李金平 侯海峰 李群偉

(泰山醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，山東 泰安 271016)

大骨節(jié)病(Kaschin-beck Disease，KBD)是一種慢性地方性骨關(guān)節(jié)病。大骨節(jié)病最早由俄羅斯報(bào)告，其后俄羅斯的Kaschin和beck兩人對(duì)該病作了較為系統(tǒng)的研究，提出是一獨(dú)立疾病，因此WHO將大骨節(jié)病命名為卡辛貝克病(Kaschin-beck Disease)。KBD是以侵害兒童生長(zhǎng)期關(guān)節(jié)軟骨為主，導(dǎo)致軟骨壞死，最終骨端膨大、變形的骨關(guān)節(jié)病。輕者關(guān)節(jié)增粗、疼痛，影響勞動(dòng)能力；重者短指、短肢畸型，喪失勞動(dòng)能力，終生殘疾，是一種患病率和致殘率都很高的地方性、畸形性骨關(guān)節(jié)病。歷史上，KBD主要分布于我國(guó)、俄羅斯和朝鮮北部。目前，國(guó)外已無(wú)大骨節(jié)病存在。在我國(guó)，病區(qū)呈帶狀分布于從東北到川藏高原的狹長(zhǎng)地帶，李群偉[1]曾深入青海、西藏及周邊地區(qū)進(jìn)行大骨節(jié)病的考察，發(fā)現(xiàn)青藏高原大骨節(jié)病病情嚴(yán)重且活躍。

KBD病因研究至今已150余年，其中病因與發(fā)病機(jī)制的研究始于N. I. Kashin和E. V. Beck，迄今已有四五十種病因?qū)W說(shuō)，諸如環(huán)境地球化學(xué)學(xué)說(shuō)，以缺硒和碘為代表[2]；水中有機(jī)物中毒學(xué)說(shuō)，以水中有機(jī)物和腐植酸中毒為代表[3]；糧食中真菌毒素中毒學(xué)說(shuō)，以鐮刀菌毒素中毒為代表[3]；還有研究者根據(jù)大骨節(jié)病病理切片結(jié)果提出了病毒病因?qū)W說(shuō)[4]等。迄今為止還沒(méi)有一種學(xué)說(shuō)與該病建立完備的病因關(guān)系，但其中糧食真菌毒素中毒學(xué)說(shuō)的研究最為詳盡，取得了令醫(yī)學(xué)界矚目的成就，但仍有許多問(wèn)題亟待闡述，本文就真菌毒素與KBD發(fā)病關(guān)系研究及進(jìn)展做一綜述。

1 T-2毒素中毒說(shuō)

T-2毒素是單端孢霉烯族毒素(Ts)中最具代表性且毒性最強(qiáng)的一種，也是谷物和飼料中最常見(jiàn)的真菌毒素之一，毒性強(qiáng)且性質(zhì)穩(wěn)定, 普通的食物加工過(guò)程難以清除, 對(duì)人畜危害較大。T-2毒素具有廣泛的生物活性，主要作用于增殖活躍的細(xì)胞，如骨髓細(xì)胞、胸腺細(xì)胞等；T-2毒素可抑制細(xì)胞蛋白質(zhì)，DNA、RNA的合成，干擾能量代謝和脂質(zhì)代謝；具有強(qiáng)烈的免疫毒性作用；在動(dòng)物身上已經(jīng)證實(shí)其具有致癌、致畸作用；對(duì)細(xì)胞膜具有強(qiáng)烈的作用，可導(dǎo)致細(xì)胞膜破壞、溶血，也可致骨髓壞死，毒性作用因攝入的劑量不同而有所差異。

20世紀(jì)90 年代，我國(guó)學(xué)者楊建伯教授[5]提出了T-2毒素是引起大骨節(jié)病的致病物質(zhì)，其主要論據(jù)有：①大骨節(jié)病致病物質(zhì)是通過(guò)病區(qū)產(chǎn)糧食進(jìn)入人體的；② 主食大米或換糧可阻斷大骨節(jié)病新發(fā)；③大骨節(jié)病病區(qū)小麥、玉米中存在T-2毒素的超常聚集現(xiàn)象，含量最高都達(dá)1549.4 ng/g；④飼料中加入純T-2 毒素100ng/ (kg·d)飼養(yǎng)雛雞3～5周，可引起雛雞類似大骨節(jié)病的病理改變，與利用鐮刀菌菌糧按1/10比例摻入雞飼料喂養(yǎng)的結(jié)果相似[6]；⑤ T-2毒素對(duì)軟骨細(xì)胞的增殖有明顯的抑制作用，并與T-2毒素濃度呈劑量-效應(yīng)關(guān)系；⑥T-2毒素可以引起體外培養(yǎng)的軟骨細(xì)胞凋亡[7]。

T-2毒素中毒學(xué)說(shuō)一經(jīng)提出，立即引起了醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注。很多學(xué)者就T-2毒素與KBD的關(guān)系進(jìn)行了許多有益的探索，如：莫東旭[8]用T-2毒素(1. 5 mg/kg飼料)加低硒飼料(含Se 35 ng/kg)喂養(yǎng)中國(guó)小型豬105天，結(jié)果發(fā)現(xiàn)T-2毒素能致中國(guó)小型豬關(guān)節(jié)軟骨深層發(fā)生類似人類大骨節(jié)病的關(guān)節(jié)軟骨損害，但骺板軟骨未檢見(jiàn)人類大骨節(jié)病那樣的帶狀、片狀壞死。王治倫[9]同樣觀察低硒飼料、T-2毒素染毒大鼠KBD病變特征，結(jié)果發(fā)現(xiàn) T-2毒素對(duì)大鼠血液中細(xì)胞因子IL-6、IL-1β和TNF-α的表達(dá)均有一定的影響，但是有學(xué)者用雛雞復(fù)制動(dòng)物模型，結(jié)果骺軟骨的干側(cè)部未見(jiàn)局限性軟骨細(xì)胞堆積并向干骺端膨出的跡象，亦未見(jiàn)骨節(jié)病樣的變性或壞死[10]。

2 NIV毒素中毒說(shuō)

雪腐鐮刀菌烯醇(Nivalenol，NIV )是單端孢霉烯族毒素之一，廣泛地存在于自然界之中并污染糧食，被認(rèn)為是小麥赤霉病主要天然毒素之一，對(duì)人畜構(gòu)成很大危害，可引起人畜中毒[11]。NIV的細(xì)胞毒性可能是毒素抑制核糖體肽基轉(zhuǎn)移酶的活性中心，阻礙核糖體的循環(huán)，并抑制起始和終止反應(yīng)。NIV對(duì)培養(yǎng)的軟骨細(xì)胞具有明顯的損傷作用，特別是對(duì)培養(yǎng)早期的軟骨細(xì)胞有致命的損傷，使軟骨中的DNA、基質(zhì)中葡萄糖醛酸和堿性磷酸酶含量下降；此外，它還對(duì)軟骨細(xì)胞膜系統(tǒng)如細(xì)胞膜、核膜、所有的細(xì)胞器膜有損傷作用，損傷程度隨濃度升高而增加。

采用軟骨細(xì)胞體外單層培養(yǎng)方法，觀察NIV對(duì)幼兔關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞的作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，NIV對(duì)培養(yǎng)的軟骨細(xì)胞均有較強(qiáng)的毒性作用，能抑制DNA的合成和細(xì)胞的分裂增殖，特別是在細(xì)胞培養(yǎng)的早期，亦即在細(xì)胞分離時(shí)受到的損傷尚未完全恢復(fù)和細(xì)胞分裂增殖的旺盛時(shí)期，其損傷作用更為明顯[12]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)真菌毒素致軟骨損害的機(jī)制提供了依據(jù)，也為KBD的病因及發(fā)病機(jī)制提供了重要線索。

曹珮華等[13]在體外單層培養(yǎng)的人胚軟骨細(xì)胞中加入NIV毒素，利用半定量RT-PCR方法檢測(cè)蛋白聚糖核心蛋白mRNA在軟骨細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄情況；利用咔唑-硫酸法檢測(cè)軟骨細(xì)胞培養(yǎng)液中葡萄糖醛酸水平。結(jié)果表明，NIV毒素能從轉(zhuǎn)錄水平抑制軟骨細(xì)胞蛋白聚糖的合成，加速蛋白聚糖降解，造成基質(zhì)中蛋白聚糖代謝紊亂，關(guān)節(jié)軟骨受到損傷。但這些是否與人類大骨節(jié)病的癥狀相似并不明確。

3 DON毒素中毒說(shuō)

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol，DON)，又名去氧雪腐鐮刀菌烯醇[14]，通常稱之為嘔吐毒素(vomintoxin)，屬單端孢霉烯族化合物，主要由某些鐮刀菌產(chǎn)生，是全球性的谷物污染物，因其結(jié)構(gòu)為雪腐鐮刀菌烯醇(nivalenol，NIV))的脫氧衍生物，故命名為脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(4-deoxynivalenol，DON)[15]。DON毒素廣泛存在于各種糧食及飼料中，屬小分子物質(zhì)，一般的烹調(diào)和加熱難于使其降解和破壞其毒性，在單端孢霉烯族毒素中，雖然DON的毒性遠(yuǎn)不及T-2毒素和NIV毒素的毒性強(qiáng)烈，但由于其污染非常普遍且含量較高，因此人畜攝入的情況頗為常見(jiàn)。

DON具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性，對(duì)原核細(xì)胞、真核細(xì)胞均具有明顯的毒性作用。DON對(duì)于生長(zhǎng)較快的細(xì)胞均有損傷作用，如胃腸道粘膜細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、胸腺細(xì)胞、骨髓造血細(xì)胞等，并且能抑制蛋白質(zhì)的合成。Cossette等[16]研究發(fā)現(xiàn)，DON對(duì)谷物種子細(xì)胞有毒性作用，主要是損傷植物細(xì)胞壁，并且促進(jìn)其釋放鈉、鉀離子。Massin等[17]研究發(fā)現(xiàn)，DON可作用于骨髓造血細(xì)胞而產(chǎn)生細(xì)胞毒性，還可作用于T細(xì)胞、B細(xì)胞及IgA+細(xì)胞而產(chǎn)生免疫毒性，抑制或增加細(xì)胞死亡，免疫毒性作用取決于DON的濃度、淋巴細(xì)胞亞型、組織來(lái)源和糖皮質(zhì)激素。DON可使動(dòng)物腦部神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)生改變[18]。

李群偉等[19]觀察DON致新西蘭家兔關(guān)節(jié)軟骨的損傷作用，耳緣靜脈染毒后，取膝關(guān)節(jié)進(jìn)行常規(guī)病理檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高低劑量組每只家兔軟骨切片均有不同程度的病變，軟骨細(xì)胞形態(tài)改變明顯，不規(guī)則，可見(jiàn)細(xì)胞溶解、破裂，甚至有細(xì)胞核的溶解消失。這與大骨節(jié)病患者的軟骨病變極為類似。

4 MON毒素中毒說(shuō)

串珠鐮刀菌素(Moniliformin，MON)是在大骨節(jié)病病區(qū)檢測(cè)到的鐮刀菌毒素之一，MON主要污染玉米等糧食作物，在自然界分布很廣[20]。該毒素主要作用于增殖活躍的細(xì)胞，如肝臟、脾臟等，對(duì)軟骨細(xì)胞的作用也比較明顯[21]，它可以抑制細(xì)胞的氧化脫羧[22]，影響細(xì)胞代謝，干擾細(xì)胞分裂增殖，并引起相應(yīng)的病理改變。

曹峻嶺等[23]觀察了MON對(duì)軟骨細(xì)胞的損害，發(fā)現(xiàn)MON可致軟骨細(xì)胞的損傷，影響DNA的合成和細(xì)胞的分裂增殖，對(duì)細(xì)胞的代謝和結(jié)構(gòu)也有影響。莫東旭和熊詠民[24]用中國(guó)小型豬作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，投與MON毒素，發(fā)現(xiàn)MON可以致小型豬發(fā)生骨軟骨病，而且補(bǔ)硒能減輕MON對(duì)軟骨的損傷，與大骨節(jié)病病變類似，因此，MON作為大骨節(jié)病的可疑致病因子可能與大骨節(jié)病的發(fā)生、發(fā)展具有一定的相關(guān)性。

5 BUT毒素中毒說(shuō)

丁烯酸內(nèi)酯(Butenolide，BUT)是由鐮刀菌產(chǎn)生的毒素之一，關(guān)于BUT毒素與人類疾病、健康關(guān)系的研究較少，在大骨節(jié)病病區(qū)產(chǎn)糧食中檢出BUT毒素類似物，因而認(rèn)為其可能參與了人類大骨節(jié)病的發(fā)生。有學(xué)者[25]認(rèn)為BUT毒素可以導(dǎo)致軟骨細(xì)胞膜系統(tǒng)受損甚至死亡。也有報(bào)道[26]，BUT毒素可影響軟骨細(xì)胞DNA的合成和分裂增殖，也對(duì)軟骨細(xì)胞的代謝和功能產(chǎn)生影響，但沒(méi)有劑量效應(yīng)關(guān)系。還有人觀察BUT毒素致培養(yǎng)胎兒軟骨細(xì)胞的凋亡損傷機(jī)制研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，BUT毒素可以引起體外培養(yǎng)的軟骨細(xì)胞凋亡，且與BUT毒素濃度有一定關(guān)系，各毒素組Bcl-2、Bax蛋白表達(dá)增多[27]。

6 展 望

盡管真菌毒素與KBD發(fā)病關(guān)系研究已經(jīng)取得巨大進(jìn)展，但仍存在許多問(wèn)題或疑惑亟待澄清，諸如：把由T-2毒素導(dǎo)致的食物中毒性白細(xì)胞缺乏癥(ATA)與大骨節(jié)病做一簡(jiǎn)單的比較[28]，就看出問(wèn)題的所在：①ATA病流行于很多地區(qū)，而且可以發(fā)生于各個(gè)年齡段，流行時(shí)間也足夠長(zhǎng)，但那里并沒(méi)有大骨節(jié)病患者。②如果說(shuō)大骨節(jié)病患者是T-2毒素中毒所導(dǎo)致的，那么我們無(wú)法解釋為什么大骨節(jié)病患者沒(méi)有ATA病患者的臨床癥狀和體征；③T-2毒素的長(zhǎng)期攝入可以引起腫瘤高發(fā)，但我們?cè)诓^(qū)看到，病區(qū)的腫瘤發(fā)生情況與非病區(qū)幾乎沒(méi)有差別，即使是非常重的病區(qū)也是如此。還有學(xué)者認(rèn)為，T-2毒素可在病區(qū)糧食中檢出，但其地理分布與病區(qū)分布不完全一致，尚需證實(shí)體內(nèi)T-2毒素及其代謝產(chǎn)物濃度與大骨節(jié)病發(fā)生的劑量-效應(yīng)關(guān)系及其損害軟骨的特異性作用[29]。

目前關(guān)于真菌毒素致大骨節(jié)病的病因研究?jī)H停留在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究階段，今后的研究方向應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：⑴ 霉菌毒素污染糧谷類常不是單一的，其產(chǎn)生的毒素也不是單獨(dú)存在的，DON、T-2毒素、NIV、MON、BUT等毒素常聯(lián)合污染糧谷類，今后應(yīng)當(dāng)確認(rèn)到底是一種毒素還是多種毒素的聯(lián)合作用所致。⑵ 努力尋找更為合適的動(dòng)物以其復(fù)制KBD模型，解決因動(dòng)物種屬給病因研究造成的歧義。⑶ 尋找特異的真菌毒素“生物標(biāo)志物”諸如毒素代謝物，加合物等。從細(xì)胞-分子-基因-蛋白不同層次和水平上篩選和確定大骨節(jié)病軟骨壞死發(fā)生的環(huán)境暴露效應(yīng)和生物學(xué)標(biāo)志。⑷ 致病機(jī)理的研究，探討各種真菌毒素是通過(guò)何種機(jī)制導(dǎo)致發(fā)病的。⑸ 將病因研究與現(xiàn)場(chǎng)流行病學(xué)方法結(jié)合起來(lái)互相印證，這是病因論證的重要環(huán)節(jié)。

總之，大骨節(jié)病除經(jīng)典的深層軟骨細(xì)胞壞死等病變外，近年還發(fā)現(xiàn)有軟骨細(xì)胞“去分化”以及膠原表型、甲狀旁腺激素相關(guān)肽、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β、堿性成纖維生長(zhǎng)因子、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子[30-31]的表達(dá)異常，因此，運(yùn)用現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)，圍繞影響大骨節(jié)病發(fā)病的各種毒素之間的相互作用這一重點(diǎn)去研究大骨節(jié)病軟骨細(xì)胞損傷及其修復(fù)的分子生物學(xué)機(jī)制，將對(duì)提高大骨節(jié)病的早期診斷、早期預(yù)防和建立預(yù)警體系的理論和技術(shù)，具有重要作用。

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