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这篇综述聚焦霉菌毒素危害。详细介绍欧洲食品安全局(EFSA)针对主要霉菌毒素制定的人类健康指导值和动物参考点(RPs),分析确定这些值时面临的困难,探讨未来研究方向,为保障食品和饲料安全提供重要参考。
引言
食品和饲料供应链易受丝状真菌侵袭,这些真菌产生的霉菌毒素是食品和饲料中常见的天然污染物,主要由曲霉属(Aspergillus)、镰刀菌属(Fusarium)和青霉属(Penicillium)的霉菌产生。全球已鉴定出超 1000 种霉菌毒素,但受监管的不足 20 种。“新兴” 霉菌毒素既未常规检测也不受法律监管。本文重点介绍欧洲食品安全局(EFSA)针对主要霉菌毒素为人类、农场动物和伴侣动物制定的健康指导值(HBGVs)或参考点(RPs) ,涵盖脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)、玉米赤霉烯酮(ZEN)等多种毒素。
健康指导值和参考点的确定
为评估霉菌毒素危害,健康机构需全面审查已发表的体内外毒代动力学(TK)和毒性数据,以此确定无观察到不良效应水平(NOAEL)、最低观察到不良效应水平(LOAEL)和基准剂量(BMD)及其下限(BMDL)。对于非致癌性霉菌毒素,人类慢性暴露的 HBGVs 用可耐受每日摄入量(TDI)表示,由 NOAEL 或 BMDL 推导而来,且至少乘以 100 的不确定系数以考虑种间和种内差异。对于基因毒性致癌性霉菌毒素,如黄曲霉毒素 B1(AFB1),无法设定安全阈值,采用尽可能低(ALARA)的方法,当 BMDL 与暴露量之间的暴露边际(MOE)小于 10000 时,会对人类健康构成威胁。由于农场和伴侣动物相关信息有限,仅能基于 NOAEL 或 LOAEL 除以 3 来确定 RPs,且不添加安全系数。
选定霉菌毒素的危害评估
- 脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON):DON 是由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)和黄色镰刀菌(F. culmorum)产生的 B 型单端孢霉烯族毒素(TCT),在温带气候下污染谷物,常与 3 - 乙酰基脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3 - Ac - DON)等多种修饰形式共存。它能靶向核糖体的肽基转移酶中心,阻碍蛋白质、RNA 和 DNA 合成,引发一系列细胞损伤和炎症反应。长期暴露会导致肠道损伤、免疫毒性、生殖和发育问题等。EFSA 为人类设定了 DON、3 - Ac - DON、15 - Ac - DON 和 DON - 3Glc 的总 TDI,同时也确定了多种动物的 RPs。
- 雪腐镰刀菌烯醇(NIV):NIV 是另一种 B 型 TCT,由多种镰刀菌产生,主要污染谷物。它与核糖体结合抑制蛋白质合成,可诱导免疫毒性、血液毒性以及发育和生殖毒性。其修饰形式 NIV - 3Glc 在肠道中可水解为 NIV,被纳入组 TDI。EFSA 基于大鼠白细胞减少的实验为人类设定了 NIV 和 NIV - 3Glc 的组 TDI,同时确定了猪和家禽的 RPs,但反刍动物、兔子、鱼类和宠物的毒性数据缺失。
- T - 2 和 HT - 2 毒素:T - 2 和 HT - 2 毒素是 A 型 TCT,在潮湿凉爽环境下由镰刀菌产生,污染谷物。它们有多种修饰形式,T - 2 毒素吸收后会快速代谢,HT - 2 毒素是其主要代谢产物。这两种毒素会导致细胞损伤、凋亡等多种危害。EFSA 基于大鼠白细胞计数减少的关键研究,为人类设定了 T - 2、HT - 2 及其修饰形式的组 TDI,同时确定了部分动物的 RPs,但猫、狗和马的 RPs 尚未确定。
- 玉米赤霉烯酮(ZEN):ZEN 由禾谷镰刀菌和黄色镰刀菌产生,主要存在于谷物及其制品中。因其结构与 17β - 雌二醇相似,可作为潜在的内分泌干扰物,影响生殖功能,还会导致动物肝脏损伤、免疫毒性和肾毒性等。EFSA 为人类设定了 ZEN 及其修饰形式的组 TDI,同时确定了部分动物的 RPs,不同动物对 ZEN 的代谢和敏感性不同。
- 伏马菌素(FBs):FBs 由串珠镰刀菌(F. verticilioides)等产生,包括多种成员,FB1最为常见和丰富。FBs 因与神经酰胺等生化相似,抑制神经酰胺合成酶,影响细胞功能,还存在隐藏形式。它与人类多种疾病相关,在动物中会引发多种毒性反应。EFSA 基于小鼠肝脏毒性为人类设定了 FB1、FB2、FB3和 FB4的组 TDI,同时确定了多种动物的 RPs。
- 赭曲霉毒素(OTA):OTA 是赭曲霉毒素家族中分布最广的毒素,由多种曲霉和青霉在温带和热带气候下产生,污染多种食品。它能抑制苯丙氨酰 - tRNA 合成酶,导致多种细胞损伤和遗传物质破坏,与人类和动物的肾脏疾病相关,被 IARC 列为 “可能对人类致癌”(2B 组)。EFSA 对 OTA 采用 MOE 评估,同时确定了部分动物的 RPs。
- 黄曲霉毒素(AFs):AFs 由曲霉属真菌在湿热气候下产生,污染多种食品。AFB1是最常见且危害最大的一种,在肝脏代谢为具有基因毒性的环氧化物,可引发突变和癌症。AFs 会导致人类和动物多种健康问题,AFB1被 IARC 列为 “对人类致癌”(1 组)。由于 AFB1的致癌性,无法为人类设定 TDI,EFSA 基于雄性大鼠肝细胞癌设定 BMDL10,采用 MOE 方法进行风险表征。
- 麦角生物碱(EAs):EAs 主要由麦角菌属(Claviceps)等产生,已鉴定出 50 多种。部分 EAs 结构与神经递质相似,可用于多种疾病治疗,但也会对动物产生不良影响,如减少采食量、影响生长和繁殖等。EFSA 为人类设定了 14 种 EAs 的组 TDI,同时确定了部分动物的 RPs。
讨论
本文介绍了 EFSA 针对主要霉菌毒素确定的 HBGVs 和 RPs,但 “新兴” 霉菌毒素的研究和监管仍不足。霉菌毒素作为天然污染物,缺乏监管测试,现有数据质量参差不齐,且在确定人类 HBGVs 时,动物模型选择和性别差异考虑不足,全面评估动物风险存在挑战。动物 RPs 常基于非特异性和不敏感的动物技术参数,未来应明确更合适的参数和生物标志物。同时,应增加毒理流行病学数据,结合体外和计算机模拟测试等技术,考虑多种霉菌毒素的联合效应,以完善霉菌毒素风险评估,保障公众和动物健康。