扇贝毒素 :化合物

更新时间:2024-09-21 05:45

pectenotoxins,PTXs,带有聚醚多元醇大环内结构的脂溶性海洋生物毒素。由海洋甲藻中的鳍藻属的几个种产生,1984年首次从日本养殖扇贝日本虾夷扇贝中分离得到。

简介

扇贝毒素(pectenotoxins,PTXs)是一类聚醚大环内酯结构的脂溶性海洋生物毒素,是由海洋双鞭毛虫门中的鳍藻属Dinophysis spp.的几个种产生的毒素,1984年首次从日本陆奥(Mutsu)湾的的养殖扇贝日本虾夷扇贝Patinopecten yessoensis的消化腺中发现鉴定。具有很高(小鼠致死剂量实验数据存在冲突,因此无法给出结论性数值)的小鼠腹腔注射致死毒性。自从被发现以来,其所发现的地理区域不断扩大,我国亦有发现。已报道发现的PTXs来源生物为鳍藻属的Dinophysisacuta、D.fortii、D.acuminata、D. caudata、D.norvegica、D.norgevica、D.rotundata、D. infundibulus和D. sacculus几种。无论是含量、频率,还是产毒藻的种类,PTX-2是在鳍藻中发现的最主要的PTXs类毒素组分。鳍藻难于在实验室培养,以及标准毒素的匮乏是限制深入研究的最大困难。

化学结构

PTX-1—PTX-7和PTX-10最初都是从日本扇贝中发现的。PTX-1的结构是1984年从日本养殖虾夷扇贝中分离鉴定的第一个PTXs化合物。已从世界各地微藻和贝中发现了20多种PTXs组分结构。PTX-2是唯一由Dinophysis fortii产生的此类化合物,其他大多数PTXs同系物则是PTX-2在贝中生物转化或提取过程中的人为转化产物。PTX是含有2个磺酰基的多环聚醚多元醇类化合物。到目前为止已有近100种PTX同系物从浮游植物和贝类中被发现,但是只有大约40种PTXs的结构通过核磁共振(NMR)和/或液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)等技术和方法得以确定。

生物来源

截止至2011年,已报道在微藻或贝中发现PTXs的国家有:澳大利亚意大利日本新西兰挪威葡萄牙西班牙克罗地亚爱尔兰法国智利加拿大等。

右图说明:●表示在贝类中检测到PTXs,×表示贝类中含有PTXs 在我国近海海域已报道发现的鳍藻有16种:渐尖鳍藻D.acuminata、倒卵形鳍藻(弗氏鳍藻)D.fortii、具尾鳍藻D. caudata、锐角鳍藻(急尖鳍藻)D.acuta、勇士鳍藻(叉形鳍藻,具叉鳍藻)D.miles、园形鳍藻D.rotundata、三角鳍藻D. tripos、帽状鳍藻D.mitra、契型鳍藻D. cuneus以及D. acutoides、D. apicatum、D. hastata、D. homunculus、D.porodictyum、D. schuttii、D. rudgei。其中已报道能产生PTXs毒素的鳍藻有5种。在胶州湾海域发现产毒藻渐尖鳍藻(Dinophysis acuminata);1998年渤海湾发现倒卵形鳍藻(Dinophysis fortii);1997年至1998年广东省沿海发生的多次赤潮中,具尾鳍藻(Dinophysis caudata)以优势赤潮藻类存在;在广东近岸海域能产生这类毒素的毒藻有渐尖鳍藻(D.acuminata)、倒卵形鳍藻(D.fortii)。

健康风险评估

由于PTXs类毒素在不同贝中的结构分布、以及不同组分结构的毒理机制存在巨大差异,对于不同的地区、不同的贝类,其潜在风险是非常不同的。在葡萄牙贝中,绝大部分PTX-2转化为PTX-2sa,就目前的研究结果显示这一过程导致毒性减小,就PTXs毒素而言,食用贝类可以认为是安全的。新西兰绿壳贻贝(Perna canaliculus)和蓝贻贝(Mytilusgalloprovincialis)快速转化PTX-2为细胞毒性更小的PTX-2sa,就这2种贝的食用安全而言,风险不大。日本扇贝(P. yessoensis)转化PTX-2为同样具有肝毒性的PTX-1、PTX-3和PTX-6,就这一类毒素来说,日本扇贝的食用风险就相当大。 2009年2月3日,欧洲食品安全局发布海洋贝类生物毒素—扇贝毒素的科学意见。PTXs存在于牡蛎科贻贝、扇贝及蛤等体内,是一种多聚醚多元醇类化合物,目前所知有90多种PTXs,但仅有少数被完全鉴定出来,PTXs在常规烹温度下很稳定,对PTXs的毒理学研究数据较少。欧盟食品安全局食物链污染小组(contam Panel)经评估最终确定其急性毒性剂量(ARfD)为25μgPTX等价物/kg bw。将400g贝肉作为其急性风险评估的最大摄入量,若贝肉中PTXs的含量低于3. 75mg/kg(目前欧盟对此值的限定是1mg/kg),则食用400g贝肉并无健康风险。而日本政府规定,贝类可食部分贝毒含量经小白鼠法检测达到0.05Mu/g以上的海域,禁止捕捞和销售其中的贝类,因为食用量超过200g以后,便可导致人体中毒。

毒理作用

报道的PTX-2小鼠腹腔注射最小致死剂量(Aminimum lethaldose,MLD)是260μg/kg,而半致死剂量LD50是411μg/kg。PTX-1和PTX-2具有相似的小鼠腹腔注射毒性,最小致死剂量是250μg/kg。PTX-6对于小鼠(mice)的腹腔注射致死剂量是500μg/kg,其毒性值大约是PTX-1,PTX-2和PTX-11的腹腔注射致死剂量值的一半。研究已经显示PTX-2sa对实验鼠没有或很低的口服或腹腔注射毒性,PTX-2转化为PTX-2sas导致毒性消失,完成了脱毒反应。因此PTXs在贝类中发生酶解氧化为酸式结构的转化反应,会转化这类毒素为对人类消费者是低风险的。PTX-6的腹腔注射和口服毒理有巨大的差异,尚不得而知随贝类摄入的PTX-6是否会被肠吸收,并转移到血液系统。

PTX-1、PTX-3和PTX-6具有高度肝毒性。PTX-1能引起肝脏坏死,但不具有腹泻的作用。PTX-2和PTX-6对鼠肝脏损伤的机理是有本质区别的,PTX-2由于引起循环紊乱而在肝脏下部引起充血;而PTX-6在肝内引起严重的出血。PTX-6的这一毒理现象非常类似于用蓝藻毒素microcystin-LR得到的病理结果。

研究显示PTXs对几株人癌细胞具有强烈的细胞毒性。使用NG108-15和Neuro-2a细胞的研究也证实了PTX-2的细胞毒性,而且NG108-15细胞更敏感。以几株白血病细胞的实验表明,PTX-2抑制端粒酶活性、并通过抑制NF-jB(Nuclear factor-kappaB)快速合成活性而具有抗癌活性。PTX-2是肌动蛋白抑制剂,因此被建议做为p53-缺损肿瘤的化学疗法的有效药剂。对PTX-6和PTX-2的研究证实中断肌动蛋白细胞骨架可能是PTXs毒素关键的毒理作用功能,尽管在分子水平的作用机制还不清楚。

在动物实验中,PTX-2具有极高的小鼠腹腔致死毒性,而口服毒性很小或没有,这可能因为它在胃肠消化道内极少被吸收,或者是在胃和肠道内快速生物转换为毒性更小的降解物,如PTX-2sa等;PTX-1和PTX-11具有鼠腹腔注射毒性。PTX-2sa无论是口服毒性还是腹腔注射毒性都很小,这表明内酯环打开的反应(PTX-2→PTX-2sa)导致了PTXs毒性消失或减小的反应转换;PTX-2和PTX-2sa在小鼠实验中都不具有腹泻的作用,证明早期将PTXs归为腹泻性贝毒组是名不符实的。

PTX-2sa和7-epi-PTX-2sa对于KB细胞的细胞毒性明显低于PTX-2的现象,意味着PTXs类毒素的环状结构是重要的毒理作用部位。沾污PTXs的贝的脂溶性萃取液,对实验小鼠具有很高的腹腔注射致死毒性,但口服毒性很小;这一类化合物并不具有诱导腹泻的毒理作用,早期曾报道的几种PTXs结构导致腹泻作用,现已证明是由于共存在贝中的腹泻性贝毒组分软海绵酸OA(okadaic acid)或鳍藻毒素DTXs(dinophysis toxins)引起的。由于有毒的鳍藻也产生OA和DTXs,所以通常PTXs是与OA等共同存在于有毒的贝中。

毒素检测

截止至2011年,对检测此类贝毒尚无统一的可行的灵敏方法,一般采用检测DSP、PSP的技术来推测是否可能引发中毒。我国出口商检采用的是日本官方认可的小白鼠试验方法,其基本原理是,以雄性纯种小白鼠为试验材料(ddy系或ICR系均可),体重要求16~22g,经腹腔注射扇贝的贝毒提取物,以可使小鼠24h致死的最低量为1Mu,来定量计算所测扇贝样品中的小白鼠单位(Mu)数,已知DSP对人的最小致病量的12Mu,根据测得的贝毒含量及扇贝食用量,确定该扇贝是否可以食用小白鼠试验的最低检出量为0.05Mu/g,报告结果时间为两天,该方法的缺点是灵敏度低,检测周期较长,且检测结果易受其它因素干扰。

参考资料

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