道傳染病的易感性，是其他常見疾病的誘發因素，也是嚴重的肉類污染風險源。因此，嘔吐毒素可能會對動物和人體健康產生有害的結果。