常见于双壳贝类等海洋生物中。在已发现的4000多种海洋微藻中,近百种可产生毒素,主要为甲藻和硅藻,尤以甲藻居多。贝类毒素可直接影响海洋生物的生命活动,威胁海洋生态系统稳定;而且毒素可以经食物链传递到贝类、鱼类等生物体内,危及人类健康和经济安全。
贝类毒素
主要由海洋中的有毒微藻/浮游植物产生,对其他海洋生物乃至人类健康具有危害性的一大类小分子有毒化学物质的统称。
- 英文名称
- shellfish toxins
- 所属学科
- 渔业
传统方法根据致毒症状,将贝类毒素分为麻痹性贝类毒素[注]、腹泻性贝类毒素[注]、记忆缺失性贝类毒素[注]和神经性贝类毒素[注]等。2004年,联合国粮食及农业组织、政府间海洋学委员会和世界卫生组织(FAO/IOC/WHO)共同组建的双壳类软体生物毒素工作组,建议基于贝类毒素的化学结构,将毒素划分为石房蛤毒素组[注]、大田软海绵酸毒素组[注]、软骨藻酸组[注]、短裸甲藻毒素组[注]、氮杂螺环酸组[注]、蛤毒素[注]、虾夷扇贝毒素[注]和环亚胺类毒素[注]八类。
贝类毒素普遍为小分子物质,分子量多在300~1000,一般有3~100数量不等的同系物。其中,石房蛤毒素(STX)和软骨藻酸(DA)为水溶性毒素,易溶于水,可溶于乙醇、甲醇,不溶于非极性溶剂;石房蛤毒素(STX)为四氢嘌呤类物质,耐酸耐热,碱不稳定;软骨藻酸(DA)为环状非蛋白氨基酸类物质,耐碱耐热、酸不稳定。其余大田软海绵酸毒素(OA)、短裸甲藻毒素(BTX)、氮杂螺环酸(AZA)、蛤毒素(PTX)、虾夷扇贝毒素(YTX)和环亚胺类毒素(CIs)均为聚醚类脂溶性毒素,具热稳定性,易溶解于甲醇、乙醚等非极性有机试剂。
贝类毒素毒性大小不一,欧盟给出的急性中毒参考剂量(小鼠腹腔注射方式)从小到大依次为氮杂螺环酸(AZA)、大田软海绵酸毒素、石房蛤毒素、蛤毒素(PTX)、软骨藻酸(DA)、虾夷扇贝毒素。不同同系物毒性可由毒性当量因子(TEF)换算,以此计算样品的总毒性。中毒症状总体可分为神经性和消化性两种表征。石房蛤毒素、短裸甲藻毒素、软骨藻酸和环亚胺类毒素等毒素组可引起神经中毒,表现为痉挛、麻痹、抽搐等症状。其中,石房蛤毒素和短裸甲藻毒素作用机制为堵塞钠离子通道,软骨藻酸机制是通过胞内钙离子超载使信号转导紊乱,环亚胺类毒素可阻断神经系统的乙酰胆碱受体。大田软海绵酸毒素和氮杂螺环酸则主要导致消化系统不适,如腹泻、腹痛、呕吐等。其中,大田软海绵酸毒素作用机制为抑制丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(PPs)活性,氮杂螺环酸可能通过影响细胞内环磷酸腺苷(cAMP)水平产生毒性。蛤毒素可引起细胞凋亡且影响细胞骨架稳定性,常与大田软海绵酸毒素伴生,致腹泻作用不强,主要造成受试小鼠弓背、昏睡、疲惫、呼吸和运动失调。虾夷扇贝毒素为毒性最小的一类毒素,主要具有四种分子机制,即影响细胞间钙离子迁移、改变腺苷-3',5'-环化一磷酸含量、蛋白质和细胞凋亡,可导致小鼠出现烦躁不安、呼吸困难、颤抖、痉挛的症状。
贝类毒素检测共分五大类:①动物活体测试方法。主要是利用小鼠(腹腔注射)和大鼠(口服)等生物作为实验生物。②体外细胞测试方法。主要有细胞毒性、离子通道激活及血细胞溶血法等。③体外功能测试方法。包括受体结合和酶活性抑制/激活法等。④免疫学方法。有酶联免疫、免疫-色谱法和生物传感器法等。⑤色谱分析方法。包括薄层色谱、液相色谱和液相色谱-质谱联用法等。小鼠生物法(腹腔注射)和受体结合法为一般筛选方法,应用最为广泛。液相色谱-质谱联用法被建议作为标准确证技术写入国际食品法典委员会[注]法规,也是未来的主要分析方法。
贝类毒素/有害赤潮的监控非常复杂,但能够有效地防范贝类毒素中毒事件,对消费者健康和经济安全具有重要的保障作用。截至2017年底,仅欧、美少数国家或地区建立了较为系统的监控体系。一般监控步骤是:发现赤潮迹象(水体变色、生物死亡或行为不正常)、样品采集(浮游植物、贝类/鱼类)、样品分析(赤潮状况、毒素含量)、结果评估、信息发布和实施监管应对措施。2004年,新西兰还建立了基于固相吸附毒素追踪(SPATT)的监控预警方法,可依据水体中毒素含量变化,对赤潮/贝类毒素风险进行提前预警;美国食品药品监督管理局(FDA)于2014年建立了针对收获期贝类的监控方法,可短时间内对毒素风险进行评估,最大化规避消费风险和经济损失。
国际上一些国家或组织制定贝类毒素政策法规主要集中在检测方法、限量标准和风险评估等三个方面。检测方法方面,重点推动液相色谱-质谱联用法作为标准方法,同时将小鼠生物法和受体结合法作为筛查方法。限量标准除虾夷扇贝毒素组提高外,其他则建议大幅度降低现有限量标准,同时需调整不同毒素的限量目标组分。风险评估是国际政策的另一重要内容,欧盟和国际食品法典委员会(CAC)均特别强调必须了解相关海域的潜在危害,包括产生毒素的藻种,此海域贝类(最低程度)或资源生物(尽其所能)所中毒素种类,能影响到的双壳类种类以及毒素对人类健康的危害机制等。
扩展阅读
- ANA G C,JUAN M V.New trends in marine freshwater toxins: food safety concerns.Nova Science Publishers,2011.
- LUIS M B.Seafood and freshwater toxins: pharmacology, physiology and detection.second edition.CRC Publish,2008.
- EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM).Statement on Further Elaboration of the Consumption Figure of 400 g Shellfish Meat on the Basis of New Consumption Data.EFSA Journal,2010,8(8):1706.