嘔吐毒素DON又名脫氧雪腐鐮刀菌烯醇，是一種無(wú)色針狀結(jié)晶，熔點(diǎn)為151℃~152℃，具有較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性，在121℃高壓加熱25min下僅少量嘔吐毒素被破壞。嘔吐毒素DON是由鐮刀菌屬霉菌所產(chǎn)生的毒性代謝產(chǎn)物。鐮刀菌屬通常在作物生長(zhǎng)期間就感染，其最適生長(zhǎng)溫度為5℃~25℃，最適生存環(huán)境為長(zhǎng)江以北大部分地區(qū)。嘔吐毒素多分布于小麥、大麥、玉米等谷物籽實(shí)中，在谷物和飼料中檢出率極高，是在黃曲霉毒素之后污染最嚴(yán)重的霉菌毒素。近兩年豬場(chǎng)的腹瀉性疾病給嘔吐毒素有直接關(guān)系，應(yīng)引起豬場(chǎng)重視。
嘔吐毒素對(duì)人和動(dòng)物均有很強(qiáng)的毒性，12、13-環(huán)氧基團(tuán)是嘔吐毒素的毒性結(jié)構(gòu)(圖1)，
能引起人和動(dòng)物嘔吐、腹瀉、皮膚刺激、拒食、神經(jīng)紊亂、流產(chǎn)、死胎、免疫抑制等(Desjardins，2006；Eriksen等，2004；Morgavi和Riley，2007)，豬是對(duì)嘔吐毒素最敏感的動(dòng)物，家禽次之，反芻動(dòng)物由于瘤胃微生物的作用，耐受力最強(qiáng)。對(duì)生長(zhǎng)肥育豬而言，含有12~14g/t嘔吐毒素的飼料飼喂后10~20min即會(huì)出現(xiàn)嘔吐、不正常的焦慮和磨牙現(xiàn)象，含毒量19g/t以上即完全拒食(Trenholm等，1994；Williams等，1988)。
嘔吐毒素具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性，對(duì)原核細(xì)胞、真核細(xì)胞、植物細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞等均具有明顯的毒性作用，對(duì)生長(zhǎng)較快的細(xì)胞如胃腸道黏膜細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、胸腺細(xì)胞、脾細(xì)胞、骨髓造血細(xì)胞等均有損傷作用。嘔吐毒素可能通過(guò)3種不同的方式對(duì)原核細(xì)胞產(chǎn)生毒性作用：1)通過(guò)滲透磷脂雙層，作用于亞細(xì)胞水平；2)通過(guò)與細(xì)胞膜相互作用；3)通過(guò)自由基介導(dǎo)的脂質(zhì)過(guò)氧化作用。
嘔吐毒素是一種免疫抑制劑，能抑制蛋白質(zhì)和DNA、RNA的合成及線粒體的功能，阻止細(xì)胞分裂和膜的功能。嘔吐毒素通過(guò)其倍半萜烯結(jié)構(gòu)抑制轉(zhuǎn)錄、翻譯過(guò)程，引起免疫抑制作用，造成疫苗效價(jià)低下(Azconaolivera等，1995；Nelson，2002；Eriksen等，2004；Pestka和Smolinski，2005；Rocha等，2005；Stark，2005；Zhou等，2005a)。
1、嘔吐毒素的污染狀況
1.1世界范圍內(nèi)的污染情況
據(jù)報(bào)道，全球生產(chǎn)的飼料中至少45%污染了已知的霉菌毒素。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織估算，全世界由于霉菌毒素污染造成的損失，每年達(dá)數(shù)千億美元，而對(duì)人畜造成的危害更是難以統(tǒng)計(jì)(計(jì)成等，2008；2009)。
BIOMINGmbH與新加坡羅馬實(shí)驗(yàn)室(RomerLabsSingaporePteLtd.)從2007年10月至2008年9月合作實(shí)施霉菌毒素普查項(xiàng)目，共進(jìn)行了5192項(xiàng)對(duì)農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)來(lái)說(shuō)最重要的幾種霉菌毒素—黃曲霉毒素B1(AFB1)、玉米赤霉烯酮(ZON)、嘔吐毒素(DON)、煙曲霉毒素B1(FUM)和赭曲霉毒素A(OTA)的檢測(cè)。分析的樣品有玉米、小麥、大米及加工副產(chǎn)物如豆粕、玉米蛋白粉、DDGS(蒸餾干燥玉米酒糟)，以及一些草料如秸稈、青貯和全價(jià)料，總數(shù)為1086份。結(jié)果顯示，所有的檢測(cè)樣品中，AFB1、ZON、DON、FUM和OTA的陽(yáng)性污染率分別為31%、46%、54%、54%和19%。所分析樣品的50%來(lái)源于北亞區(qū)域，而且大多數(shù)來(lái)源于中國(guó)大陸。北亞區(qū)樣品中DON的發(fā)生率非常高，76%的樣品呈陽(yáng)性(平均含量873mg/t)。本次普查所發(fā)現(xiàn)的DON最高含量(32893mg/t)樣品為來(lái)源于中國(guó)的全價(jià)料樣品(DIInesRodrigues，2009)。
值得我們關(guān)注的是，近年來(lái)，玉米作為原料發(fā)酵酒精的用量越來(lái)越大，隨之產(chǎn)生的大量副產(chǎn)品蒸餾干燥玉米酒糟(DDGS)，也正在被普遍應(yīng)用到飼料中，然而，霉菌毒素污染成為使用DDGS的巨大障礙，這是因?yàn)榫凭l(fā)酵的過(guò)程不但不會(huì)破壞霉菌毒素，最終的DDGS反而會(huì)使霉菌毒素濃縮2~3倍(Zhou，2007內(nèi)部資料)。
1.2中國(guó)嘔吐毒素污染現(xiàn)狀
農(nóng)業(yè)部飼料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(成都)2014年從全國(guó)七大區(qū)域中選擇一些有代表性的省份(遼寧、河北、河南、湖南、廣東、福建、江西、山東、四川、貴州以及陜西)的飼料和養(yǎng)殖企業(yè)，采集了7種主要飼料原料(玉米、豆粕、菜粕、棉粕、小麥、小麥麩、魚粉)及2種主要配合飼料，共計(jì)1018個(gè)樣品。嘔吐毒素平均檢出率為95.5%，超標(biāo)率呈現(xiàn)北高南低的趨勢(shì)，平均為18.7%(表1、圖2)。
國(guó)家糧食局標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)中心2014年6月對(duì)河南、湖北兩省13個(gè)地市的小麥400份樣本檢測(cè)，黃曲霉毒素檢出率18.3%，未超標(biāo)；嘔吐毒素檢出率62%，其中70%超標(biāo)；玉米赤霉烯酮檢出率58%，其中60%超標(biāo)。
2、嘔吐毒素的生物分解
到目前為止，沒(méi)有更有效的方法解決霉菌毒素污染的問(wèn)題，常用的脫毒方法是將污染的飼料原料按照比例稀釋或向飼料中添加霉菌毒素吸附劑(沸石或者膨潤(rùn)土)、酵母細(xì)胞壁等等。但是這些方法都存在著各自的缺陷。稀釋法容易造成二次污染，吸附法的缺點(diǎn)是吸附劑沒(méi)有選擇性，而且對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸附要大于霉菌毒素。通常，吸附方法對(duì)那些具有極性基團(tuán)并且其極性基團(tuán)處于適當(dāng)位置，很容易被吸附的霉菌毒素有效(黃曲霉毒素)。但是，很多毒素比如單端孢霉烯毒素(嘔吐毒素、T-2毒素等)、玉米赤霉烯酮和赭曲霉毒素等，不能被完全吸附。而且對(duì)于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和飼料中礦物質(zhì)吸附也嚴(yán)重。此外，吸附脫毒的效率很大程度上取決于環(huán)境pH。
生物分解由于其有效性、針對(duì)性和環(huán)境友好性，將是未來(lái)霉菌毒素脫毒的一種趨勢(shì)。酶解脫毒是控制飼料霉菌毒素風(fēng)險(xiǎn)的有效方法，可以解除很多不能被吸附脫毒的霉菌毒素。通過(guò)使用酶來(lái)改變毒素的結(jié)構(gòu)，將毒素轉(zhuǎn)化成為對(duì)動(dòng)物無(wú)毒的物質(zhì)?？寺〉玫狡浠蛐蛄胁⒊晒D(zhuǎn)化到畢赤酵母表達(dá)系統(tǒng)中，還對(duì)該酶的固定化技術(shù)進(jìn)行了研究。
分解嘔吐毒素早在20世紀(jì)60年代被發(fā)現(xiàn)(Horvath和Varga，1961)，此后，從動(dòng)物腸道、土壤和植物等不同來(lái)源得到的微生物混合物被證明能夠分解霉菌毒素(Yoshizawa等，1983；Kiessling等，1984；Swanson等，1988；Beeton和Bull，1989；He等，1992；Kollarczik等，1994；Matsushima等，1996；Volkl等，2004)。Zhou(2007)總結(jié)了歷年來(lái)報(bào)道的所有能夠分解嘔吐毒素的微生物種類(表2)。
嘔吐毒素(DON)分解成無(wú)毒性的化合物，12、13-環(huán)氧基團(tuán)是嘔吐毒素的毒性結(jié)構(gòu)，去除這種環(huán)氧基團(tuán)就能顯著降低其毒性，比如DON就可以分解為DOM-1(圖3、圖4)。Yoshizawa等在小鼠的尿液和糞便中發(fā)現(xiàn)，嘔吐毒素的環(huán)氧基團(tuán)在酶的作用下發(fā)生去環(huán)氧化反應(yīng)，生成二烯。但是此項(xiàng)研究進(jìn)展一直是很艱難的，原因是很少有人分離出具備解毒活性的單獨(dú)菌株。Binder等在2000年提純出能夠?qū)I吐毒素的環(huán)氧結(jié)構(gòu)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化的細(xì)菌品系，他們從瘤胃內(nèi)容物中分離到能夠?qū)I吐毒素進(jìn)行轉(zhuǎn)化脫毒的混合活菌群，進(jìn)一步分離出所需要的菌株，命名為BBSH797。但是據(jù)后來(lái)Zhou等對(duì)該產(chǎn)品的評(píng)價(jià)表明(內(nèi)部資料)，該產(chǎn)品的解毒作用不理想，原因可能是因?yàn)槲⑸飦?lái)源于瘤胃，不適合在家禽和豬的腸道中生長(zhǎng)。
近年來(lái)，霉菌毒素污染對(duì)畜牧生產(chǎn)的負(fù)面影響逐漸被人們認(rèn)識(shí)，尤其是嘔吐毒素在我國(guó)谷物及飼料產(chǎn)品中檢出率和超標(biāo)率都居高不下，是我國(guó)北方糧食主產(chǎn)區(qū)的主要污染毒素。國(guó)外對(duì)于嘔吐毒素的研究剛剛起步，國(guó)外的科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始針對(duì)霉菌毒素的生物降解開(kāi)展一系列研究，針對(duì)不同的霉菌毒素分離出降解的微生物和酶。在中國(guó)，還沒(méi)有見(jiàn)到嘔吐毒素降解菌以及解毒酶相關(guān)的研究報(bào)道，篩選出能夠產(chǎn)高效降解嘔吐毒素酶的菌株以及通過(guò)酶工程、基因工程等手段獲得高效表達(dá)的解毒酶是當(dāng)前研究的方向。我國(guó)政府也應(yīng)該重點(diǎn)支持霉菌毒素生物降解領(lǐng)域的研究，畢竟，誰(shuí)占領(lǐng)了技術(shù)的制高點(diǎn)誰(shuí)就擁有了話語(yǔ)權(quán)。
上海飛測(cè)生物基于全球領(lǐng)先的熒光定量POCT檢測(cè)技術(shù)平臺(tái)，率先推出了嘔吐毒素?zé)晒舛靠焖贆z測(cè)卡（熒光定量免疫層析法）和嘔吐毒素定量檢測(cè)儀，結(jié)合了膠體金的快速和酶聯(lián)免疫的定量的優(yōu)點(diǎn)，可在10min內(nèi)快速定量檢測(cè)各種糧食谷物（如小麥、大麥、玉米、大米、面粉等）、飼料原料（麩皮等）及部分飼料中嘔吐毒素的含量，樣品前處理簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，采用熒光定量檢測(cè)儀讀數(shù)，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，符合HPLC結(jié)果，適用于各類糧食、糧油、飼料加工企業(yè)及檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
一、嘔吐毒素?zé)晒?/span>定量快速檢測(cè)卡性能
1、 靈敏度：25ng/mL；
2、 定量線性范圍：100.0ng/mL - 5000.0 ng/mL；
3、樣品前處理時(shí)間：8min；
4、檢測(cè)時(shí)間：10min；
5、準(zhǔn)確度：添加回收率為80%-125%；
6、 特異性：在1000 ng/mL濃度水平下與其它真菌毒素?zé)o交叉反應(yīng)；
二、嘔吐毒素?zé)晒?/span>定量快速檢測(cè)卡樣品前處理過(guò)程
三、嘔吐毒素?zé)晒?/span>定量快速檢測(cè)卡檢測(cè)過(guò)程操作示意圖
四、嘔吐毒素定量檢測(cè)儀結(jié)果判讀和輸出
嘔吐毒素?zé)晒舛靠焖贆z測(cè)卡采用便攜式嘔吐毒素定量檢測(cè)儀進(jìn)行讀數(shù)，使得檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確、客觀，避免人為的誤判。
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