综述
- 前言
1.1黄曲霉毒素
黄曲霉毒素（AFT）是一系列化学结构相似的化合物，全部成员都是二氢呋喃香豆素的衍生物。黄曲霉毒素主要是由黄曲霉（aspergillus flavus）寄生曲霉（a parasiticus）产生的此生代谢产物，在潮湿炎热地区的食品和饲料中出现的几率较高，可存在于动植物、各种坚果和土壤中，尤其容易污染玉米、大豆、小麦、稻米和花生等食物，是对人类健康危害最为突出的霉菌毒素之一。黄曲霉毒素被世界卫生组织癌症研究机构划定为I类致癌物。
黄曲霉毒素目前已经分离鉴定出12种，成员为：B1,B2,,B2a,G1,G2，M1，M2，P1，Q,H1，GM以及毒醇。黄曲霉毒素的基本结构为二呋喃环和香豆素。在黄曲霉毒素中，毒性最强，对人类健康影响最大的是黄曲霉毒素B1（Aflatoxin B1简写为AFB1），它也是已知的化学物质中致癌性最强的一种物质，含有一个双呋喃环和一个香豆素（氧杂萘邻酮）。黄曲霉毒素B1的毒性比呕吐毒素的毒性强30倍，比玉米赤霉烯酮的毒性强20倍。大量摄入时，可发生急性中毒、出血性坏死、干细胞脂肪变性、急性肝炎和胆管增生，微量摄入时可以导致慢性中毒，生长障碍，引发纤维性病变等，还可以导致人类肝癌和食道癌（黄曲霉毒素）。AFB1毒性极强，但其本身不能对机体造成伤害，需要经过生物转化或活化才能发挥作用，AFB1一般通过消化道进人生物体内，后在肝细胞内I相药物代谢酶系的作用下形成AFBO。黄曲霉毒素B1一环氧化物(aflatoxin B1-epoxide，AFBO)，具有基因毒性和致癌性[[1]~[2]]。有研究同样说明： AFB1经过CYPs系统氧化为AFBO才有诱变作用，是真菌毒素致癌性和诱发突变效应的关键代谢反应， AFBO与DNA共价结合成AFB1-DNA加合物， 是介导AFB1诱发肝癌形成的最主要的亲电子化合物[[3]~[4]]。这些亲电化合物可以攻击细胞内的大分子，与蛋白质或DNA形成加成物,即AFB1-N7-鸟嘌呤加合物与AFB1-白蛋白加合物[[5]~[6]],从而直接造成DNA的损伤并最终引起抑癌基因和癌基因的改变。如果DNA损伤得不到及时有效的修复， 细胞将发生基因突变和癌变[[7]]。
AFB1纯品为无色结晶，其相对分子质量为312.27，易溶于油和有机溶剂，难溶于水，不溶于石油醚、己烷和乙醚。对光热较为稳定，当加热到280-300℃才会裂解，在紫外线下发出蓝色荧光。
图1 AFB1结构图
黄曲霉毒素B1由于其强烈的毒性和致癌性，常用于化学诱导肝癌。AFB1是目前应用最广泛的肝癌动物模型诱癌剂之一[[8]]。AFBl的诱癌特点是：可致大鼠AFP升高：能诱发肝癌但不伴有严重的肝实质损害；诱癌早期以变异灶为主，结节少见，中期开始结节比例升高，中晚期以结节为主，晚期可见肝细胞癌和混合细胞癌，肝细胞癌多为高分化型，混合细胞癌由肝细胞癌和胆管细胞癌组成[[9]]。根据汪多平（2010，广西医科大学）的研究：在建立AFBl诱发大鼠肝癌的实验模型中，通过y-GT及HE染色判断并获取大鼠肝癌发生发展不同阶段正常肝组织、癌前病变肝组织、肝癌组织。在正常肝组织、癌前病变肝组织、肝癌组织表达依次上调的基因30个，在正常肝组织、癌前病变肝组织、肝癌组织表达依次下调的基因85；本研究发现CUL7在mRNA和蛋白质两个水平上，不仅在大鼠正常肝、肝癌前病变、肝癌组织中表达依次上调，并且在人正常肝、肝癌旁组织、肝癌组织中的表达水平也显著依次升高[[10]]。说明了AFB1会引起肝组织基因的改变。在动物和人的AFB1的中毒反应中，肝脏往往首当其冲。长期慢性的AFB1中毒，会引起肝脏的损伤甚至癌变。Lee等研究发现，虹鳟连续摄食仅含0．4 gg／kg AFB1的饲料15个月后，肝脏发生肿瘤的机率为14％[[11]]。当邓世喜（2010，中山大学）通过腹腔注射毒素的形式来研究罗非鱼对AFB1的急性中毒反应，AFB1中毒后，罗非鱼表现为厌食、运动机能下降、体表变黄、鳍条和鳃盖充血、甚至死亡；解剖时发现，肝脏出现萎缩并趋于糜烂、有胆汁淤积的症状；随着AFBl注射剂量的增大，罗非鱼肝脏的丙二醛(MDA)含量显著增加[[12]]。李瑞娟等（2014，河北农业大学动物医学院）通过饲喂不同浓度的AFB1，发现雏鸡肝脏有明显的出血现象，并随浓度增加有明显的出血灶，肝细胞有轻微的脂肪变性，细胞核被挤到一侧，有的核碎裂溶解，肝小叶结构遭到破坏[[13]]。吕武兴等选用自然霉变玉米(AFB1超标)饲喂肉鸭发现，随着饲粮中AFB1水平的提高，肉鸭平均日采食量和平均日增重显著下降，且饲粮中AFB1含量高于75斗g／kg时，能引起肉鸭AFB1中毒死亡[[14]]。Han等选用含有不同剂量AFB1(20、40mu;g／kg)的霉变稻米饲喂肉鸭，结果发现，肉鸭采食量、增重和料重比均明显降低[[15]]。Logan CY和Nusse R的研究表明，黄曲霉毒索Bl与HCC密切相关，而B连环蛋白是近年肿瘤研究的一个热点，其基因突变和表达异常与HCC等肿瘤密切相关[[16]]。研究说明与其他外源污染物一样，长期的AFB1染毒还会使免疫系统受到扰乱，如抑制动物的自然免疫(主要是吞噬细胞的作用)、细胞免疫以及体液免疫[[17]~[18]]。Swamy和Devegowda的研究中也说明 AFBl中毒引起禽类血液中的血清蛋白和抗体含量减少，抑制细胞介导的免疫功能以及胸腺和法氏囊的发育[[19]]。此外，AFB1具有很强的基因毒性，可引起基因突变和DNA损伤，具体表现为：AFBl与DNA的结合会导致染色体畸变、产生微核、姐妹染色单体互换、单或双链断裂以及DNA错配等[[20]]。有研究显示，口服AFB1对肉鸡肝线粒体膜通透性有明湿的增强影响(Plt;0．05)，而且随着时间的延长，其影响作用将会不断加剧[[21]]。
关于黄曲霉毒素B1的致癌分子机制，有很多研究对其进行了描述，具体可以分为以下三大类：1.AFB1引起基因变化：肿瘤抑制基因p53，在调控细胞周期，细胞凋亡，DNA的修复方面起着重要而且主要的作用，如果p53基因突变，则不仅仅失去了其基因管家的功能，而且使其成为致癌基因，约50%的人类肿瘤病例中存在p53基因的突变。AFB1通过AFB1-N7-GUA或 AFB1-FAPY引起p53基因密码子249第3位碱基发生 G- T颠换突变，导致编码氨基酸由精氨酸变成丝氨酸，还可诱发 CpG岛上鸟嘌呤的突变，在 AFB1高污染区，已经检测到这种类型的突变，而在低污染区，这种突变却很少发生[[22]]。李瑗等在AFB1诱导树朐HCC检测到p53突变位点：l3密码子CCT-CTT；275密码子GCA-GCG；树嗣p5基因核苷酸及氨基酸序列与人有91.7%、93.4%的同源性[[23]]。 Ras是一组癌基因超家族,它们编码P2蛋白，负责在细胞内的信号传递和细胞增殖过程中起着关键和核心的作用[[24]]。Ras癌基因突变引起P21表达增加，而P21表达阳性的动物HCC发生率明显高于阴性对照.这些结果提示ras癌基因参与HCC发生、发展的过程[[25]]。有研究表示在AFB1高暴露地区HCC患者癌组织中beta;-Catenin有着较高表达，但其异常表达则不是由基因第三外显子上GSK一3beta;磷酸化位点的突变所引起[[26]]。曹基辉的研究中表明：HBVx基因和AFB1在肝癌的发生中存在交互作用：经过AFBl处理的两组小鼠从6月龄到12月龄时，DNA修复能力有了较大幅度的下调，导致肝癌的发生率增加[[27]]。2.宿主对AFB1易感：有研究发现 CYP3A5多态性与导致突变的AFB1X水平增高有关，特别是对含低水平的CYP3A4的个体，在同样的AFB1暴露条件下，AFB1X的生成量越多，致DNA的损伤就越严重，肝癌发生率则越高[[28]]。另外，AFB1的代谢过程的CYPs的种类、含量及其功能上的差异也会影响个体对AFB1的耐受力，不同的CYPs的作用不同，Eaton和Gallagher(1994)发现人类的CYP1A2将AFB1转化为AFM1，而CYP3A4则将AFB1快速转化为AFQ1(最大反应速率Vmax是AFB1被转化成AFBO的10倍)；且CYPlA2催化AFB1反应势能(Km)比CYP3A4低得多[[29]]。可见个体的遗传易感性在AFB1致癌的过程中扮演了一个重要的角色。3.AFB1与HBV协同致癌：很多研究表示AFB1高发区同时也是HCC高发区。苏建家在能感染人HBV的树鼢模型上进行的HBV与AFB1诱发肝癌的系列实验研究，其结果表明HBV能诱发肝细胞的癌前病变和肝癌的发生，与AFB1有明显的协同致肝癌作用[[30]]。还有研究表明，小鼠受到HBVx基因和AFB1的双重影响后，其体内的GST、EPHX和UDPGT等药物代谢酶的基因表达水平都明显低于HBVx组和AFB1组[[31]]。
