T-2毒素是由镰刀菌属霉菌产生的三叶草烯倍半萜类霉菌毒素，其可通过污染农作物进入食物链[1]。T-2毒素经口腔、皮肤、注射等多途径暴露均可使动物中毒。人类、畜禽均对T-2毒素敏感，T-2毒素对哺乳动物半数致死量为3~10 mg/kg BW[2]。动物摄入T-2毒素会出现呕吐、腹泻、拒食、共济失调、心跳迟缓、凝血障碍等中毒症状，且T-2毒素长时间暴露可引发机体肿瘤形成、免疫抑制、骨骼发育不全、营养水平低下、内分泌系统紊乱等问题，给畜牧生产带来经济损失[3-4]。因此，了解T-2毒素的毒性作用分子机制尤为重要，可为防范饲料加工中T-2毒素污染和缓解治疗毒性反应提供参考。1T-2毒素的理化性质T-2毒素是一种四环的倍单萜稀类化合物，结构式4β-15-二乙酰氧基-3α-羟基-8α-（3-甲基丁酰氧）-12, 13-环氧单端孢霉-9-烯，分子式为C24H34O9，在常温状态下呈白色粉末状或针状结晶体[5]。T-2毒素毒性基团为环氧基团和双键，其对亲核试剂有很强的耐受性，使T-2毒素的化学结构非常稳定。T-2毒素在常温状态下放置6~7年仍保持毒性，并且在高压、紫外线、中性或酸性环境中也难以降低其毒性，但将T-2毒素浸泡在次氯酸钠-氢氧化钠溶液中4 h，可以使T-2毒素完全灭活[1]。我国在GB 5009.118—2016中规定了食品中T-2毒素的3种检测方法，分别为免疫亲和层析净化液相色谱法、间接酶联免疫吸附分析（ELISA）法和直接ELISA法，其中间接ELISA法和直接ELISA法适用于粮食及粮食制品T-2毒素检测，能够快速半定量检测T-2毒素[5]。近年来，适配体生物传感器检测技术成为新型的毒素检测技术，因其具有亲和力高、特异性强、稳定性好以及核酸适配体修饰方便等特点，在食品T-2毒素检测方面得到快速发展[6]。2T-2毒素的毒性效应玉米、大麦、小麦、燕麦等原料容易受到T-2毒素污染[7]。目前，我国关于T-2毒素限量已经有明确规定。《饲料卫生标准》（GB 13078—2017）中规定了植物源性饲料原料和畜禽配合饲料中T-2毒素含量不超过500 μg/kg[8]。T-2毒素在我国饲料和农作物产品中的检出率较高。研究发现，我国动物饲料中T-2毒素的检出率为24.8%~77.5%[9-10]，在部分地区青稞作物中T-2毒素的检出率高达49.26%[11]。由此可见，T-2毒素在我国饲料以及农作物中分布广泛，动物饲料极易受到污染，会给畜牧业造成巨大损失。动物误食T-2毒素污染的饲料可引发中毒，毒素进入体内可迅速去乙酰化形成HT-2次级代谢产物，次级代谢物迅速分布于机体的各个组织器官[3]。研究表明，T-2毒素代谢水平较高，其代谢产物的毒性会随着肝胆循环途径持续加强，并且在活跃增殖的细胞中毒性效应较为明显[12]。T-2毒素中毒效应往往是多器官、多组织的，其主要作用于神经系统、消化系统、生殖系统、肝脏、免疫器官、皮肤及骨骼[13-15]。低剂量摄入T-2毒素会造成动物生产性能下降[16-17]。因此，研究T-2毒素毒性作用分子机制对寻找T-2毒素解毒方案具有重要意义。3T-2毒素的毒性作用分子机制3.1线粒体损伤在许多关于T-2毒素诱导细胞凋亡的报道中发现，T-2毒素中毒会造成线粒体膜电位丢失以及各种细胞和线粒体超微结构改变（体肿胀、空泡形成和嵴缺失），活性氧（ROS）增加，细胞发生凋亡。线粒体主要产生ROS，T-2毒素诱导的氧化损伤与线粒体功能障碍有着密切关系[18]。研究发现，T-2毒素可激活ROS介导线粒体凋亡通路，触发凋亡级联导致细胞凋亡，T-2毒素能够诱导线粒体通透性转化孔开放，造成线粒体形态异常（肿胀与线粒体膜完整性破坏），使∆ψm和ATP下降，细胞色素c（Cyt c）异常易位，B淋巴细胞瘤-2相关X/B细胞淋巴瘤/白血病-2蛋白（Bax/Bal-2）比值上调，激活含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3（caspase-3）和caspase-9，介导caspases信号通路诱发细胞凋亡[19-21]。此外，ZHANG等[22]研究发现，T-2毒素以10、20、40、80 ng/mL处理神经母细胞瘤-2a细胞24 h，可以使细胞线粒体膜电位丧失，线粒体功能紊乱，通过抑制核因子NF-E2相关因子2/血红素加氧酶-1（Nrf2/HO-1）和激活p53通路，诱导细胞的氧化应激、线粒体功能障碍。上述研究表明，T-2毒素能够干扰正常线粒体生物发生，诱导线粒体障碍。T-2毒素可通过干扰线粒体发生关键蛋白过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α（PGC-1α）、核呼吸因子1（NRF-1）、线粒体转录因子A（mtTFA）表达，从而造成线粒体功能障碍[23]。MA等[24]研究指出，T-2毒素干扰正常线粒体的发生，诱导ROS大量积累，是由微小RNA449a（miR449a）/人沉默调节蛋白1（SIRT1）轴控制调控线粒体合成关键蛋白（PGC-1α）去乙酰化，造成线粒体毒性作用。此外，T-2毒素也通过调控线粒体呼吸链蛋白发挥毒性作用。分析T-2毒素处理的蛋白组差异表达发现，T-2毒素能够造成呼吸链复合物Ⅰ亚基［人泛醌NADH脱氢酶Fe-S蛋白1（Ndufs1）和泛醌氧化还原酶亚基 A9（Ndufa9）］、复合物Ⅲ亚基［泛醇细胞色素C还原酶核心蛋白1（Uqcrc1）、NADH脱氢酶1（ND1）、环氧化酶1（Cox-1）、环氧化酶2（Cox-2）和环氧化酶3（Cox-3）］的异常表达，这些呼吸链蛋白异常表达致使线粒体氧化磷酸化的偶联效率降低，造成ATP合成降低，诱导氧化应激[25-26]。因此，T-2毒素诱导线粒体损伤通过多途径进行，涉及多个信号通路和大量调控因子，未来还需要进一步寻找线粒体损伤的相关信号通路和上下游信号分子，为逆转T-2毒素造成的氧化应激和线粒体损伤寻找靶点。3.2细胞自噬自噬对T-2毒素诱导的细胞毒性具有保护效应。硒缺乏会降低保护性自噬，加剧T-2毒素诱导原代心肌细胞的毒性作用[27]。HUANG等[28]研究发现，T-2毒素上调鼠垂体瘤细胞线粒体吞噬特异性蛋白Bcl-2/腺病毒E1B 19 000相互作用蛋白3类似物（NIX）、蛋白酪氨酸磷酸酶基因（PTEN）诱导假定激酶1（pink1）、泛素连接酶表达，激活Nrf2/Pink1/帕金蛋白通路介导线粒体自噬，特异性提高线粒体抗氧化活性，从而降低毒性引起的细胞凋亡。SUN等[29]研究发现，T-2毒素促进小鼠胶质细胞产生过量ROS，抑制内源性抗氧化酶活性，引起氧化应激和线粒体功能障碍，触发线粒体凋亡通路。同时，T-2毒素可激活BV2细胞的自噬抑制Nrf2/HO-1通路减少细胞凋亡。T-2毒素诱导细胞发生自噬是一种自我保护机制，但是这种保护机制可能只存在于一定剂量范围之内，说明T-2毒素诱导自噬与机体暴露时间和剂量有关系。DENG等[30]研究发现，使用高剂量T-2毒素（12.2 mg/kg）处理白虾，在氧化应激的条件下，高剂量T-2毒素可以诱导肝胰腺细胞的自噬和凋亡。另一项研究指出，使用T-2毒素（0.5、1.0、2.0 mg/kg）饲喂肉鸡21 d发现，肝细胞的凋亡率和病理改变的程度随剂量增加逐渐加重，T-2毒素能够激活PI3K/AKT/mTOR信号轴，上调自噬相关蛋白人自噬相关蛋白5（ATG5）、人自噬相关蛋白7（ATG7）和人自噬相关蛋白6（Beclin-1）表达和胞浆型LC3-Ⅱ/胞浆型LC3-Ⅰ（LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ）比值，引起细胞自噬，加重T-2毒素诱导产生活性氧，促进细胞色素c在线粒体和细胞质之间的易位，从而促进凋亡小体的形成，造成肝细胞凋亡[31]。目前，自噬调控T-2毒素的毒性效应机制比较复杂，涉及多个自噬启动的上游信号分子尚不清楚。另外，关于T-2毒素是否启动特定自噬类型（脂质自噬、铁蛋白自噬、生物钟自噬、分子伴侣介导自噬和线粒体自噬）激活毒性反应还未明确，是否能通过T-2毒素加强自噬过程发挥细胞保护作用需要进一步研究。3.3免疫逃逸T-2毒素诱导毒性作用和免疫逃逸有很大的关系[18]。免疫系统对T-2毒素较为敏感，低剂量T-2毒素（0.5 mg/kg）暴露就能够使CD4+/CD8+ T细胞比值下降，诱发T细胞凋亡，从而导致免疫抑制[32]。研究发现，T-2毒素在内的单端孢霉稀族类毒素介导免疫逃逸过程，改变胞内免疫微环境，其机制与靶向降低机体内干扰素-γ（IFN-γ）、转化生长因子β（TGF-β）和Toll样受体（TLRs）等一些重要的免疫反应相关因子的表达水平有关[33-34]。有研究发现，T-2毒素可抑制细胞IFN-γ水平，促进巨噬细胞凋亡，降低宿主对病原体的抵抗力，从而增强呼肠孤病毒、沙门氏菌的侵袭能力[34-35]。研究指出，T-2毒素通过微小RNA-155-5p（miR-155-5p）靶向下调细胞因子信号传导抑制蛋白（SOCS1），促进炎症因子白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-1β（IL-1β）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）产生，诱导机体产生免疫抑制。T-2毒素激发的免疫毒性机制可能与SOCS1负向调节蛋白酪氨酸激酶/信号传导子和转录激活（JAK/STAT）信号通路抑制炎性因子表达有关[36]。此外，T-2毒素能够促使肿瘤细胞发生免疫逃避。肿瘤表面表达的程序性死亡配体-1（PD-L1）是一种参与免疫逃逸的因子，它与表达于T淋巴细胞表面的受体程序性死亡受体-1（PD-1）结合后，发挥抑制肿瘤免疫及促进肿瘤进展的作用。YOU等[37]研究发现，T-2毒素通过上调免疫抑制因子血管内皮生长因子（VEGF）、程序性死亡受体L1-1/程序性死亡受体-1（PD-L1/PD-1）、Toll样受体4（TLR4）和环氧合酶2（COX-2）的表达，激活PD-L1/PD-1信号通路诱导免疫逃逸效应。综上所述，T-2毒素介导的免疫逃逸可能与介导TLRs、IFN、PD-L1/PD-1信号通路有关，研究T-2毒素介导免疫逃逸可为破解T-2毒素中毒效应提供一个新的思路。3.4细胞凋亡T-2毒素是一种两亲性分子，能够穿过血脑屏障在内的生物学屏障诱导细胞凋亡[38]。研究发现，T-2毒素可通过多器官、多组织细胞诱导细胞凋亡，其中包括肝细胞、睾丸间质细胞、肠上皮隐窝细胞、卵巢颗粒细胞以及淋巴和造血组织[39-40]。T-2毒素诱导细胞凋亡机制比较复杂，其调控多个细胞信号分子，诱导DNA甲基化，抑制核红细胞2相关因子2（Nrf2）/血红素加氧酶-1（HO-1），c-Jun氨基末端激酶（JNK）/p38/激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、核因子κB（NF-κB）、p58通路，诱导线粒体凋亡通路等造成细胞凋亡[31,41]。T-2毒素靶向与60S核糖体亚单位的肽基转移酶活性区域结合，引发RNA活化的蛋白激酶R和造血细胞激酶的表达抑制，触发核糖体应激反应，使MAPK通路底物p38、细胞外调节蛋白激酶（ERK）、c-JNK磷酸化，MAPK通路被激活后细胞内ROS大量累积、DNA破碎，从而引起细胞凋亡[42]。吴庆华[43]研究发现，Janus激酶（JAK）/信号转导及基因转录激活因子（STAT）通路是MAPK通路的下一个下游通路，MAPK被迅速激活后沉寂，传导信号分子IL-6和原癌基因（K-Ras）激活JAK/STAT通路，持续性加强细胞毒性诱导细胞凋亡。PEI等[44]对另一条信号通路研究发现，T-2毒素使神经元细胞Nrf2/HO-1通路关键蛋白上调，使线粒体膜电位降低介导线粒体凋亡通路，激活NF-κB上调促炎细胞因子，如TNF-α、IL-6、IL-8和IL-1β的分泌，影响细胞周期，加强神经毒性。T-2毒素可介导经典的内质网应激途径诱导细胞凋亡。据报道，T-2毒素可通过雷帕霉素靶蛋白（mTOR）/苏氨酸蛋白激酶（AKT）信号通路增加胞内Ca2+浓度，而Ca2+稳态失调可诱发内质网应激和线粒体毒性，触发凋亡级联增加细胞凋亡[45]。T-2毒素诱导细胞凋亡、组织损伤和炎症因子的异常表达可能与DNA甲基化有关。T-2毒素可上调DNA甲基转移酶1（DNMT1）、DNA甲基转移酶13A（DNMT3A）表达，诱导细胞DNA甲基化，通过AKT/caspase/NF-κB信号通路及其下游信号分子的激活，诱导肝细胞凋亡[46-47]，提示DNA甲基化也是T-2毒素诱导细胞凋亡的机制之一。综上所述，T-2毒素可通过多途径诱导的细胞凋亡，其中介导的信号分子居多，而且激活的信号通路存在着复杂的关系（见图1）。因此，关于T-2毒素诱导细胞凋亡还有待进一步研究，还需了解多个凋亡通路与线粒体损伤、内质网应激、氧化损伤、细胞自噬、免疫逃逸之间的关系。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.04.031.F001图1T-2毒素毒性分子机制4T-2毒素脱毒方法由于T-2毒素具有稳定的化学结构，使用高压、紫外线、中性或酸性环境等方法也很难降低其毒性。因此，T-2毒素脱毒方法成为研究的重点，目前T-2毒素的脱毒方法主要包括物理、化学、生物脱毒法。4.1物理脱毒法物理脱毒法主要通过一些具有吸附效应的物质与T-2毒素结合形成无毒的复合体。常见的吸附剂包括活性炭、滑石粉、蒙脱石、葡甘露聚糖、水化铝酸钙、沸石等。但有研究表明，物理吸附剂对T-2毒素吸附作用并不明显。KUBENA等[47]研究发现，水化铝酸钙对采食含有3.5 mg/kg黄曲霉毒素饲料的雏鸡有保护效应，而对采食含有8.0 mg/kg T-2毒素饲料的雏鸡无保护作用。KIHAL等[48]调查活性炭、膨润土、沸石、水化铝酸钙、蒙脱石、硅藻土、斜发沸石等吸附剂去除饲料中6种霉菌毒素（黄曲霉毒素、脱氧烟腐烯醇、伏马菌素、赭曲霉毒素、T-2毒素和玉米烯酮）的效果，发现T-2毒素的吸附率最低，仅为27.0%，但无机吸附剂作为添加剂可改变饲料的适口性，拮抗氨基酸和维生素，降低饲料的营养，且无机吸附剂的添加不能被消化，通过粪便排泄后，可能进一步对环境造成污染。因此，对于物理吸附法去除T-2毒素还有待进一步研究，需要寻找新的高效吸附物质用于饲料脱毒。4.2化学脱毒法T-2毒素具有稳定的环氧基团和双键，在中性和弱酸性环境下十分稳定，但在碱性条件下容易被分解。5%~8%的氢氧化钠溶液能够将85.5%~90.7%的T-2毒素降解[49]。氢氧化钾、碳酸铵、次氯酸钠等碱性物质均对T-2毒素具有降解作用。这些化学试剂能够与T-2毒素官能团发生反应，如臭氧分子能够与T-2毒素的C-9，10间的双键发生反应，使其失去毒性。次氯酸钠、氢氧化钠会与T-2毒素的C-9，10间的双键及C-12，13环氧键作用，降低T-2毒素的毒性[50]。此外，维生素E和硒也可以缓解T-2毒素毒性效应，能够提高牛睾丸间质细胞的抗氧化作用，减轻T-2毒素对睾丸间质细胞的损伤[51]。LIU等[52]研究发现，饲粮中添加0.4 mg/kg硒代蛋氨酸能够减轻T-2毒素所致的兔的肠道损伤，促进T-2毒素所致肠屏障损伤的恢复。但是使用化学制剂脱毒后，会产生一些有毒物质，会使饲料的营养物质遭到破坏，而且其工艺复杂、再脱毒成本较高，使化学制剂难以应用于饲料脱毒。4.3生物脱毒法生物脱毒是指利用微生物代谢或降解霉菌毒素，使其分解为无毒或低毒衍生物。动物胃肠道丰富的菌群能够分离出分解T-2毒素的菌株，将其分解代谢成毒性更低的衍生物。有研究在牛的瘤胃液中分离出BBSH 797菌株，该菌株能够产生脱环氧酶和酯酶，降解T-2毒素代谢产物的环氧结构，使T-2毒素形成T-2四醇[53]。据报道，芽生杆菌属菌（Blastobacter natatorius）、节杆属菌（Atypical Arthrobacter sp.）、贪铜菌（Cupriavidus sp.)、红曲菌(Monascus spp.)、溶纤维丁酸弧菌（Butyrivibrio fibrisolvens）、解脂厌氧弧菌（Anaerovibrio lipolytica）、反刍月形单胞菌（Selenomonas ruminantium）均对T-2毒素具有降解作用[54-56]。SRINUAL等[57]研究发现，将红曲菌以0.5、1.0 g/kg添加至50 μg/kg的T-2毒素污染的饲料中，能够显著降低T-2毒素残留率，降低T-2毒素诱导肝细胞凋亡，减弱T-2毒素的肝脏毒性。此外，使用微生物代谢提取物也能发挥积极的脱毒作用。KUDUPOJE等[58]在受T-2毒素污染的饲料中添加酵母细胞壁提取物，发现酵母细胞壁提取物含有的β-葡聚糖能够吸附T-2毒素，降低了T-2毒素对肉鸡的毒性作用。因此，与物理、化学脱毒法相比，生物脱毒法更安全和高效，且对饲料营养破坏较小，生物脱毒法可能成为一种新型的霉菌毒素脱毒方法。5结论T-2毒素毒性分子机制比较复杂，可能涉及一个庞大的分子信号通路，参与介导细胞自噬、氧化应激、线粒体损伤、内质网应激、免疫逃逸等过程。T-2毒素造成的饲料污染会给畜牧业造成巨大的损失，饲料中的T-2毒素的脱毒技术是未来研究的重点。因此，文章通过对T-2毒素的毒性分子机制以及脱毒方法进行系统性阐述，可为今后T-2毒素中毒效应缓解和治疗中毒效应、快速检测、寻求脱毒方法提供参考。