野生動物食物中真菌毒素研究進展

劉大偉 周用武 謝春平 費宜玲 唐松澤 侯森林

(南京森林警察學院，南京，210023)

真菌毒素是多種真菌在生長過程中產生的次級代謝產物，是多種有毒物質的統稱，廣泛存在于各種食物中[1-2]。這些有害物質通過直接或者間接的方式進入到人和動物的食物鏈當中[3]。當食物中的真菌毒素達到一定濃度時，就會引起人和動物中毒反應[4]，嚴重時導致死亡[5-6]。大部分情況下，食物中較低水平的毒素不會立即導致明顯的臨床癥狀[7]，長期攝入會導致細胞、組織和器官損傷甚至引發癌變[8]。出于公共食品安全以及相關經濟利益方面考慮，在食品和畜禽飼料工業領域，真菌毒素污染問題已經得到了較高的重視[9]。而野生動物食物中的真菌毒素同樣嚴重威脅動物的健康甚至導致死亡[10-13]。加之真菌毒素污染范圍廣泛[14]，這類有害物質對野生動物健康的威脅也應該同樣受到關注。為促進各野生動物管理部門對野生動物食物中的真菌毒素危害的認識，本文擬從國內外野生動物食物中真菌毒素污染狀況、真菌毒素中毒病例、真菌毒素對野生動物健康水平的影響等方面進行綜述，探討野生及圈養種群食物中真菌毒素的防控措施，以期對野生動物管理部門起到一定借鑒作用，切實保證野生動物健康。

1 野生動物食物中真菌毒素調查及中毒病暴發

為了解人工投喂以及自然狀態下野生動物食物受到真菌毒素污染的情況，國內外學者展開了相關的調查。主要的調查對象為鳥類和鹿類食物中的黃曲霉毒素(aflatoxins，AFs)、黃曲霉毒素B1(aflatoxins B1，AFB1)、黃曲霉毒素B2(aflatoxins B2，AFB2)、黃曲霉毒素G1(aflatoxins G1，AFG1)、伏馬毒素B1(fumonisin B1，FB1)、伏馬毒素B2(fumonisin B2，FB2)、赭曲霉毒素A(ochratoxin A)、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol，DON)、玉米赤霉烯酮(zearalenone，ZEN)、T-2毒素(T-2 toxin，T-2)，具體情況見表1。同時，有英國研究者對死亡的庭園鳥類肝臟中AFs進行檢測，結果表明：在家麻雀(Passerdomesticus)和歐金翅雀(Carduelischloris)肝臟中該毒素濃度最高分別為0.9 μg/kg和8.0 μg/kg，這表明在英國庭園鳥類的食物受到了較高水平AFs的污染[15]。

野生動物短時間內大量攝入受高濃度真菌毒素污染食物引發的急性中毒病例時有報道，其中黃曲霉毒素和鐮刀菌毒素中毒較為常見(表2)。需要指出的是，這一表格反映的僅是通過中英文文獻查閱所能夠檢索到的國內外近年來主要的野生動物真菌毒素急性中毒病例。由于受到動物保護意識、信息傳播手段等條件制約，加上在臨床診斷中獸醫常常會忽視真菌毒素對動物免疫抑制疾病和腫瘤病發生、發展的影響[16]，因此在實際中可能還存在大量由真菌毒素直接、間接導致的野生動物死亡病例。

表1 野生動物食物中真菌毒素調查

Tab.1 Mycotoxins surveys of wildlife foods

續表1

表2 野生動物急性中毒病例

Tab.2 Mycotoxins outbreaks in wildlife

2 野生動物食物中真菌毒素毒性

根據能夠查閱到的相關文獻來看，野生動物食物中影響其健康水平的主要有兩大類毒素：黃曲霉毒素和鐮刀菌毒素。

2.1 黃曲霉毒素

黃曲霉毒素是在20世紀60年代早期英國發生的一種稱為“火雞X病”中被發現[28]。其主要是由黃曲霉(Aspergillusflavus)和寄生曲霉(A.parasiticus)產生的一類結構相似的二級代謝產物[29]，基本結構為二呋喃環和氧雜萘鄰酮。目前，已發現的黃曲霉毒素共有18種，除AFB1、AFB2、AFG1、黃曲霉毒素G2(aflatoxins G2，AFG2)為天然產物外，其余14種為衍生產物。

AFs被認為是多種動物的強致癌物[30]。國際癌癥研究署(International Agency of Research on Cancer，IARC)將AFB1、AFB2、AFG1、AFG2劃定為1類(Group 1)致癌物[31]。在所有的AFs中AFB1(分子結構見圖1)被認為毒性最強[32]。AFs隨被污染的食物經消化道吸收進入體內后，主要是由在肝臟微粒體混合功能氧化酶作用下進行羥化，脫甲基以及環氧化反應進行脫毒。AFs的代謝過程也是肝臟對其的解毒過程，肝臟是其主要的靶器官[33]。在鳥類的急性中毒實驗中，使用含100 mg/kg以上的AFs食物對山齒鶉進行飼喂，動物表現為免疫抑制、γ-球蛋白、葡萄糖、γ-谷氨酰轉移酶水平降低、肝臟組織異常等病理現象，當食物中AFs濃度達到500 mg/kg時出現動物死亡現象[34]；短期實驗中，食物中含有低水平的AFs(12 μg/kg、33 μg/kg)不會對綠頭鴨的體重以及免疫器官產生不利影響[35]，當食物中AFs濃度為100 μg/kg時，能夠引起東部火雞肝臟相對重量減輕、血清中尿酸濃度升高、總血漿類胡蘿卜素濃度升高等不良生理變化[36]。對于偶蹄目動物來講，其對AFs的敏感度低于鳥類，Quist 等使用含有800 μg/kg AFs的日糧對白尾鹿進行為期8周的飼喂試驗，結果表明真菌毒素僅僅能夠導致該動物亞臨床型肝臟損傷[37]。

圖1 AFB1分子結構圖Fig.1 Molecular structure of AFB1

2.2 鐮刀菌毒素

鐮刀菌毒素是鐮刀菌屬真菌在生長過程中產生的多種代謝產物。在這些毒素中，由于污染率高或毒性強等的原因，ZEN、DON和T-2受到研究人員的關注較多[7，38]。

ZEN 又稱F-2毒素，主要由禾谷鐮刀菌(Fusariumgraminearum)和粉紅鐮刀菌(F.roseum)產生，具有雌激素效應[39]，是一種羥基苯甲酸內酯類的化合物(分子結構見圖2)。DON又被稱為嘔吐毒素或脫氧瓜萎鐮胞菌烯醇，是一種B型單端孢霉烯族化合物，主要是由黃色鐮刀菌(F.culmorum)和禾谷鐮刀菌產生[40]，是一種四環的倍半萜(分子結構見圖3)。ZEN和DON污染率均較高，且常出現伴生的現象。IARC將這2種毒素劃定為3類(Group 3)致癌物[41]。T-2是由鐮刀屬多種真菌在特定條件下產生的次級代謝產物，屬于A型單端孢霉烯族毒素，是一種倍半萜烯化合物(分子結構見圖4)。在單端孢霉烯族毒素中，T-2的急性毒性最強[42]。由于該毒素對人和動物的巨大危害性，該毒素受到糧農組織和世界衛生組織食品添加劑專家聯合委員會等組織的關注[43]。

Neiger等給6周齡的綠頭鴨飼喂含T-2 2 mg/kg飼料，持續9 d，結果顯示動物的口腔與食道出現糜爛和/或潰瘍、體重、胸腺、脾、法氏囊重量減輕，胸腺皮質淋巴細胞輕度減少[35]。這表明，T-2對該種動物消化系統和免疫系統具有毒性作用。使用污染有T-2(1～2 μg/kg)和DON(0.4 μg/kg)的飼料分別飼喂山齒鶉和沙丘鶴，兩種動物均出現拒食行為，其中一些食用或被強行飼喂的沙丘鶴出現了死亡現象。剖檢后發現脫水、脂肪萎縮、腎功能不全、脾小等病理現象[11]。然而，對于雞來講，T-2和DON的半數致死量(LD50)分別為4.97 mg/kg[44]和140 mg/kg[45]。結果表明，一方面，這兩種毒素對動物機體的損傷存在一定的協同或加性效應[16，46]，另一方面，鶴類對真菌毒素的敏感度較高，毒素對鶴類的危害應該受到高度重視。某些獸類對真菌毒素也具有極高的敏感性。修云芳等報道，污染有濃度分別為234 μg/kg的ZEN和145μg/kg的DON的飼料導致小熊貓中毒，引發貧血、白蛋白濃度降低、丙氨酸轉氨酶、谷草轉氨酶等酶活性升高，肝臟受損；對死亡的動物進行剖檢后發現皮下脂肪黃疸、肝細胞變性、腎小球和腎小囊內纖維蛋白樣滲出、腎小管上皮細胞渾濁腫脹等病理現象[12]。

3 真菌毒素間的互作效應

食物或飼料一般會同時受到多種真菌的污染，一種真菌往往能夠產生多種毒素[47]，如禾谷鐮孢菌既能產生DON，又能產生ZEN等。因此，大多數情況下，食物或飼料會受到多種毒素的混合污染[48-50]。與單一毒素相比，多種毒素混合引起的臨床癥狀不等于各單一毒素作用的癥狀之和，這使得臨床診斷工作變得更加困難，含有多種毒素的食物對動物危害更大[51]。而且食物或飼料通常是由多種不同谷物配合加工而成，因此會造成毒素的累積，引發更大的健康危險。

當兩種或兩種以上真菌毒素同時存在時，這些毒素之間對人或動物毒性反應可表現出加性效應、亞加性效應、協同效應、增效效應、拮抗效應。目前，國內外對真菌毒素的互作效應的研究大多數只局限于對2種毒素互作效應的研究，3種及以上的研究較少[52-53]。有學者指出，大多數情況下，多種毒素混合產生的是加性效應或協同效應，而拮抗或亞加性效應的情況較少[54]。

圖2 ZEN分子結構圖Fig.2 Molecular structure of ZEN

圖3 DON分子結構圖Fig.3 Molecular structure of DON

圖4 T-2分子結構圖Fig.4 Molecular structure of T-2

值得強調的是，關于毒素毒性的結論均是在實驗室中使用幾種有限的純化毒素的基礎上得出。在實際中，野生動物的食物可能會包含更多種已知和未知的真菌毒素以及它們的前體，這些污染物之間相互作用后可能會對動物健康造成更大危害[55]。

4 真菌毒素的防控

由于野生動物的野生種群和人工圈養種群生存的環境以及食物來源各不相同，因此對真菌毒素的防控也應采用不同的方法。

野生種群的食物包含了天然食物和人工投喂、農田殘留的非天然食物。有關研究表明，野生種群天然食物中真菌毒素的污染水平和污染率均較低[17，23]。因此，非天然食物是我們關注的重點。對于人工投喂的食物在投喂前要確保其各項衛生指標符合相關衛生標準。在投喂時在一個投喂點的投喂量不宜過大，避免因食物堆積造成的毒素積累。對于農田中殘留的谷物，各地方的野生動物主管部門可以開展真菌毒素的定期監測工作，尤其是在食物短缺的冬季，監測頻率應適當增加。當發現其中的毒素濃度過高時，可鼓勵當地百姓立即對農田進行翻耕[23]。而后，有條件的地方可以再進行適當的補飼。

飼料是人工圈養野生動物的唯一食物來源。飼料的優劣直接關系到動物的健康水平。國內大部分野生動物飼養機構能夠認識到這一問題，飼料中含有高濃度真菌毒素的情況較為少見。然而，真菌毒素沒有安全底線[56]。尤其對于生命周期較長的動物來說，長期食用低水平的真菌毒素是致命的[57]。從真菌毒素角度來講，預防低水平的污染是保證圈養野生動物健康水平的關鍵。

第一，各野生動物飼養機構在采購飼料原料環節，應嚴格檢測其中的真菌毒素，選擇毒素水平低的原料，杜絕不符合國家衛生標準的原料流入；第二，保持飼料倉庫、飼料加工設備的干凈、無污染，及時清掃容易殘留飼料的地方；第三，保證飼料貯存倉庫的干燥，加強飼料和飼料原料的通風以及溫度控制[58]，避免在儲存過程中產毒、毒素累積；第四，縮短飼料及飼料原料的使用周期，對于存放時間較長的飼料及原料在使用前需進行真菌毒素的檢測；第五，定期對飼料進行毒素監測，摸清污染規律，制定有針對性的應對措施，如可以在容易發生真菌毒素的時間有針對性的使用一些真菌毒素吸附劑[59-60]。