呕吐毒素的毒性特征及治理措施

呕吐毒素(vomitoxin,VT)，又称脱氧雪腐刀菌烯醇(DON)，属单端抱霉烯族化合物(3α,7α,15-三整基-12.13-环氧单端抱霉9-烯-8-酮)，为无色针状结晶,易溶于水乙醇等溶剂,具有较强的热抵抗力和耐酸性，主要由禾谷镜刀菌和粉红镜刀菌产生，常出现在玉米(穗腐病)、小麦和大麦(赤霉病) 上。欧盟将其列为致癌物。呕吐毒素可通过被污染的玉米、小麦等原料进入饲料，畜禽食用后引起呕吐而得名。呕吐毒素在畜禽生产中表现出的危害主要有两个方面:①通过引起畜禽采食量下降、拒食和呕吐等毒素效应，导致畜禽生产性能降低;②呕吐毒素在饲料中的污染量和暴露时间超过标准要求,未得到及时处置,将会在畜禽体内有一定的蓄积，引起机体免疫功能损伤甚至免疫抑制,对畜禽养殖业造成不可估量的经济损失。因毒素分子量小,极难吸附;耐热,难降解;毒素活性高,难控制。因此,对呕吐毒素的防控,势在必行。

1 呕吐毒素的污染情况

呕吐毒素对谷物和饲料的污染情况较为普遍，不仅污染面积大,而且污染水平高。近年多采用ELISA方法测定饲料及饲料原料中黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮和呕吐毒素的含量,分析对动物有害的六种霉菌毒素污染状况，呕吐毒素的检出率和检出量最高。李聪孟等对广东省畜禽饲料中4种主要霉菌毒素污染情况进行调查，发现呕吐毒素较其它3种毒素(黄曲霉素B1、伏马毒素B1、玉米赤霉烯酮)在猪鸡饲料中污染严重,最高检出率超过80%。针对2019年山东省饲料原料及配合饲料3种霉菌毒素(黄曲霍毒素、玉米赤霉烯酮和呕吐毒素)污染情况的调查中显示,呕吐毒素在猪配合饲料中污染最严重。

2 呕吐毒素的毒性特征

畜禽对呕吐毒素的敏感性存在种属差异，猪的敏感性高于家禽和反刍动物。呕吐毒素分急性毒性、慢性毒性、细胞毒性和免疫毒性等多种毒性。急性毒性与动物的种属、年龄、性别、染毒途径有关，雄性动物对毒素较雌性敏感。

2.1免疫毒性

目前研究报道中，肝脏、牌脏等免疫器官和肠道等消化器官是呕吐毒素造成畜禽毒性作用的主要靶器官。消化道是最先接触到呕吐毒素，且暴露浓度高,容易引起消化道上皮细胞凋亡,抑制肠道细胞分化，导致黏膜溃疡和炎症,破坏肠道组织完整性，损伤肠道屏障功能，降低肠道黏膜免疫。毒素损伤肝脏抗氧化能力,降低肝脏代谢酶活性，从而造成机体整体免疫能力降低可能是其毒性作用的主要根源。朱电锋等以断奶仔猪为研究对象，通过体内试验表明,呕吐毒素降低了实验动物的料肉比等生产性能指标,血清中的IFN-γ、IL-2IL-4、IL-6 因子及肠道免疫水平，对断奶仔猪具有免疫毒性。郭晋丽以蛋鸡为实验对象，结果表明呕吐毒素降低蛋鸡产蛋率等生产性能,显著影响蛋鸡凝血功能,引起肝肾损伤，抑制肝脏抗氧化能力，破坏肠道上皮细胞机械屏障并抑制屏障功能修复，影响肠道免疫功能。呕吐毒素还会损害雏鸡免疫器官，引起脾脏和法氏囊水肿，胸腺淤血和浆液性渗出，降低免疫功能。

2.2细胞毒性

呕吐毒素引起细胞凋亡和细胞毒性的一个重要机制就是氧化应激。呕吐毒素通过降低细胞抗氧化功能,从而抑制细胞活性，损伤生长较快的黏膜细胞和淋巴细胞，产生细胞凋亡和细胞毒性。同时，呕吐毒素的环氧结构与核糖体 RNA 或肽类转移酶结合，可抑制蛋白质合成，降低免疫球蛋白合成与分泌,改变机体的体液免疫状态。研究发现呕吐毒素能改变血清脂质过氧化水平，引起氧化应激。研究者通过低剂量呕吐毒素体内和体外染毒实验发现，低剂量长期染毒时,肝脏损失大于低剂量短期暴露;呕吐毒素可抑制细胞活性，降低抗氧化酶(SOD、GSH)和DNA 修复蛋白的表达。

2.3 遗传毒性

影响畜禽细胞繁殖和胚胎发育是呕吐毒素的主要遗传毒性表现。氧化应激是呕吐毒素产生胚胎毒性的重要机制之一。

3 呕吐毒素治理措施

因呕吐毒素与玉米赤霉酮等谷物毒素伴生几率高，毒素有协司作用,防止霉菌的产生是防治呕吐毒素的首要条件。防止霉菌产生的关键在于严格控制饲料和原料的水分含量，控制饲料加工过程中的水分和温度，选育和培养抗霉菌的饲料，同时缩短饲料及原料的储藏期,在饲料原料中增加防霉剂等。体外研究证明，乳酸菌所有独立菌株及其工业发酵物可以抑制真菌生长,去除呕吐毒素，但该方法也仅限于实验室。又因呕吐毒素分子量小，谷物等饲料原料中近三成为常规的ELISA方法所不能检测出的,所以，防霉剂无法完全去除饲料中的已存在的呕吐毒素，对饲料及原料进行脱毒是必要的一项措施。

常见的呕吐毒素清除方法，主要方法包括物理、化学以及生物方法。近年来主要从光催化降解、细菌降解、抗氧化应激等生物学方面进行研究。生物转化是一种特殊的、不可逆转的、高效环保的较温和的毒素转化方式,既无毒素残留又不产生有毒的副产物,可将毒素转化成无毒或低毒的代谢产物，这一方法目前得到普遍的认可。光催化降解呕吐毒素技术在以小鼠肠道屏障功能的研究中得到证实,经光催化处理能提高肠道紧密连接蛋白的表达,降低肠道组织的炎症和氧化应激水平。曹荣耀等从猪肠道中筛选了贝莱斯芽抱杆菌作为细菌降解呕吐毒素的方法，该菌的胞外酶能将降解效率达到 76.7%。目前从土壤环境中筛选到能够协同降解呕吐毒素的酶,该降解酶主要存在于胞外酶中,成为研究生物降解的热点。

因氧化应激是呕吐毒素发挥作用的关键机制，研究人员正努力寻找对预防呕吐毒素诱发氧化应激和相关免疫毒性的有效途径，这些途径包括植物提取物和硒等。王俊雄等网以牛乳腺上皮细胞为研究对象，证明蒲公英甾醇和紫檀芪抑制了呕吐毒素诱导细胞产生的内质网应激途径的mRNA和蛋白表达，TNF-α和IL6的蛋白表达,从而缓解了细胞的凋亡、中毒,改善氧化损伤和炎症反应，提高抗氧化能力和抗氧化酶水平，降低活性氧水平和炎性细胞因子表达，从而达到抗氧化和抗炎作用。刘丹网以小鼠为研究对象，证明黄芪颗粒饮水5周能提高机体活力,减少肝、肾损伤，拮抗免疫抑制,对呕吐毒素导致的免疫损伤有明显的保护作用。作为抗氧化剂的以适当的浓度添加能够抑制呕吐毒素暴露导致猪脾脏淋巴细胞氧化损伤。曹利以雄性小鼠为实验动物，玉米赤霉烯酮和呕吐毒素联合攻毒后用一定剂量的茶多酚灌服，证明茶多酚能拮抗小鼠的生殖毒性。

4 结语

目前的谷物类等饲料加工工艺中，若采取常用的吸附法去除呕吐毒素,往往会对饲料中微量元素等营养物质带来损耗，因此为了实现去除毒性与平衡营养的效果，最终导致不能完全去除呕吐毒素的情况。而且呕吐毒素理化性质稳定，在饲料加工过程中还存在毒素浓缩现象。如何选用安全、高效环保的抗氧化剂作为畜禽馆料添加剂既增强畜禽机体免疫能力，同时高效率持抗呱吐毒素对畜禽的免疫抑制和免疫损伤是未来的一个发展方向

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