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1、贝类生物毒素研究进展 阮雯 纪炜炜 岳冬冬 方海 刘勤 王鲁军 王芸 张晓峰 陆亚男 农业部远洋与极地渔业创新重点实验室中国水产科学研究院东海水产研究所 摘 要： 贝类是广受欢迎的水产品, 但贝类中的生物毒素常引起食品安全事故, 严重威胁消费者健康, 影响了海洋养殖业的可持续发展。本文阐述了常见贝类毒素的种类如记忆缺失性贝毒、麻痹性贝毒、腹泻性贝毒、神经性贝毒、原多甲藻酸贝毒和环亚胺类贝毒, 进一步综述了其毒素来源及分布区域, 并简单介绍了贝类毒素的两种分析检测方法, 最后介绍了发达国家和组织对贝类毒素的监控限量, 以期为我国贝毒的监测和标准设定提供参考。关键词： 贝类生物毒素; 来源; 分布
2、; 检测方法; 限量标准; 作者简介：阮雯 (1985-) , 女, 助理研究员。主要从事海洋渔业类期刊编辑和资料收集工作。E-mail:作者简介：陆亚男 (1976-) , 女, 副研究员。E-mail:收稿日期：2017-09-20基金：上海市科学技术委员会 2015 年度仪器试剂项目 (15142201600) Research advances in shellfish biotoxinsRUAN Wen JI Wei-wei YUE Dong-dong FANG Hai LIU Qin WANG Lu-jun WANG Yun ZHANG Xiao-feng LU Ya-nan Ke
3、y Laboratory of Oceanic and Polar Fisheries, Ministry of Agriculture, East China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences; Abstract： Shellfish is a very popular aquatic product in Chinese market, but the biotoxins in shellfish have caused many food safety accidents, seve
4、rely threatening consumers health and hindering the sustainable development of mariculture. The paper introduced the typical types of shellfish biotoxins such as ASP, PSP, DSP, NSP, AZA and CI biotoxins, then reviewed the origins of shellfish biotoxins and their distribution areas, further presented
5、 the two basic methods for analysis and determination of shellfish biotoxins, finally gave a description of the monitoring limit standards for shellfish biotoxins in some developed countries and regions, hoping to provide some references for the monitoring and regulation of shellfish biotoxins in Ch
6、ina.Keyword： shellfish biotoxins; origin; distribution; determination methods; limit standard; Received： 2017-09-20贝类是广受市场欢迎的水产品, 贝类养殖是水产业的支柱产业之一。我国是世界上最大的贝类养殖国, 贝类养殖始于 20 世纪 70 年代, 贝类年产量占世界贝类总年产量的 60%以上。据统计, 2015 年我国贝类总产量为 1 384.610t, 比2000 年增长 33.27%, 占水产养殖总量的 28%, 其中主要为海水贝类养殖, 年产量为 1 358.810t1。中国
7、现有海水养殖贝类品种约 20 多个, 主要为贻贝、扇贝、牡蛎、螠蛏、鲍鱼、文蛤等1。贝类属于非选择性滤食生物, 其食物主要为藻类、原生动物等浮游生物和一些有机物残渣。在其生长过程中极易富集环境中的有害物质, 如致病菌、贝类毒素、农药残留物、重金属等。若卫生管控不当, 食用后会对人体健康产生危害, 甚至引起中毒, 对消费者的生命构成威胁。因食用贝类导致的中毒事件时有发生。贝类中毒事件的最主要诱因是贝类通过不同方式积累的生物毒素, 其中不同类型的藻类毒素和河豚毒素是比较常见的外源毒素2。为了捕食和防御外敌, 部分贝类自身也能产生毒素, 但随着人们食用贝类的经验积累, 基本能对此类贝类进行鉴别, 因
8、此由于贝类自身的内源性毒素造成的中毒事件并不多见。大规模的贝类中毒事件多是因为贝类通过食物链或其它原因累积的外源性毒素造成2。贝类生物毒素不仅对消费者的健康造成了威胁, 也影响了水产养殖业的可持续发展。随着研究的深入和检测仪器设备的完善, 人们对贝类生物毒素的了解越来越深刻, 一些新的毒素类型也陆续被发现, 提高了对贝类食品安全的认识水平。1 贝毒的种类、来源及分布1.1 记忆缺失性贝毒 (Amnesic shellfishpoisoning, ASP) 记忆缺失性贝毒于 1987 年在加拿大一次大规模中毒事件中第一次被发现, 中毒病人的典型症状为腹痛、腹泻、呕吐、短暂记忆缺失、意识混乱, 不
9、能辨认家人及朋友, 多数在进食后 36 小时发病, 因其导致记忆缺失的中毒症状奇特而命名。经研究, 记忆缺失性贝毒的主要成分为软骨藻酸, 属氨基酸类化合物, 分子式为 C15H21NO6, 相对分子质量为 311.33, 易溶于水, 是由长链羽状硅藻代谢产生的一种强烈的神经毒性物质, 可直接或间接刺激谷氨酸受体。软骨藻酸含有三个羧基和一个仲氨基, 在不同 p H 条件下, 可呈现不同带电状态3。软骨藻酸具有十多种异构体, 推测是由软骨藻酸在一定条件下转化而来。软骨藻酸于 1958 年由日本科学家在鹿儿岛的大型藻类软骨藻中分离得到, 常被用作驱虫剂。1975 年在地中海红藻中也分离出软骨藻酸。1
10、987 年加拿大中毒事件后, 进一步研究发现软骨藻酸的产生藻为多列拟菱形藻 Pseudo-nitzschia multiseries, 随后发现拟菱形藻属中的澳洲拟菱形藻 P.australis, 成列拟菱形藻 P.seriata 和菱形藻属的 Nitzschia actydrophila 以及人工养殖的双眉藻属的咖啡形双眉藻 Amphora coffaeiformis 也可产生软骨藻酸, 特别是拟菱形藻属和菱形藻属中的海洋硅藻大量繁殖形成赤潮后的初始阶段软骨藻酸产量较高, 可见软骨藻酸是与赤潮发生密切相关的一种生物毒素3。不同藻种软骨藻酸的产生情况差异较大, 且受温度、盐度等多种因素的影响,
11、 目前具体作用机制尚不明确。拟菱形藻广泛分布于全球海水中, 主要有毒藻种的分布如表 1。目前我国也有一些关于能产毒的拟菱形藻的报道, 但具体产毒情况尚无报道。1.2 麻痹性贝毒 (Paralytic shellfishpoisoning, PSP) 麻痹性贝毒是目前世界范围内分布最广、危害最大的一类赤潮生物毒素。PSP中毒初期为口舌感觉异常、麻木, 恶心眩晕, 而后可出现身体部位麻痹, 严重时可致呼吸困难、喉咙紧张, 危险期为 1214 小时。PSP 不易诊断, 一般根据进食史判断。研究表明 PSP 来源于海水中的有毒甲藻。PSP 一系列毒素的化学结构在 1957 年由石房蛤中所分离出的石房蛤
12、毒素 Saxitoxin (STX) 首次确认4。PSP 是一类四氢嘌呤的三环化合物, 胍类毒素, 易溶于水。目前已发现的 PSP多达 23 种, 根据取代基的不同进行分类。其 C11 上存在同分异构现象, 在贝类体内, 异构体可以转化成更加稳定的 异构体, 其摩尔比 (/) 可以用来分析贝类的染毒时间3-4。根据基团的相似性, 麻痹性贝毒可分为四类:氨基甲酸酯类毒素 (Carbamate toxins) , 包括石房蛤毒素 (Saxitoxin, STX) , 新石房蛤毒素 (Neosaxitoxin, NEO) , 膝沟藻毒素 GTX1-4;N-磺酰氨甲酰基类毒素 (N-sulfocarb
13、amoyl toxins) , 包括 C1-4、GTX5 (B1) 和 GTX6 (B2) ;脱氨甲酰基类毒素 (Decarbamoyl toxins) , 包括 dc STX、dcneo STX、dc GTX1-4;脱氧脱氨甲酰基类毒素 (Deoxydecarbamoyl toxins) 4。关于 PSP 的研究主要集中在对石房蛤毒素的研究上。PSP 分布非常广泛, 全球多国海域均有发现, 包括日本、美国、加拿大、新西兰、澳大利亚、法国、智利、中国内地和台湾等海域都发生过 PSP 中毒事件, 且其蔓延的趋势在进一步扩大。表 1 主要有毒拟菱形藻的分布区域 Tab.1 Distribution
14、 of major poisoning Pseudo-nitzschia 下载原表 1.3 腹泻性贝毒 (Diarrheic shellfishpoisoning, DSP) 腹泻性贝毒是一类脂溶性毒素, 化学结构为聚醚或大环内酯化合物, 不易溶于水, 热稳定性高。主要包括软海绵酸 (Okadaic acid, OA) 、鳍藻毒素 (Dinophysistoxin, DTX) 、蛤毒素 (Pectenotoxins, PTX) 、虾夷扇贝毒素 (Yessotoxins, YTX) 。大部分 DSP 中毒的主要症状是腹泻、恶心、呕吐, 可持续三四天, 一般不致命。OA 是最早被发现的脂溶性毒素,
15、 1978 年发现于产自日本海域的一种海绵。OA毒素和 DTXs 对蛋白磷酸酶 1 (PP1) 和蛋白磷酸酶 2A (PP2A) 型的蛋白磷酸酶的抑制作用非常专一且高效3。其中 OA 还有明显的致癌作用, 贝类产品肝脏中 OA 和 DTX-1 毒素的含量超过 2g/g 和 1.8g/g, 食用时就会对人类产生毒害作用。PTX 和 YTX 均最初发现于日本的虾夷扇贝中3-4。PTX 在贝类中常与OA 毒素伴生, 化学结构和 OA 类似5。主要产毒藻为鳍藻, 目前已发现有 15种组分。YTX 是脂溶性贝毒中最复杂的一类毒素, 同系物高达百种, 主要存在于网状原甲藻和多边舌甲藻中, 但 YTX 不具
16、备腹泻性毒性3。OA 和 DTX 目前在全球几乎所有近岸海域均有分布, PTX 主要分布在日本海岸, 目前已扩展到澳大利亚、新西兰和一些欧洲国家, YTX 也在世界多个地区的贝类中被检测出。目前腹泻性病毒在全球的分布仅次于麻痹性贝毒5。1.4 神经性贝毒 (Neurotoxin shellfishpoisoning, NSP) 神经性贝毒也是一类脂溶性贝毒, 主要产毒藻为短裸甲藻, 海洋卡盾藻和赤潮异弯藻也能产生此类毒素。人类食用蓄积了短裸甲藻的贝类后一般 30 min 到 3 h 就会出现 NSP 中毒现象, 主要表现为胃肠紊乱和神经麻痹, 在赤潮区吸入含有短裸甲藻毒素的气雾也会引起气喘、咳嗽等中毒现象。NSP 于 1947 年首先在墨西哥湾的短裸甲藻中发现, 1981 年从短裸甲藻中成功分离得到了短裸甲藻毒素, 用闪光分析法将该毒素分为 BTX-A, BTX-B, BTX-C 三种, 其
