霉菌毒素在細(xì)菌性和病毒性疾病暴發(fā)中的作用

韓浩月

摘 要：動(dòng)物腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收功能與營養(yǎng)物質(zhì)和腸道上皮接觸的表面積成正比，例如嘔吐毒素和伏馬菌素在內(nèi)的鐮刀菌毒素會(huì)對腸道的吸收功能和屏障功能產(chǎn)生重要的影響，增加動(dòng)物暴發(fā)細(xì)菌性或病毒性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：嘔吐毒素;伏馬菌素;腸道屏障

田間植物最易感的霉菌是鐮刀菌，可引發(fā)鐮刀菌病。鐮刀菌本身對家禽健康的威脅不大，但是在應(yīng)激條件下，它會(huì)產(chǎn)生有害的霉菌毒素，如單端孢霉烯族毒素類[主要是嘔吐毒素（Deoxynivalenol，DON）和T-2 / HT-2毒素]、玉米赤霉烯酮和伏馬菌素（Fumonisins，F(xiàn)UM）。

研究表明，86%和62%的飼料原料分別受到嘔吐毒素和伏馬菌素的污染（Olmix-Labocea數(shù)據(jù)庫）。這些數(shù)據(jù)與最近發(fā)表的大規(guī)模研究的結(jié)果相一致，這表明飼料原料普遍存在鐮刀菌毒素多重污染的情況。

嘔吐毒素和伏馬菌素都會(huì)影響家禽的健康和生產(chǎn)性能。嘔吐毒素是蛋白質(zhì)合成和有絲分裂的強(qiáng)效抑制劑，可通過激活促分裂原活化蛋白激酶誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。動(dòng)物突然攝入高劑量的嘔吐毒素會(huì)引起腹瀉和胃腸道功能失調(diào)。伏馬菌素主要通過抑制鞘氨醇N-酰基轉(zhuǎn)移酶破壞神經(jīng)酰胺和鞘脂的代謝。伏馬菌素急性中毒的特征性癥狀是肺臟、心血管和肝臟的功能性損傷。基于霉菌毒素的急性毒性，歐盟委員會(huì)已確定了飼料中霉菌毒素的最高推薦水平。盡管如此，最近的研究表明，嘔吐毒素和伏馬菌素的含量即便低于歐盟建議的限量水平仍會(huì)造成動(dòng)物機(jī)體損傷。在沒有霉菌毒素中毒的急性癥狀的情況下，一些研究強(qiáng)調(diào)了嘔吐毒素和伏馬菌素對動(dòng)物腸道健康的單獨(dú)影響和復(fù)合影響，以及它們在細(xì)菌性和病毒性疾病暴發(fā)中的作用。

動(dòng)物腸道上皮是一個(gè)由單層細(xì)胞組成的機(jī)體組織，具有雙重功能：一是對營養(yǎng)物質(zhì)、水和電解質(zhì)吸收的選擇性過濾功能，二是作為動(dòng)物機(jī)體抵抗病原體和毒素的主要屏障。研究證明，嘔吐毒素和伏馬菌素會(huì)影響腸道的吸收功能和屏障功能（圖1）。

1? 霉菌毒素在病原體定植腸道中的作用

動(dòng)物腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收功能與營養(yǎng)物質(zhì)和腸道上皮接觸的表面積成正比。當(dāng)腸道中存在嘔吐毒素時(shí)，蛋白質(zhì)的合成會(huì)受到抑制;當(dāng)腸道中有伏馬菌素時(shí)，脂質(zhì)代謝會(huì)降低。這兩種毒素都會(huì)降低腸道上皮細(xì)胞的增殖和存活率，從而減少用于吸收營養(yǎng)物質(zhì)的腸道表面積。嘔吐毒素和伏馬菌素都會(huì)損傷腸道，如造成腸絨毛高度降低、病變和水腫，從而顯著減少營養(yǎng)物質(zhì)的吸收量。因此，當(dāng)腸道中存在鐮刀菌毒素時(shí)，蛋白質(zhì)的濃度會(huì)提高，這有利于病原體在腸道中繁殖。2014年，Antonissen等證明，在飼喂污染了嘔吐毒素（3 mg/kg～? ? 4 mg/kg）的日糧后，雞十二指腸內(nèi)蛋白質(zhì)的總濃度顯著升高。這些結(jié)果與Awad等觀察到的情況一致。他也發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物腸道中有嘔吐毒素存在時(shí)，腸道表面積顯著減少，營養(yǎng)物質(zhì)的吸收減少。因此，動(dòng)物攝入伏馬菌素后可能會(huì)引起胃腸道神經(jīng)鞘脂發(fā)生改變，并會(huì)改變腸道上皮細(xì)胞表面的細(xì)菌受體。研究人員認(rèn)為，這些變化可能會(huì)增加病原體在腸道中的定植。

2? 霉菌毒素在腸道屏障功能中的作用

目前人們普遍認(rèn)為，低劑量的嘔吐毒素和伏馬菌素可通過調(diào)節(jié)腸道緊密結(jié)構(gòu)的功能降低腸道中的跨上皮電阻（Trans Epithelial Electrical Resistance，TEER），進(jìn)而改變腸道的屏障功能。此外，嘔吐毒素和伏馬菌素還會(huì)降低上皮細(xì)胞的增殖和存活率，從而影響腸道屏障功能。動(dòng)物攝入嘔吐毒素后，可顯著減少合成和分泌黏蛋白（保護(hù)性黏液層的主要成分）的杯狀細(xì)胞的數(shù)量。

研究證明，當(dāng)腸道中存在嘔吐毒素和伏馬菌素時(shí)，細(xì)菌在腸道上皮細(xì)胞間的轉(zhuǎn)運(yùn)顯著增加。例如，Antonissen等在2014年總結(jié)道，當(dāng)肉雞腸道中有產(chǎn)氣莢膜梭菌時(shí)，嘔吐毒素會(huì)對腸道上皮屏障產(chǎn)生不良影響，因此嘔吐毒素是肉雞壞死性腸炎的一個(gè)發(fā)病誘因。

3? 霉菌毒素在免疫防御中的作用

動(dòng)物70%的免疫組織位于腸道中。研究發(fā)現(xiàn)，嘔吐毒素和伏馬菌素會(huì)影響動(dòng)物的先天性免疫和獲得性免疫。中低濃度的毒素會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞因子、趨化因子和基因的表達(dá)失調(diào)。研究已證實(shí)，嘔吐毒素可引起促炎反應(yīng)[增加α腫瘤壞死因子（Tumor Necrosis Factor alpha，TNF-α）、白細(xì)胞介素-1α（Interleukin-1α，IL-1α）、IL-1P和IL-8濃度]，還會(huì)影響淋巴T細(xì)胞的調(diào)節(jié)（參與獲得性免疫）。研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物攝入伏馬菌素后，腸道炎癥性細(xì)胞因子（IL-1β、IL-6、IL-12、TNF-β，尤其是IL-8）的集結(jié)會(huì)受到影響，從而提高機(jī)體對病原體的易感性。伏馬菌素還會(huì)損害腸內(nèi)抗原呈遞細(xì)胞（Antigen Presenting Cells，APC）、主要組織相容性復(fù)合物II類分子和淋巴T細(xì)胞的刺激能力，導(dǎo)致腸道感染時(shí)間延長。霉菌毒素除了會(huì)增加動(dòng)物腸道和全身性的感染風(fēng)險(xiǎn)外，還會(huì)影響機(jī)體的免疫系統(tǒng)，改變機(jī)體對疫苗的免疫反應(yīng)。

霉菌毒素除了能增強(qiáng)病原體的毒力和降低疫苗的免疫效力外，似乎還會(huì)影響藥物的效力。最近的一些研究表明，在動(dòng)物攝入污染伏馬菌素的飼料后給其服用藥物，可能會(huì)改變腸內(nèi)藥物（如恩諾沙星——一種作用于包括大腸桿菌、多殺巴氏桿菌和雞支原體在內(nèi)的廣譜抗生素）的表達(dá)。

總而言之，通過為細(xì)菌或病毒在腸道中創(chuàng)造一個(gè)有利于其定植的環(huán)境、提高病原體在腸道內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)以及影響機(jī)體的免疫系統(tǒng)從而提高動(dòng)物對病原體的易感性，嘔吐毒素和伏馬菌素會(huì)提高動(dòng)物暴發(fā)細(xì)菌性或病毒性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。這將降低養(yǎng)殖場的生產(chǎn)水平和生產(chǎn)質(zhì)量，增加生產(chǎn)成本，進(jìn)而對生產(chǎn)效率和盈利能力產(chǎn)生巨大影響。

任何旨在降低霉菌毒素對動(dòng)物腸道健康的影響減輕鐮刀菌毒素復(fù)雜的有害影響的策略都將對養(yǎng)殖場的生產(chǎn)力和盈利能力產(chǎn)生積極的影響。這些策略應(yīng)包括充分監(jiān)控飼料生產(chǎn)中所用原料的質(zhì)量以及使用霉菌毒素廣譜結(jié)合劑。