猪对DON的天然敏感性

王晶晶 译自Pig Progress Vol，30(2014)，№1：10～12罗静如 制图表



猪对DON的天然敏感性

王晶晶 译自Pig Progress Vol，30(2014)，№1：10～12罗静如 制图表

霉菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol，DON)已被认为是家畜饲料的重要污染物。即使是低浓度的污染，它也能影响动物的健康，大概是因其能引起动物的厌食而为人们所熟知。因此，霉菌毒素的风险管理至关重要。

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol，DON)主要是由一些植物病原体镰刀菌产生的B型单端孢霉烯。这种真菌几乎可以感染所有类型的植物，DON经常在用作动物饲料的谷物商品中被检测到。在全球的温带地区，DON是谷物中最普遍的霉菌毒素之一。

霉菌毒素调查显示，全球各地均会出现高浓度的DON污染。研究发现，在2013年检测的共1 729份样本中，中国的小麦样本(平均浓度超过1 800 μg/kg)和欧洲的玉米样本(980 μg/kg) 的DON水平最高，该水平对猪有严重影响。由于猪日粮中可能含有高比例的玉米和小麦，猪可能会非常频繁地接触这种霉菌毒素。

1　作物生物气候学的变化

影响植物中DON产生的因素有若干。宿主最容易受到真菌感染的时期是花开期，在该时期花朵完全开放，随后很快会凋谢。温暖潮湿的环境，以及频繁地降雨均有利于真菌的生长、感染和疾病的发展。

例如，预测模型显示，到2040年加拿大的玉米和小麦的开花时间点会比往年更早。已知在开花前较高的湿度会加剧真菌感染和霉菌毒素污染。

气候变化还似乎会对真菌种群的迁移产生影响，目前主要是从欧洲南部国家(如玉米中的环珠状镰刀菌)转移到北部国家，结果导致其他霉菌毒素的形成。人们已经观察到，由于侵袭力不同，优势镰刀菌种群正在取代其他种群。美国的霉菌也在发生种群迁移，从而导致产生的DON水平有所差异。

2　隐蔽型霉菌毒素

在对抗镰刀菌方面，不仅在植物之间，而且在同一植物的各品种之间也有巨大差异。玉米和小粒谷类作物是镰刀菌理想的宿主。玉米和谷物产量的不断上升，以及它们在土壤表面残留量的急剧增加，为真菌的生长提供了有利条件。

DON可被植物转变成所谓的隐蔽型霉菌毒素，常规分析方法检测不到。然而，这些成分会在饲料总毒素含量中占了相当大的比重，却常常会被忽视。隐蔽型霉菌毒素(如D3G)是由植物产生的一种为使有毒物质失活的防御机制。然而，这种葡萄糖缀合物会在动物肠道中被代谢，随后释放出有毒成分(DON)。

3　肠道和大脑

DON的毒性来自它的环氧基团，它是毒素结合到核糖体上的罪魁祸首。该机制被称为核糖体中毒性应激反应(Ribotoxic Stress)，会导致蛋白质合成受到抑制。DON的毒性也是由其穿过生物屏障(如肠道和血脑屏障)的能力所决定。毒素的摄入与肠道、神经和免疫系统的变化有关。

百奥明公司的Paula Kovalsky说：“在各畜禽种类中，猪对DON最为敏感(图1)。”DON的生物利用率具有物种特异性，猪排名第一，其次是肉鸡和反刍动物。生物利用率高度依赖于肠道菌群在小肠之前的分布位置。

图1　百奥明公司的Paula Kovalsky博士。

DON主要通过穿过肠上皮在小肠内被吸收(图2)。对猪来说，经口摄入后其中高达89 %的毒素会被吸入体内。图3给出了DON在猪体内的代谢过程。与其他畜禽相比，猪胃中的微生物数量相对较低，这揭示了为什么猪对DON的敏感性更高。

图2　DON主要通过穿过肠上皮在小肠中被吸收

在摄入被DON污染的饲料后，DON将肠上皮细胞作为靶细胞。不论吸收的DON量有多少，肠上皮细胞会接触饲料中的所有污染物，从而导致非营养性的其他物质被吸收，包括毒素和其他有害成分。

肠道对营养物质(如葡萄糖和氨基酸)的吸收会被DON抑制，这是由于肠道中负责日常水吸收的重要运输系统发生了改变。这些改变被认为是摄入DON后引发腹泻的原因。

DON通过以下方式间接影响动物的免疫系统：

* 改变肠上皮细胞的渗透性；

* 促进细菌易位；

* 改变肠黏液的生产。

4　剂量依赖效应

在低剂量时，DON可以作为一种促炎物质引发肠道炎症。低浓度的DON可改变猪体内中性粒细胞(多形核白细胞)的免疫功能，它是防御感染的第一道防线。高剂量的DON会导致肠道免疫抑制，增加肠道对细菌(如大肠杆菌)感染的易感性。

在猪体内，血液中25 %～30 %的游离DON可在2 min～60 min后出现在脑脊液中，脑脊液在脑血流中发挥重要作用。该毒素能引起一些大脑活动的改变，如与厌食和呕吐相关的大脑神经元活性的改变。

DON引发的最常见的两种症状是：

* 厌食：由于食欲减退，造成相关激素(如胰岛素和肠道饱腹感激素肽PYY)分泌的增加；

* 呕吐：急性摄入至少50 μg/kg体重的DON的结果。

DON对猪的影响不仅取决于霉菌毒素的摄入量，而且还取决于其他参数，如年龄、生理状态和营养。不幸的是，毒素的摄入并不总是会引发可视症状，这有时会使问题难以被察觉。

5　DON的中和

一些肠道细菌可使部分DON失活，变为DOM-1(图4)。在猪上，DON几乎不能自然转化为无毒的DOM-1。大部分摄入的DON主要见于胆汁、血液和尿液中，少数存在于粪便中。仅仅极少量的DOM-1见于摄入DON污染日粮的猪尿液中。这表明在由细菌引起的脱环氧化作用发生之前，DON在上消化道的吸收是高效的(高达89 %)，这导致毒素在猪体内会出现较高的生物利用率。

研究表明，活性株BBSH797(DSM11798)可通过生物转化阻碍猪对DON的吸收。

在试验中，24头仔猪被随机分配成3个试验组，每组2个重复。对照组饲喂基础日粮。DON处理组饲喂含2 000 μg/kg DON的日粮。DON + BBSH处理组饲喂与DON组相同的日粮，但含有使DON失活的微生物。图5给出了被测仔猪血清中DON和DOM-1的浓度。第1天，所有仔猪均饲喂基础日粮。第2天和第3天，毒素处理组(DON组和DON + BBSH组)的仔猪饲喂被污染的饲料。DON组仔猪血清中的DON浓度显著高于DON + BBSH组，这表明了BBSH 797可将毒素有效转化为无毒性的DOM-1。这还可通过第3天血清中的DOM-1浓度较高得到证明。第4天，所有仔猪均饲喂基础日粮，可观察到DON以及DOM-1的浓度降到了与第1天相同的水平。

BBSH 797菌株由于其脱环氧酶活性，最近已经在欧盟被登记注册为第一种可使DON灭活转变为DOM-1的微生物。DOM-1不能再结合核糖体，因为它缺乏特殊的毒性环氧基团。□□

原题名：Pigs and their natural sensitivity to DON (英文)

原作者：Paula Kovalsky博士(奥地利Biomin公司产品经理)

中图分类号：S816

文献标识码：C

文章编号：1001-0769(2016)01-0024-03