野生动物食物中真菌毒素研究进展

刘大伟 周用武 谢春平 费宜玲 唐松泽 侯森林

(南京森林警察学院，南京，210023)

真菌毒素是多种真菌在生长过程中产生的次级代谢产物，是多种有毒物质的统称，广泛存在于各种食物中[1-2]。这些有害物质通过直接或者间接的方式进入到人和动物的食物链当中[3]。当食物中的真菌毒素达到一定浓度时，就会引起人和动物中毒反应[4]，严重时导致死亡[5-6]。大部分情况下，食物中较低水平的毒素不会立即导致明显的临床症状[7]，长期摄入会导致细胞、组织和器官损伤甚至引发癌变[8]。出于公共食品安全以及相关经济利益方面考虑，在食品和畜禽饲料工业领域，真菌毒素污染问题已经得到了较高的重视[9]。而野生动物食物中的真菌毒素同样严重威胁动物的健康甚至导致死亡[10-13]。加之真菌毒素污染范围广泛[14]，这类有害物质对野生动物健康的威胁也应该同样受到关注。为促进各野生动物管理部门对野生动物食物中的真菌毒素危害的认识，本文拟从国内外野生动物食物中真菌毒素污染状况、真菌毒素中毒病例、真菌毒素对野生动物健康水平的影响等方面进行综述，探讨野生及圈养种群食物中真菌毒素的防控措施，以期对野生动物管理部门起到一定借鉴作用，切实保证野生动物健康。

1 野生动物食物中真菌毒素调查及中毒病暴发

为了解人工投喂以及自然状态下野生动物食物受到真菌毒素污染的情况，国内外学者展开了相关的调查。主要的调查对象为鸟类和鹿类食物中的黄曲霉毒素(aflatoxins，AFs)、黄曲霉毒素B1(aflatoxins B1，AFB1)、黄曲霉毒素B2(aflatoxins B2，AFB2)、黄曲霉毒素G1(aflatoxins G1，AFG1)、伏马毒素B1(fumonisin B1，FB1)、伏马毒素B2(fumonisin B2，FB2)、赭曲霉毒素A(ochratoxin A)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol，DON)、玉米赤霉烯酮(zearalenone，ZEN)、T-2毒素(T-2 toxin，T-2)，具体情况见表1。同时，有英国研究者对死亡的庭园鸟类肝脏中AFs进行检测，结果表明：在家麻雀(Passerdomesticus)和欧金翅雀(Carduelischloris)肝脏中该毒素浓度最高分别为0.9 μg/kg和8.0 μg/kg，这表明在英国庭园鸟类的食物受到了较高水平AFs的污染[15]。

野生动物短时间内大量摄入受高浓度真菌毒素污染食物引发的急性中毒病例时有报道，其中黄曲霉毒素和镰刀菌毒素中毒较为常见(表2)。需要指出的是，这一表格反映的仅是通过中英文文献查阅所能够检索到的国内外近年来主要的野生动物真菌毒素急性中毒病例。由于受到动物保护意识、信息传播手段等条件制约，加上在临床诊断中兽医常常会忽视真菌毒素对动物免疫抑制疾病和肿瘤病发生、发展的影响[16]，因此在实际中可能还存在大量由真菌毒素直接、间接导致的野生动物死亡病例。

表1 野生动物食物中真菌毒素调查

Tab.1 Mycotoxins surveys of wildlife foods

续表1

表2 野生动物急性中毒病例

Tab.2 Mycotoxins outbreaks in wildlife

2 野生动物食物中真菌毒素毒性

根据能够查阅到的相关文献来看，野生动物食物中影响其健康水平的主要有两大类毒素：黄曲霉毒素和镰刀菌毒素。

2.1 黄曲霉毒素

黄曲霉毒素是在20世纪60年代早期英国发生的一种称为“火鸡X病”中被发现[28]。其主要是由黄曲霉(Aspergillusflavus)和寄生曲霉(A.parasiticus)产生的一类结构相似的二级代谢产物[29]，基本结构为二呋喃环和氧杂萘邻酮。目前，已发现的黄曲霉毒素共有18种，除AFB1、AFB2、AFG1、黄曲霉毒素G2(aflatoxins G2，AFG2)为天然产物外，其余14种为衍生产物。

AFs被认为是多种动物的强致癌物[30]。国际癌症研究署(International Agency of Research on Cancer，IARC)将AFB1、AFB2、AFG1、AFG2划定为1类(Group 1)致癌物[31]。在所有的AFs中AFB1(分子结构见图1)被认为毒性最强[32]。AFs随被污染的食物经消化道吸收进入体内后，主要是由在肝脏微粒体混合功能氧化酶作用下进行羟化，脱甲基以及环氧化反应进行脱毒。AFs的代谢过程也是肝脏对其的解毒过程，肝脏是其主要的靶器官[33]。在鸟类的急性中毒实验中，使用含100 mg/kg以上的AFs食物对山齿鹑进行饲喂，动物表现为免疫抑制、γ-球蛋白、葡萄糖、γ-谷氨酰转移酶水平降低、肝脏组织异常等病理现象，当食物中AFs浓度达到500 mg/kg时出现动物死亡现象[34]；短期实验中，食物中含有低水平的AFs(12 μg/kg、33 μg/kg)不会对绿头鸭的体重以及免疫器官产生不利影响[35]，当食物中AFs浓度为100 μg/kg时，能够引起东部火鸡肝脏相对重量减轻、血清中尿酸浓度升高、总血浆类胡萝卜素浓度升高等不良生理变化[36]。对于偶蹄目动物来讲，其对AFs的敏感度低于鸟类，Quist 等使用含有800 μg/kg AFs的日粮对白尾鹿进行为期8周的饲喂试验，结果表明真菌毒素仅仅能够导致该动物亚临床型肝脏损伤[37]。

图1 AFB1分子结构图Fig.1 Molecular structure of AFB1

2.2 镰刀菌毒素

镰刀菌毒素是镰刀菌属真菌在生长过程中产生的多种代谢产物。在这些毒素中，由于污染率高或毒性强等的原因，ZEN、DON和T-2受到研究人员的关注较多[7，38]。

ZEN 又称F-2毒素，主要由禾谷镰刀菌(Fusariumgraminearum)和粉红镰刀菌(F.roseum)产生，具有雌激素效应[39]，是一种羟基苯甲酸内酯类的化合物(分子结构见图2)。DON又被称为呕吐毒素或脱氧瓜萎镰胞菌烯醇，是一种B型单端孢霉烯族化合物，主要是由黄色镰刀菌(F.culmorum)和禾谷镰刀菌产生[40]，是一种四环的倍半萜(分子结构见图3)。ZEN和DON污染率均较高，且常出现伴生的现象。IARC将这2种毒素划定为3类(Group 3)致癌物[41]。T-2是由镰刀属多种真菌在特定条件下产生的次级代谢产物，属于A型单端孢霉烯族毒素，是一种倍半萜烯化合物(分子结构见图4)。在单端孢霉烯族毒素中，T-2的急性毒性最强[42]。由于该毒素对人和动物的巨大危害性，该毒素受到粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会等组织的关注[43]。

Neiger等给6周龄的绿头鸭饲喂含T-2 2 mg/kg饲料，持续9 d，结果显示动物的口腔与食道出现糜烂和/或溃疡、体重、胸腺、脾、法氏囊重量减轻，胸腺皮质淋巴细胞轻度减少[35]。这表明，T-2对该种动物消化系统和免疫系统具有毒性作用。使用污染有T-2(1～2 μg/kg)和DON(0.4 μg/kg)的饲料分别饲喂山齿鹑和沙丘鹤，两种动物均出现拒食行为，其中一些食用或被强行饲喂的沙丘鹤出现了死亡现象。剖检后发现脱水、脂肪萎缩、肾功能不全、脾小等病理现象[11]。然而，对于鸡来讲，T-2和DON的半数致死量(LD50)分别为4.97 mg/kg[44]和140 mg/kg[45]。结果表明，一方面，这两种毒素对动物机体的损伤存在一定的协同或加性效应[16，46]，另一方面，鹤类对真菌毒素的敏感度较高，毒素对鹤类的危害应该受到高度重视。某些兽类对真菌毒素也具有极高的敏感性。修云芳等报道，污染有浓度分别为234 μg/kg的ZEN和145μg/kg的DON的饲料导致小熊猫中毒，引发贫血、白蛋白浓度降低、丙氨酸转氨酶、谷草转氨酶等酶活性升高，肝脏受损；对死亡的动物进行剖检后发现皮下脂肪黄疸、肝细胞变性、肾小球和肾小囊内纤维蛋白样渗出、肾小管上皮细胞浑浊肿胀等病理现象[12]。

3 真菌毒素间的互作效应

食物或饲料一般会同时受到多种真菌的污染，一种真菌往往能够产生多种毒素[47]，如禾谷镰孢菌既能产生DON，又能产生ZEN等。因此，大多数情况下，食物或饲料会受到多种毒素的混合污染[48-50]。与单一毒素相比，多种毒素混合引起的临床症状不等于各单一毒素作用的症状之和，这使得临床诊断工作变得更加困难，含有多种毒素的食物对动物危害更大[51]。而且食物或饲料通常是由多种不同谷物配合加工而成，因此会造成毒素的累积，引发更大的健康危险。

当两种或两种以上真菌毒素同时存在时，这些毒素之间对人或动物毒性反应可表现出加性效应、亚加性效应、协同效应、增效效应、拮抗效应。目前，国内外对真菌毒素的互作效应的研究大多数只局限于对2种毒素互作效应的研究，3种及以上的研究较少[52-53]。有学者指出，大多数情况下，多种毒素混合产生的是加性效应或协同效应，而拮抗或亚加性效应的情况较少[54]。

图2 ZEN分子结构图Fig.2 Molecular structure of ZEN

图3 DON分子结构图Fig.3 Molecular structure of DON

图4 T-2分子结构图Fig.4 Molecular structure of T-2

值得强调的是，关于毒素毒性的结论均是在实验室中使用几种有限的纯化毒素的基础上得出。在实际中，野生动物的食物可能会包含更多种已知和未知的真菌毒素以及它们的前体，这些污染物之间相互作用后可能会对动物健康造成更大危害[55]。

4 真菌毒素的防控

由于野生动物的野生种群和人工圈养种群生存的环境以及食物来源各不相同，因此对真菌毒素的防控也应采用不同的方法。

野生种群的食物包含了天然食物和人工投喂、农田残留的非天然食物。有关研究表明，野生种群天然食物中真菌毒素的污染水平和污染率均较低[17，23]。因此，非天然食物是我们关注的重点。对于人工投喂的食物在投喂前要确保其各项卫生指标符合相关卫生标准。在投喂时在一个投喂点的投喂量不宜过大，避免因食物堆积造成的毒素积累。对于农田中残留的谷物，各地方的野生动物主管部门可以开展真菌毒素的定期监测工作，尤其是在食物短缺的冬季，监测频率应适当增加。当发现其中的毒素浓度过高时，可鼓励当地百姓立即对农田进行翻耕[23]。而后，有条件的地方可以再进行适当的补饲。

饲料是人工圈养野生动物的唯一食物来源。饲料的优劣直接关系到动物的健康水平。国内大部分野生动物饲养机构能够认识到这一问题，饲料中含有高浓度真菌毒素的情况较为少见。然而，真菌毒素没有安全底线[56]。尤其对于生命周期较长的动物来说，长期食用低水平的真菌毒素是致命的[57]。从真菌毒素角度来讲，预防低水平的污染是保证圈养野生动物健康水平的关键。

第一，各野生动物饲养机构在采购饲料原料环节，应严格检测其中的真菌毒素，选择毒素水平低的原料，杜绝不符合国家卫生标准的原料流入；第二，保持饲料仓库、饲料加工设备的干净、无污染，及时清扫容易残留饲料的地方；第三，保证饲料贮存仓库的干燥，加强饲料和饲料原料的通风以及温度控制[58]，避免在储存过程中产毒、毒素累积；第四，缩短饲料及饲料原料的使用周期，对于存放时间较长的饲料及原料在使用前需进行真菌毒素的检测；第五，定期对饲料进行毒素监测，摸清污染规律，制定有针对性的应对措施，如可以在容易发生真菌毒素的时间有针对性的使用一些真菌毒素吸附剂[59-60]。