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肠道细菌与三聚氰胺毒性

October 31, 2013 专题讨论 Comments Off on 肠道细菌与三聚氰胺毒性


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2008年中国的牛奶、儿童配方奶及其它食品查出为了增加表观蛋白质含量被非法掺入三聚氰胺,此次事件后,三聚氰胺及其潜在毒性引发越来越多的关注。据估计,受污染影响的婴幼儿约有29.4万,其中有5万多例住院和至少6例死亡。在对可能涉及三聚氰胺毒性的特殊机制进行的一项新分析中,来自中国、英国和美国的研究人员发现,至少有一种肠道细菌土生克雷伯氏菌(Klebsiella terrigena)可能起着作用。

三聚氰胺通常用作为某些压层板、涂层、塑料、树脂、粘合剂、餐具、厨具以及橡胶和纸制品的配料。它还是杀虫剂灭蝇胺的一种分解产物。三聚氰胺或者那些能降解为三聚氰胺的物质可能被非法加入奶制品或动物饲料中,以符合足够的蛋白质含量表观。三聚氰胺能够通过掺假饲料进入奶、蛋、鱼和家畜肉类中。它还能从食品包装使用的粘合剂渗入食品中。生产或使用三聚氰胺的工作场所可能会产生职业暴露。

作为变形菌门的一员,克雷伯氏菌属在环境中无所不在,并且可以在人类的肠道、皮肤和咽部被发现。迄今为止可用于人类的有限资料表明,它在消化道的发生比率处于目前能够被确认的菌种的后端,但是它的存在却是广泛而又显著的。人类微生物千差万别、因人而异,饮食和地理位置等因素都是造成差别的原因。

研究小组发现,克雷伯氏菌会参与三聚氰胺的代谢并有助于提高三聚氰酸的产量。该物质被认为会导致肾脏,输尿管和膀胱中结石的形成(在受三聚氰胺暴露的儿童中发现有肾损伤),因而成为重大嫌疑物质。然而,该物质的许多细节以及涉及这一潜在有害过程的作用机制仍然是未知数。

研究小组研究了少量的Wistar大鼠。在连续4天对大鼠施用一种能杀死多种肠道微生物的抗生素后,不同组的大鼠分别被饲以高剂量(600 mg/kg/day)的三聚氰胺15天或只饲以抗生素。相比只饲以三聚氰胺的大鼠,那些只饲以抗生素或三聚氰胺与抗生素的大鼠的肾损伤较轻、只有稍许或无肾损伤,这表明某些肠道菌种的缺少或减少有助于减少肾损伤。细菌减少还与三聚氰胺的尿药排泄水平翻倍有关,可能减少了它在体内的停留时间和损害效力。

研究小组还培养了雄性幼鼠的粪便并且表明三聚氰胺直接被粪便细菌转化为三聚氰酸。他们假设这是脱氧作用的结果,也就是他们所说的“如果三聚氰胺被用作为唯一氮源,则会很高效的”一种过程。但是当第二氮源(大豆肉汤)出现时,产量就大幅减少。这表明,三聚氰酸的产生因人而异(取决于诸如饮食等变量),由此改变了三聚氰胺在不同人群中的相对毒性。

其它研究人员进行的另一项早期研究发现,包括土生克雷伯氏菌在内的三种克雷伯氏菌可能在三聚氰酸形成中起着作用,而且研究团队在大鼠粪便中发现了这些菌种以及另外四种克雷伯氏菌。在存在三聚氰胺的条件下对土生克雷伯氏菌进行培养,结果显示三聚氰酸在一小时内产生,浓度在10小时内达到峰值,之后保持稳定。

在另一环节中研究小组发现,相比未定植土生克雷伯氏菌的大鼠,在饲喂三聚氰胺的大鼠口腔定植土生克雷伯氏菌后,三聚氰酸产量以及肾脏毒性大幅度急剧上升。这一组合证据使作者们得出结论,土生克雷伯氏菌可能会导致三聚氰胺毒性的增强。


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2008年9月,安徽省。中国父母在一家医院等候给其喝过受污染奶粉的孩子做检查。
Imaginechina via AP Images

香港大学食品安全与毒理学副教授Hani El-Nezami对这组研究提出了一个警示。他说,鉴于近期其它研究中这类因素的变化和相关提示,需对其它剂量的三聚氰胺、其它的实验动物、其它的身体系统终端(包括经过胎盘的毒素)进行评估。

尽管如此,哈佛艺术和科学院系统生物学中心(Harvard’s Faculty of Arts and Sciences Center for Systems Biology)的微生物学家、首席研究员Peter Turnbaugh指出,这项特定的研究“提供了一个重要的原理证据,我们相关的微生物群落的组成能够影响食物中发现的有毒化合物的代谢。”他表示,进一步开展必要研究的合适途径,包括悉生小鼠模型——即严格控制使小鼠只含有已知的微生物群落——厌氧/好氧细胞培养以及可能的人体研究。

芬兰图尔库大学(University of Turku)生命科学院和医学院联合项目下的功能食品论坛负责人Seppo Salminen表示,该研究采用的方法是“合适的,而且对于测试这一假设来说是相当精细的。”他同意需要进行进一步的研究,部分原因是该研究中提出的机制可能远远超出三聚氰胺、克雷伯氏菌、肠道和肾脏。他说,“有研究指出,不仅仅是毒素的、而且病原体和细菌的微生物激活或灭活作用也能够在任何黏膜表面产生,而在这些地方我们总有着微生物群。”

 

Bob Weinhold,文学硕士,自1996年以来为众多杂志撰写环境卫生问题文章,是环境新闻记者协会(Society of Environmental Journalists)的会员。

Erin E. Dooley
译自EHP 121(5):A149 (2013)
翻译:徐瑾真

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*本文参考文献请浏览英文原文
原文链接
http://dx.doi.org/10.1289/ehp.121-a149