霉菌毒素是一类由曲霉等产毒真菌产生的次生代谢物,其主要毒性结构为香豆内酯环,可分为4种不同类型的霉菌毒素,分别为B1、B2、G1、G2。这4种霉菌毒素毒性排序为AFB1AFG1AFB2AFG2。其中黄曲霉毒素B1(AFB1)的毒性最强,会威胁人类和动物的健康[1]。肉鸡容易受AFB1毒性多方面的影响,肝脏是被攻击的主要靶器官,AFB1在细胞色素酶P450(CYP450)的催化作用下转化形成AF-8, 9环氧化物(AFBO),AFBO具有高度活性可以和DNA结合,抑制DNA的复制,从而导致肝细胞的损伤和癌变[2]。肝功能受损导致营养物质代谢异常是AFB1引起肉鸡生产性能降低的主要原因,肝损伤会导致机体氧化和免疫指标降低,并通过血液循环和淋巴循环蔓延到全身。AFB1会增加肉鸡肝和肾器官中脂肪的堆积和重量,导致脾、法氏囊和胸腺等免疫器官重量的萎缩,诱发综合毒性[3]。AFB1会造成肉鸡屠宰性能下降、肉品质降低。Surai等[4]研究发现,AFB1会降低鸡肉中蛋白质、脂肪含量以及肌肉中血红蛋白的含量,影响肉的颜色。对AFB1毒性危害的评估是动物生产中制定缓解毒素危害方案的基础。因此本文系统总结了AFB1诱导的肉鸡毒性危害,为肉鸡生产中制定合理的AFB1防控策略提供参考。1AFB1对肉鸡危害的评估方法霉菌毒素对肉鸡的危害评估方法[5]见图1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.17.032.F001图1霉菌毒素对肉鸡的危害评估方法本文将参考该评估体系对AFB1诱导的肉鸡毒性危害进行系统总结。Bryden[5]研究发现,对霉菌毒素的评估应首先考虑动物的遗传、生理和环境因素,AFB1对动物的毒性危害评价指标应涵盖动物的血液生化指标、免疫指标、组织器官损伤和生产性能等方面。2肉鸡的遗传、生理和环境因素对AFB1毒性的影响2.1遗传因素遗传因素主要包括不同物种之间和同一物种不同品种之间AFB1毒性的差异。AFB1在物种之间存在明显的毒性差异,AFB1对动物的毒性主要由肝脏内Ⅰ期(如细胞色素P450,CYP450)和肝脏内Ⅱ期(如谷胱甘肽巯基转移酶,GST)代谢酶的活性共同决定[6]。AFB1的代谢途径主要有4种:环氧化反应产生剧毒的AFBO、酮还原反应产生中等毒性的黄曲霉毒醇(aflatoxicol,AFL)、羟化反应产生轻度毒性的AFM1和相对无毒的AFB2a或AFQ1。去甲基化反应生成相对无毒的AFP1[7]。CYP450酶可将AFB1催化生产不同浓度的AFBO[8],GST可催化AFBO与谷胱甘肽(GSH)结合以降低毒性[9]。人的肝脏中的CYP酶类主要包括CYP1A2、CYP3A4、CYP3A5、CYP3A7等,火鸡和鸭体内的CYP酶类主要包括CYP1A2、CYP3A4、CYP2A6、CYP1A1,肉鸡体内的CYP酶类主要包括CYP2A6和CYP1A1。人体内的GST酶类主要包括GSTM1和GSTT1,禽体内的CYP酶类包括GSTA1、GSTA2、GSTA3、GSTA4酶[10]。AFB1在肉鸡的不同品种之间的毒性差异还未见报道,有待进一步研究。2.2生理因素肉鸡生理因素受肉鸡的年龄、性别、外界感染及日粮营养等多方面的影响。日粮中添加高水平蛋氨酸和胱氨酸可提高肉鸡体内谷胱甘肽水平,进而缓解AFB1引起的肝毒性。Purnamasari等[11]研究发现,肉鸡日粮AFB1污染水平为1 mg/kg时,添加1.2%的蛋氨酸可显著改善AFB1的毒副作用。Chen等[12]研究表明,提高肉鸡日粮中粗蛋白水平能够缓解AFB1对肉仔鸡生长性能等指标的负面影响,粗蛋白水平为26%时,缓解AFB1的负面影响效果最佳,这可能和AFB1主要引起营养物质(尤其是蛋白质)代谢异常,而适宜的蛋白水平缓解了蛋白代谢的异常,进而降低AFB1毒性有关。日粮中添加抗氧化剂,如维生素[10]和硒元素[13]可提高肉鸡抗氧化水平,缓解AFB1的毒性。不同性别对霉菌毒素的耐受性不同,原因可能和激素水平有关[14]。肉鸡的在感染病毒期间可加剧AFB1的毒性。Kraieski等[15]分别利用AFB1和艾美耳球虫进行肉鸡饲养试验,分析肉鸡的生产性能、肝脏和空肠样本中巨噬细胞、CD4+和CD8+等细胞免疫指标含量,结果表明,AFB1和艾美耳球虫对肉鸡的危害具有叠加效果。Ragoubi等[16]研究表明,AFB1可以直接抑制细菌的生长,其浓度在0.02~0.03 mg/L时可抑制大多数细菌的生长。AFB1抑制机制可能和抑制氧的摄取、产生氧自由基及破坏细胞膜等机制有关[17]。AFB1可影响肉鸡肠道微生物的组成,进而影响生产性能。Guo等[18]研究表明,AFB1可显著增加肉鸡肠道微生物中葡萄球菌属和大肠埃希氏菌属丰度,提高肠道微生物中白细胞介素-1受体相关激酶和丝裂原激活蛋白激酶功能的富集。AFB1可能通过肠道微生物调控全身的炎症反应,但具体途径和机制有待进一步研究。2.3环境因素环境因素主要包括气候因素、饲养环境以及动物试验中AFB1来源三个方面。Shad等[19]研究表明,在同一个农场中,雨季饲料的霉菌毒素污染水平比非雨季霉菌毒素的污染水平高10倍以上。目前,动物试验中常采用AFB1化学标准品或者产毒真菌培养物来制备含毒素饲料,但实际上玉米中毒素的分布并不均匀,主要分布在玉米皮和胚芽中[20],由此推断自然霉变玉米在动物体内的释放也不均匀。Guo等[21]采用含有AFB1自然霉变的玉米评估人工胃肠液中的AFB1的释放率,结果表明,霉变玉米在人工胃肠液中孵化12 h后释放率仅为47%,可以推断肉鸡对自然霉变玉米中AFB1的吸收率低于使用纯品AFB1的吸收率。因此,选用自然霉变的玉米评估AFB1的毒性或更接近生产实际。3AFB1在肉鸡体内的消化、吸收、代谢和排泄动物采食被污染的日粮后,AFB1在肉鸡体内的代谢过程为:AFB1先在胃中由霉变谷物中释放后,被释放的AFB1在肠道中被吸收进血液内循环系统,未被释放的AFB1随食糜经消化系统继续下移;进入血液的AFB1可在肝脏、肾脏中代谢,随尿液排出;AFB1也可在鸡肉中残留,并进入人类食物链,对人类健康具有潜在威胁;未被吸收的AFB1将通过粪便排出,因此AFB1在肉鸡组织和粪便中的残留量可以反映AFB1的代谢水平[22]。Wang等[9]研究发现,AFB1在肉鸡体内的代谢途径主要是AFBO与谷胱甘肽(GSH)结合,并最终通过尿液排出体外。Grenier等[23]研究表明,AFB1在肉鸡体内的吸收率报道的结果并不一致,但吸收率不超过60%,这可能和AFB1的吸收部位主要在肠道的前段有关。4AFB1对肉鸡的危害4.1AFB1对肉鸡生长性能的影响AFB1对肉鸡的危害和AFB1剂量有关。饲料中AFB1的质量浓度低于0.1 mg/kg时,肉鸡多表现为生长迟缓、消化率降低、肠道微生物紊乱[24]。当剂量达到0.4 mg/kg时,肉鸡生长性能显著降低,出现器官的微观损害以及器官指数降低等问题[25]。当毒素的含量高于1.0 mg/kg时,肉鸡内脏器官如肝、肾可表现出实质性损伤,甚至死亡[26]。肉鸡的品种、营养成分和现场管理等多种因素使AFB1剂量和毒副作用之间的关系很难界定。日粮中不同浓度的AFB1对肉鸡生长性能的影响见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.17.032.T001表1日粮中不同浓度的AFB1对肉鸡生长性能的影响品种AFB1来源日龄/d平均日采食量AFB1含量/(mg/kg)平均日增重文献来源Ross 308肉鸡真菌培养物1~21降低0.05降低Chang等[24]22~42NC0.05降低Avian肉鸡化学标准品1~42NC0.10降低Shi等[27]AA肉鸡真菌培养物43~73NC0.20NCZuo等[25]降低0.40降低降低0.80降低Ross 308肉鸡真菌培养物1~35NC1.00NCŚliżewska等[26]降低5.00降低Cobb肉鸡真菌培养物1~28降低1.00降低Rajput等[28]Ross 308肉鸡化学标准品23~50ND2.50降低Miazzo等[22]注:“NC”表示结果无差异,“ND”表示该指标未检测;下表同。4.2AFB1对肉鸡血液生化指标的影响肝脏组织的损伤可导致营养物质代谢的异常,并可通过血液生化指标反映。蛋白质和脂质代谢的异常会直接导致血清总蛋白、甘油三酯等指标的下降[29]。AFB1诱导的肾小球的过滤能力降低可导致血清中钙、磷和血糖水平降低,促进尿素、肌酐和血氨的增加[30]。血氨浓度的增加可通过神经调节作用减少动物的采食量[31],肝脏和肾代谢的异常由血清中血氨浓度的变化反映,最终降低肉鸡采食量,进一步加剧肉鸡生产性能的降低[32]。Liu等[33]研究发现,AFB1可通过脂质过氧化显著降低体内的抗氧化水平,主要原因是毒素刺激磷脂A2产生活性氧,活性氧继续攻击DNA的双链并导致丙二醛有害物质的产生。4.3AFB1对肉鸡免疫系统的影响AFB1可以导致肉鸡血液中红细胞、血红蛋白、淋巴细胞等多种红细胞和白细胞减少,白细胞的减少破坏肉鸡的免疫系统[34]。Shivachandra等[35]研究表明,AFB1可诱导鸡脾脏的氧化应激,降低还原型谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶和过氧化氢酶活性,进而导致脾细胞、淋巴细胞凋亡。Zhu等[36]研究发现,在日粮中添加0.6 mg/kg AFB1可导致鸡胸腺病理性损伤,胸腺皮质区空泡和核碎片增多,胸腺细胞G0/G1期百分比增加以及胸腺萎缩。AFB1可以上调法氏囊中Bax、Caspase-3和p53的蛋白表达,下调Bcl-2的蛋白的表达,导致法氏囊的细胞凋亡。AFB1还可以提高法氏囊中过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶基因的表达,增加法氏囊的氧化损伤,导致法氏囊的萎缩和重量的减轻[28]。研究表明,AFB1可降低家禽新城疫病毒(NDV)、传染性支气管炎病毒(IBV)和传染性法氏囊病病毒(IBDV)的抗体水平。AFB1对肉鸡常用疫苗抗体的影响见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.17.032.T002表2AFB1对肉鸡常用疫苗抗体的影响AFB1含量/(mg/kg)日龄/dNDV抗体IBV抗体IBDV抗体文献来源0.2126~280降低降低降低Azzam等[37]1.07~49降低NDNDShivachandra等[35]2.51~21降低NDNDIbrahim等[38]5.01~35NDND降低Okotieeboh等[39]4.4AFB1对肉鸡组织肠、肝和肾的损伤肠、肝和肾是营养物质代谢、排泄的主要器官,AFB1对肉鸡肠道组织微观损伤主要表现为屏障功能丧失和炎症反应。对肠道组织损伤进行显微观察发现,AFB1会造成蛋鸡绒毛高度降低,隐窝深度增加,V/C比降低[40];肉鸡肠上皮细胞出现淋巴细胞或单核细胞浸润;黏膜层增生和空泡变性[41]。肉鸡胃肠道在AFB1持续的诱导下最终表现为肠密度降低、长度增加及胃肠道出血、坏死等病变。胃肠道的组织损伤可能是降低肉鸡生产性能的病理基础[42]。AFB1对肉鸡胃肠道组织形态的影响见表3。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.17.032.T003表3AFB1对肉鸡胃肠道组织形态的影响品种日龄/dAFB1含量/(mg/kg)胃肠道形态文献来源Hybro21~490.02肠密度降低Kana等[43]Ross 3087~290.07、0.70十二指肠和空肠密度降低十二指肠和空肠长度增加Yunus等[42]Ross 3081~281.00腺胃坏死、纤维化Kumar等[41]Ross 308140~1540.60、1.20、2.50空肠远端隐窝长度增高Applegate等[40]AA1~215.00腺胃重量增高Kubena等[44]AFB1对肉鸡肝脏的微观损伤主要体现为嗜酸性粒细胞和单核细胞增加,炎性细胞增多、浸润[45];脂质空泡化[46];肝细胞的水肿和变性[47]。AFB1可引起肉鸡肾组织结构的变化为肾小球肥大、肾小球基底膜增厚、间质细胞数量增加和肾小球与鲍曼囊之间的黏附[46];肾小球变大[26];管状上皮细胞的细胞质空泡化,细胞从基底膜上解体和脱落,上皮细胞全部脱落于管腔内并且可以观察到坏死灶,充满红细胞[30];肾小球基底膜增厚和肾小球塌陷[41]。4.5AFB1诱导的肉鸡慢性消耗性疾病2018—2020年,我国动物饲料污染调查报告表明,AFB1阳性率为99.6%,在最大平均污染浓度27.4 μg/kg、最高污染浓度54 μg/kg下,易引发肉鸡慢性消耗性疾病[48]。AFB1诱导的肉鸡慢性消耗性疾病[可能涉及炎症、氧化应激和肝代谢酶交互作用的影响,AFB1诱导肝损伤机制可概括为:Ⅰ期代谢酶(CYP450)将AFB1转化为AFB-8, 9环氧化物(AFBO),AFBO和DNA结合导致DNA损伤[2];AFB1刺激细胞膜磷脂A2引起脂质过氧化,诱导活性氧自由基(ROS)的产生并诱导DNA形成8-OHdG引发DNA损伤[49];前列腺素H合酶、环氧合酶在除肝以外的组织中广泛存在,可以将AFB1氧化为AFBO,增加毒性,微粒体环氧化水解酶可降低AFB1毒性[50];以细胞因子分泌为标志的炎症反应贯穿于整个细胞损伤周期内,特别是在损伤早期(先天免疫)和后期(炎症风暴),显著调控细胞周期的进程[51]。肉鸡在炎症和应激状态下,会导致肌肉蛋白质的合成速率降低,并动员体内能量来支持免疫,导致慢性消耗性疾病和免疫抑制[52]。因此,AFB1诱导的肉鸡慢性消耗性疾病可能是现阶段肉鸡养殖的主要问题。5AFB1防控研究进展在肉鸡日粮中添加霉菌毒素解毒剂是缓解霉菌毒素危害最经济的方法之一。不同解毒剂存在不同的优缺点。物理吸附剂(如蒙脱石等)吸附效果好,但可能存在吸附饲料中维生素和矿物质情况、吸附的霉菌毒素通过畜禽粪便污染环境的问题[42]。生物解毒剂(如益生菌[53]、霉菌毒素降解酶[54]等)具有降解毒素的能力,能够提高机体免疫,降低氧化应激,但生物解毒剂稳定性有待提高。天然植物提取物[32]和抗氧化剂[46]具有良好的抗氧化性,可用于缓解霉菌毒素诱导的肝脏损伤,但使用成本限制了规模化使用。因此多种解毒剂联合使用可能是缓解AFB1对肉鸡毒性危害的新思路。不同解毒剂降低AFB1对肉鸡的毒副作用见表4。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.17.032.T004表4不同解毒剂降低AFB1对肉鸡的毒副作用脱毒剂AFB1含量/(mg/kg)品种日龄/d解毒剂的效果文献来源膨润土2.00AA肉鸡1~21提高生长性能,降低肝脏、肾脏重量Shannon等[55]沸石粉1.00AA肉鸡1~42提高法氏囊重量、空肠分泌的免疫球蛋白A浓度,降低MDACheng等[56]复合益生菌0.05Ross肉鸡1~42显著提高生产性能,减轻器官损伤,减少机体毒素残留,增加肠道乳酸菌丰度Chang等[24]乳酸菌+谷胱甘肽0.20、0.40AA肉鸡1~35显著提高日增重和采食量,调节机体毒素代谢和激活GSH途径,具有解毒作用Liu等[57]植物提取物+益生菌+活性炭0.50Ross肉鸡1~42降低毒素对生长性能、血液生化指标和免疫的负面影响Rashidi等[45]复合益生菌+降解酶+蒙脱石0.04Ross肉鸡1~42降低对生产性能、肠道微生物和肠、肝和肾组织损伤的负面影响Guo等[3]6展望控制饲料原料品质、添加解毒剂可以有效减轻AFB1对肉鸡的直接危害,但肉鸡生产中依然存在AFB1诱导的慢性消耗性疾病问题。AFB1诱导的肉鸡慢性消耗性疾病是由肝脏的炎症、氧化应激和肝脏代谢酶交互作用导致,作用机制需要进一步研究。结合我国动物日粮的污染现状,缓解AFB1诱导的肉鸡炎症反应和免疫抑制是未来研究重点。

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