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导 读:饲料受霉菌毒素污染已成为全球畜牧业的严峻挑战,其中单端孢霉烯类的 T-2 毒素对家禽危害尤为显著,威胁机体健康、生产效率及食品安全。本综述系统阐述T-2毒素在家禽体内的代谢、病理损伤、免疫抑制、细胞毒性机制及氧化应激效应。T-2 毒素可致家禽胃肠道、肝、肾等实质器官损伤,破坏脾、法氏囊等免疫组织引发免疫抑制,干扰细胞转录翻译并诱导凋亡,还通过产生活性氧引发氧化应激。理解这些效应对制定防控策略至关重要。
引 言
饲料霉菌毒素污染是全球性严重问题。镰刀菌产生的T-2毒素对家禽危害尤为突出。与急性中毒相比,长期低剂量污染更为普遍,引发非特异性症状和免疫抑制,显著增加疾病易感性。全球范围内,60-80%的谷物样品检出霉菌毒素,T-2和HT-2毒素常见于燕麦、小麦和玉米,部分地区污染水平远超欧盟安全阈值(200 μg/kg),凸显严格监控的必要性。T-2毒素化学性质稳定,耐高温和紫外线,常规加工难以破坏。
1. T-2 毒素的特性
T-2 毒素由镰刀菌属产生,属非大环 A 型单端孢霉烯类,含 12,13 - 环氧环核心结构,化学性质稳定,耐高温和紫外线,常规加工无法灭活,需 200°C 处理 30-40 分钟才能破坏其毒性。该毒素为两亲性分子,可经胃肠道、皮肤或呼吸道进入家禽体内,广泛分布并发挥毒性。
2. 家禽中T-2毒素的代谢
家禽摄入 T-2 毒素后,肝脏是主要代谢器官,依赖羧酸酯酶 1(Ces1)和细胞色素 P450(CYP)家族酶(如 CYP1A5)进行降解。代谢产物包括 HT-2 毒素、新茄病镰刀菌烯醇(NEO)等,其中 HT-2 毒素毒性强,与 T-2 毒素协同作用。约 80% 的毒素在 48 小时内经粪便和胆汁排出,体内蓄积少,血浆半衰期短,但物种差异显著。
CYP 酶的作用具有双重性:部分酶通过羟化作用解毒,而 CYP1A5 则催化生成毒性更强的 3'-OH-T-2,加剧细胞损伤。此外,法尼醇 X 受体(FXR)可通过上调 CYP3A37 缓解肝损伤,体现代谢过程的复杂性。
图 1. 根据 Yang 等人(2017 年)的研究,鸡中 T-2 毒素的降解途径和代谢。主要化学反应:水解 (A);羟基化 (B);羧化 (D);和硫酸化 (E) (Yang et al., 2017a)。
3. T-2 毒素对家禽的病理影响
T-2 毒素对家禽的毒性具有器官特异性,主要靶标包括:
- 消化道 即使低剂量也会损伤黏膜,导致口腔、嗉囊坏死,肠道绒毛变短变细,屏障功能受损,营养吸收下降,引发肠炎和腹泻。
- 肝脏 肝细胞肿胀空泡化,肝血窦狭窄,炎症细胞浸润,胆管增生,通过肠肝循环加重损伤。
- 生殖系统 蛋鸡产蛋量下降,蛋壳变薄,蛋成分异常(如维生素、蛋白质减少),卵泡发育受阻,孵化率降低。
- 神经系统 破坏血脑屏障,影响血清素、多巴胺等神经递质代谢,导致采食减少、运动失调。
- 皮肤与骨骼 引发腿部脱色、皮肤坏死,白罗曼鹅易患天使翼综合征,但对心肌无显著影响。
4. 免疫抑制效应
T-2 毒素主要通过以下途径干扰免疫功能:
- 器官损伤 导致脾脏、胸腺、法氏囊等免疫器官萎缩、淋巴细胞坏死和耗竭。
- 细胞免疫 显著降低CD4+辅助性T细胞数量,改变CD4+/CD8+ T细胞比例 (偏离生理2:1),降低细胞免疫应答。巨噬细胞功能受损(如抗烟曲霉能力下降) 。
- 体液免疫 降低对疫苗(如新城疫、传染性法氏囊病疫苗)的抗体反应滴度。
- 细胞因子失调 上调促炎因子(IL-1β, IL-6, IL-8, IL-12β, IL-18, CXCLi1, CXCLi2),下调抗炎因子(TGF-β4, IL-2)和IFN-γ。
5. 作用机制详述 - 抑制蛋白质合成 核心机制是与核糖体肽基转移酶结合,特异性抑制蛋白质合成的起始步骤,影响快速增殖细胞(肠黏膜、免疫细胞、肝细胞)。
- 诱导细胞凋亡
激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路(JNK, p38)。
上调促凋亡蛋白Bax,下调抗凋亡蛋白Bcl-2,升高Bax/Bcl-2比值。
促使线粒体细胞色素c释放至胞浆。
激活caspase级联反应(caspase-8, -9, -3),执行细胞凋亡程序。
诱导自噬(通过PI3K/AKT/mTOR通路,增加ATG5, ATG7, Beclin-1表达和LC3-II/LC3-I比值)。
T-2 毒素暴露对家禽相关细胞效应的示意图总结,重点关注凋亡、自噬以及翻译和转录过程。图中使用的缩写均已在正文中解释说明
6. 氧化应激
氧化应激是T-2毒素细胞毒性和凋亡的关键环节:
- ROS产生 T-2毒素诱发活性氧(ROS)大量生成。
- 脂质过氧化 ROS攻击生物膜,导致脂质过氧化终产物丙二醛(MDA)水平显著升高。
- 抗氧化系统耗竭 消耗关键抗氧化物质:还原型谷胱甘肽(GSH)、维生素E(α-生育酚)、维生素C(抗坏血酸)、类胡萝卜素。
- 抗氧化酶变化 通常观察到谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性代偿性升高,但最终失衡。
结 论
T-2毒素通过复杂的代谢过程产生高毒性产物,对家禽造成多器官病理损伤,核心在于抑制蛋白质合成、诱发强烈氧化应激、激活凋亡信号通路及导致深度免疫抑制。这些效应相互关联,共同导致生长受阻、生产性能下降、疾病易感性增加和死亡。深入研究其分子机制,特别是家禽物种间的代谢和毒性差异,对于开发有效的解毒策略(如吸附剂、生物降解、抗氧化剂干预)和保障家禽养殖业的可持续性及动物源性食品安全至关重要。
文献来自:https://doi.org/10.1016/j.psj.2024.103471.
来源:家禽营养荟
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