麻痹性贝毒在人体内的生物可利用性与代谢转化过程的模拟研究

Paralytic shellfish toxins (PST) has become an important factor in threatening the safety of human consumption of shellfish aquatic products. However, the current regulatory levels of 800 μg STX equivalents/kg shellfish tissue has not fully considered the bioavailability of PST in the human gastrointestinal tract and the toxicity change resulted from the metabolic transformation of PST. Therefore, the project will simulate in vitro gastrointestinal digestion of contaminated shellfish, to investigate the dissolution of PST in three digestion phases separately, including the mouth, stomach and small intestine, and the bioaccessibility of PST in vitro whole digestion and its influencing factors. Caco-2 cell model will be used to simulate the absorption of human intestinal epithelial cells on the dissolution of PST after the whole digestion, assessing the bioavailability of PST in shellfish. The target and non-target analysis of PST in digestive juice after whole digestion of contaminated shellfish will be carried out using LC-MS/MS and HRMS, to explore the metabolic transformation and toxicity change of PST in the simulated human digestive process. In summary, the aim of this project is to interpret the bioavailability, metabolic transformation and toxicity changes of PST in shellfish in the human gastrointestinal tract. This study will provide more reasonable theoretical support for scientific evaluation of PST in shellfish products to human health risks, and is of great significance for ensuring the safety of aquatic products and protecting the health of consumers.

麻痹性贝毒（PST）是威胁贝类水产品食用安全的重要风险因子。但现行的贝类PST控制标准的制定未充分考虑毒素在人体胃肠道内的生物可利用性及代谢转化过程引起的毒性变化。因此，本项目采用室内染毒的贝类样品体外模拟胃肠消化过程，探讨不同贝类食品经口摄入后PST在口腔、胃、小肠等不同消化阶段的溶出量和全过程消化后的生物可给性及其影响因子；应用Caco-2细胞模型模拟人体小肠上皮细胞对全消化后溶出PST的吸收情况，分析贝类体内PST在人体内的生物可利用性；应用液相色谱-质谱联用技术，对染毒贝类经全消化后消化液中PST进行靶标与非靶标分析，探讨毒素在人体消化过程中的代谢转化和毒性变化。以期阐释贝类体内PST在人体胃肠道中的生物可利用性和毒素代谢转化及其毒性变化，为科学评估贝类水产品中PST对人体的健康风险提供更合理的理论支持，对于保障水产品安全和保护消费者健康具有重要意义。

麻痹性贝毒（Paralytic shellfish toxins，PSTs）是一类具有神经毒性的海洋藻毒素，是威胁贝类水产品食用安全的重要风险因子。现行的贝类体内PSTs控制标准的制定均基于贝类食品中PSTs在人体胃肠道内完全溶出并被全部吸收，同时也未充分考虑PSTs在人体消化过程中的代谢转化引起的毒性变化，不能准确地反映贝类等水产品中PSTs对人体的健康风险。因此，本研究应用体外模拟消化模型和Caco-2细胞模型，探究了贝类组织中PSTs的生物可给性和PSTs对Caco-2细胞的毒性。. 项目首先比较分析了盐酸/乙酸加热提取—固相萃取纯化方法和基质固相分散（MSPD）三种PSTs的提取方法，发现MSPD方法有效减轻贝类基质干扰，但PSTs回收率明显低于盐酸和乙酸提取—固相萃取纯化的方法，盐酸和乙酸加热提取过程中毒素会发生转化。存储于-20℃条件下，扇贝组织中PSTs在短期（1个月）内相对稳定，而6个月后毒素发生了明显的降解和转化。采用静态体外消化模型（包括口腔、胃和小肠消化阶段）评价了贝类样品中PSTs的生物可给性，发现消化时间和固液比对PSTs的溶出无显著影响，消化酶会显著促进了贝类组织中PSTs的释放；毛蚶、贻贝、扇贝和牡蛎中PSTs生物可给性为80 ~ 95%；经微波加热、烘烤、蒸和煮处理后，牡蛎组织中毒素含量分别降低了88%、72%、45%和60%，而不同烹饪方法对PSTs的生物可给性无显著影响，建议通过煮沸的方式来加热贝类水产品，这样可以最大限度地减少通过食用接触PSTs的风险；不同食品的添加对贝类基质中PSTs的溶出也无影响，PSTs的生物可给性仍维持在92%左右。对比消化前后贝类组织中PSTs组分和含量的变化，发现在体外消化过程中毒素之间发生了相互转化，如C1/2→dcGTX2、C1/2→M5的毒素间相互转化，另外还发生了PSTs的降解或二相结合反应，消化后毒素总含量和毒性发生了明显降低。Caco-2细胞暴露于不同浓度的C1/2和GTX1-4毒素后，发现GTX1-4会明显影响Caco-2细胞的活力，导致胞内活性氧增加，改变细胞线粒体膜电位，而C1/2毒素对细胞活力无明显影响。. 本研究首次揭示了贝类中PSTs有较高的生物可给性，并发现PSTs对Caco-2细胞具有细胞毒性，对科学评估PSTs对人体健康的潜在风险具有重要意义。