アフラトキシン

アフラトキシンは、特定のカビ、特にアスペルギルス属、主にアスペルギルス・フラバスとアスペルギルス・パラシティカスによって生成される、さまざまな有毒な発癌物質および変異原です。米国農務省によると、「これらはおそらく世界で最もよく知られ、最も集中的に研究されているマイコトキシンです。」 ^[1]この菌類は土壌、腐敗した植物、干し草、トウモロコシ、ピーナッツ、コーヒー、小麦、キビ、モロコシ、キャッサバ、米、トウガラシ、綿実、木の実、ゴマ、ヒマワリの種、さまざまな穀類、油種子など、さまざまな主食や日用品の中で成長します。つまり、関連する菌類はほとんどすべての作物や食品で成長します。そのような汚染された食品が加工または消費されると、アフラトキシンが一般的な食品供給に入り込みます。アフラトキシン汚染物質はペットフードや人間の食品、また農業用動物の飼料にも含まれています。汚染された食物を与えられた動物は、アフラトキシン変換産物を牛乳、乳製品、肉に移行させる可能性があります。^[2]たとえば、パキスタンでは、アフラトキシンに汚染された鶏肉や卵は、汚染された家禽飼料から発生したと疑われています。^[3]

子供は特にアフラトキシンへの曝露に対して脆弱であり、免疫抑制、発育不全、^[4]発達遅延、^[5]アフラトキシン中毒、^[6] 食品の腐敗および肝臓がんに関連があります。いくつかの研究では、小児の発育不全とアフラトキシンへの曝露との関連が報告されていますが、この関連はすべての研究で一貫して検出されたわけではありません。^[7]^[8]^[9]^[10]さらに、小児の発育不全とアフラトキシンへの曝露との因果関係は、疫学的研究によってまだ決定的に示されていませんが、そのような調査が進行中です。^[11]^[12]^[13]成人は曝露に対する耐性が高いですが、リスクもあります。免疫を持つ動物種は知られていません。アフラトキシンは、知られている物質の中で最も発がん性が高い物質の1つです。^{[14]体内に入った後、アフラトキシンは肝臓で反応性の高い}エポキシド中間体に代謝されるか、またはヒドロキシル化されてより害の少ないアフラトキシンM ₁になります。

アフラトキシン中毒は一般的には摂取によって起こりますが、最も毒性の高いアフラトキシン化合物であるB1_は皮膚から浸透する可能性があります。^[15]

米国食品医薬品局（FDA）の食品や飼料中に存在するアフラトキシンに対する基準値は20～300ppbです。 [ ^16] FDAは、曝露を防ぐための予防措置として、人間用とペット用の両方の食品のリコールを宣言することがあります。

「アフラトキシン」という用語は、化合物の一部が最初に発見されたAspergillus flavusという種の名前に由来しています。1950 年代から 1960 年代にかけて、イギリスで未知の特徴を持つ新しい病気が特定され、七面鳥の死亡率が増加しました。その後、アフラトキシンは 1960 年にイギリスで、七面鳥のひなの死亡率の上昇を引き起こす謎の七面鳥「X 」病の原因物質として認識されました。 ^{[17]アフラトキシンは}マイコトキシンの主要なグループの 1 つを形成し、 Aspergillus flavus以外にも、Aspergillus parasiticus、Aspergillus pseudocaelatus、 Aspergillus pseudonomius、Aspergillus nomiusなどの種にこの化合物群のさまざまなメンバーが含まれています。^[18]

主な種類とその代謝物

アフラトキシン B ₁は最も毒性が強いと考えられており、Aspergillus flavusとAspergillus parasiticus の両方によって生成されます。アフラトキシン M ₁はAspergillus parasiticusの発酵液に存在しますが、感染した肝臓がアフラトキシン B ₁と B _{2を代謝すると、アフラトキシン M 1 とアフラトキシン M}₂も生成されます。

アフラトキシンB ₁および B ₂ (AFB)、A. flavusおよびA. parasiticusによって産生される
アフラトキシンG ₁およびG _{2 （AFG）は、グループIIの}A. flavusおよびAspergillus parasiticusによって産生される^[19]
アフラトキシン M ₁ (AFM ₁ )、ヒトおよび動物におけるアフラトキシン B _{1の代謝物 (}ngレベルの曝露は母乳から来る可能性がある)
アフラトキシンM2 _、汚染された食物を与えられた牛の乳に含まれるアフラトキシンB2の代謝物_[^20]
アフラトキシン（AFL）：ラクトン環を分解して生成される代謝物
アフラトキシンQ ₁ (AFQ ₁ )は、他の高等脊椎動物の試験管内肝臓標本におけるAFB _{1の主要代謝物である}^[21]

AFM、AFQ、AFLはエポキシドになる可能性を秘めている。しかし、代謝されない毒素に比べると変異誘発性ははるかに低いと思われる。 ^[22]

汚染状況

アフラトキシンは、自然界に広く分布する一般的な「雑草」カビの一種であるアスペルギルス・フラバスとアスペルギルス・パラシティカスの両方によって生産されます。これらのカビの存在は、必ずしも有害なレベルのアフラトキシンが存在することを示すわけではありませんが、重大なリスクを示しています。カビは、特に高湿度の環境に長時間さらされた後や干ばつなどのストレスの多い状況では、収穫前または貯蔵中に食品に定着して汚染する可能性があります。気候変動によりこれらのカビにとってより適した条件が作り出された結果、トウモロコシなどの作物におけるアフラトキシン汚染が増加しています。^[23]^[24]

アスペルギルスの本来の生息地は土壌、腐敗した植物、干し草、微生物学的に劣化している穀物ですが、生育に適した条件であれば、あらゆる種類の有機基質に侵入します。アフラトキシン生成に適した条件には、高水分含有量（少なくとも7％）と55〜104 °F（13〜40 °C）の温度（最適温度は27〜30 °C（81〜86 °F））が含まれます。^[25]^[26]アフラトキシンは、すべての主要な穀物作物から分離されており、ピーナッツバターや大麻など多様な源から分離されています。アフラトキシンに定期的に汚染されている主要産物には、キャッサバ、唐辛子、トウモロコシ、綿実、キビ、ピーナッツ、米、モロコシ、ヒマワリの種、木の実、小麦、および人間や動物が消費することを目的としたさまざまなスパイスがあります。アフラトキシン変換産物は、動物に汚染された穀物を与えた場合、卵、乳製品、肉類に見つかることがあります。^[2]^[27]

ケニアとマリで行われた研究では、トウモロコシの乾燥と保管の一般的な方法はアフラトキシンへの曝露を最小限に抑えるのに不十分であることが判明した。^[28]

殺菌剤を使わない有機栽培の作物は、アフラトキシンによる汚染を受けやすい可能性がある。^[29]

防止

食品供給におけるアフラトキシンのリスクを抑える主な手段は、食品加工工場での使用にカビの生えた穀物を拒否したり、混合物に加える前に原材料のバッチのアフラトキシン濃度を検査するなど、商業商品供給チェーンにおける食品衛生です。FDA などの規制当局は、許容レベルの制限を設けています。多くの地域でコンバインによる収穫を成功させるために必要な穀物の乾燥自体が、貯蔵穀物がそもそも湿りすぎないようにすることで、この取り組みの基礎となります。

農業教育や栄養教育が低所得国から中所得国におけるアフラトキシンへの曝露を減らすことができるという証拠は非常に限られている。^[30]

病理学

アフラトキシンの急性毒性作用に免疫のある動物種は知られていない。成人はアフラトキシン曝露に対して高い耐性があり、急性アフラトキシン中毒症を発症することは稀であるが^[31]、特に子供は影響を受けやすく、曝露により成長障害や発達遅延、さらに以下で述べるすべての症状を引き起こす可能性がある。^[5]

高レベルのアフラトキシン暴露は急性肝壊死（急性アフラトキシン中毒）を引き起こし、後に肝硬変や肝臓癌につながります。急性肝不全は、出血、浮腫、消化の変化、栄養素の吸収や代謝の変化、精神変化や昏睡などの症状として現れます。^[31]

慢性の無症状の曝露では、急性アフラトキシン中毒ほど劇的な症状は現れません。慢性曝露は肝臓がんや胆嚢がんの発症リスクを高めます。^[32]アフラトキシンの代謝産物がDNA に挿入され、エポキシド部分を介して塩基をアルキル化する可能性があるためです。これは、DNA 変異がある場合に細胞周期の進行を阻止したり、アポトーシス(プログラム細胞死)をシグナルしたりする重要な遺伝子であるp53遺伝子の変異を引き起こすと考えられています。これらの変異は、一部の塩基対の位置が他の位置よりも影響を受けやすいようです。たとえば、p53 遺伝子のコドン 249 の 3 番目の塩基は、近くの塩基よりもアフラトキシンによる変異の影響を受けやすいようです。^[33]他の DNA アルキル化剤と同様に、アフラトキシン B _{1は免疫抑制を引き起こす可能性があり、}HIV陽性者のウイルス量の増加と関連しています。^[34]^[35]

アフラトキシン関連疾患の発現は、種、年齢、栄養、性別、他の毒素への同時曝露の可能性などの要因によって左右される。哺乳類の主な標的臓器は肝臓であるため、アフラトキシン症は主に肝臓疾患である。ヒトにおけるアフラトキシン症の可能性を高める条件としては、食料の入手が限られていること、食品にカビが生えやすい環境条件、アフラトキシンの監視と管理のための規制システムの欠如などがある。^[36]

ニンジン、パースニップ、セロリ、パセリなどのセリ科の野菜を定期的に摂取すると、アフラトキシンの発がん性を軽減できる可能性がある。^[37]

アフラトキシン中毒に対する特別な解毒剤はありません。肝疾患の重症度に合わせた対症療法および支持療法には、デキストロース、活性ビタミン K、ビタミン B を含む静脈内輸液、および適度な炭水化物を含む制限された高品質のタンパク質食が含まれます。

他の動物では

犬の場合、アフラトキシンは肝臓疾患を引き起こす可能性があります。低レベルのアフラトキシン曝露では、肝機能障害の兆候が現れるためには数週間から数ヶ月にわたる継続的な摂取が必要です。^[38]一部の記事では、ドッグフードの毒性レベルは100～300ppbであり、アフラトキシン中毒を発症するには数週間から数ヶ月にわたる継続的な曝露または摂取が必要であると示唆しています。 ^[39]回復した犬が後にアフラトキシン誘発性疾患に屈することを示唆する情報はありません。

七面鳥はアフラトキシン中毒に非常にかかりやすい。最近の研究では、これは七面鳥の肝臓におけるアフラトキシンB1の効率的なシトクロムP450を介した代謝_と、グルタチオンSトランスフェラーゼを介した解毒の欠陥によるものであることが明らかになった。^[40]^[41]

_{妊娠ハムスターを対象としたいくつかの研究では、アフラトキシンB1}（4mg/kg、単回投与）への曝露とその子孫の発達異常の出現との間に有意な関係が示された。 ^[42]

2005年、ダイアモンド・ペットフーズはサウスカロライナ州ガストンの工場で製造した製品にアフラトキシンが含まれていることを発見した。^[43]^[44]ダイアモンドは23州でガストン工場で製造されトウモロコシを配合した19の製品を自主的にリコールした。研究所で行われた2,700以上の完成品サンプルの検査では、成犬用フォーミュラ2種類のうち2つの日付コードのみが有毒である可能性があることが確認された。^[45]

2020年12月と2021年1月、ミッドウェスタン・ペットフーズは致死量のアフラトキシンを含むドッグフードをリコールした。^[46] 2021年1月12日までに70匹もの犬がアフラトキシン中毒で死亡した。^[47]

人間における検出

人間の体内のアフラトキシン濃度を検出するために最も頻繁に使用されている主な手法は 2 つあります。

最初の方法は、被験者の尿中のAFB ₁ -グアニン付加物を測定することです。この分解産物の存在は、過去 24 時間以内にアフラトキシン B _{1に曝露したことを示します。ただし、この技術では最近の曝露のみを測定します。この代謝物の}半減期のため、測定される AFB ₁ - グアニンのレベルは食事に基づいて日ごとに変化する可能性があり、長期曝露の評価には適していません。

使用されている別の技術は、血清中の AFB ₁ -アルブミン付加物レベルの測定です。このアプローチは、数週間または数か月にわたる曝露のより総合的な測定を提供します。

発生リスト

市販のピーナッツバター、食用油（オリーブ油、ピーナッツ油、ゴマ油など）、化粧品の国際的供給源がアフラトキシンに汚染されていることが確認されている。^[48]^[49]^[50]いくつかの例では、液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析法（LC-MS/MS）やその他の分析方法により、選択された製品サンプルの48％から80％の範囲で検出可能な量のアフラトキシンが含まれていることが明らかになった。これらの汚染された食品の多くで、アフラトキシンは米国食品医薬品局（FDA）やその他の規制機関の安全基準を超えていた。^[49]^[50]^[51]

1960年イギリスで七面鳥X病が発生、アフラトキシンの発見
1961落花生の毒性に関連するアスペルギルス・フラバスを特定
1962 アフラトキシンの物理化学的性質に関する研究を実施し、TLC分析でアフラトキシンBとGを特定し、結晶性アフラトキシンの分離と合成を行いました。
1963 アフラトキシンB2、G1、G2がジフロクマリン誘導体として特定され、化学的に特徴づけられた。
1965年FDAはアフラトキシン30μg/kgに対する最初の規制を承認した。
1966年、牛乳毒素はAFM1とAFM2と命名され、AFM1は牛乳、尿、腎臓、肝臓で検出された。
1973年ポーランド：カジミェシュ4世ヤギェウォの墓が開かれ、アフラトキシンを生成するカビが発見され、10人が死亡した。^[52]
2004年ケニア：汚染されたトウモロコシの摂取によるアフラトキシン中毒の急性発生、125人の死亡が確認された。^[53]
2013 年 2 月～3 月: ルーマニア、セルビア、クロアチアから西ヨーロッパに輸入 – 2013 年のアフラトキシン汚染。
2013年2月：アイオワ州の汚染^[54]
2014年（継続中）：ネパールとバングラデシュ、新生児への曝露、臍帯血中に発見。 ^[55]
2019年ケニア：汚染のためトウモロコシ粉5銘柄がリコール。^[56]
2021年米国：ミッドウェスタン・ペットフード社が製造したペットフードが汚染され、少なくとも70匹の犬が死亡した。^[57]
2021年スリランカ：汚染されたココナッツオイルが地方政府によって一般消費向けに放出された。^[58]
2023 ケニア: 0～6 か月の子供を持つ母親の授乳中の女性の食事性アフラトキシンへの曝露。
2024年南アフリカ：国家消費者委員会が汚染のためピーナッツバターのさまざまなブランドをリコール

参照

アフラトキシンの全合成
2013年のアフラトキシン汚染
動物飼料中のマイコトキシン
ニシュタマリゼーション
関連毒素であるステリグマトシスチン
アスペルギルスが哺乳類に病気を引き起こすその他の方法:
- アスペルギルス症
- 原発性皮膚アスペルギルス症

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外部リンク

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