【天然手性毒物  1.】

（1.  粮食作物腐败后的产物黄曲霉素）

       黄曲霉毒素（aflatoxin，简称AFT）是黄曲霉（Aspergillus flavus，简称AF）和寄生曲霉等某些菌株产生的双呋喃环类毒素。其衍生物有约20种，分别命名为B₁、B₂、G₁、G₂、M₁、M₂、GM、P₁、Q₁、毒醇等。其中以B₁的毒性最大，致癌性最强。1960年首次于英国伦敦郊区“火鸡X病”（当时不清楚病因，故以此命名）的发生导致了AF（黄曲霉毒素）的发现。AF是一类结构和理化性质相似的真菌次级代谢物，是自然界中已经发现的理化性质最稳定的一类霉菌毒素。

 AF的产生需要一定的条件，不同的菌株产毒能力差异很大，除基质以外，温度、湿度、空气均是AFT生长繁殖及产毒的必要条件。研究者发现AF和寄生曲霉的最佳生长条件为33～38℃，pH为5.0和AW（水分活性）为0.99。温度在24～28℃之间，相对湿度在80%以上，黄曲霉菌产毒量最高。故南方及温湿地区在春夏两季易发生AF中毒，有的作物甚至在收获前或收获期就可能被AF污染。AF常常存在于土壤、动植物、各种坚果特别是花生和核桃中。在大豆、稻谷、玉米、通心粉、调味品、牛奶、食用油等制品中也经常发现AF。一般在热带和亚热带地区，食品中AF的检出率比较高。

 AFT的危害： ①致突变性。黄曲霉毒素具有致突变性，能使人成纤维细胞发生程序外DNA合成，动物实验可见染色体畸变，染色体断裂，某些染色体4q、13q、14p发生缺失。AFB1是一种能导致生物体遗传物质发生变化的致突变化合物，但 AFB1本身不能引起突变，而必须在机体内经过代谢活化后才具有致突变作用，称为间接致突变物。目前认为无论是DNA去嘌呤造成的损伤还是由于经酸、碱水解不断蓄积开环加合物而使DNA分子发生的改变，都是突变前的一种改变，都有进一步发展为癌症的可能性。 

       ②损害肝脏。黄曲霉毒素是一种剧毒的致肝癌物质，其中黄曲霉毒素B1可引起细胞错误地修复DNA，导致严重的DNA诱变，还可抑制DNA和RNA的合成，从而抑制蛋白质的合成。乙型肝炎病毒和黄曲霉毒素B1是我国诱发肝癌的两大主要危险因素，乙肝病毒基因可增强黄曲霉毒素B1的致癌效应，两者均可使肝细胞处于较活跃的增殖状态，在致肝癌过程中具有明显的协同作用。

 ③环境毒性。自1962 年分离出黄曲霉毒素以来，人们对其毒性进行了较深入的研究，发现其毒性属于极毒，其剧烈的毒性比人们熟知的剧毒药氰化钾要强10倍，比眼镜蛇、金环蛇的毒汁还要毒，比剧毒农药1605、1059的毒性强28～33倍。黄曲霉毒素有很强的急性毒性，也有显著的慢性毒性。人摄入大剂量的黄曲霉毒素后可出现肝实质细胞坏死、胆管上皮细胞增生、肝脂肪浸润及肝出血等急性病变，前期症状为发烧、呕吐、厌食、黄疸，继而出现腹水，下肢浮肿并很快死亡。

       ④食品污染。黄曲霉毒素在食品中的污染波及世界各地区，一般来说，热带和亚热带地区食品污染较重，其中以花生、玉米的污染最为严重。

 黄曲霉尽管种类繁多，但它们基本结构中都有双呋喃环和氧杂萘邻酮（又名香豆素），前者为其毒性结构，后者可能与其致癌有关。AFT难溶于水、己烷、乙醚和石油醚，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙腈和二甲基甲酰胺等有机溶剂，分子量为312～346，熔点为200～300℃。AF对光、热和酸稳定，耐高温，通常加热处理对其破坏很小，只有在熔点温度下才发生分解。在中性、弱酸性溶液中很稳定，pH1～3的酸性溶液中稍分解，在pH9～10溶液中迅速分解破坏。AFT遇碱能迅速分解，pH为9～10时迅速分解成几乎无毒的盐，但此反应可逆，即在酸性条件下有复原。因此在食品去毒时可利用这一化学反应。毒素纯品在高浓度下稳定，低浓度的纯毒素在紫外辐射易分解。5%的次氯酸钠溶液、Cl₂、NH₃、H₂O₂及SO₂等均可与AFT起化学反应破坏其毒性。在自然条件下，食品中污染的AF稳定性很强。AFB1严重污染的稻谷，室温下自然存放已有20多年，毒性含量逐渐降低，但仍可检出AFB1。

        AFT的结构如下：

从化学结构上看，黄曲霉毒素是高度取代的香豆素。其中 AFB1类为甲氧基、二呋喃环、香豆素、环戊烯酮的结合物。AFG1类结构为甲氧基、二呋喃环、香豆素和环内酯。自然环境下，在被污染的食品中只检测出AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1和 AFM2，其中以 AFB1存在量最大也毒性最高，AFM1是AFB1的代谢产物，毒性仅次于 AFB1。

黄曲霉毒素的各种代谢产物的毒性强弱顺序是：AFB1> AFM1> AFG1>AFB2> AFM2> AFG2。从毒性顺序可以看出，结构中双呋喃环末端具有双键结构的毒性大，不具双键结构的毒性相对较小。 

从各类型的AFT的化学结构上看，其核心基础是香豆素结构，在此基础上取代衍生而来。那么也就是说不管那种类型的AFT，在其双呋喃环上都有两个手性中心，见下图。遗憾的是目前对其手性及其选择性行为和反应研究较少，亟待相关研究的发展。但无论怎样，这种双呋喃环和氧杂萘邻酮的复杂结构和它的手性中心等 的多样性或能是导致它的类型和毒性多变的原因。

                                                             丰都智愚河畔环境技术工作室