标题：脱氧雪腐镰刀菌烯醇
英文名称（缩写）
Deoxynivalenol（DON）
概述
霉菌毒素是各种霉菌在适当的温度、湿度和基质中产生的高毒性代谢产物。曲霉、青霉和镰刀菌是产生毒素的最主要霉菌。至今人们已知道大约有300种不同的霉菌毒素，但仅有少数被认为与畜禽疾病有关系。霉菌毒素的大量摄入，经常会引起急性中毒表现，然而少量摄取，则产生非异性的临床表现，例如，食物摄取量降低、生长不良、增重缓慢、死亡率增加、免疫抑制等。而单端孢霉烯族毒素是粮食中最常见的一类污染性霉菌毒素，由镰刀菌产生，包括T-2毒素、雪腐镰刀菌烯醇(Nivalenol，NIV)、玉米赤霉烯酮(Zearalmone)、伏马菌素(Fumonisin)、镰刀菌烯酮．X(Fusarenon．X，FX)和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol，DON)等。可对人、畜产生广泛的毒性效应，如食欲降低、体重减轻、代谢紊乱等。
在全世界范围内，DON是最常见的一种污染粮食、饲料和食品的霉菌毒素之一，严重影响人和牲畜的健康。它不仅可以污染农作物，也可以污染粮食制品，对人和动物可以产生广泛的毒性效应。近年研究发现，脱氧雪腐镰刀菌烯醇对人和动物的免疫功能产生明显的影响。根据DON的剂量和暴露时间不同可引起免疫抑制或免疫刺激的作用。目前国内外，对脱氧雪腐镰刀菌烯醇的研究比较多。
历史与理化特性
DON是一种单端孢霉烯族毒素，主要由禾谷镰刀菌和粉红镰刀菌产生。DON是诸罔信一等在1970年首先从日本香川县感染赤霉病的大麦中分离到的。1973年，Vesohder从美国俄亥俄州西北部导致母猪拒食和呕吐的被禾谷镰刀菌污染的玉米中分离得到该毒素；并根据它能引发动物呕吐的特征，将其定名为呕吐毒素（Vomitoxin，VT）。
国内1976年从上海市金山县赤霉病元麦中分离出能使鸽子口服的致吐的纯品。徐一纯等（1979）从田间感染禾谷镰刀菌的赤霉病大麦中分离得到一种新的呕吐毒素，定名CBD2。
DON为NIV的脱氧衍生物，其化学名称为3，7，l5-三羟基-12，l3-环氧单端孢霉-9-烯-8-酮（3，7，l5-trihydroxy-12，13-epoxytrichothec-9-en-8-one）；是一种无色针状结晶，熔点为151～153℃，可溶于水和极性溶剂，如含水甲醇、含水乙醇或乙酸乙酯等，具有较强的热抵抗力和耐酸性，在乙酸乙酯中可长期保存。在pH 4.0条件下，100℃和120℃加热60 min均不被破坏，170℃加热60 min仅少量被破坏；在pH 7.0条件下，100℃和120℃加热60 min仍很稳定，170℃加热l5 min部分被破坏；在pH 10.0条件下，100℃加热60 min部分被破坏，120℃加热30 min和170℃加热15 min完全被破坏。
对粮食的污染状况
DON主要由某些镰刀菌产生，包括：禾谷镰刀菌、尖孢镰刀菌、串珠镰刀菌、拟枝孢镰刀菌、粉红镰刀菌和雪腐镰刀菌等。许多粮谷类都可以受到污染，如小麦、大麦、燕麦和玉米等。DON对粮谷类的污染状况与产毒菌株、温度、湿度、通风和日照等因素有关。这种真菌大多在低温、潮湿和收割季节，在谷物庄稼中慢慢生长，一般在大麦、小麦、玉米、燕麦中含有较高的浓度，在黑麦、高粱、大米中的浓度较低。
DON污染粮谷的情况非常普遍，世界各地均有报道，特别在中国、日本、美国、阿根廷和南非。在我国胃癌、食管癌等恶性肿瘤高发区，DON是居民饮食中主要的污染霉菌毒素之一。这种毒素污染粮谷类的情况非常普遍，其检出率和检出量都是最高的一种，检出含量最高者可达170.22 ng/kg。在我国河北省食管癌、胃癌高发区居民饮食中污染率和含量均相当高。张帆等采用高效液相色谱法（HPLC）对林县、磁县主要粮食面粉和玉米中的DON含量进行了调查，两县的DON检出率分别为53.8％和100％，林县样品（玉米）中DON平均含量（范围是384～9 686 ng/g）相当于低发区的3～9倍；而磁县霉菌污染更为严重，DON平均含量（玉米中为7 959 ng/g，面粉中为1 032 ng/g）约相当于低发区的l0倍。
毒性
DON在体内可能有一定的蓄积，但无特殊的靶器官，具有很强的细胞毒性。人畜摄入了被DON污染的食物后，会导致厌食、呕吐、腹泻、发烧、站立不稳和反应迟钝等急性中毒症状，严重时损害造血系统造成死亡，但不同的动物对DON的敏感程度不一，猪最敏感。另外DON对免疫系统有影响，有明显胚胎毒性和一定致畸作用，可能有遗传毒性，但无致癌、致突变作用。但对免疫毒性研究结果冲突较多，尚无确凿的证据。对动物的毒性低剂量DON，主要引起动物的食欲下降，体重减轻、代谢紊乱等症状，大剂量可导致呕吐。动物对DON的反应有种属和性别差异，雄性动物对毒素比较敏感，猪比小鼠、家禽和反刍动物更敏感。
DON常与猪的抗拒综合症有关。猪饲料中的DON含量超过1μg/kg时，进食量显著降低，甚至拒食，体增重低于正常猪水平，同时还伴有呕吐。在猪饲料中添加纯DON则会降低饲料进食量，进食量的降低与添加浓度成反比。DON中毒的猪，一个症状是拒食，出现“僵猪”，玉米里如有10 mg/kg的毒素含量就会引起猪的拒食，这种拒食到底是因毒素对消化道的局部刺激作用，还是由于适口性不良造成的，尚未有定论；DON对牛、羊和成年鸡鸭则不出现拒食现象。乳牛似乎对DON不敏感，但低产牛群饲喂含DON的饲料也全发生疾病。鸡采食含DON高达18 mg/kg的饲料无明显有害影响。当鸡进食含9.18 mg/kg DON的饲料后，蛋和肉中检测不出DON。火鸡饲喂含5 mg/kg DON的饲料也无明显有害影响。Iverson等“用DON的浓度为0、l、5、10 mg/kg的饲料饲喂雄、雌性大鼠，2年发现动物体重增加与DON剂量呈负相关。雌性大鼠的血浆中IgA、IgG浓度较对照组增高，生化指标、血液学指标也可见明显异常。病理学检查还发现有肝脏肿瘤、肝脏损害。Banotai等用含20 mg/kg DON的饲料饲喂雌性B6C3F1小鼠13周，发现体重明显减轻，血清IgA升高，而IgM和IgG降低，肾小球系膜IgA沉积出现血尿。Szkudelska等研究发现，Wistar大鼠皮下注射1 mg/kg DON，3 d后血中胰岛素、葡萄糖和自由脂肪酸的含量明显增高，还可引起肌肉合成糖原增加和三酰甘油降低。李群伟等的研究表明，DON能使家兔的心、肝、肾和脾的组织细胞出现肿胀、空泡变性、炎性细胞浸润及细胞坏死的病理变化。对人的毒性人误食DON以后急性中毒症状一般出现在0.5 h后。快的可在10 min后出现，主要症状是头昏、腹胀、恶心、呕吐，以及白细胞缺乏症。一般在2 h后可自行恢复。老人和幼童，或大剂量中毒者，症状较重，呼吸、脉搏、体温及血压均略有升高，但未见死亡。对细胞的毒性DON具有很强的细胞毒性，它对于原核细胞、真核细胞、植物细胞和肿瘤细胞等均具有明显的毒性作用。它对于生长较快的细胞如胃肠道黏膜细胞、淋巴细胞、胸腺细胞、脾细胞和骨髓造血细胞等均有损伤作用，并且可以抑制蛋白的合成。研究发现，DON可明显抑制猪卵母细胞的成熟，同时DON还可使培养的猪子宫内膜细胞减少，一些细胞出现了线粒体肿胀、细胞膜破裂和细胞浆空泡化等细胞死亡的表现。另外，FCM检测表明DON影响细胞周期的分布，抑制细胞进入S期，使细胞阻停滞在G0/G1期，具有明显的抗增殖作用。彭双清和杨进生研究表明，DON对培养心肌细胞B、L和T三型Ca通道均有明显的阻滞作用，使三型Ca通道的开放概率减少，开放时间缩短，关闭时间延长。李月红等研究表明，DON能抑制人外周血单个核细胞的HLA-1分子、TAP-1、低分子量蛋白酶体-2的表达。对免疫功能的影响DON污染粮谷类的情况相当普遍，其对免疫功能的影响已受到了医学工作者的重视。近年来，随着分子生物学技术的发展，DON对免疫系统的影响引起人们极大的兴趣。DON既是一种免疫抑制剂。又是一种免疫促进剂，其作用与剂量和作用时间有关。动物研究发现，DON可以明显抑制动物的免疫机能，能诱导小鼠胸腺、脾、小肠黏膜集合淋巴的T细胞、B细胞和IgA细胞发生凋亡。还有研究表明，免疫抑制作用表现为DON通过其倍半萜烯结构抑制转录、翻译和蛋白合成过程；而免疫增强作用与DON干扰机体正常免疫调节机制有关。在体内，DON既可以抑制机体对病原体的免疫应答，同时又可以诱发自身免疫反应。此外，DON诱导免疫细胞凋亡、抑制其增殖。同时还可以超诱导辅助性T细胞产生细胞因子，激活巨噬细胞、T细胞产生炎症前细胞因子。DON对免疫系统的毒作用主要表现在具有明显的急性和慢性毒性作用，引起食欲下降、呕吐、体重减轻和代谢紊乱；在细胞水平有明显的细胞毒作用，引起细胞的损伤；根据浓度和作用时间不同，对免疫细胞因子既可表现为抑制，又可表现为超诱导；可诱导并促进免疫细胞的凋亡、抑制其增殖；促进IgA分泌，抑制IgM和IgG的分泌。
DON的检测
脱氧雪腐镰刀菌烯醇可从谷物（小米、玉米、大麦等）及其制品（蛋糕、饼干、面包等）中通过薄层色谱法和免疫测定方法检出。根据DON经对甲基苯甲醛喷雾后呈现黄色的特性，可用薄层层析检测法作定性检测。DON还可以用酶联免疫吸附试验（ELISA）进行微量检测。物理化学方法常用的物理化学检测方法有薄层层析法（TLC）和高效液相色谱法（HPLC）。TLC法具有灵敏度高、显色方便和可同时检出几种毒素等优点，缺点是样品提纯较繁琐，需要使用标准毒素，易造成环境污染。HPLC法具有快速、灵敏度高、准确和自动化等优点，多用于毒素的微量分析，尤其是毒素在组织中残留量的测定，但由于仪器价格昂贵，难以在基层推广应用。魏润蕴用TLC法检测出DON。此后，他用气相色谱法在天然污染谷物的提取液中检测出低含量的DON。免疫学方法免疫学检测方法——酶联免疫吸附检测（ELISA）在微量毒物的检测中已经得到广泛应用。与理化方法相比，它具有特异性高、敏感性强、快速方便、以及不需要昂贵仪器设备等优点，但关键是要有高质量的抗体。邓舜洲等通过竞争间接ELISA法测定出饲料中DON的含量。
DON等镰刀菌毒素在人类粮食和家畜饲料中污染率和含量均很高，通过食物链进行传递，严重危害人畜健康，其中一部分还具有明显的致突、致癌性。DON污染常常不是单一的，对各种霉菌毒素协同作用的研究报道并不多。目前，国内学者对镰刀菌素的研究多侧重于检测方法的建立和饮食中镰刀菌素污染状况及其与恶性肿瘤和某些地方病发生关系的研究两大方面，对其致病机制的研究相对较少。近年来有关DON在肿瘤发生发展中的作用。日益受到肿瘤工作者的重视。目前的实验研究表明DON可能是一种潜在的弱的致突、致癌剂，但研究结果冲突较多，尚无确凿的证据。DON在肿瘤高发区恶性肿瘤的发生发展中作用尚不明了。肿瘤的发生发展是一个包括内外因素在内的多因素多步骤长期复杂的过程。其中个体免疫功能的状态在肿瘤的发生发展中发挥重要的作用。国内外学者研究发现，细胞凋亡是镰刀菌素致病的重要途径之一。常见镰刀菌毒素如DON、T-2毒素、FX可以诱导多种细胞的凋亡，如肝细胞、肾细胞、胃肠细胞和免疫细胞以及传代细胞。