脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol, DON)与伏马菌素B1(Fumonisin B1, FB1)在金头鲷饲料中的影响:对生长性能、血液学、免疫学与组织病理学的作用
《Biomolecules》:Deoxynivalenol and Fumonisin B1 in Gilthead Seabream Diets: Impact on Growth Performance, Hematology, Immunology, and Histopathology
编辑推荐:
随着水产饲料配方中植物源性原料占比增加,霉菌毒素污染对鱼类养殖的影响日益凸显。脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)与伏马菌素B1(FB1)常出现于鱼饲料中,可能损害鱼类性能与健康。本研究评估了DON与FB1对金头鲷(Sparus aurata)生长及健康参数的影响。研
随着水产饲料配方中植物源性原料占比增加,霉菌毒素污染对鱼类养殖的影响日益凸显。脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)与伏马菌素B1(FB1)常出现于鱼饲料中,可能损害鱼类性能与健康。本研究评估了DON与FB1对金头鲷(Sparus aurata)生长及健康参数的影响。研究人员以自由采食方式投喂六种试验饲料(设三重重复)共七周:DON A(300 ppb)、DON B(2000 ppb)、DON C(5000 ppb)、FB1 A(5 ppb)、FB1 B(10 ppb)、FB1 C(40 ppb)。最高污染水平显著降低了采食量、体重、全长与生物量,最低FB1处理组体重亦下降。暴露鱼饲料转化率(FCR)升高,而特定生长率(SGR)在DON B、DON C、FB1 A与FB1 C组中降低。两种霉菌毒素均改变血液学特征、免疫相关酶活性及肝脏形态。DNA损伤随暴露水平上升而增加,在最高DON浓度下最严重。总体而言,该研究表明短期膳食暴露即可损害金头鲷性能与健康,支持对鱼饲料中霉菌毒素实施更严格监测,并开展慢性暴露、恢复及物种特异性安全阈值研究。
研究背景与立项依据:近几十年全球水产养殖快速扩张,传统依赖鱼粉鱼油的配方因资源不可持续而转向植物蛋白,但植物原料常携带霉菌毒素。脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)与伏马菌素B1(FB1)是水产饲料中最常检出的镰刀菌属毒素,DON耐热加工难去除,FB1干扰鞘脂代谢。地中海海洋养殖以金头鲷(Sparus aurata)与欧洲海鲈为主,但该物种霉菌毒素毒理数据稀缺。为此,研究人员在受控循环水系统中开展金头鲷幼鱼七周饲喂试验,测定生长、血液学、先天免疫、肝细胞DNA损伤及肝脏组织病理,论文发表于《Biomolecules》。
主要关键技术方法:试验鱼为购自希腊商业渔场的金头鲷幼鱼(初始均重3.40±0.01 g,均长6.40±0.01 cm),630尾随机分入21个125 L玻璃缸(每处理三重重复,每缸30尾),循环水系统控温21±1 ℃、盐度33±0.5 g/L。霉菌毒素纯品(Cayman Chemical)经鲑鱼油载体均质掺入含鱼粉与大豆小麦的冷压颗粒料,设对照及DON 300/2000/5000 ppb、FB1 5/10/40 ppb六组,每日两次饱食投喂。生长参数依初末体重体长计算增重(WG)、特定生长率(SGR)、饲料转化率(FCR);血液学取尾静脉肝素血测红细胞(RBC)、白细胞(WBC)、红细胞压积(HCT)、血红蛋白;免疫学取非肝素血清测补体抗菌活性、髓过氧化物酶(MPO)、抗蛋白酶、铜蓝蛋白(ceruloplasmin)、碱性磷酸酶(ALP);肝单细胞悬液行碱性彗星电泳(SCGE)测DNA尾强度;肝组织石蜡切片HE染色做组织病理。统计用SPSS 26单因素ANOVA或Kruskal–Wallis检验(p<0.05)。
研究结果
3.1 生长性能:最高DON(5000 ppb)与最高FB1(40 ppb)组个体采食量、总生物量、增重显著降低,DON C组最严重;FB1 A(5 ppb)即显著降低体重;DON B/C、FB1 A/C的SGR下降,FCR在暴露组升高。表明两毒素呈剂量依赖抑制摄食与生长,DON厌食效应更强,FB1兼代谢干扰。
3.2 血液学因素:HCT仅FB1 A显著低于对照;血红蛋白在DON B显著下降;RBC随DON剂量升高(DON C最高),FB1 C亦升高;WBC在DON B/C显著高于对照。提示毒素引发生红细胞代偿但携氧效率受损及炎症细胞动员。
3.3 免疫学因素:补体抑菌率与抗胰蛋白酶无显著差异;MPO在DON C显著高于DON B且FB1组呈剂量升势;铜蓝蛋白在DON C、FB1 B、FB1 C显著升高;ALP仅DON B显著低于对照。显示DON兼促氧化/炎症(MPO、铜蓝蛋白)与抑抗炎(ALP)的混合免疫调节。
3.4 DNA损伤:彗星电泳尾强度随剂量上升,DON C组肝细胞Tail % Int.达54.94%,显著高于其余各组,FB1各组中度损伤。证实DON致基因毒性强于FB1,呈清楚剂量关系。
3.5 组织病理学:对照组肝实质正常;低中剂量组(DON A/B、FB1 A/B)见轻度水样与脂肪变性、局灶空泡;高剂量DON C与FB1 C广泛变性伴核固缩、早期坏死及血管充血,FB1 C部分肝结构丧失。胰腺腺泡未受累。证明肝为两毒素主要靶器官且损伤剂量依赖。
讨论浓缩:DON主要通过抑食欲与肠吸收损生长,FB1另经抑神经酰胺合酶扰鞘脂代谢及GH/IGF轴抑生长;两毒素促ROS(MPO)、铜蓝蛋白炎性急性期反应、ALP抗炎下调共同构成氧化-炎症轴;DNA损伤由核糖毒性应激(p38 MAPK)与缺氧HIF-1α介导;肝变性-坏死谱与其他鱼种(虹鳟、罗非鱼、鲤)一致。现行欧盟鱼料FB1限10000 ppb、参考DON限5000 ppb,本试验40 ppb FB1与300 ppb DON即现毒效,指出现规阈值偏宽。
结论翻译:高浓度DON与FB1均显著低于其他处理地降低采食量、平均体重、平均体长与总生物量增加量。结果强调需评估整个商业生产周期中延长暴露是否会加剧这些毒性。髓过氧化物酶与铜蓝蛋白活性及血红蛋白和ALP浓度在低浓度两组亦受影响,表明霉菌毒素可调节鱼免疫系统,尤其DON能刺激部分免疫参数而抑制另一部分,此潜在效应值得深研。所有霉毒饲料组肝样本均检出轻至重度组织病变。因DON与FB1毒性具物种特异性,推荐在金头鲷及其他地中海养殖鱼中复现试验,且因饲料中毒素非单一存在,未来应研地中海鱼种霉菌毒素联合效应。