摘要
霉菌毒素是热带和亚热带地区主食作物的普遍污染物,对食品安全和公共卫生构成持续威胁,特别是在营养脆弱人群中。本系统性综述整合了2020年至2025年发表的关于营养缺乏与霉菌毒素中毒易感性之间双向关系的证据,结合机制研究、观察性研究和干预研究,提供了一个综合视角。我们检索了PubMed、Scopus和Web of Science数据库,筛选了研究营养状态、吸收、解毒、免疫功能以及与黄曲霉毒素、伏马菌素、赭曲霉毒素、单端孢霉烯和玉米赤霉烯酮相关的健康结局的研究。结果确定了营养不良加剧霉菌毒素危害的几个共同机制。蛋白质-能量缺乏和维生素A、C、E、叶酸、硒、锌及铁等微量营养素不足会损害肝脏I相和II相解毒酶活性,降低抗氧化防御能力,并削弱免疫功能。相反,常见霉菌毒素会破坏肠道结构并下调营养转运蛋白,造成吸收不良综合征,导致营养流失持续发生。这种相互作用形成了一个毒-营养螺旋,在低收入环境中的儿童、孕妇和免疫功能低下成人中表现最为明显,已记录的后果包括发育迟缓、贫血和不良出生结局。本综述强调了血清视黄醇、硒依赖性谷胱甘肽过氧化物酶活性、血浆叶酸、血清锌和尿氧化损伤标志物等营养生物标志物在分层评估脆弱性和监测干预措施方面的预测价值。减轻危害的证据支持采用综合方法,包括减少污染的农业措施、生物强化、靶向微量营养素补充、改善收获后储存、文化适宜的食品加工以及益生菌等肠道聚焦策略。尽管研究设计的异质性限制了荟萃分析,但体外、动物和人类研究的机制发现一致支持对结合营养和食品安全干预措施进行特定情境试验的合理性。我们得出结论,减轻霉菌毒素中毒负担需要协调多部门政策,将营养项目与作物管理和监测联系起来,并开展推进生物标志物验证、基于组学的机制发现和可扩展递送模型的研究。实施这些策略可以打破毒-营养螺旋,保护脆弱人群,并增强食品系统应对气候变化的韧性。政策制定者、研究人员和社区必须合作将证据转化为行动。
引言
背景:霉菌毒素与营养脆弱性
霉菌毒素是由曲霉、镰刀菌和青霉等真菌产生的多种有毒次级代谢物。这些毒素通常会污染谷物、玉米、花生和其他坚果等主食作物,特别是在热带和亚热带气候典型的温暖潮湿条件下。此类地区往往同时经历高水平的霉菌毒素污染和广泛的营养不足,造成重叠的公共卫生危机。
在研究最多的霉菌毒素中,黄曲霉毒素B1和M1以其肝毒性、免疫抑制和致癌作用而闻名。在饮食多样性有限和粮食不安全普遍的环境中,这些风险进一步加剧。证据表明,坦桑尼亚农村的儿童经常通过受污染的主食暴露于黄曲霉毒素和伏马菌素,增加了生长障碍的风险。
除个体健康影响外,霉菌毒素还带来显著的公共卫生和经济负担。尽管农业控制计划和食品安全政策等干预措施在减少暴露方面显示出不同程度的成本效益,但在低收入环境中其实施仍然有限。重要的是,高暴露区域与蛋白质-能量营养不良高发区域的重叠引起了人们对霉菌毒素与营养不良之间协同作用的关注,这种作用放大了健康风险。
营养对宿主防御的决定作用
充足营养是身体抵御环境毒素的基础。包括蛋白质、维生素A、C和E、叶酸、硒和锌在内的关键营养素支持免疫系统并帮助解毒过程。在资源不足环境中普遍存在的这些营养素缺乏会损害宿主对包括霉菌毒素在内的毒素的抵抗力。
虽然这些营养素在肝脏解毒、免疫调节和上皮保护中的机制作用已被认可,但为避免在此处重复,详细讨论将在结果部分(3.1-3.2节)提供。
霉菌毒素与营养之间的双向相互作用
营养与霉菌毒素之间的关系不是单向的。虽然营养不良增加了对霉菌毒素中毒的易感性,但霉菌毒素本身也会损害营养利用。实验和观察数据表明,黄曲霉毒素和伏马菌素通过破坏肠道上皮和下调关键营养转运蛋白来干扰营养吸收。这可能会加剧现有必需微量营养素的缺乏,并导致营养不良的持续存在。
有趣的是,并非所有研究都显示霉菌毒素暴露与人体测量缺陷之间存在直接线性关系。在一项尼泊尔儿童队列研究中,生命前36个月的黄曲霉毒素暴露与生长受损没有显著关联,表明暴露影响可能取决于基线营养状况、饮食多样性和共存感染等背景因素。
毒-营养螺旋的概念——一个营养不良和霉菌毒素暴露相互强化的循环——已被提出作为理解这些复杂相互作用的模型。面临粮食不安全的人群,尤其是儿童和孕妇,由于其更高的代谢需求和获取营养密集型食物的渠道有限,特别容易受到这种螺旋的影响。
综述的原理和目标
霉菌毒素继续对食品安全和公共卫生构成重大挑战,尤其是在营养脆弱人群中。随着气候变化预计会加剧真菌增殖并延长产霉菌毒素作物的生长期,膳食暴露的全球风险预计将增加。与此同时,基因组学进展为预测和从源头减轻污染风险提供了有前景的工具。
本综述旨在系统评估营养状况与霉菌毒素中毒易感性之间的相互作用,具体目标如下:
- 探索营养不良或营养缺乏如何增加宿主对霉菌毒素的易感性
- 检验霉菌毒素如何损害营养吸收和利用
- 识别高风险群体并讨论减轻危害的营养策略
通过突出这种双向关系,本综述旨在支持整合食品安全、营养和公共卫生政策的综合方法,以减少脆弱社区中霉菌毒素相关疾病的负担。
材料与方法
概述
本节详细说明了用于系统评估营养状况与霉菌毒素中毒易感性之间关系的方法论。采用了遵循国际公认系统评价标准的严格结构化方法。该过程包括全面的文献检索、透明的纳入标准以及使用验证工具进行的关键评估,以确保方法学完整性。该方法整合了随机和非随机研究的证据,确保对营养与膳食霉菌毒素之间相互作用的稳健评估。
检索策略
在PubMed、Scopus和Web of Science中对2020年1月至2025年3月发表的同行评议研究进行了全面检索。选择这一时间段是为了与PRISMA 2020指南的发布保持一致,并捕捉与气候变化背景和近期营养监测更新相关的霉菌毒素暴露的新兴数据。
纳入和排除标准
根据预先确定的纳入和排除标准选择合格研究。纳入的研究必须:
- 为2020年至2025年间发表的同行评议期刊文章
- 以英语撰写
- 调查营养状况与膳食霉菌毒素之间的关系
- 报告涉及营养状态、吸收或对霉菌毒素暴露的生理反应的明确定义的终点
如果研究是社论、预印本、会议摘要、缺乏转化相关性的纯动物研究,或缺乏明确的营养或毒理学终点,则予以排除。这些标准有助于简化综述过程,并确保仅分析与毒-营养界面相关的研究。
数据管理与偏倚风险评估
使用专为系统评价设计的基于网络的软件Rayyan QCRI进行筛选和数据提取。初始筛选由两名评审员独立根据标题和摘要进行,随后对全文进行资格评估。分歧通过协商解决。
为评估纳入研究的方法学质量,根据研究设计应用了多种工具。对于随机对照试验,使用RoB 2工具在五个领域评估偏倚风险。对于范围和观察性研究,应用PRISMA-ScR检查表,并遵循Cochrane手册6.3版的指导。文献数据库组合使用基于证据的建议进行了优化,学术平台选择遵循了对搜索系统检索质量的发现。使用PRISMA-S指南确保了搜索方法的报告保真度。非随机病例系列使用JBI工具进行评估。
表1列出了文献检索和综述过程中使用的验证工具、指南和软件。它将每个综述组件(例如,报告标准、偏倚工具、筛选软件)与应用的具体工具及其引用联系起来,为第2节中描述的方法提供了透明度。
研究选择流程图
图1展示了PRISMA 2020流程图,总结了第2节中详细说明的研究选择过程。它说明了从识别、筛选、资格到纳入的连续阶段,展示了如何识别、过滤和纳入最终合成的记录,以确保透明度和可重复性。
结果与讨论
概述
本节呈现了文献中的关键发现,并对营养状况与霉菌毒素中毒易感性之间的相互作用进行了综合讨论。讨论围绕反映营养可用性如何调节宿主对膳食霉菌毒素反应的核心机制的主题子部分进行组织。这些包括解毒能力受损、免疫功能障碍、肠道吸收不良以及毒-营养螺旋的延续。还考虑了干预措施和未来研究方向。
营养不良与宿主解毒能力受损
蛋白质、叶酸、维生素A、C、E、硒、铁和锌等营养缺乏已被一致证明会损害肝脏解毒霉菌毒素的能力。异生物质(包括黄曲霉毒素)的解毒主要涉及两个关键的肝脏酶系统:负责氧化的I相(细胞色素P450家族)和促进将有毒中间体转化为水溶性化合物以排泄的II相(如谷胱甘肽-S-转移酶或GSTs)。
蛋白质-能量营养不良直接损害肝脏酶合成。实验模型显示,缺乏蛋白质的饮食能显著降低肝脏CYP3A4活性,这是黄曲霉毒素B1生物转化的关键酶。这种降低损害了黄曲霉毒素B1的氧化,导致母体毒素在体内循环时间延长并增加细胞损伤。
硒作为谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)的辅因子,在解毒中起关键的抗氧化作用。暴露于伏马菌素的硒缺乏肝细胞表现出增强的氧化应激和线粒体损伤,表明肝脏对霉菌毒素损伤的弹性受损。同样,锌缺乏已被证明会抑制GST表达,削弱II相结合,从而损害毒素消除。
在维生素E缺乏的人群中,特别是在营养不良的儿童中,研究报告称黄曲霉毒素诱导的CYP450酶损伤加剧,进一步破坏I相解毒。这些发现与更广泛的证据一致,即低蛋白饮食不仅限制酶合成,还减少谷胱甘肽生产和结合反应所需的必需氨基酸的可用性。
微量营养素失衡超出了硒和锌的范围。多种微量元素的缺乏共同破坏结合途径,降低对多种霉菌毒素的酶防御。例如,叶酸缺乏导致暴露于黄曲霉毒素B1时肝脏DNA加合物形成增加,突显了微量营养素不足带来的致突变风险。
铁状态也调节解毒。铁缺乏性贫血与黄素含单加氧酶3(FMO3)的下调有关,这是一种较少被认知但关键的解毒酶,导致霉菌毒素从循环中清除速度变慢。同时,维生素C通过表观遗传调控CYP2D6可以影响赭曲霉毒素A的代谢,缺乏会降低酶周转率并增加毒素负担。
最近的研究增加了进一步的机制见解。营养不良期间GPX1的硒依赖性抑制被证明会加剧脱氧雪腐醇在肝细胞中的毒性,指出了氧化还原调节在调节毒素诱导损伤中的重要性。
图2示意了蛋白质和关键微量营养素缺乏如何损害肝脏I相和II相解毒酶。它突出了下游效应(CYP活性降低、GST/GPX功能降低),这些效应增加了霉菌毒素的生物积累和氧化应激。该图将生化机制与本小节对营养依赖性解毒脆弱性的讨论联系起来。
营养缺乏与霉菌毒素中毒中的免疫功能障碍
营养缺乏损害免疫系统管理霉菌毒素暴露的能力。表2总结了维生素A、C、D、E、叶酸、硒、锌和铁缺乏的免疫学后果。
本节重点在于综合这些微量营养素如何共同破坏粘膜免疫、细胞因子调节和屏障完整性,这些因素会增加对膳食霉菌毒素的易感性。维生素A在粘膜完整性和分泌型IgA反应中起关键作用。其缺乏削弱了肠道相关淋巴组织(GALT)并增加了肠道通透性,促进了黄曲霉毒素B1的易位并减少了局部免疫反应。
锌缺乏进一步加剧了肠道损伤,促进了T细胞凋亡并降低了伏马菌素暴露下的淋巴细胞活力。作为谷胱甘肽过氧化物酶活性关键的微量元素,硒也影响免疫监测。在暴露于赭曲霉毒素A的营养不良儿童中,硒补充被发现能恢复自然杀伤(NK)细胞活性,表明其在先天免疫防御中的相关性。虽然维生素D3通常不与抗氧化保护相关联,但它被证明能调节T辅助细胞分化,其缺乏使免疫反应向促炎性Th17表型倾斜。
维生素E是一种脂溶性抗氧化剂,能减轻免疫细胞中的氧化损伤。其缺乏破坏巨噬细胞功能,抑制吞噬活性,并损害核因子红系2相关因子2(Nrf2)信号传导,导致对黄曲霉毒素B1的反应加剧。锌的作用不仅限于T细胞存活,还包括调节上皮转运蛋白。具体来说,在霉菌毒素挑战下ZIP1和ZIP8的下调损害了屏障修复并促进了抗原渗透到粘膜下层。
铁对于中性粒细胞胞外陷阱(NET)形成至关重要,也在有毒应激下的先天免疫中发挥作用。在缺铁条件下脱氧雪腐醇(DON)暴露导致NET释放减少,损害了宿主对病原体-霉菌毒素共同暴露的第一道防线。同时,维生素C缺乏通过过度激活NLRP3炎性体加剧了伏马菌素B1(FB1)诱导的肺部炎症,表明抗氧化平衡与炎性体调节之间存在联系。
叶酸在营养不良个体中通常被耗尽,通过甲基化和核苷酸生物合成发挥免疫调节作用。其缺乏已被证明会加重单端孢霉烯诱导的细胞因子失调,特别是增强促炎细胞因子释放。最后,维生素A和锌的联合缺乏被发现会加剧黄曲霉毒素相关的肠道菌群失调,表明营养-毒素相互作用具有协同性,扰乱微生物稳态和免疫平衡。
表2总结了关键营养素、其主要免疫或保护功能以及每种营养素缺乏时的主要后果,如第3.2节所述。此表通过浓缩机制和功能证据支持该小节,这些证据将特定微量营养素缺乏与增加的霉菌毒素易感性联系起来。
霉菌毒素诱导的吸收不良与营养流失
尽管膳食摄入充足,但由于霉菌毒素对胃肠道的有害影响,营养生物利用度可能会严重受损。几种霉菌毒素,包括黄曲霉毒素、伏马菌素、单端孢霉烯、赭曲霉毒素和玉米赤霉烯酮,会破坏上皮完整性,使肠绒毛变钝,并损害营养转运蛋白功能。这些肠道损伤导致吸收不良综合征,造成继发性营养不良和生长障碍,尤其影响儿童和免疫功能低下个体。
黄曲霉毒素B1已被证明通过下调肠道脂肪酸结合蛋白2(FABP2)来损害脂肪酸吸收,FABP2是膳食脂质摄取和细胞内转运的关键介质。同时,脱氧雪腐醇(DON)等单端孢霉烯霉菌毒素抑制葡萄糖转运蛋白SGLT1和GLUT2,降低肠道葡萄糖吸收和能量可用性。
伏马菌素B1(FB1)常见于以玉米为基础的饮食中,通过抑制肠细胞中的还原型叶酸载体(RFC1)降低叶酸吸收。这破坏了一碳代谢并增加了神经管缺陷和贫血的风险。另一种雌激素样霉菌毒素玉米赤霉烯酮通过法尼醇X受体(FXR)途径损害胆汁酸再吸收,进一步损害脂溶性维生素的吸收。
赭曲霉毒素A通过改变上皮细胞中金属硫蛋白和锌转运蛋白的表达来破坏肠道锌稳态,如Caco-2细胞模型所示。这些变化不仅损害锌吸收,还削弱上皮修复和免疫弹性。
单端孢霉烯还损害肠道内壁的物理结构。具体来说,它们通过抑制Wnt/β-catenin信号通路诱导绒毛萎缩和隐窝增生,这对肠道再生和营养同化至关重要。这种结构破坏转化为吸收表面积受损和刷状缘功能受损。
FB1还被报道通过破坏维生素D受体(VDR)与视黄醇X受体(RXR)的异二聚化来抑制维生素D吸收,这是钙和磷吸收机制基因组激活的必要步骤。在乳糖不耐受模型中,黄曲霉毒素M1被观察到降低乳糖酶活性,加剧胃肠道不适并进一步限制营养可用性。
T-2毒素是一种强效单端孢霉烯,已被证明增加铁调素表达,这是一种阻断肠道铁转运蛋白的激素,从而损害铁吸收并易导致贫血,尽管摄入充足。此外,霉菌毒素的组合具有累积效应,共同暴露被证明会损害氨基酸转运蛋白如LAT1,限制了蛋白质合成和免疫功能所需的必需氨基酸的摄取。
图3描述了常见霉菌毒素如何靶向肠道转运蛋白和信号传导(绒毛变钝、转运蛋白下调)来减少营养吸收。它识别了受影响的转运蛋白(例如SGLT1、GLUT2、RFC1、FABP2、LAT1)和信号节点(FXR、VDR–RXR),这些介导了吸收不良。该图直接链接到该小节的证据,即霉菌毒素产生可测量的转运蛋白和结构损伤,导致继发性营养不良。
营养不良人群中的毒-营养螺旋
虽然记录毒-营养螺旋的许多研究源自撒哈拉以南非洲,但在全球范围内也观察到了类似模式。例如,尼泊尔的研究将黄曲霉毒素暴露与儿童发育迟缓联系起来,而危地马拉的研究显示玉米污染与生长障碍共同发生。这些发现证实了微量营养素缺乏与霉菌毒素之间相互作用的全球相关性,尤其是在依赖谷物为基础饮食的地区。
在营养不良的儿童中,黄曲霉毒素共同暴露与发育迟缓已被证明会协同损害神经发育,表明营养和毒素负担不仅是累加的,而且是倍增的有害。慢性黄曲霉毒素暴露还被牵涉到加剧夸休可尔症(蛋白质-能量营养不良的一种水肿形式),通过增加白蛋白氧化和全身氧化应激。
一项针对坦桑尼亚儿童的纵向研究强调了以玉米为基础的饮食中慢性霉菌毒素污染如何引发营养螺旋,从吸收不良开始,最终导致生长迟缓和发育迟缓。这种营养耗竭可以扩展到脂溶性维生素,如维生素A。例如,尼日利亚儿童的黄曲霉毒素暴露被证明直接耗尽维生素A水平,增加对感染和上皮损伤的易感性。
产前暴露同样令人担忧。子宫内暴露于霉菌毒素的婴儿在出生后生长迟缓的风险增加,突显了毒-营养协同作用的多代影响。在依赖花生为基础饮食的肯尼亚家庭中——一种经常被黄曲霉毒素污染的食物——这一循环被放大,因为持续摄入导致营养不良的复合效应。
在孕妇中,暴露于伏马菌素和黄曲霉毒素等膳食霉菌毒素已被联系到铁代谢中断和贫血,这不仅影响母体健康,还损害胎儿发育。动物研究同样显示,镰刀菌毒素降低饮食能量效率,这是一种可转化为面临粮食不安全和边际饮食的人群的机制。
此外,在HIV感染者中,肠道霉菌毒素吸收会加剧消耗综合征。在这种情况下,不良的粘膜免疫和现有营养缺乏加速了下行螺旋,破坏了治疗和营养干预。也许最令人担忧的是,伏马菌素诱导的叶酸耗竭已被牵涉到神经管缺陷风险增加,为毒-营养循环的跨代后果提供了分子证据。
图4展示了一个循环模型,说明营养不良如何损害解毒和免疫功能,增加毒素吸收,进而恶化营养状况。箭头追踪反馈循环(解毒受损→吸收增加→营养流失→免疫受损)并识别高风险群体(儿童、孕妇)。该模型将这些过程可视化为在各代和脆弱人群中形成自我强化的螺旋。
作为霉菌毒素风险预测指标的营养生物标志物
营养生物化学和毒理学的最新进展突显了微量营养素生物标志物在识别易受霉菌毒素中毒影响人群方面的预测价值。这些可在血清、血浆或尿液中测量的生物标志物可以提供早期预警信号,并帮助指导饮食或临床干预。与直接检测霉菌毒素的传统暴露标志物不同,营养生物标志物反映了宿主的生理脆弱性和解毒这些异生物质的能力。
最广泛建立的关联之一是血清视黄醇(维生素A)与黄曲霉毒素-白蛋白加合物水平之间的关联。在冈比亚儿童中,较低的视黄醇水平与较高的黄曲霉毒素生物标志物浓度强烈相关,表明维生素A状态可能影响毒素吸收或系统持久性。
同样,依赖充足硒摄入的谷胱甘肽过氧化物酶活性被发现是伏马菌素诱导氧化应激的可靠指标,特别是在玉米为主食的地区。血浆叶酸水平也与孕妇伏马菌素B1(FB1)排泄呈负相关。这种负相关突显了叶酸在维持甲基化平衡和预防与伏马菌素暴露相关的致畸后果方面的保护作用。
锌状态已成为另一个关键指标;血清锌水平低的个体往往表现出增加的黄曲霉毒素-DNA加合物形成,将锌与上皮屏障功能和DNA修复途径的维持联系起来。硒依赖性谷胱甘肽过氧化物酶3(GPX3)活性也被验证为赭曲霉毒素A易感性的生物标志物。GPX3活性降低与氧化DNA损伤增加和解毒能力降低相关。
除经典抗氧化剂外,新的标志物正在出现。例如,脱氧雪腐醇(DON)被证明与维生素D结合蛋白形成加合物,表明其在通过蛋白质组学检测监测DON暴露方面的潜在效用。铁相关生物标志物,如转铁蛋白饱和度,也显示出前景。在黄曲霉毒素中毒流行地区,转铁蛋白饱和度的改变反映了慢性毒素暴露和炎症细胞因子活性导致的铁代谢中断。同样,低血清类胡萝卜素水平,特别是β-胡萝卜素,与尿DON水平呈负相关,将氧化微量营养素耗竭与霉菌毒素负担联系起来。
前白蛋白,一种蛋白质-能量营养状态的标志物,在高玉米赤霉烯酮暴露个体中被发现显著降低,表明其作为微量营养素缺乏和暴露严重程度标志物的双重效用。最后,尿8-羟基-2'-脱氧鸟苷(8-OHdG),一种氧化DNA损伤标志物,在霉菌毒素暴露个体中显示出持续升高,为慢性暴露的基因毒性潜力提供了见解。
表3列出了营养和蛋白质生物标志物、其生物功能、相关的霉菌毒素以及生物标志物水平改变对暴露和风险评估的含义。它将可测量的宿主指标(如血清视黄醇、GPX活性、尿8-OHdG)与第3.5节中讨论的特定霉菌毒素关联起来,支持基于生物标志物的风险分层。
营养脆弱人群的干预策略
特别依赖易受霉菌毒素污染的主食(如玉米和花生)的营养脆弱人群需要综合策略,同时解决毒素暴露和营养不足问题。结合食品安全、营养支持和公共卫生教育的多部门框架对于减少霉菌毒素中毒的累积负担至关重要。
生物强化在减少霉菌毒素易感性方面显示出有希望的结果。在赞比亚,食用生物强化玉米不仅改善了营养状况,还显著降低了儿童黄曲霉毒素暴露的生物标志物,证明了营养富集和毒素减轻的双重益处。这种方法可以与微量营养素补充相结合。Ayalew及其同事表明,维生素A和锌的联合补充减少了黄曲霉毒素-白蛋白加合物的形成,表明解毒能力和屏障完整性得到改善。
此外,益生菌干预正获得关注。基于乳酸菌的益生菌被证明可以减轻伏马菌素诱导的肠道损伤,增强肠道弹性和潜在恢复吸收能力。同样,加纳的食品强化计划在食用营养增强食品后显示出霉菌毒素生物标志物的减少,突显了人群规模干预的重要性。
从农业角度看,Aflasafe®(一种通过竞争排斥产黄曲霉毒素真菌的生物防治产品)已被证明不仅有效降低黄曲霉毒素污染,还通过改善食品安全信心提高了饮食多样性。此外,针对学龄儿童的营养教育计划成功减少了与霉菌毒素暴露相关的风险行为。肯尼亚的一项研究表明,基于学校的教育提高了意识和饮食实践,证明了早期教育在长期减少暴露方面的价值。
传统食品加工技术也提供了显著益处。在许多非洲和亚洲社区广泛实践的发酵已被证明可以降解各种霉菌毒素,同时提高营养生物利用度,提供了一种文化上可接受、低成本的解毒方法。
在微量营养素特定层面,锌补充被证明可以保护肾脏功能免受赭曲霉毒素A肾毒性的伤害,进一步强化了微量矿物质充足性在毒素抵抗中的重要性。社区层面的干预同样重要——改进的粮食储存实践,如气密袋和高架平台,减少了收获后污染和长期黄曲霉毒素积累。
最后,饮食多样化,特别是包括低霉菌毒素谷物如小米,已被证明可以降低伏马菌素暴露同时改善微量营养素摄入,使其成为可扩展、可持续的饮食干预。
图5展示了整合食品安全、营养、农业和社区策略以减少霉菌毒素负担的多层干预模型。各层包括收获前生物防治(如Aflasafe®)、收获后储存、生物强化/补充、益生菌以及教育/行为改变。它将这些干预层次与该小节中为营养脆弱社区推荐的综合方法联系起来。
除现代干预外,传统食品加工技术在霉菌毒素减轻中也发挥关键作用。碱液处理(一种涉及用碱性石灰溶液烹饪和浸泡玉米的过程)显著降低了黄曲霉毒素和伏马菌素水平。然而,这种方法也可能改变矿物质生物利用度,如降低锌和钙吸收,突显了平衡解毒与营养保留的必要性。这种在拉丁美洲广泛使用的方法为玉米依赖人群提供了一种文化适应、可扩展的干预措施。
未来研究方向
营养状况与霉菌毒素暴露之间相互作用的复杂性突显了稳健、多学科研究议程的必要性。虽然近期进展提高了我们对这些相互作用的理解,但在识别针对脆弱人群的有效、可扩展干预措施方面仍存在重大差距。未来研究必须超越观察性关联,揭示机制途径并将这些转化为可操作的公共卫生策略。
一个有前景的领域是组学技术的应用,这些技术提供了营养-毒素相互作用的系统级见解。整合代谢组学、转录组学和蛋白质组学的综合组学已被提议作为一种新方法,用于解码膳食成分如何影响霉菌毒素的代谢命运和宿主对毒性的易感性。在此基础上,正在探索多组学平台用于生物标志物发现,能够在亚临床阶段更早、更精确地检测霉菌毒素效应。
验证硒、锌和叶酸等微量营养素保护作用的临床试验也很必要。已经提出了测试硒补充对抗黄曲霉毒素诱导肝损伤的框架,为未来的营养-毒素干预试验提供了模板。此外,对肠道微生物组作为营养和毒物反应中介的日益关注开辟了新的研究途径。微生物组变化调节毒素吸收、代谢和免疫反应,表明益生菌或靶向微生物组的饮食可能调节风险。
经济可行性也必须指导未来策略。研究表明,生物强化在减轻霉菌毒素暴露方面仍是一种成本效益高的干预措施,特别是在资源有限的环境中。为了优化实施,已提议使用机器学习模型基于气候、饮食和社会经济因素预测区域霉菌毒素负担,为高风险社区提供精准营养框架。
生物技术创新,如CRISPR编辑作物,有可能通过在主食作物中引入抗真菌性状从源头上减少真菌污染。这些进展可能在减少食品供应链中的霉菌毒素负荷方面具有变革性。补充实地解决方案,在体外3D肠道模型正在提供生理相关的平台,以在受控条件下研究毒素吸收、上皮破坏和营养竞争。
此外,代谢组学研究开始识别由于慢性霉菌毒素暴露导致的营养耗竭的代谢特征,这些特征可能成为未来现场研究中的诊断工具或监测终点。最后,气候适应性农业策略,如抗旱作物品种和霉菌毒素爆发的预测建模,必须整合到营养和食品安全政策中,以确保长期可持续性。
图6是一个漏斗式路线图,从机制发现(组学、CRISPR)→生物标志物/临床验证→实地部署(机器学习、气候智能型农业)进行映射。它确定了优先方法学(多组学、微生物组模型、临床试验)和向可扩展缓解措施转化的阶段。该图链接到该小节对跨学科、循证研究的呼吁,以将机制见解转化为政策和实践。
尽管综述整合了机制和观察性发现,但由于研究设计、终点和暴露测量的异质性,无法进行荟萃分析。未来研究应致力于产生标准化效应大小,以实现定量综合和汇集风险估计,特别是对于黄曲霉毒素暴露和儿童发育迟缓等关联。
结论
总之,本综述表明霉菌毒素暴露和营养不良形成一个相互强化的循环,显著增加了儿童、孕妇和其他脆弱群体的健康风险。如本文所述,营养缺乏损害肝脏解毒和抗氧化防御,而霉菌毒素破坏肠道完整性并降低营养吸收,共同导致发育迟缓、贫血和不良出生结局。经过验证的生物标志物如血清视黄醇、硒依赖性谷胱甘肽过氧化物酶活性和尿氧化损伤标志物提供了识别高风险个体和监测干预措施的实用工具。有效减轻危害需要协调的多部门行动,将农业实践、收获后储存、生物强化、靶向补充和肠道聚焦策略整合到文化适宜的递送模型中。我们建议优先考虑特定情境试验、生物标志物验证和综合政策举措,将这些发现转化为可扩展的项目,以打破毒-营养螺旋并增强食品系统韧性。
重要声明
本综述揭示了霉菌毒素暴露和营养不良如何形成一个自我强化的循环,放大儿童、孕妇和其他脆弱群体的健康风险。它综合了机制和流行病学证据,并突出了可操作的生物标志物,以识别高风险个体并衡量干预影响。研究结果支持将作物管理、营养项目和靶向临床研究结合起来的综合、特定情境策略,以打破循环并保护食品系统韧性。
【全文结束】


