上海交通大學(xué)和美國北卡來羅納大學(xué)格林波洛分校的研究人員對近年來毒奶粉事件中的主角——“三聚氰胺”在哺乳動物體內(nèi)的毒性進行了系統(tǒng)研究，成果近日發(fā)表于《科學(xué)》雜志的子刊《科學(xué)—轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》。美國北卡羅來納大學(xué)的賈偉(Wei Jia)教授（賈偉科學(xué)網(wǎng)博客）和上海交通大學(xué)的趙愛華(Aihua Zhao)副教授為這篇論文的共同通訊作者。

三聚氰胺是一種用于制造塑料、涂料、化肥等化工產(chǎn)品的工業(yè)原料。由于其含氮量高達(dá)66.6％，近年來該化合物被一些不法廠家添加進牛奶用以增加食品的蛋白質(zhì)測試含量。2007年美國發(fā)生貓、狗等動物中毒死亡的事件，經(jīng)查這些中毒的動物曾經(jīng)食用了被添加三聚氰胺的寵物食品。在2008年中國“毒奶粉”事件中，中國多個省份數(shù)萬名嬰兒因食用被添加了三聚氰胺的奶粉后出現(xiàn)腎結(jié)石和腎功能衰竭。

由于三聚氰胺被認(rèn)為在人體中不吸收，難以單獨形成結(jié)石，迄今其臨床毒性機制一直不甚明了。這項研究工作首次發(fā)現(xiàn)了2008年中國毒奶粉中的三聚氰胺引發(fā)的嬰幼兒腎衰竭是和腸道細(xì)菌的代謝有著密切關(guān)系。一些腸道細(xì)菌，尤其是Klebisella屬的細(xì)菌，具有代謝含氮化合物的活性，能夠在腸道中代謝三聚氰胺，轉(zhuǎn)化為三聚氰酸并逐步將其降解。三聚氰胺和三聚氰酸本身毒性極低，但極易互相結(jié)合形成晶體，這兩類物質(zhì)進入血液循環(huán)后，在腎小管中與尿酸結(jié)合形成大分子復(fù)合物類的結(jié)石，堵塞腎小管，導(dǎo)致腎毒性。

研究人員在前期研究中發(fā)現(xiàn)，由三聚氰胺單一化合物導(dǎo)致的腎毒性大鼠模型的腎臟中有結(jié)石形成，同時腸道細(xì)菌的代謝產(chǎn)物也發(fā)生顯著的變化。因此，他們提出了三聚氰胺的毒性和腸道細(xì)菌代謝存在相關(guān)性的假說，并在實驗中發(fā)現(xiàn)三聚氰胺的腎毒性在大鼠腸道細(xì)菌通過廣譜抗生素抑制時出現(xiàn)顯著的下降。體外實驗進一步證實三聚氰胺可以被實驗動物的糞便中培養(yǎng)出的腸道細(xì)菌所降解，這些腸道菌利用三聚氰胺作為氮源進行生物降解，通過連續(xù)脫氨基作用逐步形成三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸。研究者在種類繁多的腸道細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)Klebsiella屬的細(xì)菌并驗證了其對三聚氰胺轉(zhuǎn)化能力，他們將Klebsiella屬細(xì)菌定植于大鼠的腸道中，發(fā)現(xiàn)三聚氰胺的毒性顯著增加，腎臟中的結(jié)石數(shù)目增多。由此明確腸道細(xì)菌尤其是Klebsiella屬能轉(zhuǎn)化三聚氰胺生成三聚氰酸，進而產(chǎn)生結(jié)晶而具有腎毒性。研究者最后通過腎臟中三聚氰胺、三聚氰酸、尿酸的比例，以及體外重結(jié)晶實驗，推斷出三聚氰胺在腎臟中形成結(jié)石的動態(tài)過程，即三聚氰胺和三聚氰酸首先結(jié)合形成晶核，繼而形成三聚氰胺-三聚氰酸-尿酸的共結(jié)晶，結(jié)石堵塞腎小管導(dǎo)致腎臟中毒。

人們在日常生活中對飲食、藥物的代謝能力和生物反應(yīng)存在著顯著的個體差異，而這些代謝和毒性反應(yīng)上的個體差異很大程度上可能來自于腸道微生物的差異。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，不到1%的嬰幼兒在食用含三聚氰胺奶粉后出現(xiàn)三聚氰胺所致的腎毒性和泌尿系統(tǒng)疾病，這樣的結(jié)果提示這一部分嬰幼兒之所以發(fā)生中毒現(xiàn)象，是由于他們的腸道含有較高豐度的能夠代謝三聚氰胺的細(xì)菌如Klebsiella菌的緣故。（來源：科學(xué)網(wǎng)）

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《科學(xué)—轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》發(fā)表論文摘要（英文）

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