黴菌毒素是各種黴菌在適當的溫度、濕度和基質中產生的高毒性代謝產物。麴黴、青黴和鐮刀菌是產生毒素的最主要黴菌。至今人們已知道大約有300種不同的黴菌毒素，但僅有少數被認為與畜禽疾病有關係。黴菌毒素的大量攝入，經常會引起急性中毒表現，然而少量攝取，則產生非異性的臨床表現，例如，食物攝取量降低、生長不良、增重緩慢、死亡率增加、免疫抑制等。而單端孢霉烯族毒素是糧食中最常見的一類污染性黴菌毒素，由鐮刀菌產生，包括T-2毒素、雪腐鐮刀菌烯醇(Nivalenol，NIV)、玉米赤霉烯酮(Zearalmone)、伏馬菌素(Fumonisin)、鐮刀菌烯酮．X(Fusarenon．X，FX)和脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(Deoxynivalenol，DON)等。可對人、畜產生廣泛的毒性效應，如食慾降低、體重減輕、代謝紊亂等。
2017年10月27日，世界衛生組織國際癌症研究機構公布的致癌物清單初步整理參考，源於禾穀鐮刀菌，大刀鐮刀菌和克地鐮刀菌的毒素（玉米赤霉烯酮，脫氧雪腐鐮刀菌烯醇，瓜萎鐮菌醇和鐮刀菌酮X）在3類致癌物清單中。
基本介紹
- 中文名：脫氧雪腐鐮刀菌烯醇
- 外文名：Deoxynivalenol（DON）
- 條件：溫度、濕度和基質
- 性質：高毒性代謝產物
概述,歷史與理化特性,對糧食的污染狀況,毒性,對動物的毒性,對人的毒性,對細胞的毒性,對免疫功能的影響,DON的檢測,物理化學方法,免疫學方法,
概述
在全世界範圍內，DON是最常見的一種污染糧食、飼料和食品的黴菌毒素之一，嚴重影響人和牲畜的健康。它不僅可以污染農作物，也可以污染糧食製品，對人和動物可以產生廣泛的毒性效應。近年研究發現，脫氧雪腐鐮刀菌烯醇對人和動物的免疫功能產生明顯的影響。根據DON的劑量和暴露時間不同可引起免疫抑制或免疫刺激的作用。目前國內外，對脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的研究比較多。
歷史與理化特性
DON是一種單端孢霉烯族毒素，主要由禾穀鐮刀菌和粉紅鐮刀菌產生。DON是諸罔信一等在1970年首先從日本香川縣感染赤霉病的大麥中分離到的。1973年，Vesohder從美國俄亥俄州西北部導致母豬拒食和嘔吐的被禾穀鐮刀菌污染的玉米中分離得到該毒素；並根據它能引發動物嘔吐的特徵，將其定名為嘔吐毒素（Vomitoxin，VT）。
國內1976年從上海市金山縣赤霉病元麥中分離出能使鴿子口服的致吐的純品。徐一純等（1979）從田間感染禾穀鐮刀菌的赤霉病大麥中分離得到一種新的嘔吐毒素，定名CBD2。
DON為NIV的脫氧衍生物，其化學名稱為3，7，l5-三羥基-12，l3-環氧單端孢霉-9-烯-8-酮（3，7，l5-trihydroxy-12，13-epoxytrichothec-9-en-8-one）；是一種無色針狀結晶，熔點為151～153℃，可溶於水和極性溶劑，如含水甲醇、含水乙醇或乙酸乙酯等，具有較強的熱抵抗力和耐酸性，在乙酸乙酯中可長期保存。在pH 4.0條件下，100℃和120℃加熱60 min均不被破壞，170℃加熱60 min僅少量被破壞；在pH 7.0條件下，100℃和120℃加熱60 min仍很穩定，170℃加熱l5 min部分被破壞；在pH 10.0條件下，100℃加熱60 min部分被破壞，120℃加熱30 min和170℃加熱15 min完全被破壞。
對糧食的污染狀況
DON污染糧谷的情況非常普遍，世界各地均有報導，特別在中國、日本、美國、阿根廷和南非。在我國胃癌、食管癌等惡性腫瘤高發區，DON是居民飲食中主要的污染黴菌毒素之一。這種毒素污染糧穀類的情況非常普遍，其檢出率和檢出量都是最高的一種，檢出含量最高者可達170.22 mg/kg。在我國河北省食管癌、胃癌高發區居民飲食中污染率和含量均相當高。張帆等採用高效液相色譜法（HPLC）對林縣、磁縣主要糧食麵粉和玉米中的DON含量進行了調查，兩縣的DON檢出率分別為53.8%和100%，林縣樣品（玉米）中DON平均含量（範圍是384～9 686 ug/g）相當於低發區的3～9倍；而磁縣黴菌污染更為嚴重，DON平均含量（玉米中為7 959ug/g，麵粉中為1 032 ug/g）約相當於低發區的l0倍。
毒性
DON在體內可能有一定的蓄積，但無特殊的靶器官，具有很強的細胞毒性。人畜攝入了被DON污染的食物後，會導致厭食、嘔吐、腹瀉、發燒、站立不穩和反應遲鈍等急性中毒症狀，嚴重時損害造血系統造成死亡，但不同的動物對DON的敏感程度不一，豬最敏感。另外DON對免疫系統有影響，有明顯胚胎毒性和一定致畸作用，可能有遺傳毒性，但無致癌、致突變作用。但對免疫毒性研究結果衝突較多，尚無確鑿的證據。
對動物的毒性
低劑量DON，主要引起動物的食慾下降，體重減輕、代謝紊亂等症狀，大劑量可導致嘔吐。動物對DON的反應有種屬和性別差異，雄性動物對毒素比較敏感，豬比小鼠、家禽和反芻動物更敏感。
DON常與豬的抗拒綜合症有關。豬飼料中的DON含量超過1μg/kg時，進食量顯著降低，甚至拒食，體增重低於正常豬水平，同時還伴有嘔吐。在豬飼料中添加純DON則會降低飼料進食量，進食量的降低與添加濃度成反比。DON中毒的豬，一個症狀是拒食，出現“僵豬”，玉米里如有10 mg/kg的毒素含量就會引起豬的拒食，這種拒食到底是因毒素對消化道的局部刺激作用，還是由於適口性不良造成的，尚未有定論；DON對牛、羊和成年雞鴨則不出現拒食現象。乳牛似乎對DON不敏感，但低產牛群飼餵含DON的飼料也全發生疾病。
雞採食含DON高達18 mg/kg的飼料無明顯有害影響。當雞進食含9.18 mg/kg DON的飼料後，蛋和肉中檢測不出DON。火雞飼餵含5 mg/kg DON的飼料也無明顯有害影響。
Iverson等“用DON的濃度為0、l、5、10 mg/kg的飼料飼餵雄、雌性大鼠，2年發現動物體重增加與DON劑量呈負相關。雌性大鼠的血漿中IgA、IgG濃度較對照組增高，生化指標、血液學指標也可見明顯異常。病理學檢查還發現有肝臟腫瘤、肝臟損害。Banotai等用含20 mg/kg DON的飼料飼餵雌性B6C3F1小鼠13周，發現體重明顯減輕，血清IgA升高，而IgM和IgG降低，腎小球系膜IgA沉積出現血尿。Szkudelska等研究發現，Wistar大鼠皮下注射1 mg/kg DON，3 d後血中胰島素、葡萄糖和自由脂肪酸的含量明顯增高，還可引起肌肉合成糖原增加和三醯甘油降低。李群偉等的研究表明，DON能使家兔的心、肝、腎和脾的組織細胞出現腫脹、空泡變性、炎性細胞浸潤及細胞壞死的病理變化。
對人的毒性
人誤食DON以後急性中毒症狀一般出現在0.5 h後。快的可在10 min後出現，主要症狀是頭昏、腹脹、噁心、嘔吐，以及白細胞缺乏症。一般在2 h後可自行恢復。老人和幼童，或大劑量中毒者，症狀較重，呼吸、脈搏、體溫及血壓均略有升高，但未見死亡。
對細胞的毒性
DON具有很強的細胞毒性，它對於原核細胞、真核細胞、植物細胞和腫瘤細胞等均具有明顯的毒性作用。它對於生長較快的細胞如胃腸道黏膜細胞、淋巴細胞、胸腺細胞、脾細胞和骨髓造血細胞等均有損傷作用，並且可以抑制蛋白的合成。研究發現，DON可明顯抑制豬卵母細胞的成熟，同時DON還可使培養的豬子宮內膜細胞減少，一些細胞出現了線粒體腫脹、細胞膜破裂和細胞漿空泡化等細胞死亡的表現。另外，FCM檢測表明DON影響細胞周期的分布，抑制細胞進入S期，使細胞阻停滯在G0/G1期，具有明顯的抗增殖作用。彭雙清和楊進生研究表明，DON對培養心肌細胞B、L和T三型Ca通道均有明顯的阻滯作用，使三型Ca通道的開放機率減少，開放時間縮短，關閉時間延長。李月紅等研究表明，DON能抑制人外周血單個核細胞的HLA-1分子、TAP-1、低分子量蛋白酶體-2的表達。
對免疫功能的影響
DON污染糧穀類的情況相當普遍，其對免疫功能的影響已受到了醫學工作者的重視。近年來，隨著分子生物學技術的發展，DON對免疫系統的影響引起人們極大的興趣。DON既是一種免疫抑制劑。又是一種免疫促進劑，其作用與劑量和作用時間有關。動物研究發現，DON可以明顯抑制動物的免疫機能，能誘導小鼠胸腺、脾、小腸黏膜集合淋巴的T細胞、B細胞和IgA細胞發生凋亡。還有研究表明，免疫抑制作用表現為DON通過其倍半萜烯結構抑制轉錄、翻譯和蛋白合成過程；而免疫增強作用與DON干擾機體正常免疫調節機制有關。在體內，DON既可以抑制機體對病原體的免疫應答，同時又可以誘發自身免疫反應。此外，DON誘導免疫細胞凋亡、抑制其增殖。同時還可以超誘導輔助性T細胞產生細胞因子，激活巨噬細胞、T細胞產生炎症前細胞因子。DON對免疫系統的毒作用主要表現在具有明顯的急性和慢性毒性作用，引起食慾下降、嘔吐、體重減輕和代謝紊亂；在細胞水平有明顯的細胞毒作用，引起細胞的損傷；根據濃度和作用時間不同，對免疫細胞因子既可表現為抑制，又可表現為超誘導；可誘導並促進免疫細胞的凋亡、抑制其增殖；促進IgA分泌，抑制IgM和IgG的分泌。
DON的檢測
脫氧雪腐鐮刀菌烯醇可從穀物（小米、玉米、大麥等）及其製品（蛋糕、餅乾、麵包等）中通過薄層色譜法和免疫測定方法檢出。根據DON經對甲基苯甲醛噴霧後呈現黃色的特性，可用薄層層析檢測法作定性檢測。DON還可以用酶聯免疫吸附試驗（ELISA）進行微量檢測。
物理化學方法
常用的物理化學檢測方法有薄層層析法（TLC）和高效液相色譜法（HPLC）。TLC法具有靈敏度高、顯色方便和可同時檢出幾種毒素等優點，缺點是樣品提純較繁瑣，需要使用標準毒素，易造成環境污染。HPLC法具有快速、靈敏度高、準確和自動化等優點，多用於毒素的微量分析，尤其是毒素在組織中殘留量的測定，但由於儀器價格昂貴，難以在基層推廣套用。魏潤蘊用TLC法檢測出DON。此後，他用氣相色譜法在天然污染穀物的提取液中檢測出低含量的DON。
免疫學方法
免疫學檢測方法——酶聯免疫吸附檢測（ELISA）在微量毒物的檢測中已經得到廣泛套用。與理化方法相比，它具有特異性高、敏感性強、快速方便、以及不需要昂貴儀器設備等優點，但關鍵是要有高質量的抗體。鄧舜洲等通過競爭間接ELISA法測定出飼料中DON的含量。
DON等鐮刀菌毒素在人類糧食和家畜飼料中污染率和含量均很高，通過食物鏈進行傳遞，嚴重危害人畜健康，其中一部分還具有明顯的致突、致癌性。DON污染常常不是單一的，對各種黴菌毒素協同作用的研究報導並不多。目前，國內學者對鐮刀菌素的研究多側重於檢測方法的建立和飲食中鐮刀菌素污染狀況及其與惡性腫瘤和某些地方病發生關係的研究兩大方面，對其致病機制的研究相對較少。近年來有關DON在腫瘤發生髮展中的作用。日益受到腫瘤工作者的重視。目前的實驗研究表明DON可能是一種潛在的弱的致突、致癌劑，但研究結果衝突較多，尚無確鑿的證據。DON在腫瘤高發區惡性腫瘤的發生髮展中作用尚不明了。腫瘤的發生髮展是一個包括內外因素在內的多因素多步驟長期複雜的過程。其中個體免疫功能的狀態在腫瘤的發生髮展中發揮重要的作用。國內外學者研究發現，細胞凋亡是鐮刀菌素致病的重要途徑之一。常見鐮刀菌毒素如DON、T-2毒素、FX可以誘導多種細胞的凋亡，如肝細胞、腎細胞、胃腸細胞和免疫細胞以及傳代細胞。
