霉菌毒素對家禽的毒性效應及其防控措施

趙 華

（山東省濰坊市壽光市化龍鎮畜牧獸醫工作站，山東濰坊262721）

規模化家禽養殖日趨發展，但也因氣候、保存方式或條件等因素導致飼料及其原料霉變，引起家禽霉菌毒素中毒，帶來了諸多負面影響。常見的霉菌毒素主要有黃曲霉毒素（AF）、嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮、T-2毒素、伏馬毒素以及赭曲霉毒素等（陳繼發等，2016；李巍，2015）。其中，AFB1是AF成員之一，當前被公認為毒性最大的一類真菌毒素，是黃曲霉等真菌產生的次生代謝產物；嘔吐毒素與T-2毒素均屬單端孢霉烯族毒素；玉米赤霉烯酮由禾谷鐮刀菌、粉紅鐮刀菌等霉菌產生；伏馬毒素為串珠鐮刀菌等真菌的代謝產物；而赭曲霉毒素主要由赭曲霉、碳黑曲霉等霉菌產生（陳繼發等，2016；李巍，2015）。這幾種常見的霉菌毒素對家禽機體健康存在較大威脅，家禽在大量或長時間低劑量攝入單一或多種霉菌毒素污染的飼料后常出現多系統的損傷表現。本文概述了霉菌毒素對家禽的毒性作用及機制，并總結了防控措施，以期為家禽的健康養殖提供參考。

1 霉菌毒素對家禽的毒性作用

1.1 霉菌毒素損傷雌雄性家禽的生殖系統 霉菌毒素對家禽的生殖毒性包括影響產蛋性能、胚胎發育以及雌性或雄性個體生殖器官的結構與功能。卵中接種赭曲霉毒素A后，發育中的雞胚和孵出的雛雞中存在著致畸現象和毒理學風險（Zahoor-ul-hassan等，2012）。Ebrahem等（2014）研究結果表明，在羅曼褐母雞飼料中添加嘔吐毒素對種蛋孵化率有負面影響，影響產蛋性能。AF會引起雞卵巢發生病理變化，進而影響母雞產蛋（Hafez等，1982）。此外，250 mg/kg劑量的伏馬毒素B1降低了日本鵪鶉的平均產蛋量和蛋重，50 mg/kg及以上劑量的伏馬毒素B1減少了蛋殼重量（Butkeraitis等，2004）。霉菌毒素攝入后，雄性家禽的生殖器官與性激素發生異常變化，AF促進公雞睪丸萎縮，睪丸無精子發生，睪丸和附睪小管間區存在單核細胞浸潤或局灶性淋巴細胞聚集，且睪酮水平降低（Ortatatli等，2002）。

1.2 霉菌毒素破壞家禽消化系統功能 肝臟是動物機體最重要的器官之一，很多營養物質的代謝均在肝臟中進行。給白羽肉雞飼喂含有AF與玉米赤霉烯酮的飼料后，血清中反映肝功能的谷草轉氨酶與谷丙轉氨酶的活性升高，同時雞的日增重顯著降低，料重比顯著增加（陳靜等，2016）。此外，單純攝入AFB1后，可見肉雞肝細胞呈現廣泛性壞死，膽管異常增生（侯然然等，2008）。經體內外研究發現，伏馬毒素B1也具有較強的肝毒性，如引起肝臟體積腫大與肝實質細胞變性，降低肝細胞存活率（黃凱等，2016；李巍，2015）。霉菌毒素損傷肝臟后可能對營養物質的利用產生不利影響，進而影響雞的生長性能。同樣，AF在肉鴨上也表現出了類似的生長性能抑制效應，如降低肉鴨日增重、日采食量、胸肌率和瘦肉率，提高料重比（謝慶等，2015）。此外，肝微粒體細胞色素P450酶系參與了肝臟對外源性物質的代謝，櫻桃谷肉鴨P450酶系多個亞型，如CYP3A4、CYP1A2與CYP2E1受到了AFB1的異常調控，其反映了霉菌毒素對家禽肝臟具有明顯的代謝毒性（李楊，2016）。Reed等（2018）經基因轉錄組學的高通量檢測發現，AF引起了火雞肝臟中4621個基因發生了顯著的差異表達，這些基因主要參與肝內I相和II相解毒酶、細胞調節、凋亡和炎癥反應調節等功能。

腸道除了參與營養物質的消化與吸收，還發揮著免疫調控與屏障功能，在維護家禽機體健康方面具有不可或缺的角色。AFB1能引起肉雞腸道形態結構的異常改變，表現為空腸黏膜上皮細胞脫落，絨毛高度、面積明顯降低，并伴有空腸黏膜細胞的大量凋亡（鄭志翔，2018）。另外，AFB1還可影響肉仔雞腸道中的乙酸、丙酸，進而可能影響腸中微環境（李立佳，2017）。攝入10 mg/kg伏馬菌素長達3周后，肉雞的腸道隱窩和腸絨毛變小（Sousa等，2020）。嘔吐毒素飼喂肉雞也可降低十二指腸絨毛高度和隱窩深度（Yu等，2018）。同樣，鄭艷秋等（2010）證明了肉雞攝入霉變的飼料（以玉米赤霉烯酮與嘔吐毒素為主）后，改變了小腸黏膜組織形態，但未影響盲腸中有害菌大腸桿菌與腸球菌的數量。雛鴨攝入AFB1污染的日糧后，回腸的表觀消化能消化率降低，干物質、氮、氨基酸的回腸表觀消化率增加（李平和廖吉林，2019）。阮棟（2017）研究表明，櫻桃谷鴨在育雛期與生長期均飼喂AFB1后，腺胃、肌胃、十二指腸、空腸以及回腸的相對重增加，同時升高了胰腺中糜蛋白酶、胰蛋白酶活性，影響消化系統生理學特征，同時也導致了鴨死亡率增加。此外，腸道屏障在阻止有害微生物入侵上發揮重要作用，緊密連接蛋白是構成腸道屏障的重要組成部分，然而在飼喂嘔吐毒素的雄雞腸道中緊密連接Claudin-5表達降低（Chen等，2017）。

1.3 霉菌毒素干擾家禽免疫功能 單一霉菌毒素或組合霉菌毒素均會影響家禽的免疫功能。玉米赤霉烯酮損傷雞淋巴細胞活性，破壞機體免疫功能（李欣虹等，2018）。0.1 mg/kg AFB1處理雛鴨，法氏囊、胸腺、脾臟指數均降低，表明AFB1影響免疫器官發育（Guo等，2012）。Chen等（2017）報道，攝入5 mg/kg嘔吐毒素污染的飼料后，雞脾臟變重，干擾脾臟細胞凋亡與增殖。此外，AF與玉米赤霉烯酮聯合作用減少了白羽肉雞法氏囊指數，明顯減少日增重并增加料重比（陳靜等，2016）。Mendieta等（2018）發現，低劑量的AFB1和赭曲霉毒素A可降低肉雞的免疫應答。

白細胞的吞噬作用對維持機體免疫功能具有重要意義，然而T-2毒素和嘔吐毒素暴露后，能使雞脾臟白細胞DNA發生片段化，損傷白細胞的基本生理功能（賀淼等，2014）。另外，免疫球蛋白IgG與IgM參與體液免疫應答，攝入AF會顯著降低櫻桃谷肉鴨血清中的IgG與IgM含量，提示產生了體液免疫抑制效應（謝慶等，2015）。

腸道黏膜免疫可有效抵抗腸道有害病原微生物的入侵。0.6 mg/kg AFB1降低了肉雞小腸T細胞亞群百分率，并下調IL-2、IL-4、IL-6等細胞因子表達水平（Jiang等，2015a）。同時，AFB1使十二指腸、空腸和回腸免疫球蛋白IgA陽性細胞數減少，腸黏膜IgA、IgM和IgG基因表達水平降低（Jiang等，2015b）。這反映AF可影響腸黏膜的免疫功能。

1.4 霉菌毒素損傷家禽腎臟 腎臟是泌尿系統中最為核心的器官，也是重要的排泄器官。若腎臟受到損害，在日常攝入的藥物等物質的排泄過程中會加重腎臟負擔或造成代謝物排泄障礙。現有證據表明，霉菌毒素可誘發腎臟毒性。石達友等（2011）按0.1 mg/kg給雛鴨灌胃AF 11次，發現雛鴨腎組織中發揮細胞保護作用的超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶與谷胱甘肽還原酶活力以及總抗氧化能力明顯減弱，同時細胞膜脂質氧化損傷產物丙二醛水平升高。另外，Gholami-Ahangaran等（2016）發現，AF可以升高雞尿酸水平，并在形態上可觀察到腎臟嚴重充血、變性和壞死。

1.5 霉菌毒素產生的其他毒性效應 戴玉奕（2010）報道，嘔吐毒素可損傷雞軟骨細胞，抑制軟骨細胞增殖與分化，影響禽骨的正常發育。此外，T-2毒素亦可表現出雞軟骨毒性效應（賀紹君，2011）。家禽的肺臟或氣管在實際高密度規模化養殖中常受到室內氨氣或粉塵的影響，而霉菌毒素攝入后是否會加重呼吸系統的毒性作用還缺乏詳盡的研究，有待后續深入探討。

2 霉菌毒素主要毒性作用機制

2.1 介導氧化應激 氧化應激是一種經典的細胞損傷機制，即細胞中的致氧化因子增多而抗氧化因子減少，致使固有的氧化還原平衡狀態破壞，攻擊細胞的蛋白質、脂質或核酸等生物大分子，加劇細胞或組織的氧化損傷程度。動物體內不同類型細胞發揮著不同的生理學功能，細胞的氧化損傷能改變生存狀態、結構或功能。而赭曲霉毒素A及伏馬毒素等霉菌毒素均可誘導氧化應激（Tao等，2018；Wang等，2016）。Chen等（2019）證實，T-2毒素使肉雞脾細胞中損傷分子活性氧和丙二醛含量升高，而抗氧化酶過氧化氫酶等活性降低，說明脾細胞的氧化損傷可能進而影響免疫功能。另外，赭曲霉毒素A也降低了鴨肝臟過氧化氫酶活性，誘導肝臟的氧化應激（Zhai等，2020）。

2.2 引發內質網應激 內質網應激的基本標志為非折疊蛋白反應，當蛋白質發生錯誤折疊并大量堆積，細胞在大量信號轉導蛋白的參與下調控蛋白質折疊能力、蛋白質翻譯與降解等過程，一旦紊亂狀態長時間存在，細胞最終可能啟動死亡程序。鄭志翔（2018）研究發現，AFB1引起肉雞空腸的損傷與內質網應激參與的細胞凋亡有關。另外，玉米赤酶烯酮通過上調內質網應激相關分子感受器蛋白，激活內質網應激，并介導雞脾淋巴細胞凋亡，改變機體免疫功能（Xiao等，2019）。而且，氧化應激產生的活性氧等自由基分子也會誘發內質網的非折疊蛋白反應。

2.3 調控炎性信號 適當的炎性反應起到保護動物健康的作用，而當炎性反應加劇或持續存在，局部細胞組織會受到損傷，引起其基本功能障礙。炎性因子（IL-6、TNF、IL-1β、COX-2等）的過量表達是炎性反應的一大特征，其表達也受到轉錄因子NF-κB等的調控。Yu等（2018）報道，嘔吐毒素可誘導肉雞脾臟和法氏囊中促炎基因COX-2的表達。另外，AFB1上調雞肝臟中促炎因子IL-6表達水平，并增強可轉錄因子NF-κB以及促炎的誘導型一氧化氮合酶的蛋白表達，加劇家禽肝臟損傷（Ma等，2015）。

2.4 引起細胞凋亡 細胞是生命體的基本單元，細胞死亡在細胞新老更替中具有重要作用，但細胞大量死亡將影響細胞基本的生物學功能。細胞凋亡是一種經典的細胞程序性死亡方式，由大量精密的蛋白分子（促凋亡蛋白與抗凋亡蛋白）參與調控，主要分為2種途徑，即細胞外的死亡受體途徑以及細胞內的線粒體途徑。其中，氧化應激、內質網應激以及炎性因子大量產生也可能引起細胞凋亡。Yuan等（2016）揭示了AFB1誘導肉雞法氏囊細胞凋亡，其與細胞線粒體凋亡途徑和內質網應激途徑有關。Ruan等（2019）證實了赭曲霉毒素A可觸發雛鴨腸道細胞凋亡相關基因異常表達，引起腸毒性。

2.5 誘發細胞自噬 自噬是近些年關注較多的一個生理學機制，指在細胞內吞噬自身被破壞的細胞質蛋白或其他亞細胞器，將其囊泡化，與溶酶體融合降解內容物，實現細胞內物質的再利用。自噬的過度抑制或增強可能對細胞正常的生理功能均有不利影響。AFB2會促進肉雞肝細胞自噬因子Beclin-1和LC3-I I/LC3-I水平的升高及自噬流標志物p62的下調，即通過細胞自噬的途徑引起肉雞肝毒性（Chen等，2016）。Wang等（2019）發現AFB1能抑制肉雞肝臟自噬水平。

3 家禽霉菌毒素中毒的防控

霉菌毒素種類繁多，產毒霉菌生物學也存在差異，并且養殖一線的霉菌毒素污染常以多種霉菌毒素存在，所以家禽霉菌毒素中毒的防控須從多個養殖環節入手，采取綜合性措施，即干預家禽霉菌毒素中毒誘發的損傷，抑制霉菌繁殖或產毒，合理脫毒等。

3.1 干預家禽霉菌毒素中毒誘發的損傷 對毒性機制的進一步明確，便于有針對性地確定中毒的干預靶標，進而科學地就家禽霉菌毒素中毒采取有效的預防與治療措施。例如，基于抗氧化-抗炎的預防與治療策略可在飼料中添加具有抗炎與抗氧化的植物精油、生物堿、黃酮類或多糖類成分（王曉杰等，2018）；基于營養調控的預防與治療策略可在飼料中添加氨基酸組合物等（王洪榮和季昀，2013）。王留和方磊涵（2013）發現，0.1%～0.2%霉菌毒素降解劑（由毒素解毒酶、免疫增強酶以及中藥提取物等組成）可提高胸腺、脾臟與法氏囊指數，緩解霉菌毒素對肉雞免疫功能的損傷。

3.2 抑制霉菌繁殖或產毒 霉菌孢子在適宜的溫度、濕度條件下繁殖速度快，盡量避免在高溫高濕的環境下儲存飼料或其原料，尤其不宜長久儲存。霉菌產毒多受特定因素誘導，通過調節產毒相關基因的表達，影響其產毒效率。黃酮類化合物槲皮素可調控菌體內氧化脅迫，抑制黃曲霉產毒（王淼焱等，2014）。另外，肉桂、檸檬草、丁香、百里香等植物來源的精油也具有抑制黃曲霉生長的作用，且可降低AF的產量（徐丹等，2020）。可見，除了合理儲存飼料或其原料，還可以應用植物提取物達到抑制霉菌繁殖或產毒的目的。

3.3 脫毒 目前，市場上也存在較多的霉菌毒素脫毒產品，如蒙脫石等吸附劑、益生菌制劑等。載銅蒙脫石可通過物理性吸附作用發揮AFB1、伏馬毒素B1和玉米赤霉烯酮脫毒的效果（王曉娟等，2020）。乳酸菌可降低AFB1的毒性作用以及毒素在組織中的殘留量（王亞欣等，2020）。另外，生物源脫毒菌株LAB-10、化學源二氧化氯和臭氧可分別降解AFB1和嘔吐毒素（孫超，2017；吉小鳳等，2012）。范秋麗等（2018）證實，添加300 g/t商品化復合霉菌毒素分解酶可提高三黃雞成活率，降低料肉比，并提高飼料轉化率。添加2‰霉菌毒素脫毒劑（毒素降解菌復配水合鈉鈣鋁酸鹽）提高了肉雞的平均日增重、免疫器官法氏囊指數，改善了肝功能指標，并降低了霉菌毒素含量（陳靜等，2016）。2 g/kg由水合硅鋁酸鈉鈣以及酵母細胞壁組成的吸附劑可緩解霉玉米引起的櫻桃谷肉鴨肝臟病變，提高其生產性能（溫子瑜，2012）。此外，添加0.1%脫霉劑密可棒（含沸石、酯化葡甘露聚糖、復合有益菌、復合酶以及螯合微量元素等）改善了雞群的生產性能以及免疫功能（程曉亮等，2013）。

4 小結

霉菌毒素中毒可引起機體多系統的毒性效應，其作用機制主要涉及促使氧化還原系統失衡、觸發炎性反應、影響細胞死亡或自噬等。干預家禽霉菌毒素中毒誘發的損傷、抑制霉菌繁殖或產毒、合理脫毒等綜合措施有助于家禽霉菌毒素中毒的防控。當然，目前對于各類單一或多種霉菌毒素的毒性作用機制的揭示還不夠全面，仍需廣大的基礎研究工作者深入研究，以期探索出更高效、簡便的預防與治療策略，進而科學指導家禽養殖的一線生產。