孟加拉国零售大米及米制品中黄曲霉毒素（AFT）污染、膳食暴露与健康风险评估：基于HPLC-FLD的MOE和肝癌风险分析

《Toxicology Reports》：Aflatoxin Occurrence in Retail Rice and Rice-Derived Products from Bangladesh: An Evaluation of Dietary Exposure and Related Health Risks.

　　

黄曲霉毒素是来自真菌的强致癌和遗传毒性次级代谢产物，构成显著健康风险。本研究旨在使用带荧光检测的高效液相色谱（HPLC-FLD）检测来自达卡不同本地市场的大米及米制品，包括膨化米和压扁米，中黄曲霉毒素（AFB₁、AFB₂、AFG₁、AFG₂及总黄曲霉毒素AFT）的存在，并评估健康风险。AFT在两个时期被检出，时期I的流行率（大米：29.55%，压扁米：60%）高于时期II（大米：25%，压扁米：50%），而膨化米中未发现黄曲霉毒素阳性样本。两个时期合并后，大米和压扁米中AFT污染分别为27.63%（0.47 μg kg^-1—3.63 μg kg^-1）和55.0%（0.37 μg kg^-1—0.87 μg kg^-1）。随后，研究人员通过评估暴露边际（MOE）以及食用黄曲霉毒素污染食品相关的肝癌风险，开展健康风险评估。食用AFT污染大米的成人和儿童平均MOE值分别为8.36和4.89，均低于10,000的截断值，提示潜在健康风险。此外，食用AFT污染大米的成人和儿童平均肝癌风险分别为0.051和0.088例/年/100,000人。类似地，食用AFT污染压扁米样品的成人平均MOE值为3771.4，而成人的平均癌症风险为0.0003例/年/100,000人。该研究发现黄曲霉毒素污染大米和压扁米存在潜在健康风险，并强调需要有效监测和风险管理策略。

孟加拉国大米及米制品中黄曲霉毒素污染、膳食暴露与健康风险解读

研究背景方面，大米（Oryza sativa L.）是孟加拉国超过1.5亿人的主要主粮，该国每年生产约60.57 million metric tons大米，位居世界第三；大米也为全球近一半人口提供能量。除大米外，压扁米（Chira）和膨化米（Muri）等米制脆食在亚洲烹饪中广泛流行，也常作为早餐、零食以及严重洪水和气旋等紧急情况下的主要食物。大米及米制品被认为是曲霉（Aspergillus）生长的易感基质。亚热带高温、高降水和高相对湿度等因素促进真菌增殖，导致这些食品在收获前、收获过程、运输和储存阶段受到霉菌毒素，尤其是黄曲霉毒素污染。黄曲霉毒素主要由Aspergillus flavus和A. parasiticus产生，较少见种如A. bombycis、A. tamarii、A. nomius和A. minisclerotigenes也可产生。其中黄曲霉毒素B₁（AFB₁）、B₂（AFB₂）、G₁（AFG₁）和G₂（AFG₂）因在食品和饲料中高发及健康毒性而最受关注。黄曲霉毒素经食物摄入后到达肝脏，由细胞色素P450代谢为黄曲霉毒素B₁-8,9-环氧化物，该代谢物与DNA结合，引起突变并导致肝癌。除肝癌外，黄曲霉毒素还可引起生殖问题、慢性肾损伤、营养损害、尿路肿瘤、致突变和致畸效应以及免疫抑制。国际癌症研究机构（IARC）将黄曲霉毒素列为Group 1人类致癌物。为保护健康，各国和组织制定了谷物中霉菌毒素限量，例如欧盟规定谷物中AFB₁为2 μg kg^-1、AFT为4 μg kg^-1，美国规定大米中AFT为20 μg kg^-1，印度和中国分别规定大米中AFT为30 μg kg^-1、AFB₁为10 μg kg^-1。全球范围内黄曲霉毒素污染均有报道，亚洲、南美、欧洲和非洲国家的大米中曾报告不同流行率。由于黄曲霉毒素是遗传毒性致癌物，即使极低剂量也可造成健康风险，因此无每日可接受摄入量（ADI）或每日耐受摄入量（TDI），监管机构采用暴露边际（MOE）方法进行风险评估；乙型肝炎病毒（HBV）感染与黄曲霉毒素暴露的协同作用还可显著加重健康风险。尽管黄曲霉毒素污染是全球食品安全问题，但孟加拉国等许多大米消费地区关于其发生和相关健康风险的信息仍有限，基于MOE的大米黄曲霉毒素暴露风险评估此前尚未在孟加拉国报道，关于压扁米和膨化米等常见米制品的污染和健康风险表征数据也稀缺。因此，研究人员开展本研究。

研究人员旨在调查孟加拉国零售大米和米制品中黄曲霉毒素污染，并使用MOE和癌症风险方法评估潜在健康风险。据研究人员所知，这是孟加拉国首个同时评估大米和米制品中黄曲霉毒素发生、基于MOE的暴露评估及确定性肝癌风险估计的研究。研究结论表明，大米和压扁米存在黄曲霉毒素污染，膨化米未检出；虽然多数污染水平未超过限量，但MOE低于10,000，提示潜在健康风险，尤其对儿童更明显。研究意义在于提供黄曲霉毒素污染模式基线证据，有助于未来监测、监管决策和风险管理策略，以减少消费者暴露。

为开展研究，研究人员在孟加拉国达卡不同本地市场和超市随机采集121份样本，包括大米76份、膨化米25份和压扁米20份，样本来源覆盖孟加拉国不同地区；采集分两个时期：2022年6月至8月热雨季节为时期I，2022年12月至2023年2月凉干季节为时期II。研究采用HPLC-FLD，结合柱后衍生和基质匹配校准曲线定量AFB₁、AFB₂、AFG₁、AFG₂和AFT，并进行特异性、线性、回收率、精密度、检出限（LOD）和定量限（LOQ）验证。健康风险评估采用估计每日摄入量（EDI）、MOE和JECFA肝癌风险模型。成人及儿童大米消费率分别为328.9和150 g person^-1 day^-1，平均体重分别为60 kg和16 kg；压扁米和膨化米日消费率约为2.82和3.17 g person^-1 day^-1；孟加拉国一般人群HBV感染率按4%计。

研究结果如下。

3.1 方法验证。研究人员通过HPLC-FLD分析空白和加标基质，评估特异性、线性、回收率、重复性和实验室内重现性。AFB₁在压扁米中检出限最低，为0.022 μg kg^-1；AFB₂和AFG₂在大米中检出限最高，为0.030 μg kg^-1。AFB₁在压扁米中定量限最低，为0.066 μg kg^-1；AFB₂和AFG₂在大米中定量限最高，为0.091 μg kg^-1。校准曲线决定系数（R²）为0.9984至0.9996；回收率范围为83.79%（压扁米中AFG₂）至106.26%（大米中AFB₁）；重复性范围为3.08%至7.65%；实验室内重现性范围为3.0%至9.74%，符合Commission Regulation (EC) No 401/2006。结果表明该方法可用于样品中黄曲霉毒素定量。

3.2 大米、压扁米和膨化米样品中黄曲霉毒素浓度。研究共分析76份大米、20份压扁米和25份膨化米，并比较两个时期。

3.2.1 大米中黄曲霉毒素发生。大米样品中，时期I有44份，时期II有32份。时期I阳性样本中AFB₁、AFB₂、AFG₁、AFG₂和AFT中位浓度分别为0.78、0.57、0.52、0.41和2.33 μg kg^-1；时期II阳性样本中AFB₁、AFB₂、AFG₁和AFT中位浓度分别为0.56、0.53、0.52和0.74 μg kg^-1，未检出AFG₂。时期I中AFB₁、AFB₂、AFG₁、AFG₂和AFT阳性率分别为27.27%、13.64%、25.00%、2.27%和29.55%；时期II中分别为12.50%、12.50%、15.63%、0和25%。虽然时期I的AFB₁和AFT流行率高于时期II，但差异无统计学显著性。合并两期后，阳性样本中AFB₁、AFB₂、AFG₁、AFG₂和AFT中位浓度分别为0.72、0.56、0.52、0.41和1.26 μg kg^-1，阳性率分别为21.05%、13.16%、21.05%、1.32%和27.63%。AFB₁和AFT呈右偏及较高峰度，表明分布不均且存在少量较高浓度。

3.2.2 压扁米和膨化米中黄曲霉毒素发生。20份压扁米分两期分析。时期I阳性样本中AFB₁、AFB₂、AFG₁、AFG₂和AFT中位浓度分别为0.59、0.54、0.48、0.44和0.57 μg kg^-1，阳性率分别为20%、10%、30%、10%和60%。时期II中AFB₁、AFG₁、AFG₂和AFT中位浓度分别为0.37、0.54、0.54和0.54 μg kg^-1，阳性率分别为10%、30%、30%和50%，未检出AFB₂。两期AFB₁和AFT差异无统计学显著性。合并两期后，AFB₁、AFB₂、AFG₁、AFG₂和AFT中位浓度分别为0.43、0.54、0.51、0.49和0.54 μg kg^-1，阳性率分别为15%、5%、20%、20%和55%。膨化米两期均未检出黄曲霉毒素。

3.3 黄曲霉毒素暴露与风险评估。研究人员进一步评估AFB₁和AFT的膳食暴露和健康风险。

3.3.1 估计每日摄入量（EDI）。AFT的EDI高于AFB₁，反映样品中AFT浓度较高。儿童因体重较低，EDI高于成人；合并两期后，AFT污染大米对成人和儿童平均EDI分别为2.38和4.06 ng kg^-1 bw day^-1。时期I的AFB₁和AFT EDI略高于时期II。压扁米消费量低，其污染样品平均EDI低于大米，儿童AFT为0.0543 ng kg^-1 bw day^-1。

3.3.2 暴露边际（MOE）。压扁米平均MOE高于污染大米，因压扁米EDI较低。AFT污染大米对成人和儿童平均MOE分别为8.36和4.89；AFT污染压扁米对成人和儿童平均MOE分别为3771.40和1005.71。时期I AFB₁和AFT的MOE略低于时期II，提示时期I潜在健康风险更高；儿童MOE低于成人。尽管无样品超过黄曲霉毒素最大限量，但所有阳性样品MOE均小于10000，提示食用污染大米和压扁米存在较高潜在健康风险。

3.3.3 黄曲霉毒素诱导肝癌的人群风险。大米所致肝癌风险高于压扁米。合并两期后，AFB₁污染大米对成人和儿童平均肝癌风险分别为0.020和0.033例/年/100,000人；AFB₁污染压扁米对成人和儿童分别为0.0001和0.0003例/年/100,000人。按结论中AFT污染大米估计，成人和儿童平均肝癌风险分别为0.051和0.088例/年/100,000人；AFT污染压扁米对成人和儿童分别为0.0003和0.0012例/年/100,000人。时期I风险高于时期II，儿童风险高于成人。

讨论部分总结。黄曲霉毒素是高毒性代谢物，其生物合成由乙酰辅酶A和丙二酰辅酶A在聚酮合酶作用下形成norsolorinic acid，再经氧化还原步骤生成sterigmatocystin和O-methylsterigmatocystin，最终产生黄曲霉毒素，相关酶由afl基因簇编码。本研究检出大米AFT污染率27.63%、最高3.63 μg kg^-1，压扁米污染率55%、最高0.87 μg kg^-1；这与伊朗、孟加拉国、加拿大、瑞典等地报道的大米黄曲霉毒素发生情况具有可比性。压扁米污染率高于大米，可能因压扁过程增加真菌生长表面积，保留更多水分和外层（麸皮，为霉菌毒素侵染和积累主要部位），且加工环境潮湿、储存不当可促进霉菌扩散和毒素积累。时期I污染高于时期II，因时期I为最热时期，最高温度和降水可超过30 °C和500 mm，比时期II冬季平均15—20 °C、降雨低于100 mm更利于真菌生长；泰国和越南也报告雨季黄曲霉毒素发生率更高。不过正式统计分析未显示两期显著差异，可能受样本量有限和大量未检出零值影响。膨化米未检出黄曲霉毒素，可能因其由预糊化精米经热砂高温油炸制成，并清洁后密封保存，产毒真菌生长机会小，因此在大米及米制品中相对更安全。虽然黄曲霉毒素浓度低于监管限量，但慢性暴露仍构成健康风险，免疫抑制患者、HIV患者、孕妇、癌症患者、糖尿病患者和老年人等更易受影响。本研究中，AFT污染大米EDI为儿童4.06 ng kg^-1 bw day^-1、成人2.38 ng kg^-1 bw day^-1；压扁米EDI低于大米。MOE定义为临界效应的未观察到不良作用水平或基准剂量下限与理论、预测或估计暴露剂量或浓度之比；EFSA科学委员会认为，基于动物癌症生物 assay 数据，MOE为10000或更高可视为公共卫生低关注，低于10000则提示潜在风险并可能需进一步调查或监管行动。本研究中，AFT污染大米对成人和儿童MOE及肝癌风险提示潜在健康风险；印度和中国研究也报告类似低MOE或癌症风险。压扁米风险低于大米，主要因EDI较低。所有情况MOE均小于10000，提示需要风险管理策略。风险管理可包括利用无毒真菌竞争进行生物防治、杀菌剂和杀虫剂、辐照、物理和化学处理、改善干燥和储存条件、水分控制、利用生物技术培育转基因作物、良好农业规范（GAP）和良好生产规范（GMP），以及侧向层析试纸、分子技术和印迹技术等早期检测策略。研究人员建议监管机构对大米和米制品中黄曲霉毒素进行常规监测。研究局限包括需开展跨地区、跨季节大规模样本的多霉菌毒素分析（如ochratoxin A、fumonisin、zearalenone等），并应通过生物样本中黄曲霉毒素-白蛋白加合物、黄曲霉毒素-赖氨酸加合物和尿黄曲霉毒素M₁代谢标志物进行生物监测暴露评估，以获得更清晰健康风险认识。

研究结论翻译如下：总之，两个采样时期合并后，大米和压扁米中AFT平均浓度分别为0.433 μg kg^-1和0.310 μg kg^-1，流行率分别为27.63%和55%，而膨化米中未检出黄曲霉毒素。时期I的AFT浓度较高（大米：0.582 μg kg^-1，压扁米：0.367 μg kg^-1），高于时期II（大米：0.229 μg kg^-1，压扁米：0.249 μg kg^-1），可能由于环境条件有利于产黄曲霉毒素真菌生长及后续黄曲霉毒素产生。基于EDI、MOE和肝癌风险方法的健康风险评估表明，食用AFT污染大米可能比食用污染压扁米带来更大的公共卫生担忧，尤其是儿童。食用AFT污染大米的成人和儿童平均EDI分别为2.38 ng kg^-1 bw day^-1和4.06 ng kg^-1 bw day^-1。食用AFT污染大米样品的成人和儿童平均MOE分别为8.36和4.89，而AFT污染压扁米的相应值分别为3771.40和1005.71。此外，AFT污染大米对成人和儿童观察到的癌症风险分别为0.051和0.088例/年/100,000人，而AFT污染压扁米对成人和儿童的相应风险分别为0.0003和0.0012例/年/100,000人。这些发现强调加强常规监测、实施良好农业和储存规范、提高公众意识以最大限度减少黄曲霉毒素污染并降低相关健康风险的重要性。