扇貝毒素

pectenotoxins，PTXs，帶有聚醚大環內酯結構的脂溶性海洋生物毒素。由海洋甲藻中的鰭藻屬的幾個種產生，1984年首次從日本養殖扇貝日本蝦夷扇貝中分離得到。

基本介紹

• 中文名：扇貝毒素
• 外文名：pectenotoxin
• 結構：聚醚大環內酯結構
• 發現時間：1984年
• 所屬學科：海洋技術
• 已發現種類：約100種

簡介

扇貝毒素（pectenotoxins，PTXs）是一類聚醚大環內酯結構的脂溶性海洋生物毒素，是由海洋甲藻中的鰭藻屬Dinophysis spp.的幾個種產生的毒素，1984年首次從日本陸奧（Mutsu）灣的的養殖扇貝日本蝦夷扇貝Patinopecten yessoensis的消化腺中發現鑑定。具有很高（小鼠致死劑量實驗數據存在衝突，因此無法給出結論性數值）的小鼠腹腔注射致死毒性。自從被發現以來，其所發現的地理區域不斷擴大，我國亦有發現。已報導發現的PTXs來源生物為鰭藻屬的Dinophysisacuta、D.fortii、D.acuminata、D. caudata、D.norvegica、D.norgevica、D.rotundata、D. infundibulus和D. sacculus幾種。無論是含量、頻率，還是產毒藻的種類，PTX-2是在鰭藻中發現的最主要的PTXs類毒素組分。鰭藻難於在實驗室培養，以及標準毒素的匱乏是限制深入研究的最大困難。

化學結構

PTX-1—PTX-7和PTX-10最初都是從日本扇貝中發現的。PTX-1的結構是1984年從日本養殖蝦夷扇貝中分離鑑定的第一個PTXs化合物。已從世界各地微藻和貝中發現了20多種PTXs組分結構。PTX-2是唯一由Dinophysis fortii產生的此類化合物，其他大多數PTXs同系物則是PTX-2在貝中生物轉化或提取過程中的人為轉化產物。PTX是含有2個磺醯基的多環聚醚類化合物。到目前為止已有近100種PTX同系物從浮游植物和貝類中被發現，但是只有大約40種PTXs的結構通過核磁共振（NMR）和/或液相色譜-質譜聯用（LC-MS/MS）等技術和方法得以確定。

扇貝毒素化學結構

生物來源

截止至2011年，已報導在微藻或貝中發現PTXs的國家有：澳大利亞、義大利、日本、紐西蘭、挪威、葡萄牙和西班牙、克羅地亞、愛爾蘭、法國、智利、加拿大等。右圖說明：●表示在貝類中檢測到PTXs，×表示貝類中含有PTXs　在我國近海海域已報導發現的鰭藻有16種：漸尖鰭藻D.acuminata、倒卵形鰭藻（弗氏鰭藻）D.fortii、具尾鰭藻D. caudata、銳角鰭藻（急尖鰭藻）D.acuta、勇士鰭藻（叉形鰭藻，具叉鰭藻）D.miles、園形鰭藻D.rotundata、三角鰭藻D. tripos、帽狀鰭藻D.mitra、契型鰭藻D. cuneus以及D. acutoides、D. apicatum、D. hastata、D. homunculus、D.porodictyum、D. schuttii、D. rudgei。其中已報導能產生PTXs毒素的鰭藻有5種。在膠州灣海域發現產毒藻漸尖鰭藻（Dinophysis acuminata）；1998年渤海灣發現倒卵形鰭藻（Dinophysis fortii）；1997年至1998年廣東沿海發生的多次赤潮中，具尾鰭藻（Dinophysis caudata）以優勢赤潮藻類存在；在廣東近岸海域能產生這類毒素的毒藻有漸尖鰭藻（D.acuminata）、倒卵形鰭藻（D.fortii）。

扇貝毒素全球分布

健康風險評估

由於PTXs類毒素在不同貝中的結構分布、以及不同組分結構的毒理機制存在巨大差異，對於不同的地區、不同的貝類，其潛在風險是非常不同的。在葡萄牙貝中，絕大部分PTX-2轉化為PTX-2sa，就目前的研究結果顯示這一過程導致毒性減小，就PTXs毒素而言，食用貝類可以認為是安全的。紐西蘭綠殼貽貝（Perna canaliculus）和藍貽貝（Mytilusgalloprovincialis）快速轉化PTX-2為細胞毒性更小的PTX-2sa，就這2種貝的食用安全而言，風險不大。日本扇貝（P. yessoensis）轉化PTX-2為同樣具有肝毒性的PTX-1、PTX-3和PTX-6，就這一類毒素來說，日本扇貝的食用風險就相當大。2009年2月3日，歐盟食品安全局發布海洋貝類生物毒素—扇貝毒素的科學意見。PTXs存在於牡蠣、貽貝、扇貝及蛤等體內，是一種多聚醚類化合物，目前所知有90多種PTXs，但僅有少數被完全鑑定出來，PTXs在常規烹飪溫度下很穩定，對PTXs的毒理學研究數據較少。歐盟食品安全局食物鏈污染小組（CONTAM Panel）經評估最終確定其急性毒性劑量（ARfD）為25μgPTX等價物/kg bw。將400g貝肉作為其急性風險評估的最大攝入量，若貝肉中PTXs的含量低於3. 75mg/kg（目前歐盟對此值的限定是1mg/kg），則食用400g貝肉並無健康風險。而日本政府規定，貝類可食部分貝毒含量經小白鼠法檢測達到0.05Mu/g以上的海域，禁止捕撈和銷售其中的貝類，因為食用量超過200g以後，便可導致人體中毒。

毒理作用

報導的PTX-2小鼠腹腔注射最小致死劑量（Aminimum lethaldose，MLD）是260μg/kg，而半致死劑量LD50是411μg/kg。PTX-1和PTX-2具有相似的小鼠腹腔注射毒性，最小致死劑量是250μg/kg。PTX-6對於小鼠（mice）的腹腔注射致死劑量是500μg/kg，其毒性值大約是PTX-1，PTX-2和PTX-11的腹腔注射致死劑量值的一半。　研究已經顯示PTX-2sa對實驗鼠沒有或很低的口服或腹腔注射毒性，PTX-2轉化為PTX-2sas導致毒性消失，完成了脫毒反應。因此PTXs在貝類中發生酶解氧化為酸式結構的轉化反應，會轉化這類毒素為對人類消費者是低風險的。PTX-6的腹腔注射和口服毒理有巨大的差異，尚不得而知隨貝類攝入的PTX-6是否會被腸吸收，並轉移到血液系統。

PTX-1、PTX-3和PTX-6具有高度肝毒性。PTX-1能引起肝臟壞死，但不具有腹瀉的作用。PTX-2和PTX-6對鼠肝臟損傷的機理是有本質區別的，PTX-2由於引起循環紊亂而在肝臟下部引起充血；而PTX-6在肝內引起嚴重的出血。PTX-6的這一毒理現象非常類似於用藍藻毒素microcystin-LR得到的病理結果。

研究顯示PTXs對幾株人癌細胞具有強烈的細胞毒性。使用NG108-15和Neuro-2a細胞的研究也證實了PTX-2的細胞毒性，而且NG108-15細胞更敏感。以幾株白血病細胞的實驗表明，PTX-2抑制端粒酶活性、並通過抑制NF-jB（Nuclear factor-kappaB）快速合成活性而具有抗癌活性。PTX-2是肌動蛋白抑制劑，因此被建議做為p53-缺損腫瘤的化學療法的有效藥劑。對PTX-6和PTX-2的研究證實中斷肌動蛋白細胞骨架可能是PTXs毒素關鍵的毒理作用功能，儘管在分子水平的作用機制還不清楚。

在動物實驗中，PTX-2具有極高的小鼠腹腔致死毒性，而口服毒性很小或沒有，這可能因為它在胃腸消化道內極少被吸收，或者是在胃和腸道內快速生物轉換為毒性更小的降解物，如PTX-2sa等；PTX-1和PTX-11具有鼠腹腔注射毒性。PTX-2sa無論是口服毒性還是腹腔注射毒性都很小，這表明內酯環打開的反應（PTX-2→PTX-2sa）導致了PTXs毒性消失或減小的反應轉換；PTX-2和PTX-2sa在小鼠實驗中都不具有腹瀉的作用，證明早期將PTXs歸為腹瀉性貝毒組是名不符實的。

PTX-2sa和7-epi-PTX-2sa對於KB細胞的細胞毒性明顯低於PTX-2的現象，意味著PTXs類毒素的環狀結構是重要的毒理作用部位。沾污PTXs的貝的脂溶性萃取液，對實驗小鼠具有很高的腹腔注射致死毒性，但口服毒性很小；這一類化合物並不具有誘導腹瀉的毒理作用，早期曾報導的幾種PTXs結構導致腹瀉作用，現已證明是由於共存在貝中的腹瀉性貝毒組分軟海綿酸OA（okadaic acid）或鰭藻毒素DTXs（dinophysis toxins）引起的。由於有毒的鰭藻也產生OA和DTXs，所以通常PTXs是與OA等共同存在於有毒的貝中。

毒素檢測

截止至2011年，對檢測此類貝毒尚無統一的可行的靈敏方法，一般採用檢測DSP、PSP的技術來推測是否可能引發中毒。我國出口商檢採用的是日本官方認可的小白鼠試驗方法，其基本原理是，以雄性純種小白鼠為試驗材料（ddy系或ICR系均可），體重要求16~22g，經腹腔注射扇貝的貝毒提取物，以可使小鼠24h致死的最低量為1Mu，來定量計算所測扇貝樣品中的小白鼠單位（Mu）數，已知DSP對人的最小致病量的12Mu，根據測得的貝毒含量及扇貝食用量，確定該扇貝是否可以食用小白鼠試驗的最低檢出量為0.05Mu/g，報告結果時間為兩天，該方法的缺點是靈敏度低，檢測周期較長，且檢測結果易受其它因素干擾。