霉菌毒素对家禽的毒性效应及其防控措施

赵 华

（山东省潍坊市寿光市化龙镇畜牧兽医工作站，山东潍坊262721）

规模化家禽养殖日趋发展，但也因气候、保存方式或条件等因素导致饲料及其原料霉变，引起家禽霉菌毒素中毒，带来了诸多负面影响。常见的霉菌毒素主要有黄曲霉毒素（AF）、呕吐毒素、玉米赤霉烯酮、T-2毒素、伏马毒素以及赭曲霉毒素等（陈继发等，2016；李巍，2015）。其中，AFB1是AF成员之一，当前被公认为毒性最大的一类真菌毒素，是黄曲霉等真菌产生的次生代谢产物；呕吐毒素与T-2毒素均属单端孢霉烯族毒素；玉米赤霉烯酮由禾谷镰刀菌、粉红镰刀菌等霉菌产生；伏马毒素为串珠镰刀菌等真菌的代谢产物；而赭曲霉毒素主要由赭曲霉、碳黑曲霉等霉菌产生（陈继发等，2016；李巍，2015）。这几种常见的霉菌毒素对家禽机体健康存在较大威胁，家禽在大量或长时间低剂量摄入单一或多种霉菌毒素污染的饲料后常出现多系统的损伤表现。本文概述了霉菌毒素对家禽的毒性作用及机制，并总结了防控措施，以期为家禽的健康养殖提供参考。

1 霉菌毒素对家禽的毒性作用

1.1 霉菌毒素损伤雌雄性家禽的生殖系统 霉菌毒素对家禽的生殖毒性包括影响产蛋性能、胚胎发育以及雌性或雄性个体生殖器官的结构与功能。卵中接种赭曲霉毒素A后，发育中的鸡胚和孵出的雏鸡中存在着致畸现象和毒理学风险（Zahoor-ul-hassan等，2012）。Ebrahem等（2014）研究结果表明，在罗曼褐母鸡饲料中添加呕吐毒素对种蛋孵化率有负面影响，影响产蛋性能。AF会引起鸡卵巢发生病理变化，进而影响母鸡产蛋（Hafez等，1982）。此外，250 mg/kg剂量的伏马毒素B1降低了日本鹌鹑的平均产蛋量和蛋重，50 mg/kg及以上剂量的伏马毒素B1减少了蛋壳重量（Butkeraitis等，2004）。霉菌毒素摄入后，雄性家禽的生殖器官与性激素发生异常变化，AF促进公鸡睾丸萎缩，睾丸无精子发生，睾丸和附睾小管间区存在单核细胞浸润或局灶性淋巴细胞聚集，且睾酮水平降低（Ortatatli等，2002）。

1.2 霉菌毒素破坏家禽消化系统功能 肝脏是动物机体最重要的器官之一，很多营养物质的代谢均在肝脏中进行。给白羽肉鸡饲喂含有AF与玉米赤霉烯酮的饲料后，血清中反映肝功能的谷草转氨酶与谷丙转氨酶的活性升高，同时鸡的日增重显著降低，料重比显著增加（陈静等，2016）。此外，单纯摄入AFB1后，可见肉鸡肝细胞呈现广泛性坏死，胆管异常增生（侯然然等，2008）。经体内外研究发现，伏马毒素B1也具有较强的肝毒性，如引起肝脏体积肿大与肝实质细胞变性，降低肝细胞存活率（黄凯等，2016；李巍，2015）。霉菌毒素损伤肝脏后可能对营养物质的利用产生不利影响，进而影响鸡的生长性能。同样，AF在肉鸭上也表现出了类似的生长性能抑制效应，如降低肉鸭日增重、日采食量、胸肌率和瘦肉率，提高料重比（谢庆等，2015）。此外，肝微粒体细胞色素P450酶系参与了肝脏对外源性物质的代谢，樱桃谷肉鸭P450酶系多个亚型，如CYP3A4、CYP1A2与CYP2E1受到了AFB1的异常调控，其反映了霉菌毒素对家禽肝脏具有明显的代谢毒性（李杨，2016）。Reed等（2018）经基因转录组学的高通量检测发现，AF引起了火鸡肝脏中4621个基因发生了显著的差异表达，这些基因主要参与肝内I相和II相解毒酶、细胞调节、凋亡和炎症反应调节等功能。

肠道除了参与营养物质的消化与吸收，还发挥着免疫调控与屏障功能，在维护家禽机体健康方面具有不可或缺的角色。AFB1能引起肉鸡肠道形态结构的异常改变，表现为空肠黏膜上皮细胞脱落，绒毛高度、面积明显降低，并伴有空肠黏膜细胞的大量凋亡（郑志翔，2018）。另外，AFB1还可影响肉仔鸡肠道中的乙酸、丙酸，进而可能影响肠中微环境（李立佳，2017）。摄入10 mg/kg伏马菌素长达3周后，肉鸡的肠道隐窝和肠绒毛变小（Sousa等，2020）。呕吐毒素饲喂肉鸡也可降低十二指肠绒毛高度和隐窝深度（Yu等，2018）。同样，郑艳秋等（2010）证明了肉鸡摄入霉变的饲料（以玉米赤霉烯酮与呕吐毒素为主）后，改变了小肠黏膜组织形态，但未影响盲肠中有害菌大肠杆菌与肠球菌的数量。雏鸭摄入AFB1污染的日粮后，回肠的表观消化能消化率降低，干物质、氮、氨基酸的回肠表观消化率增加（李平和廖吉林，2019）。阮栋（2017）研究表明，樱桃谷鸭在育雏期与生长期均饲喂AFB1后，腺胃、肌胃、十二指肠、空肠以及回肠的相对重增加，同时升高了胰腺中糜蛋白酶、胰蛋白酶活性，影响消化系统生理学特征，同时也导致了鸭死亡率增加。此外，肠道屏障在阻止有害微生物入侵上发挥重要作用，紧密连接蛋白是构成肠道屏障的重要组成部分，然而在饲喂呕吐毒素的雄鸡肠道中紧密连接Claudin-5表达降低（Chen等，2017）。

1.3 霉菌毒素干扰家禽免疫功能 单一霉菌毒素或组合霉菌毒素均会影响家禽的免疫功能。玉米赤霉烯酮损伤鸡淋巴细胞活性，破坏机体免疫功能（李欣虹等，2018）。0.1 mg/kg AFB1处理雏鸭，法氏囊、胸腺、脾脏指数均降低，表明AFB1影响免疫器官发育（Guo等，2012）。Chen等（2017）报道，摄入5 mg/kg呕吐毒素污染的饲料后，鸡脾脏变重，干扰脾脏细胞凋亡与增殖。此外，AF与玉米赤霉烯酮联合作用减少了白羽肉鸡法氏囊指数，明显减少日增重并增加料重比（陈静等，2016）。Mendieta等（2018）发现，低剂量的AFB1和赭曲霉毒素A可降低肉鸡的免疫应答。

白细胞的吞噬作用对维持机体免疫功能具有重要意义，然而T-2毒素和呕吐毒素暴露后，能使鸡脾脏白细胞DNA发生片段化，损伤白细胞的基本生理功能（贺淼等，2014）。另外，免疫球蛋白IgG与IgM参与体液免疫应答，摄入AF会显著降低樱桃谷肉鸭血清中的IgG与IgM含量，提示产生了体液免疫抑制效应（谢庆等，2015）。

肠道黏膜免疫可有效抵抗肠道有害病原微生物的入侵。0.6 mg/kg AFB1降低了肉鸡小肠T细胞亚群百分率，并下调IL-2、IL-4、IL-6等细胞因子表达水平（Jiang等，2015a）。同时，AFB1使十二指肠、空肠和回肠免疫球蛋白IgA阳性细胞数减少，肠黏膜IgA、IgM和IgG基因表达水平降低（Jiang等，2015b）。这反映AF可影响肠黏膜的免疫功能。

1.4 霉菌毒素损伤家禽肾脏 肾脏是泌尿系统中最为核心的器官，也是重要的排泄器官。若肾脏受到损害，在日常摄入的药物等物质的排泄过程中会加重肾脏负担或造成代谢物排泄障碍。现有证据表明，霉菌毒素可诱发肾脏毒性。石达友等（2011）按0.1 mg/kg给雏鸭灌胃AF 11次，发现雏鸭肾组织中发挥细胞保护作用的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶与谷胱甘肽还原酶活力以及总抗氧化能力明显减弱，同时细胞膜脂质氧化损伤产物丙二醛水平升高。另外，Gholami-Ahangaran等（2016）发现，AF可以升高鸡尿酸水平，并在形态上可观察到肾脏严重充血、变性和坏死。

1.5 霉菌毒素产生的其他毒性效应 戴玉奕（2010）报道，呕吐毒素可损伤鸡软骨细胞，抑制软骨细胞增殖与分化，影响禽骨的正常发育。此外，T-2毒素亦可表现出鸡软骨毒性效应（贺绍君，2011）。家禽的肺脏或气管在实际高密度规模化养殖中常受到室内氨气或粉尘的影响，而霉菌毒素摄入后是否会加重呼吸系统的毒性作用还缺乏详尽的研究，有待后续深入探讨。

2 霉菌毒素主要毒性作用机制

2.1 介导氧化应激 氧化应激是一种经典的细胞损伤机制，即细胞中的致氧化因子增多而抗氧化因子减少，致使固有的氧化还原平衡状态破坏，攻击细胞的蛋白质、脂质或核酸等生物大分子，加剧细胞或组织的氧化损伤程度。动物体内不同类型细胞发挥着不同的生理学功能，细胞的氧化损伤能改变生存状态、结构或功能。而赭曲霉毒素A及伏马毒素等霉菌毒素均可诱导氧化应激（Tao等，2018；Wang等，2016）。Chen等（2019）证实，T-2毒素使肉鸡脾细胞中损伤分子活性氧和丙二醛含量升高，而抗氧化酶过氧化氢酶等活性降低，说明脾细胞的氧化损伤可能进而影响免疫功能。另外，赭曲霉毒素A也降低了鸭肝脏过氧化氢酶活性，诱导肝脏的氧化应激（Zhai等，2020）。

2.2 引发内质网应激 内质网应激的基本标志为非折叠蛋白反应，当蛋白质发生错误折叠并大量堆积，细胞在大量信号转导蛋白的参与下调控蛋白质折叠能力、蛋白质翻译与降解等过程，一旦紊乱状态长时间存在，细胞最终可能启动死亡程序。郑志翔（2018）研究发现，AFB1引起肉鸡空肠的损伤与内质网应激参与的细胞凋亡有关。另外，玉米赤酶烯酮通过上调内质网应激相关分子感受器蛋白，激活内质网应激，并介导鸡脾淋巴细胞凋亡，改变机体免疫功能（Xiao等，2019）。而且，氧化应激产生的活性氧等自由基分子也会诱发内质网的非折叠蛋白反应。

2.3 调控炎性信号 适当的炎性反应起到保护动物健康的作用，而当炎性反应加剧或持续存在，局部细胞组织会受到损伤，引起其基本功能障碍。炎性因子（IL-6、TNF、IL-1β、COX-2等）的过量表达是炎性反应的一大特征，其表达也受到转录因子NF-κB等的调控。Yu等（2018）报道，呕吐毒素可诱导肉鸡脾脏和法氏囊中促炎基因COX-2的表达。另外，AFB1上调鸡肝脏中促炎因子IL-6表达水平，并增强可转录因子NF-κB以及促炎的诱导型一氧化氮合酶的蛋白表达，加剧家禽肝脏损伤（Ma等，2015）。

2.4 引起细胞凋亡 细胞是生命体的基本单元，细胞死亡在细胞新老更替中具有重要作用，但细胞大量死亡将影响细胞基本的生物学功能。细胞凋亡是一种经典的细胞程序性死亡方式，由大量精密的蛋白分子（促凋亡蛋白与抗凋亡蛋白）参与调控，主要分为2种途径，即细胞外的死亡受体途径以及细胞内的线粒体途径。其中，氧化应激、内质网应激以及炎性因子大量产生也可能引起细胞凋亡。Yuan等（2016）揭示了AFB1诱导肉鸡法氏囊细胞凋亡，其与细胞线粒体凋亡途径和内质网应激途径有关。Ruan等（2019）证实了赭曲霉毒素A可触发雏鸭肠道细胞凋亡相关基因异常表达，引起肠毒性。

2.5 诱发细胞自噬 自噬是近些年关注较多的一个生理学机制，指在细胞内吞噬自身被破坏的细胞质蛋白或其他亚细胞器，将其囊泡化，与溶酶体融合降解内容物，实现细胞内物质的再利用。自噬的过度抑制或增强可能对细胞正常的生理功能均有不利影响。AFB2会促进肉鸡肝细胞自噬因子Beclin-1和LC3-I I/LC3-I水平的升高及自噬流标志物p62的下调，即通过细胞自噬的途径引起肉鸡肝毒性（Chen等，2016）。Wang等（2019）发现AFB1能抑制肉鸡肝脏自噬水平。

3 家禽霉菌毒素中毒的防控

霉菌毒素种类繁多，产毒霉菌生物学也存在差异，并且养殖一线的霉菌毒素污染常以多种霉菌毒素存在，所以家禽霉菌毒素中毒的防控须从多个养殖环节入手，采取综合性措施，即干预家禽霉菌毒素中毒诱发的损伤，抑制霉菌繁殖或产毒，合理脱毒等。

3.1 干预家禽霉菌毒素中毒诱发的损伤 对毒性机制的进一步明确，便于有针对性地确定中毒的干预靶标，进而科学地就家禽霉菌毒素中毒采取有效的预防与治疗措施。例如，基于抗氧化-抗炎的预防与治疗策略可在饲料中添加具有抗炎与抗氧化的植物精油、生物碱、黄酮类或多糖类成分（王晓杰等，2018）；基于营养调控的预防与治疗策略可在饲料中添加氨基酸组合物等（王洪荣和季昀，2013）。王留和方磊涵（2013）发现，0.1%～0.2%霉菌毒素降解剂（由毒素解毒酶、免疫增强酶以及中药提取物等组成）可提高胸腺、脾脏与法氏囊指数，缓解霉菌毒素对肉鸡免疫功能的损伤。

3.2 抑制霉菌繁殖或产毒 霉菌孢子在适宜的温度、湿度条件下繁殖速度快，尽量避免在高温高湿的环境下储存饲料或其原料，尤其不宜长久储存。霉菌产毒多受特定因素诱导，通过调节产毒相关基因的表达，影响其产毒效率。黄酮类化合物槲皮素可调控菌体内氧化胁迫，抑制黄曲霉产毒（王淼焱等，2014）。另外，肉桂、柠檬草、丁香、百里香等植物来源的精油也具有抑制黄曲霉生长的作用，且可降低AF的产量（徐丹等，2020）。可见，除了合理储存饲料或其原料，还可以应用植物提取物达到抑制霉菌繁殖或产毒的目的。

3.3 脱毒 目前，市场上也存在较多的霉菌毒素脱毒产品，如蒙脱石等吸附剂、益生菌制剂等。载铜蒙脱石可通过物理性吸附作用发挥AFB1、伏马毒素B1和玉米赤霉烯酮脱毒的效果（王晓娟等，2020）。乳酸菌可降低AFB1的毒性作用以及毒素在组织中的残留量（王亚欣等，2020）。另外，生物源脱毒菌株LAB-10、化学源二氧化氯和臭氧可分别降解AFB1和呕吐毒素（孙超，2017；吉小凤等，2012）。范秋丽等（2018）证实，添加300 g/t商品化复合霉菌毒素分解酶可提高三黄鸡成活率，降低料肉比，并提高饲料转化率。添加2‰霉菌毒素脱毒剂（毒素降解菌复配水合钠钙铝酸盐）提高了肉鸡的平均日增重、免疫器官法氏囊指数，改善了肝功能指标，并降低了霉菌毒素含量（陈静等，2016）。2 g/kg由水合硅铝酸钠钙以及酵母细胞壁组成的吸附剂可缓解霉玉米引起的樱桃谷肉鸭肝脏病变，提高其生产性能（温子瑜，2012）。此外，添加0.1%脱霉剂密可棒（含沸石、酯化葡甘露聚糖、复合有益菌、复合酶以及螯合微量元素等）改善了鸡群的生产性能以及免疫功能（程晓亮等，2013）。

4 小结

霉菌毒素中毒可引起机体多系统的毒性效应，其作用机制主要涉及促使氧化还原系统失衡、触发炎性反应、影响细胞死亡或自噬等。干预家禽霉菌毒素中毒诱发的损伤、抑制霉菌繁殖或产毒、合理脱毒等综合措施有助于家禽霉菌毒素中毒的防控。当然，目前对于各类单一或多种霉菌毒素的毒性作用机制的揭示还不够全面，仍需广大的基础研究工作者深入研究，以期探索出更高效、简便的预防与治疗策略，进而科学指导家禽养殖的一线生产。