课件：第章细菌毒素和真菌毒素.ppt

1,第八章 细菌毒素和真菌毒素,2019,-,2019,-,2,一、微生物安全,食品安全 据国内外统计，在各种食物中毒中，以细菌性食物中毒最多。 化学安全 三鹿双汇 微生物安全 - 召回制度 （recall） 2007， Topps Meat，美国最大冷冻hamburgers的生产商， Escherichia coli O157:H7， 召回 980万公斤牛肉 自动破产 2008， Westland/Hallmark, “lack of complete and proper inspection” ，召回6486万公斤 牛肉 强制破产 2009， Peanut Corporation of America， 沙门氏菌，361个公司，召回3913个产品。,2019,-,3,据国内外统计，在各种食物中毒中，以细菌性食物中毒最多。 主要症状：发热呕吐腹泻 食用富有大量病原菌的食物引起的中毒称为感染性食物中毒。 食用由于细菌大量繁殖而产生毒素的食物中毒称为毒素型食物中毒。,一、细菌性食物中毒,2019,-,4,致病性： 一定种类的病原菌在一定的条件下，能在宿主体内引起感染的能力称为致病性。 致病性是细菌种的特征之一。 毒力：病原菌致病力的强弱程度，是量的概念，同一细菌的不同菌株，其毒力不一样。 毒力是菌株的特征。 毒力因子：构成细菌毒力的物质称为毒力因子 侵袭力：病原菌在机体内定殖，突破机体的防御屏障，内化作用，繁殖和扩散，这种能力称为侵袭力。 毒素：外毒素内毒素,二、细菌致病性和毒力,2019,-,5,侵袭力,2019,-,6,细菌感染的第一步,2019,-,7,病原菌黏附于细胞或组织表面后，必须克服机体局部的防御机制，特别是要干扰或逃避局部的吞噬作用及抗体介导的体液免疫作用，才能建立感染。,2019,-,8,（1）不与吞噬细胞接触 不与吞噬细胞接触，如通过外毒素破坏细胞骨架以抑制吞噬细胞的作用，如链球菌溶血素等。 （2）抑制吞噬细胞的摄取 如荚膜、菌毛和链球菌的M蛋白。 （3）在吞噬细胞内生存 如结核杆菌和李氏杆菌均可产生溶血素，有助于其从吞噬泡内逸出。 （4）杀死或损伤吞噬细胞 细菌通过分泌外毒素或蛋白酶来破坏吞噬细胞的细胞膜，或诱导细胞凋亡，或直接杀死吞噬细胞。,巨噬细胞内的结核杆菌,产气荚膜梭菌染色,2019,-,9,细菌在宿主体内增殖是感染的核心问题 增殖速度对致病性极其重要，如果增殖较快，细菌在感染之初就能克服机体防御机制，易在体内生存。反之，则易被机体清除。,2019,-,10,2019,-,11,细菌毒素：由细菌合成并产生的毒素。按其来源、性质和作用不同，可分为外、内毒素。,三、细菌毒素,Escherichia coli (Gram - bacteria),Staphylococcus aureus (Gram + bacteria),Microbial toxins are components or products of microorganisms which, when extracted and introduced into host animals, can reproduce disease symptoms normally associated with infection without infestation by those microorganisms, Williams and Clarke, 1998,2019,-,12,（一）外毒素（exotoxin）,概念： 外毒素：是病原菌的合成代谢产物，由G+和部分G-产生并释放到菌体外，化学成分是蛋白质，具有损害易感细胞正常生理功能的毒性作用。 来源：G+菌（主要来源） G-菌（部分来源） 种属特异性：破伤风杆菌破伤风毒素 白喉棒状杆菌 白喉毒素,2019,-,13,化学成分、结构： 化学性质：一般是可溶的蛋白质 结构：A-B模式 A亚单位-决定毒性 B亚单位-结合部分，与靶细胞上受体结合（无毒性）。,A-B toxins,2019,-,14,（1）毒性强,通常只有毒性菌株才能产生毒素，而非毒性菌株不能产生毒素 外毒素的毒性通常非常强 外毒素是毒力因子的主要决定因素,特点,2019,-,15,（2）选择性强 对底物具有高度选择性 高度生物活性， 类似酶催化的作用方式 作用模式高度专一 只攻击特定的细胞 Enterotoxin （肠毒素) neurotoxin （神经毒素） leukocidin (杀白细胞素 ) hemolysin (溶血素) （3）不稳定 对热， 酸和蛋白酶敏感,2019,-,16,（4）抗原性强 类毒素 （Toxoids）：由于变性或化学修饰而失去毒性的毒素，但仍保留其抗原性 抗毒素：是一种含有抗体的血清制品。它是把类毒素给马注射，使其产生大量抗体，然后采取马血清，将其精制浓缩而成（治疗作用）。,2019,-,17,外毒素种类,神经毒素：破伤风痉挛毒素、肉毒毒素 细胞毒素：白喉毒素、葡萄球菌表皮剥脱毒素、葡萄球菌毒性休克综合征毒素、A群链球菌致热外毒素 肠毒素：霍乱肠毒素、ETEC肠毒素、产气荚膜梭菌肠毒素、葡萄球菌肠毒素,2019,-,18,1. 作用于细胞膜 Damage membranes - Forms pores 2. 作用于酶 Inhibit protein synthesis - N-glycosidase 糖苷酶 Activate 2nd messenger pathways - ADP-ribosyltransferase 核糖基转移酶 Protease - Zinc-metalloprotease 金属蛋白酶 3. 激发免疫反应 - Superantigen,外毒素作用方式,2019,-,19,概念： 是G-菌细胞壁脂多糖，菌体崩解时释放，性质稳定。 化学成分： 脂多糖 包括： 类脂A 核心多糖 特异多糖,（二）内毒素（endotoxin）,2019,-,20,细菌细胞结构,2019,-,21,Gram-Positive Cell Wall,Gram-Negative Cell Wall,2019,-,22,脂多糖 LPS,G-细胞外膜的组成部分 外膜表面的75% 是菌落平滑的外表的原因 细胞干重的3-10% 每个细胞有3-4百万个脂多糖分子,2019,-,23,LPS Structure,内毒素的活性成分，可以被宿主免疫细胞识别并引发疾病,2019,-,24,LPS Lipid A,Lipid A is a powerful biological response modifier that can stimulate the mammalian immune system. During infectious disease caused by Gram - bacteria, endotoxins released from, or part of, multiplying cells have similar effects on animals and significantly contribute to the symptoms and pathology of the disease encountered.,2019,-,25,Lipopolysaccharide Lipid A,2019,-,26,内毒素特点,1. 毒性相对弱 Cause a wide variety of serious reactions such as fever, shock, changes in blood pressure, and in other circulatory functions. 2. 特异性不高 Endotoxins are toxic to most mammals Regardless of the bacterial source, all endotoxins produce the same range of biological effects in the animal host. 发热反应，白细胞反应，内毒素血症与内毒素休克,2019,-,27,3. 相对稳定，耐热 boiling for 30 min does not destabilize endotoxin Certain powerful oxidizing agents such as superoxide, peroxide and hypochlorite, have been reported to neutralize them. 4. 有抗原性，但抗体的中和作用较弱，且不能产生类毒素,2019,-,28,作用机理,发热反应：内毒素为外源性致热原，它可激活巨噬细胞、中性粒细胞等，使之释放出一种内源性热原质，作用于体温调节中枢引起发热 白细胞反应：诱导产生中性细胞释放因子，刺激骨髓释放其中的中性粒细胞进入血流，使其数量显著增加 内毒素休克： 大量内毒素作用于机体的巨噬细胞、中性粒细胞、内皮细胞、血小板，以及补体系统和凝血系统等 产生白细胞介素1、6、8和肿瘤坏死因子、组胺、5羟色胺、前列腺素、激肽等生物活性物质 作用于小血管造成功能紊乱而导致微循环障碍 临床表现为微循环衰竭、低血压、缺氧、酸中毒等 休克,2019,-,29,内毒素和外毒素的比较,2019,-,30,四、常见食源性致病菌,沙门氏菌 大肠杆菌 金黄色葡萄球 肉毒梭状芽孢杆菌 副溶血性弧菌 变形杆菌,2019,-,31,（一）沙门氏菌,细菌性食物中毒中常见的致病菌。 1953年瑞典，猪肉中的鼠伤寒沙门氏菌食物中毒，中毒7717人，死90人。 G杆菌，需氧，不产生芽胞，无荚膜，绝大多数有鞭毛，能运动。 依菌体O及鞭毛H抗原不同而区别。 对外界的抵抗力较强，但不耐热。 在水、土壤中活数月，粪便中活1 2月，冰冻土壤中能越冬 60，1020分钟死亡,鼠伤寒沙门氏菌,2019,-,32,分布：蛋产品家禽肉和肉制品 广泛存在于多种畜类、禽类、鱼类的肠道中，故动物的内脏、肉类、乳、蛋类易受污染。 致病食物以肉、牛奶、内脏及蛋类为主，进食未煮熟受污染的食物可引起感染。 致病机理未明 肠毒素,2019,-,33,G、短杆菌，有鞭毛，能运动，有荚膜。 体外抵抗力较强，水、土壤中活数月。 人和动物肠道正常寄居菌，特殊条件下致病。,（二）大肠杆菌,Escherichia coli (Gram - bacteria),2019,-,34,产肠毒素大肠杆菌（ETEC） 婴幼儿、旅游者腹泻 侵袭性大肠杆菌（EIEC） 不产生肠毒素；侵入结肠上皮细胞，产生内毒素。 引起较大儿童和成人腹泻，类似菌痢 致病性大肠杆菌（EPEC） 婴幼儿腹泻 肠出血性大肠杆菌（EHEC） 为血清型O157：H7 产生志贺样毒素 出血性肠炎：痉挛性腹痛、腹泻、血性大便 肠聚集性大肠埃希菌（EAggEC）,分类：,2019,-,35,G，不产生芽胞，无荚膜。 金黄色葡萄球菌在自然界中无处不在，空气、水、灰尘及人和动物的排泄物中都可找到，因此，食品受到污染的机会很多。 金黄色葡萄球菌引起的感染占第二位，仅次于大肠杆菌。 美国由金黄色葡萄球菌肠毒素引起的食物中毒，占整个细菌性食物中毒的33% 金葡菌的致病力强弱主要取决于其产生的毒素： 溶血毒素 杀死白细胞素 肠毒素：分A、B、C、D、E五型，耐热性很强，经加热煮沸30分钟仍可致病 表皮剥脱毒素 毒性休克综合征毒素（tsst-1）,（三）金黄色葡萄球菌,2019,-,36,肉毒梭状芽孢杆菌，简称肉毒素，在自然界广泛分布，土壤、霉干草，畜禽类便、被泥土污染的粮食、蔬菜、水果、肉鱼等中均存在，可引起严重的毒素型食物中毒。 肉毒素是肉毒杆菌在繁殖过程中分泌的毒性蛋白质 是目前已知的化学毒物与生物毒素中毒性最强烈的一种，对人的致死量为10-9 mg/kg，其毒力比氰化钾大一万倍。 毒性作用： 肉毒素是一种神经毒素，作用于胆碱能运动神经的末梢，以某种方式拮抗钙离子的作用，干扰乙酰胆碱从运动神经末梢的释放，使肌纤维不能收缩致使肌肉松弛，使人出现头晕、呼吸困难、肌肉乏力等症状。,（四）肉毒梭状芽孢杆菌,2019,-,37,应用： 治疗肌肉神经功能亢进的药物。临床上主要用于治疗肌肉痉挛、角弓反张、脑瘫、斜视等。 除皱美容，而且毒性越大，除皱美容效果越好 （生化武器变成美容秘方 “Botox”） 预防： 使用新鲜的原料，避免泥土的污染。 加工前仔细洗去泥土。 加工时应烧熟煮透。 对可疑的食品应作加热处理（100 0C，10-20min）,2019,-,38,G-，一端有鞭毛，运动活泼。 副溶血性弧菌是一种海洋细菌，海产品带菌率极高，常在沿海地区流行。 其他含盐量较高的食物如咸菜、咸肉、咸蛋亦可带菌。 高盐（培养基含盐33.5%）环境中生长最好，对酸敏感，不耐热。 临床上以急性起病、腹痛、呕吐、腹泻及水样便为主要症状。 依菌体O及鞭毛H抗原分为25个血清型 致病因子：耐热与不耐热溶血素两种，可引起肠粘膜充血、水肿和导致分泌性肠液潴留及腹泻。,（五）副溶血性弧菌,2019,-,39,G-杆菌，多形性，无荚膜，无芽胞，四周有鞭毛，运动活泼。有菌体O及鞭毛H抗原。 繁殖迅速，呈扩散生长，形成迁徙生长现象。 广泛分布在自然界中，如土壤、水、垃圾、腐败有机物及人或动物的肠道内。 在外界适应力强，营养要求低，在蔬菜中亦能大量繁殖。 在血琼脂平板上有溶血现象。 致病力是肠毒素，摩根变形杆菌可产生组胺脱羧酶，使肉类组氨酸脱羧成组胺。 中毒症状：上腹部刀绞样痛和急性腹泻，伴有恶心、呕吐、头痛、发热。,（六）变形杆菌,2019,-,40,2019,-,41,2019,-,42,一、大型真菌（蕈菌）毒素,大型真菌（macrofungi）是菌物中形成大型肉质或胶质子实体的一类真菌 蕈菌可几类： 食用菌：香菇、草菇、金针菇、平菇、木耳、银耳等 药用菌：药用真菌大约有1000余种， 毒菌：世界上有记述的毒蘑菇约1000余种，中国目前已知近500种，其中极毒致死人的约百种。主要有毒鹅膏菌、白毒鹅膏菌和毒粉褶菌等。,2019,-,43,区分可食的和有毒的大型真菌 no general rule 大型真菌毒素 加工方法不能消除 避免中毒的唯一方法就是避免进食,2019,-,44,很多种类的毒蘑菇，田野伞菌（红网牛肝菌、墨汁鬼伞）等等 潜伏期短 症状：呕吐，腹泻，脱水 病程2-3天，死亡率低,（一）胃肠毒素胃肠炎症状,2019,-,45,蛤蟆蕈（捕蝇菌/毒蝇菌/毒蝇伞） 生长环境：夏秋季在林中地上成群生长 主要神经毒性物质：蛤蟆蕈氨酸 机制：像乙酰胆碱一样作用于平滑肌和腺体细胞上的毒蝇蕈碱受体 症状：剧烈恶心、呕吐、腹痛、腹泻及精神错乱，出汗、发冷、肌肉抽搐、脉搏减慢、呼吸困难或牙关紧闭，头晕眼花，神志不清等症状,（二）神经毒素,2019,-,46,鬼笔鹅膏 （death cap) 生长环境 - 树根下，树木的外生菌根菌，与松、云杉、栎、山毛榉、栗等形成菌根 - 外生菌根菌是真菌与高等植物的根部形成的菌根合体，宿主和菌根菌的代谢产物经过哈氏网的网络作双向运转。 含有毒肽 (phallotoxins)和毒伞肽(amatoxins)两大类毒素 症状: GIT （恶心、呕吐、腹痛、拉稀 ）, 肝、肾细胞损害，黄胆，急性肝炎，肝肿大及肝萎缩，最后昏迷 无有效解毒方法，50-90% death rate for large dose,（三）溶血性毒素,2019,-,47,毒伞七肽，毒伞十肽 耐热，耐干燥，一般烹调加工不能破坏 损害肝细胞核和肝细胞内质网 破坏肾的卷曲小管，使肾不能有效地滤过血中的有毒物质 症状分为六期：潜伏期、胃肠炎期、假愈期、内脏损伤期、神经症状期、恢复期 病程凶险，死亡率高,（四）肝肾损伤毒素,2019,-,48, 100，000种霉菌 （丝状真菌 ） 多数霉菌对人体有益， 在抗生素及发酵酿造工业方面起重要作用。 真菌毒素 （Mycotoxins)：真菌产生的对人和动物具有毒性的二次代谢产物。 丙酮酸醋酸氨基酸等初级代谢产物作为前体物质，进行生物合成的物质 非蛋白类小分子。 毒性强 ， 较强的致癌和致畸性 300 种真菌毒素得到分离， 30 种准确定性。,二、霉菌毒素,霉菌：是丝状真菌的俗称，意即“发霉的真菌”。菌丝体比较发达而又缺少较大的子实体的一部分真菌的总称。,2019,-,49,霉菌的生长和产毒条件,温度 ： 一般在2028都能生长，有的能耐受低温到零下20 ；一般产毒温度略低于其生长最适温度 湿度和水分 ； 氧气 一般需氧,2019,-,50,霉菌毒素发生的特点,不是所有的长霉的食物含有霉菌毒素 外表上可能没有发霉 不均匀分布 一种霉菌菌株可以产生几种霉菌毒素，而同一种霉菌毒素又可以由几种霉菌产生 岛青霉可产生黄天精、红天精、岛青霉素以及环青霉等几种毒素 杂色曲霉毒素可以由杂色曲霉、黄曲霉和构巢曲霉产生,2019,-,51,霉菌毒素的临床症状,过敏 霉菌病 霉菌感染 刺激 孢子，菌丝碎片和VOCs 霉菌中毒 霉菌毒素,2019,-,52,主要霉菌毒素,黄曲霉毒素 镰刀菌毒素 单端孢霉烯族化合物： T-2毒素和呕吐毒素 玉米赤霉烯酮 丁烯酸内酯 串珠镰刀菌毒素 - 伏马菌素 青霉菌毒素 岛青霉素和黄天精 展青霉素 橘青霉素 黄绿青霉毒素,2019,-,53,（一）黄曲霉毒素,1960火鸡的X病 肝脏严重坏死 霉变花生粉 黄曲霉毒素 黄曲霉和寄生区霉的代谢产物 紫外光下产生蓝和绿色荧光的毒素， 主要有四种 急性中毒 - 其毒性是氰化钾的10倍，是砒霜的68倍 肝毒素：抑制肝细胞DNA，RNA的合成，也抑制肝脏蛋白质的合成。 明显的慢性毒性，致癌性最强的化学物质 动物生长阻碍，肝脏出现急性或亚急性损伤。 肝癌 体内代谢活化由前致癌物变成终致癌物。,2019,-,54,分布及限量 绝大多数食品原料和制成品均有不同程度的污染， 花生和玉米的污染最为严重 有氧、温度高（3033）和湿润（89%90%）的条件下容易生长,FAO/WHO，玉米和花生制品（以AFB1表示），15g/kg FDA，牛奶中 0.5g/kg ；其他大多数食物 20g/kg ；动物性原料100g/kg,2019,-,55,控制及脱毒方法 1. 控制仓储粮食的含水量，防止其发霉 粮粒 13%，玉米12.5%， 花生8%。 2. 日光或紫外线照射 3. 生物解毒法： 霉菌和细菌 4. 化学品如过氧化氢、臭氧和氯气曾被用于降解食物中的黄曲霉毒素 较为有效的化学去毒方法是使用氨水，可用于玉米和粗棉籽的脱毒 。 碱处理法：加碱形成香豆素钠盐，再用水洗掉。,2019,-,56,（二）镰刀菌毒素,镰刀菌毒素主要是镰刀菌属（包括有性期赤霉属）和个别其它菌属所产生的有毒代谢产物的总称 根据其化学结构和毒性作用可主要分为单端孢霉烯族化合物、玉米赤霉烯酮、丁烯酸内酯（和串珠镰刀菌毒素等毒素）,2019,-,57,1. 单端孢霉烯族化合物,包含50多种霉菌毒素，主要由镰刀菌属产生 基本化学结构是倍半萜烯，因在C-12、C-13位上形成环氧基，故又称12、13-环氧单端孢霉烯族化合物， 根据化学结构在碳8位置上的变化分为二大型： A - T-2毒素 B - 脱氧雪腐镰刀菌烯醇 （呕吐毒素）,A,B,2019,-,58,T-2毒素和呕吐毒素共同特点 性质：性质稳定、微溶于水，烹调过程不易破坏 碱性条件下次氯酸钠可使之失去毒性 毒性：较强的细胞毒性，免疫抑制及致畸作用， 急性毒性：引起局部皮肤刺激、炎症及坏死 引起动物呕吐 与一些免疫调节剂和细胞受体相互作用，引起免疫抑制作用 。 机理： 抑制蛋白质合成， 是一组较强的蛋白抑制类霉菌毒素，依靠其倍半萜烯结构作用于翻译过程的不同阶段,2019,-,59,（1）T2毒素,三线镰刀菌和拟枝孢镰刀菌产生 急性毒性：食物中毒性白细胞缺乏症 主要破坏分裂迅速、增殖活跃的组织器官，导致多系统、多器官的损伤。尤其是骨髓、胸腺组织受损严重，表现为白细胞减少、凝血时间延长、骨髓坏死。 特殊毒性： 对小鼠有胚胎毒性和致癌性。 Ames 试验结果阴性,2019,-,60,（2）呕吐毒素,主要污染大小麦玉米 主要由镰刀菌属真菌产生 是赤霉病麦中毒的病原物质 致呕吐， 猪最敏感（100-200倍） 它对皮