《Toxins》：Clinical and Pathological Findings in Coastal Birds Affected by Domoic Acid Toxicity
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2017年，美国加利福尼亚州发生异常大量的活体搁浅及死亡海鸟事件，这与硅藻属拟菱形藻（Pseudo-nitzschia）的大规模水华同时发生，该藻类产生了毒素软骨藻酸（domoic acid, DA）。受此次大规模死亡和搁浅事件影响最丰富的鸟类物种是太平洋潜鸟
2017年，美国加利福尼亚州发生异常大量的活体搁浅及死亡海鸟事件，这与硅藻属拟菱形藻（Pseudo-nitzschia）的大规模水华同时发生，该藻类产生了毒素软骨藻酸（domoic acid, DA）。受此次大规模死亡和搁浅事件影响最丰富的鸟类物种是太平洋潜鸟（Gavia pacifica）和红喉潜鸟（Gavia stellata）。国际鸟类救助组织（International Bird Rescue, IBR；位于加利福尼亚州圣佩德罗）接收了117只疑似DA中毒的活体潜鸟。许多在康复初期存活下来的鸟类迅速恢复了适宜的健康指标；然而，68只潜鸟（58.1%）因持续的行为异常或受伤而死亡或被判定为不可释放，需实施人道安乐死。在这项描述性研究中，研究人员对活体搁浅后被安乐死的鸟类和死亡搁浅的鸟类进行了检查，以描述并更好地了解DA中毒对鸟类大脑和身体的影响。利用一系列诊断手段，研究人员的分析揭示了新的病理模式，将这些鸟类分为三组：疑似急性、亚急性和慢性DA中毒的个体。在所有组别中均检测到了软骨藻酸（DA），且微观病变的严重程度似乎与每只鸟搁浅后的存活时间相对应。本研究是首次报道识别鸟类从急性到慢性DA中毒的病理进展过程的记录。
研究背景与科学问题
有害藻华（harmful algal blooms, HABs）在全球海洋和淡水系统中频繁发生，其持续时间、规模和频率正迅速增加，主要与气候变暖、生态系统退化和富营养化有关。海鸟因其独特的生活史特征，如中心地觅食、寿命长、性成熟晚及窝卵数少，可能特别容易受到海洋HAB暴露、毒素生物累积及持续性组织损伤的影响。
由链状硅藻拟菱形藻（Pseudo-nitzschia）产生的神经毒素软骨藻酸（domoic acid, DA）长期以来对海洋野生动物和人类构成威胁。尽管DA在海藻哺乳动物中的大体和显微病理学已有明确定义，但在鸟类中，尤其是像潜鸟这类常暴露于DA环境的水鸟，相关的病变描述却极为匮乏。已有的鸟类DA中毒报告多集中于行为异常和组织、胃肠内容物及猎物中的DA生化检测，而对大体和显微病变的描述则稀少且非特异。实验研究表明，单次腹腔注射DA后短时间内处死动物，未能观察到明显的大体和显微病变，导致对DA中毒的死后诊断面临挑战。
2017年春季，南加州海岸发生大规模拟菱形藻水华并产生高浓度DA，同时伴随大量潜鸟搁浅事件。这为研究人员提供了一个前所未有的机会，通过对自然暴露于DA的野生潜鸟进行临床、毒理学及病理学综合研究，系统评估DA中毒在鸟类中的临床表现、毒理动力学及组织病理学变化。
研究方法概述
研究人员收集了2017年加州南部海岸搁浅事件的117只活体潜鸟（包括太平洋潜鸟Gavia pacifica、红喉潜鸟G. stellata及普通潜鸟G. immer）及海滩发现的死亡个体。所有活体鸟均在IBR接受救治与观察。研究人员选取了10只急性死亡个体、8只存活4至86天的亚急性至慢性个体，以及2只阳性对照和2只阴性对照进行详细研究。采用液相色谱-质谱联用（LC/MS）技术检测组织、体液及胃肠内容物中的DA含量，并对脑、心、肺等器官进行苏木精-伊红（H&E）染色组织病理学检查。
研究结果
2.1 活鸟恢复、住院、临床评估与治疗：117只活体潜鸟中，大部分（92.3%）入院时表现呆滞、异常安静，少数出现癫痫、震颤和摇头。经地西泮或咪达唑仑及苯巴比妥治疗后，部分症状缓解。最终49只（41.9%）成功放归，68只（58.1%）因持续行为异常或继发性损伤死亡或被安乐死。长期存活的鸟类表现出漂浮无目的、头缩姿势、对人类回避减少等慢性神经功能缺陷。
2.2 急性DA中毒疑似病例（搁浅后0至<48小时，n=10）：这些鸟被发现死亡或在48小时内死亡。大体解剖显示严重的弥漫性血管充血和多灶性出血，尤其在大脑、肺、心脏、肝脏、肾上腺和肾脏。肺部严重水肿。生化检测显示，所有10只鸟的组织和胃肠内容物中均检出极高浓度的DA（最高达681,190 ng g-1）。组织病理学显示大脑弥漫性中度至重度充血、水肿及微出血，伴有轻度血管周围海绵层水肿。心肌可见肌纤维变性、坏死及冠状动脉小动脉壁水肿。
2.3 亚急性至慢性DA中毒疑似病例（搁浅后4至86天，n=8）：这些鸟在康复中心存活4至86天。临床表现为慢性迟钝、嗜睡、缺乏恐惧反应及不潜水。大体解剖发现，亚急性期全身充血减轻；慢性期（≥17天）出现明显的脑软化，特别是尾背侧和背内侧大脑半球的苍白、变薄和空洞形成，伴侧脑室显著扩张。生化检测显示，即使在DA阴性饲料喂养下，仍有63%的鸟在组织中检出DA，最长可达57天（最高230 ng g-1）。组织病理学揭示，亚急性期（4天）出现严重的神经元和胶质细胞坏死，主要累及海马、顶盖超纹状体及背侧尼氏体。慢性期（17-86天）发展为广泛对称性脑软化、组织空腔化、胶质增生及血管肥大，同时心肌出现肌坏死、脂肪变性及冠状动脉玻璃样变。
2.4 阳性对照：两只在独立DA事件中死亡的鸟（褐鹈鹕和红喉潜鸟）表现出与急性DA中毒一致的严重弥漫性充血、肺水肿、心肌及脑血管病变。
2.5 阴性对照：两只与DA事件无关的搁浅鸟（营养不良或油污污染）未见上述典型病变。
讨论与结论
本研究首次系统描述了野生潜鸟自然暴露DA后从急性到慢性的完整病理进程。研究发现，DA中毒在鸟类中可划分为三个病理阶段：急性期主要表现为弥漫性血管充血、水肿和微出血，但无明显的神经元坏死；亚急性期（约4天后）出现显著的神经元和胶质细胞坏死，尤以海马、顶盖超纹状体和背侧尼氏体区域为重；慢性期（≥17天）则发展为不可逆的脑软化和空洞形成，伴有侧脑室扩张和心肌变性。值得注意的是，即使经过长达57天的清洁饲养，鸟体内仍可检出DA，提示DA可能在鸟类体内通过组织隔离或肠肝循环等方式长期滞留，这可能与鸟类独特的肾-肠道逆蠕动排泄机制有关。
研究结论：本研究的核心目标是更好地描述DA中毒对鸟类的影响以促进诊断。通过将DA暴露的潜鸟按病变时间分为急性、亚急性和慢性三组，研究人员发现DA存在于所有组别中，且微观病变的严重程度与存活时间相对应。这是首次报道鸟类从急性到慢性DA中毒的病理进展过程。该研究不仅填补了鸟类DA中毒病理学的空白，也为未来监测、诊断和评估有害藻华对海鸟种群的影响提供了关键的病理学依据。
