研究简史

呕吐毒素主体成分为DON（deoxynivalenol，脱氧雪腐镰刀菌烯醇），属于单端孢霉烯族化合物，主要由禾谷镰刀菌、尖孢镰刀菌、串珠镰刀菌、拟枝孢镰刀菌、粉红镰刀菌、雪腐镰刀菌等镰刀菌产生。另外，头孢菌属、漆班菌属、木霉属等的菌株都可产生该毒素。单端孢霉烯族毒素共有150多种，是一类强有力免疫抑制剂，所引起典型症状是采食量降低，所以这类毒素又叫饲料拒食毒素。呕吐毒素（DON）是其中最重要一种毒素，主要来自镰刀菌属（Fusarium），尤其是禾谷镰刀菌（Fusariumgraminearum）和黄色镰刀菌（Fusarium culmorum）。由于它可以引起猪的呕吐，故又名呕吐毒素（vomitoxin，VT）。

该毒素最早于1970年在日本香川县的一次赤霉病大麦中毒的病毒中发现。

1972年，由日本的Morooka等首次从赤霉病大麦中分离，Yoshizawa等阐明了这种新的真菌毒素的结构，并将其命名为4-deoxynivalenol（DON）。

1973年，Vesonder等在美国从被镰刀菌污染的玉米中分离出了同样的化学物质，因为该种物质可以引起猪产生呕吐症状，故命名为呕吐毒素，并相继发现可以在赤霉病大麦、被镰刀菌污染的玉米中分离出该物质。呕吐毒素是食品中常见的真菌毒素，在自然界中广泛存在，通常在欧洲及北美发现的3种毒素是脱氧雪腐镰刀菌烯醇、3-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇和15-脱氧雪腐镰刀菌烯醇。由于它们具有很高的细胞毒素及免疫抑制性质，因此，对人类及动物的健康构成了威胁，特别是对免疫功能具有明显的影响。根据DON的剂量和暴露时间不同可引起免疫抑制或免疫刺激。当人摄入了被DON污染的食物后，会导致厌食、呕吐、腹泻、发烧、站立不稳、反应迟钝等急性中毒症状，严重时损害造血系统造成死亡。由于中国传统饮食习惯中粮谷比例大大高于西方，使得呕吐毒素的危害更为突出。

1998年，在国际癌症研究机构公布的评价报告中，呕吐毒素被列为3类致癌物。欧盟要求呕吐毒素要小于1.0mg/kg；中国饲料要求低于1ppm。

理化性质

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DON化学结构为3α，7α，15-三羟基-12，13-环氧单端孢霉-9烯-8酮，属于B型TCH。DON分子式为 C15H20O6，相对分子质量为296.32。DON纯品为白色针状结晶，熔点为151 ~153℃（醋酸乙基石油）。不饱和酮基的存在使得其在短波紫外下有吸收峰，但与许多其它物质在此处的紫外吸收峰相重叠，属非特征性的。紫外辐射下不显荧光。DON易溶于极性的溶剂如水、甲醇、乙醇、乙腈、丙酮和乙酸乙酯，不溶于正已烷、丁醇、石油醚。DON耐热、耐压，在弱酸中部不分解，研究表明，DON在食品加工中，烘焙温度210℃，油煎温度140℃、或煮沸，只能破坏50%。加碱、高压以及热蒸汽的处理可以破坏其部分毒力，有研究结果显示在高压热蒸汽作用下可以使其完全失活。在pH=4时，DON在100和120℃下加热60min其化学结构均不被破坏，170℃加热60min仅少量被破坏；在pH=7时，在100和120℃下加热60min仍很稳定，170℃加热15min部分被破坏；在pH=10时，100℃下加热60min部分被破坏，120℃下加热30min和170℃下加热15min完全被破坏。DON在甲醇中不稳定，22天后被转化为其它产物。DON的耐藏力也很强，病麦经四年的贮藏，其中的DON仍能保留其原有的毒性。呕吐毒素（DON）属于小分子半抗原，有免疫反应性，无免疫原性，只有将其与大分子载体蛋白偶联，才能作为免疫原，这种人为制备的小分子半抗原与蛋白质的偶联物称为人工抗原。可用的载体蛋白有牛血清白蛋白（BSA）、兔血清白蛋白（RSA）、牛甲状腺球蛋白（BTG）以及鸡卵清白蛋白（OVA）等，其中以BSA、OVA最为常用2。

蛋白质和半抗原的结合是通过游离的氨基、羧基、酚基、巯基、咪唑基、吲哚基和胍基等活性基团的缩合。连接的方法有物理法和化学法，物理吸附的载体有淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、硫酸葡聚糖、羧甲基纤维素等，是通过电荷和微孔吸附半抗原。化学法是利用功能基团把半抗原连接到载体上，常用的方法有戊二醛法、碳二亚胺法、活泼酯法、亚胺酸酯法和卤代硝基苯法等。半抗原与载体连接时应该注意：带游离氨基或游离羧基以及两种基团都有的半抗原，羧基可用混合酸酐法和碳化二亚胺法与载体氨基形成稳定的肽键。同样，带氨基的半抗原则可与载体羧基缩合；带有羟基、酮基、醛基的半抗原，如醇、酚、多糖、核酸以及淄族激素等，它们都不能直接与载体蛋白相连接，需要用化学法在半抗原上引入羧基后才能与载体相连接；芳香族半抗原由于环上带有羧基，它邻位上的氢很活泼，极易取代。根据呕吐毒素本身的结构特性，需要用化学方法在呕吐毒素上引入羧基后才能与载体相连，然后应用碳二亚胺法合成完全抗原，该法可分为两种，一种是在有机相中进行反应的二环已基碳二亚胺法（dicylochexylcarbodiimide，简称DCC），另一种是在水相中进行反应的对乙基-N，N-二甲基丙基碳二亚胺法（3-mercaptopropionicacid，1-ethyl-3-（3-dimethylaminopropy1）carbodiimide，简称EDC）。DCC法需要在严格的无水条件下进行反应，所用的有机溶剂需预先脱水处理，需要干燥的反应环境；EDC法可以直接在水相中进行，但EDC需要超低温（-20℃）避光保存345。

毒理危害

毒理资料

生物体特征

呕吐毒素对人和动物均有很强的毒性，能引起人和动物呕吐、腹泻、皮肤刺激、拒食、神经紊乱、流产、死胎等，猪是对呕吐毒素最敏感的动物，家禽次之，反刍动物由于瘤胃微生物的作用，耐受力最强。对生长肥育猪而言，含有12~14g/t呕吐毒素的饲料饲喂后10~20min即会出现呕吐、不正常的焦虑和磨牙现象，含毒量19g/t以上即完全拒食。研究表明，不同种类动物的LD50（mg/kg）为：小鼠经口46.8腹腔注射70.0；新生大鼠经口7.3；大鼠径口7.3；北京雏鸭皮下注射27.0；而致吐剂量为：北京雏鸭皮下注射10.0；狗皮下注射0.1经口0.1；猪腹腔注射0.05；鸽子经口10.0。

几乎所有的单端孢霉烯族毒素都有可引起鸭雏、猫、狗、猪、鸽子等动物的呕吐。猪对DON的致吐作用最敏感，约为其他动物的100-200倍。DON还可引起拒食反应。致呕吐作用的机理除了DON对粘膜的刺激作用外，同时也有对中枢神经的作用。曾有人以含DON毒素18-20mg/kg的赤霉病小麦，按0.5-50﹪的不同比例混入饲料中，喂养大鼠18个月，发现高比例组动物睾丸、子宫、肝、肾脏受到一定的损害。

DON化学性能非常稳定，一般不会在加工、储存以及烹调过程中破坏，在实验室条件下可长期贮存保持毒力不变，有较强的热抵抗力，121℃高压加热25min仅有少量破坏。酸性环境不影响其毒力，但是加碱或高压处理可破坏部分毒素含有呕吐毒素谷物类加工产品，在加工过程中，由于技术限制不可能完全去除，人类食用含有一定量呕吐毒素粮油食品后，会出现胃部不适、眩晕、腹胀、头痛、恶心、呕吐，手足发麻、全身乏力、颜面潮红、以及食物中毒性白细胞缺乏症。症状严重者可见呼吸、脉搏、体温及血压的波动，四肢发软、步态不稳、形似醉酒，故有的地方称其为“醉谷病”。

呕吐毒素对微血管影响

呕吐毒素的产毒菌株适宜在阴凉、潮湿的条件下生长。广泛存在于大麦、小麦、玉米和燕麦中。不同动物对呕吐毒素的敏感程度不同，猪是对呕吐毒素最敏感的动物，断奶仔猪尤其敏感。饲料中0.3~0.5mg/kg的微量毒素就会引起猪拒食、生长下降以及对传染病的抵抗力下降，饲料中含1mg/kg以上的呕吐毒素时可引起猪拒食、嗜睡、生长严重受阻、体增重减慢、免疫机能减退、肌肉协调性丧失以及呕吐等症状。此外，呕吐毒素可在人和动物体内蓄积，具有致畸性、神经毒性、胚胎毒性和免疫抑制作用。

呕吐毒素主要在胃肠道吸收，经血液循环进入肝脏代谢后经肾脏随尿液排出，造成各器官的广泛损伤。呕吐毒素在人体中的半衰期为2～4h，代谢迅速，8h后就检测不到呕吐毒素和它的代谢物。