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體內(nèi)黃曲霉毒素檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

2023-10-08 07:04陳沫冰
中國司法鑒定 2023年4期
關(guān)鍵詞:加合物黃曲霉尿液

陳沫冰,嚴(yán) 慧,劉 偉

(1.司法鑒定科學(xué)研究院上海市法醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室上海市司法鑒定專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺(tái) 司法部司法鑒定重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200063; 2.中國藥科大學(xué) 藥學(xué)院,江蘇 南京 210009)

黃曲霉毒素是黃曲霉、寄生曲霉等菌株產(chǎn)生的次級(jí)代謝物[1],黃曲霉毒素衍生物約有20 種,常見的天然黃曲霉毒素衍生物包括黃曲霉毒素B1(Aflatoxin B1,AFB1)、黃曲霉毒素B2(Aflatoxin B2,AFB2)、黃曲霉毒素G1(Aflatoxin G1,AFG1)和黃曲霉毒素G2(Aflatoxin G2,AFG2)等。 黃曲霉毒素的毒性已被廣泛研究,并從動(dòng)物的毒物代謝動(dòng)力學(xué)模型中獲得了大量信息。 黃曲霉毒素具有劇毒性,半數(shù)致死量(median lethal dose,LD50)為0.249 mg/kg,其毒性是氰化鉀的10 倍,是砒霜的68 倍[2]。 黃曲霉毒素具有遺傳毒性、肝毒性、致癌性、致突變性、致畸性和免疫抑制毒性[3-5]。 長(zhǎng)期接觸黃曲霉毒素會(huì)誘發(fā)癌癥,導(dǎo)致兒童營養(yǎng)不良和發(fā)育遲緩[6-8]。 AFB1是黃曲霉等菌株產(chǎn)生的主要毒素,研究表明,除黃曲霉毒素共有的毒性外,AFB1還具有腎毒性、脾臟毒性、心臟毒性,此外還會(huì)損害睪丸導(dǎo)致男性不育,以及加速艾滋病從感染到患病的進(jìn)程[9-11]。 糧食作物(谷物、油籽、香料和堅(jiān)果等)在生產(chǎn)過程的任何階段(如種植、收獲、加工、儲(chǔ)存和運(yùn)輸)都容易受到霉菌的污染,食用受到黃曲霉毒素污染的食物是人類和動(dòng)物接觸黃曲霉毒素的主要途徑,并且黃曲霉毒素還可通過空氣傳播增加人類和動(dòng)物接觸黃曲霉毒素的風(fēng)險(xiǎn)[12-13]。

由于黃曲霉毒素在糧食中廣泛存在且又具有毒性,黃曲霉毒素是法醫(yī)毒物學(xué)領(lǐng)域的重點(diǎn)研究對(duì)象。 人們通過測(cè)定食品中黃曲霉毒素的含量來評(píng)估人體攝入黃曲霉毒素的情況,但這種方法準(zhǔn)確性不高,這是因?yàn)辄S曲霉毒素在特定食物中分布不均,人們有可能會(huì)通過飲食之外的其他途徑接觸黃曲霉毒素,且個(gè)體的吸收分布代謝情況也存在差異,對(duì)生物基質(zhì)中黃曲霉毒素原體及其代謝物進(jìn)行檢測(cè)能更準(zhǔn)確地反映人和動(dòng)物攝入的黃曲霉毒素情況[14-17]。 檢材中黃曲霉毒素的檢測(cè)結(jié)果可為黃曲霉毒素相關(guān)中毒事(案)件的偵破提供線索,探索黃曲霉毒素?cái)z入與黃曲霉毒素中毒之間的聯(lián)系,對(duì)人群攝入的黃曲霉毒素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,有利于及時(shí)采取黃曲霉毒素管控措施,保障人們的身體健康。

1 體內(nèi)過程

黃曲霉毒素進(jìn)入體內(nèi)后主要經(jīng)肝臟的細(xì)胞色素P450酶系氧化代謝,AFB1經(jīng)氧化代謝后主要生成黃曲霉毒素M1(Aflatoxin M1,AFM1)、黃曲霉毒素Q1(Aflatoxin Q1,AFQ1)、 黃曲霉毒素B1-內(nèi)8,9-環(huán)氧化物(Aflatoxin B1endo-8,9-epoxide)、黃曲霉毒素B1-外8,9-環(huán)氧化物(Aflatoxin B1exo-8,9-epoxide)。前3 種物質(zhì)主要經(jīng)尿液排出,黃曲霉毒素B1-外8,9-環(huán)氧化物在體內(nèi)與生物大分子相互作用,攻擊脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)分子產(chǎn)生黃曲霉毒素B1-N7-鳥嘌呤加合物(Aflatoxin-N7-Gua-nine,AFB1-N7-Gua),與血清白蛋白上的賴氨酸殘基結(jié)合形成黃曲霉毒素-白蛋白加合物(AFs-Albumin),并最終以黃曲霉毒素-賴氨酸加合物(Aflatoxin-lysine adducts)的形式存在外周血液循環(huán)中[18-19]。

AFM1與AFB1-N7-Gua 可反映短時(shí)間內(nèi)是否攝入過黃曲霉毒素;AFM1與AFB1-N7-Gua 主要經(jīng)尿液排泄,AFM1還可通過哺乳動(dòng)物的乳汁排出;AFB1-N7-Gua 不僅是評(píng)估個(gè)體黃曲霉毒素?cái)z入的有用標(biāo)記物,還是肝癌風(fēng)險(xiǎn)的最佳預(yù)測(cè)因子之一;依據(jù)半衰期判斷,血清黃曲霉毒素-賴氨酸加合物水平被假定為可反映過去2~3 個(gè)月內(nèi)個(gè)體攝入黃曲霉毒素的情況[18,20]。 尿液中的AFB1-N7-Gua 和血清中的黃曲霉毒素-賴氨酸濃度水平都與黃曲霉毒素的膳食攝入量相關(guān),已被成功應(yīng)用于估算人類攝入AFB1的含量[21-22]。

因?yàn)辄S曲霉毒素-賴氨酸加合物只能反映最近2~3 個(gè)月內(nèi)黃曲霉毒素的攝入情況,而毛發(fā)生長(zhǎng)緩慢,大約每周生長(zhǎng)0.25 cm,可用于檢測(cè)長(zhǎng)期接觸的藥物和毒素,頭發(fā)中的黃曲霉毒素生物標(biāo)志物可用來評(píng)估多年來生物接觸黃曲霉毒素的情況[23]。 關(guān)于檢測(cè)頭發(fā)中黃曲霉毒素的研究較少,僅有一項(xiàng)研究采用了高效液相色譜-熒光檢測(cè)器法對(duì)頭發(fā)中的AFB1進(jìn)行檢測(cè),但該研究頭發(fā)樣本中的AFB1并不是由生物體內(nèi)轉(zhuǎn)入,而是采用黃曲霉毒素和頭發(fā)共同孵育的方式進(jìn)入頭發(fā)內(nèi),缺少AFB1在頭發(fā)中的代謝過程和結(jié)構(gòu)形態(tài)等相關(guān)信息[18]。 AFG1經(jīng)類似的體內(nèi)代謝后會(huì)形成白蛋白加合物,AFB2、AFG2由于缺乏第8 和第9 碳原子之間的雙鍵,在體內(nèi)不能形成環(huán)氧化物[18]。 AFB1體內(nèi)代謝途徑可詳見文獻(xiàn)[16]。

2 樣品前處理方法

樣品前處理主要是為了消除基質(zhì)干擾,預(yù)濃縮目標(biāo)分析物,以便達(dá)到更好的檢測(cè)效果,并提供與分析技術(shù)相兼容的萃取物。 黃曲霉毒素的生物基質(zhì)主要是尿液和血液。 大部分生物體液可直接用于質(zhì)譜分析,這樣可最大限度地減少代謝物的損失。 比如尿液、透析液和消化液,通常只需要稀釋、調(diào)節(jié)pH 值、蒸發(fā)或離心即可,但為了進(jìn)一步消除干擾效應(yīng),防止高鹽濃度基質(zhì)對(duì)目標(biāo)物造成電離抑制,或是非揮發(fā)物對(duì)質(zhì)譜儀造成損害,上清液會(huì)根據(jù)需要做進(jìn)一步處理。 血清或血漿中存在高濃度蛋白質(zhì)、磷脂等物質(zhì),需要在前處理步驟中除去[24]。

2.1 稀釋后進(jìn)樣

稀釋后進(jìn)樣(dilute and shoot,DAS)前處理方法在尿液中應(yīng)用較多。DAS 操作簡(jiǎn)單、成本低,但需要仔細(xì)優(yōu)化稀釋因子,且經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)基質(zhì)效應(yīng)和干擾基質(zhì)峰的現(xiàn)象,這可能會(huì)降低靈敏度[25]。JOHANNES等[26]采用直接稀釋后進(jìn)樣的方法對(duì)德國、海地、孟加拉國等地的人群尿液中的AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1進(jìn)行篩查,樣品經(jīng)離心后去除固體殘留物,再用體積比為0.94∶0.05∶0.01 的水-乙腈-甲酸溶液進(jìn)行稀釋,取上清液分析。該方法的回收率為109%~129%,AFM1僅在海地人群尿液樣本中檢出。DEBONGNIE 等[27]利用離心后取上清液過濾膜直接進(jìn)樣的方法對(duì)黃曲霉毒素進(jìn)行分析,黃曲霉素檢出限可達(dá)到pg級(jí)。

2.2 液液萃取

液液萃取(liquid-liquid extraction,LLE)是利用待測(cè)物質(zhì)與干擾物油水分配系數(shù)不同而將待測(cè)物與干擾物分離的提取分離技術(shù)[28]。 在LLE 過程中,加入鹽輔助提取可促使極性化合物從水相轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中[29]。 SONG 等[30]采用鹽析輔助液液萃取法(salting-out assisted liquid-liquid extraction,SALLE)作為前處理方法,AFB1和AFM1的萃取回收率為85%~88%。分散液液微萃?。╠ispersive liquid-liquid microextraction ,DLLM)技術(shù)基于三元溶劑體系(高密度萃取溶劑、水溶性溶劑和極性分散劑溶劑),利用萃取溶劑的細(xì)小液滴在水相中進(jìn)行分散,萃取劑與水相之間的接觸表面積增大,使得萃取平衡較快[31]。 TOLOSA 等[32]運(yùn)用DLLM 提取魚血漿中的黃曲霉毒素, 血漿樣品用乙腈沉淀蛋白后取上清液,在上清液中加入0.2 g 氯化鈉,再加入分散劑溶劑(乙腈)和萃取劑(乙酸乙酯),渦旋離心,在4℃條件下經(jīng)相分離后提取有機(jī)相;該研究還比較了乙酸乙酯和三氯甲烷的萃取效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn),乙酸乙酯對(duì)黃曲霉毒素的萃取效果更佳。 SLOBODCHIKOVA等[16]運(yùn)用乙酸乙酯三步LLE 提取人血漿中的17 種霉菌毒素,其中包括AFB1、AFB2、AFG1、AFG2,該方法所測(cè)霉菌毒素均無明顯的基質(zhì)效應(yīng),4 種黃曲霉毒素的回收率均在80%以上;該研究還考察了乙酸乙酯與甲基叔丁基醚對(duì)黃曲霉毒素的提取效果,結(jié)果表明,乙酸乙酯對(duì)黃曲霉毒素的提取效果更佳。 LLE 的優(yōu)點(diǎn)在于選擇性好,可進(jìn)行多次萃取達(dá)到富集目標(biāo)物的目的,但不利于提取極性大的組分,并且在提取過程出現(xiàn)乳化現(xiàn)象還會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)物的損失[28]。

2.3 固相萃取

固相萃取(solid phase extraction,SPE)的原理是將不同的填料作為固定相填入微型小柱, 基于吸附、分配、離子交換或其他親和作用,將目標(biāo)物或干擾物保留在柱子上,用適當(dāng)溶劑洗脫,從而將目標(biāo)物和干擾物相互分離[28]。SOLFRIZZO 等[33]將Oasis HLB固相萃取柱與Myco6in1 多種霉菌毒素免疫親和柱聯(lián)用,采用雙重凈化的方式對(duì)尿樣進(jìn)行純化和濃縮,結(jié)果表明,AFM1的平均回收率為95%。 CHEN 等[34]對(duì)血漿中的4 種黃曲霉素進(jìn)行測(cè)定,血漿用乙腈提取后利用Oasis PRiME HLB 固相萃取柱富集, 結(jié)果表明,Oasis PRiME HLB 固相萃取柱可降低基質(zhì)效應(yīng),具有較高的萃取能力,回收率為92.1%~102%。固相萃取柱引入的干擾物質(zhì)少, 在優(yōu)化條件下有較高的萃取率,重現(xiàn)性好、樣品用量少,且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,但也存在價(jià)格昂貴,柱子易堵塞影響目標(biāo)物的分離效果,以及樣品需要預(yù)處理過程等限制[28]。

2.4 QuEChERS 法

QuEChERS 法是一種精簡(jiǎn)有效的前處理方法,由于具有快速、簡(jiǎn)單、廉價(jià)、有效、可靠及安全(quick,easy,cheap,effective,rugged and safe)等特點(diǎn),故命名為QuEChERS[35]。根據(jù)樣品基質(zhì)和目標(biāo)物不同,QuEChERS 法有了不同程度的改進(jìn)。 JOSEP 等[36]運(yùn)用簡(jiǎn)化的QuEChERS 法提取乳汁中的黃曲霉毒素及其他霉菌毒素,該方法的回收率為64%~93%,黃曲霉素檢出限為1.25ng/mL。 凌阿茹等[37]運(yùn)用QuECh-ERS前處理技術(shù)提取畜禽組織中6 種黃曲霉毒素及雜色曲霉素。 畜禽組織經(jīng)β-葡萄糖醛酸酶酶解后用10 mL 體積比為84∶16 的乙腈-水溶液提取,然后用1.0 g 氯化鈉和1.0 g 無水硫酸鎂鹽析除水凈化、5 mL 正己烷脫脂。 王瑞國等[38]運(yùn)用QuEChERS法提取動(dòng)物血漿中包括AFB1在內(nèi)的21 種霉菌毒素及其代謝物,黃曲霉毒素的定量限為0.05 ng/mL,黃曲霉毒素的平均回收率為62.0%~99.4%。 QuECh-ERS 法存在前處理回收率高,且可分析的物質(zhì)種類廣泛,樣品處理過程快速、簡(jiǎn)便,溶劑使用量少等優(yōu)勢(shì),但也存在處理需要的樣品用量大,容易產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng)等問題[39]。

3 分析方法

黃曲霉毒素在生物基質(zhì)中的檢測(cè)方法主要有酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)、高效液相色譜-熒光檢測(cè)器法(high performance liquid chromatography-fluorescence detector,HPLC-FD)、高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(HPLCtandem mass spectrometry,HPLC-MS/MS)、高效液相色譜-高分辨質(zhì)譜法(HPLC-high resolution mass spectrometry,HPLC-HRMS)等分析方法。 ELISA 適合對(duì)大量樣品進(jìn)行篩查;HPLC-FD 對(duì)黃曲霉毒素的定量具有很高的靈敏度;HPLC-MS/MS 分析速度快、靈敏度高,在定性定量分析已知目標(biāo)物有更大的優(yōu)勢(shì); HPLC-HRMS 在定性分析未知代謝物和經(jīng)修飾的化合物方面具有重要的價(jià)值。 在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)分析要求選擇分析方法。

3.1 ELISA

MARTINEZ 等[40]采用ELISA 試劑盒檢測(cè)46 名志愿者的尿液。 結(jié)果表明,78.5%的尿樣可檢出AFM1,質(zhì)量濃度為0.1~3.1 ng/mL。 SEETHA 等[41]運(yùn)用ELISA 檢測(cè)馬拉維農(nóng)村230 人血液中的黃曲霉毒素賴氨酸加合物,血液中黃曲霉毒素賴氨酸加合物的檢出限為2.5 pg/mg 白蛋白[17]。 ELISA 操作簡(jiǎn)單快速、靈敏度高、特異性強(qiáng),適用于大量樣本的篩查,但易出現(xiàn)假陽性的結(jié)果,且重復(fù)性差[19]。

3.2 HPLC-FD

黃曲霉毒素具有香豆素結(jié)構(gòu),在紫外光的照射下可發(fā)出熒光[42]。 GABRIELE 等[43]將免疫親和層析與HPLC-FD 聯(lián)用,測(cè)定血清中黃曲霉毒素-賴氨酸加合物的含量。ANDRADE 等[44]運(yùn)用HPLC-FD 測(cè)定母 乳 中 的AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1和 赭 曲 霉毒素A,結(jié)果顯示,定量限為0.005~0.03 ng/mL,回收率為73%~99.5%,在分析的224 個(gè)母乳樣本中,有2 個(gè)樣本檢出了AFB1。 熒光檢測(cè)器的選擇性好、靈敏度高,但干擾因素較多,熒光淬滅、背景熒光等會(huì)影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度,且使用熒光分析法缺乏結(jié)構(gòu)信息,不能對(duì)結(jié)構(gòu)上相似的黃曲霉素進(jìn)行鑒別,不能滿足在一次運(yùn)行過程中同時(shí)檢測(cè)大量分析物的需求[44-45]。

3.3 HPLC-MS/MS

HPLC-MS/MS 是分析黃曲霉毒素的最常用技術(shù)。 OSTERESCH 等[46]基于干血斑和干血清斑點(diǎn)技術(shù)對(duì)包括黃曲霉毒素在內(nèi)的27 種霉菌毒素及其代謝物進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,黃曲霉毒素的定量限為0.05~0.125 ng/mL,但存在明顯的基質(zhì)效應(yīng),干血斑基質(zhì)和干血清斑點(diǎn)的基質(zhì)效應(yīng)分別為49%~423%、19%~125%。HPLC-MS/MS 只能檢測(cè)已知結(jié)構(gòu)的目標(biāo)物或代謝物,而不能檢測(cè)經(jīng)代謝或修飾的未知霉菌毒素[47]。

3.4 HPLC-HRMS

黃曲霉毒素的未知天然衍生物及在生物體內(nèi)經(jīng)修飾和代謝的未知化合物作為潛在污染物還需進(jìn)一步探索,對(duì)于未知化合物的結(jié)構(gòu)解析使用高分辨質(zhì)譜儀更有優(yōu)勢(shì),高分辨質(zhì)譜儀將全掃描采集模式結(jié)合高分辨率和精確的質(zhì)量測(cè)定,能將目標(biāo)物分析與非目標(biāo)化合物的篩選、新化合物鑒定和回溯數(shù)據(jù)分析相結(jié)合。 SLOBODCHIKVA 等[16]運(yùn)用HPLCHRMS 檢測(cè)人血漿中的17 種霉菌毒素,檢測(cè)時(shí)間為33 min,定量限為0.1~3 ng/mL。 DASí-NAVARRRO 等[48]運(yùn)用HPLC-HRMS 檢測(cè)100 名女性尿液中 包 括AFB1、AFB2、AFG1和AFG2在 內(nèi) 的10 種 目標(biāo)霉菌毒素以及其他非目標(biāo)霉菌毒素。 結(jié)果發(fā)現(xiàn),尿液樣品中檢出了目標(biāo)黃曲霉毒素AFB1、AFB2、AFG1,還檢出了非目標(biāo)黃曲霉毒素代謝物AFM1、AFM2、AFP1。 HPLC-HRMS 雖然已被證明在定性分析中具有重要的價(jià)值,但其在靈敏度、穩(wěn)健性和線性動(dòng)態(tài)范圍上不及HPLC-MS/MS[24]。

4 應(yīng)用

黃曲霉毒素中毒可分為急性、亞急性或慢性中毒,這取決于黃曲霉毒素的攝入量、攝入時(shí)長(zhǎng)以及物種的特異性和敏感性[49]。 黃曲霉毒素急性中毒癥狀包括嘔吐、出血、腹痛、黃疸、腦水腫、昏迷、抽搐,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致死亡。 世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)根據(jù)世界范圍內(nèi)黃曲霉毒素中毒案例和體外實(shí)驗(yàn)的記錄,指出短時(shí)間內(nèi)經(jīng)常食用受AFB1污染的食品(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥1 mg/kg),可能會(huì)導(dǎo)致人類急性中毒,而在1~3 周內(nèi)每天攝入0.02~0.12 mg/kg 被AFB1污染的食物,可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的黃曲霉毒素中毒甚至死亡[50]。 黃曲霉毒素被列為一類致癌物,應(yīng)減少與黃曲霉毒素的接觸[51]。研究表明,慢性乙型肝炎病毒感染和飲食中攝入黃曲霉毒素均會(huì)導(dǎo)致肝癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增高[52]。 通過對(duì)生物基質(zhì)中黃曲霉毒素水平進(jìn)行評(píng)估,可監(jiān)測(cè)人群接觸黃曲霉毒素的情況,一方面有利于防止黃曲霉毒素急性中毒事件發(fā)生,另一方面可阻斷黃曲霉毒素的慢性毒害作用,對(duì)保護(hù)人類身體健康具有重要的意義。黃曲霉毒素檢測(cè)方法在生物基質(zhì)中的應(yīng)用詳見表1。

表1 黃曲霉毒素檢測(cè)方法在生物基質(zhì)中的應(yīng)用

4.1 黃曲霉毒素急性中毒

2004 年,肯尼亞有125 人因黃曲霉毒素急性中毒死亡。 通過對(duì)采集自黃曲霉毒素中毒爆發(fā)地區(qū)的玉米進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn),AFB1的濃度高達(dá)4 400 ×10-9,是肯尼亞規(guī)定的食品中AFB1限值(20 ×10-9)的220 倍[57]。 1991 年,13 人因食用被硼酸和黃曲霉毒素共同污染的菜肴死亡,經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn),在肝、腎、心、脾、肺和腦等器官中,AFB1、AFB2、AFG1、AFM1和AFM2以及黃曲霉毒醇含量很高[58]。 2016 年,坦桑尼亞爆發(fā)了的黃曲霉毒素中毒事件,其中15 人死亡,患者血液中黃曲霉毒素白蛋白加合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36~32 800 pg/mg[59]。 除了意外中毒事件,還有利用黃曲霉毒素毒性自殺事件的發(fā)生。 一名25 歲的年輕女性兩天內(nèi)連續(xù)攝入5.5 mg AFB1試圖自殺,失敗后,該女性在兩周內(nèi)連續(xù)攝入35 mg AFB1自殺,但都只出現(xiàn)輕微的中毒癥狀(皮疹、惡心和頭痛)[60]。

4.2 評(píng)估黃曲霉毒素?cái)z入量及致癌風(fēng)險(xiǎn)

研究發(fā)現(xiàn),黃曲霉毒素污染地區(qū)肝癌患者的TP53 抑癌基因的第249 位密碼子發(fā)生了顛倒突變(AGG→AGT),而在非黃曲霉毒素污染區(qū)肝癌患者的TP53 抑癌基因的第249 位密碼子卻沒有發(fā)現(xiàn)變化,AFB1進(jìn)入體內(nèi)代謝后會(huì)形成DNA 加合物導(dǎo)致DNA 突變,從而促使癌癥發(fā)生[61]。 CHEN 等[34]對(duì)10名肝癌志愿者的血清樣本進(jìn)行分析,以評(píng)估AFB1膳食攝入與臨床研究中預(yù)期人類肝癌風(fēng)險(xiǎn)增加之間的關(guān)系,結(jié)果表明,膳食攝入AFB1與人類患肝癌風(fēng)險(xiǎn)增加呈正相關(guān)。 2009 年,在我國臺(tái)灣地區(qū)進(jìn)行的研究觀察到AFB1的尿液代謝物水平與患肝癌的風(fēng)險(xiǎn)之間存在正相關(guān),可用于預(yù)測(cè)肝癌風(fēng)險(xiǎn)[62]。 XIA等[12]運(yùn)用HPLC-MS/MS 測(cè)定195 份小麥和62 份大米樣品中AFB1的含量,并對(duì)巴基斯坦農(nóng)村人群(年齡4~80 歲,男性占比58%,n=264)尿液中相應(yīng)的尿液生物標(biāo)志物(AFM1)進(jìn)行分析。 結(jié)果顯示:66%的大米和3%的小麥中檢出AFB1;AFM1在尿液中的平均質(zhì)量濃度為(0.023±0.048) ng/mL,檢出率為69%。 尿液中的AFM1可作為AFB1的生物標(biāo)志物來評(píng)估AFB1攝入與肝癌的相關(guān)性。

無論是評(píng)估人群膳食攝入霉菌毒素量還是霉菌毒素生物監(jiān)測(cè),都可以分別用預(yù)估攝入量(estimate dietary intake,EDI)和每日可能攝入量(probable daily intake,PDI)來估算霉菌毒素的日攝入量,EDI 和PDI 的計(jì)算方法如下[12]:

其 中:A表 示EDI,μg/(kg·d);a表 示 食 物 消耗量,kg/d;b表示食物中霉菌毒素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),μg/kg;c表示體重,kg。

其中:B表示PDI,ng/(kg·d);d表示尿液中生物標(biāo)記物質(zhì)量濃度,ng/mL;e表示每日尿量,mL/d;g表示體重,kg;h表示尿液生物標(biāo)志物排泄率,%,AFB1 排泄率估計(jì)為2%。

在XIA 等[12]的研究中,由公式(1)、(2)可計(jì)算得出巴基斯坦農(nóng)村AFB1的平均EDI 為3.5ng/(kg·d);AFB1平均PDI 為30.3 ng/(kg·d)。 若每天攝入黃曲霉毒素量達(dá)到20~120 μg/(kg·d),則在1~3 周內(nèi)會(huì)導(dǎo)致急性黃曲霉毒素中毒,癥狀為嘔吐和腹痛,嚴(yán)重者通常會(huì)導(dǎo)致死亡[57,63]。

AFB1是強(qiáng)致癌物,可誘導(dǎo)肝癌形成。攝入AFB1的致癌風(fēng)險(xiǎn)可通過暴露邊際(margin of exposure,MOE)來評(píng)估,計(jì)算方法如下:

其中:C表示MOE,i表示癌癥發(fā)生率為10%的95%基準(zhǔn)劑量置信區(qū)間下限值(BMDL10),其中歐洲食品安全局(European Food Safety Authority,EFSA)建議黃曲霉毒素的BMDL10為400 ng/(kg·d)[64];j表示EDI 或PDI。

由公式(3)和EDI 可計(jì)算得出巴基斯坦農(nóng)村AFB1的MOE 為112.9,由公式(3)和PDI 可計(jì)算得出AFB1的MOE 為13.2。 根據(jù)EFSA 的建議[65],黃曲霉毒素這種具有致癌性和基因毒性的物質(zhì),MOE 低于10 000 被認(rèn)為是對(duì)人類健康有風(fēng)險(xiǎn),需要采取管理行動(dòng),這項(xiàng)研究得出的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)低于10 000,這說明需要對(duì)接觸黃曲霉毒素所致的公眾健康問題引起重視。

考慮到AFB1和乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)在肝癌中的協(xié)同作用,分別對(duì)HBV 陽性和HBV 陰性人群的致癌潛力進(jìn)行評(píng)估。使用公式(4)、(5)可估算與AFB1攝入相關(guān)的癌癥風(fēng)險(xiǎn)。

其中:q表示致癌潛力,為非乙肝攜帶者與乙肝攜帶者每天每千克體重?cái)z入1 ng/kg 的AFB1所致的肝癌年發(fā)病率(/10 萬人);P為乙肝病毒攜帶率,0.01 與0.3 分別為非乙肝攜帶者與乙肝攜帶者每天每千克體重?cái)z入1 ng/kg 的AFB1所致的肝癌年發(fā)病率(/10 萬人)[66]。 巴基斯坦的乙肝病毒攜帶率為2.4%。

其中:p表示癌癥風(fēng)險(xiǎn),表示每年每10 萬人中因AFB1所致的肝癌癥人數(shù);q表示致癌潛力;j表示EDI 或PDI。

運(yùn)用EDI 和PDI 來預(yù)估癌癥風(fēng)險(xiǎn),XIA 等[12]推斷AFB1誘導(dǎo)的癌癥風(fēng)險(xiǎn)分別為每年0.059例/10萬人、0.514 例/10 萬人。

4.3 評(píng)估黃曲霉毒素與兒童生長(zhǎng)發(fā)育障礙之間的關(guān)系

目前,很多學(xué)者對(duì)黃曲霉毒素對(duì)兒童發(fā)育的影響進(jìn)行了評(píng)估,但目前關(guān)于黃曲霉毒素與對(duì)兒童健康造成影響的相關(guān)證據(jù)仍較少,且存在方法上的局限性。 與成人相比,兒童的代謝和排泄系統(tǒng)不成熟且生長(zhǎng)發(fā)育速度較快,這樣的生理特點(diǎn)使得其更易受到環(huán)境毒物的影響,而若是幼年時(shí)暴露于有害環(huán)境中會(huì)影響日后的生長(zhǎng)甚至誘導(dǎo)疾病產(chǎn)生。 研究發(fā)現(xiàn),黃曲霉毒素與幼兒生長(zhǎng)遲緩有關(guān)[67-68]。 根據(jù)相關(guān)動(dòng)物模型提供的信息和有限的人類數(shù)據(jù),提出了流行病學(xué)發(fā)現(xiàn)的若干機(jī)制:黃曲霉毒素對(duì)腸上皮細(xì)胞的毒性損傷,導(dǎo)致兒童營養(yǎng)物質(zhì)攝取不足;黃曲霉毒素相關(guān)的免疫抑制可增加兒童腹瀉的發(fā)病率[61,69]。MCMILLAN 等[69]運(yùn)用HPLC-HRMS 和同位素質(zhì)譜法對(duì)58 名尼日利亞兒童血漿中黃曲霉毒素-賴氨酸加合物進(jìn)行定量分析,血漿中黃曲霉毒素-賴氨酸加合物的檢出率為81%;檢出的黃曲霉毒素-賴氨酸加合物含量為0.2~59.2 pg/mg 白蛋白,中位數(shù)為2.6 pg/mg 白蛋白。營養(yǎng)不良的兒童血漿中黃曲霉毒素-賴氨酸含量更高,推測(cè)長(zhǎng)期接觸黃曲霉毒素超過閾值可能引起發(fā)育遲緩,但是實(shí)際過程影響因素眾多,還需要進(jìn)一步研究。 AYELIGN 等[54]運(yùn)用HPLC-MS 對(duì)大約200 名兒童尿液中的黃曲霉毒素進(jìn)行檢測(cè),大約有17%的兒童尿液中檢出黃曲霉毒素,這表明兒童吃的食物中存在黃曲霉素污染的風(fēng)險(xiǎn);該研究還通過皮爾遜相關(guān)系數(shù)來評(píng)價(jià)尿液中黃曲霉毒素含量與發(fā)育遲緩、兒童消瘦之間的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不存在相關(guān)性。 LAUER 等[70]運(yùn)用HPLCFD 評(píng)估220 名孕婦暴露于黃曲霉毒素環(huán)境中的情況,并對(duì)孩子出生后的體重、體重年齡指數(shù)以及頭圍-年齡指數(shù)進(jìn)行評(píng)估,結(jié)果發(fā)現(xiàn),母體黃曲霉毒素-賴氨酸加合物高水平與低出生體重、低出生體重年齡指數(shù)和低頭圍-年齡指數(shù)得分之間顯著相關(guān)。 由于方法檢測(cè)的指標(biāo)不同,影響生長(zhǎng)評(píng)估指標(biāo)的差異以及影響生長(zhǎng)發(fā)育的因素具有復(fù)雜性,目前表明黃曲霉素會(huì)造成兒童發(fā)育遲緩和營養(yǎng)不良的證據(jù)不足,還需進(jìn)一步長(zhǎng)期跟蹤性調(diào)查,以及需要更加全面可靠的評(píng)估指標(biāo)來闡明黃曲霉毒素對(duì)兒童生長(zhǎng)發(fā)育的影響。

4.4 黃曲霉毒素職業(yè)攝入評(píng)估

接觸黃曲霉毒素的最常見途徑是由于食用直接或間接受污染的食物。 此外,人類和動(dòng)物也可能通過吸入或接觸受污染的粉塵而攝入黃曲霉毒素[71-72]。 工作在黃曲霉毒素暴露的環(huán)境中,特別是接觸黃曲霉毒素污染粉塵的工人,其患肺癌、支氣管和氣 管 腫 瘤 的 幾 率 較 高[73-74]。 DEBEGNACH 等[75]通 過對(duì)尿液中AFB1和AFM1進(jìn)行分析,探討職業(yè)性接觸黃曲霉毒素的可能原因:將志愿者分為兩組,工人組由意大利一家飼料廠的工人組成(n=32),對(duì)照組(n=29)由同一飼料廠的行政人員組成,總共收集并分析了120 個(gè)尿液樣品。 結(jié)果顯示:14 個(gè)樣品(12%)檢出了AFM1(質(zhì)量濃度為1.9~10.5 pg/mL),只有1個(gè)樣品的AFM1值超過了定量限值(10.5 pg/mL)。 工人組和對(duì)照組的黃曲霉毒素檢出平均值之間沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,這表明在這種特定的環(huán)境中沒有發(fā)生職業(yè)攝入,但對(duì)黃曲霉毒素的關(guān)注卻不能放松,需要對(duì)可能接觸這些有毒化合物污染粉塵的人群健康狀況進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測(cè)。SUSANA 等[72]運(yùn)用ELISA 對(duì)41名廢物處理廠工人和30 個(gè)對(duì)照人員血液中AFB1的含量進(jìn)行評(píng)估, 結(jié)果顯示,41 名廢物處理廠工人的結(jié)果都呈陽性,質(zhì)量濃度為2.5~25.9 ng/mL,而30 個(gè)對(duì)照人員均未檢出AFB1, 這說明廢物處理廠工人的霉菌毒素質(zhì)量濃度明顯高于對(duì)照組。 其中,有6 名廢物處理廠工人的工作是分類廢物和駕駛垃圾清運(yùn)車,工作接觸中高粉塵的機(jī)會(huì)更多,其AFB1水平高于20 ng/mL, 而其他廢物處理廠工人的AFB1水平均低于14 ng/mL。 VIEGAS等[14,76]利用ELISA 測(cè)定家禽屠宰場(chǎng)員工血清中的AFB1來評(píng)估該廠員工攝入黃曲霉毒素的情況。 結(jié)果顯示:14名屠宰場(chǎng)員工血清中檢出AFB1, 質(zhì)量濃度為1.06~4.03 ng/mL; 對(duì)照組員工血清中未檢出AFB1。 在屠宰場(chǎng)環(huán)境中,工人們除了可能吸入空氣中顆粒而吸入黃曲霉毒素外,還可能是接觸到了食用黃曲霉素污染飼料的雞鴨內(nèi)臟, 通過皮膚攝入黃曲霉毒素,在大多數(shù)工作場(chǎng)所,工人在處理禽類時(shí)都應(yīng)該使用手套避免霉菌的污染和傳播。 黃曲霉毒素對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生毒害作用,對(duì)可能接觸黃曲霉素的工作者需要配套好保護(hù)措施并對(duì)其健康狀態(tài)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。

5 展望與不足

目前,文獻(xiàn)所報(bào)道的對(duì)生物檢材中多種霉菌毒素進(jìn)行同時(shí)快速篩查的檢測(cè)方法中,黃曲霉素篩查的目標(biāo)物主要還是黃曲霉毒素原型或是代謝物AFM1,對(duì)黃曲霉毒素代謝物黃曲霉毒素Q、黃曲霉毒素-鳥嘌呤加合物、黃曲霉毒素-賴氨酸加合物的檢測(cè)比較少,在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)低估黃曲霉毒素的污染流行率。

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