上海交通大學和美國北卡來羅納大學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》雜志的子刊《科學—轉(zhuǎn)化醫(yī)學》。美國北卡羅來納大學的賈偉(Wei Jia)教授（賈偉科學網(wǎng)博客）和上海交通大學的趙愛華(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菌的代謝有著密切關系。一些腸道細菌，尤其是Klebisella屬的細菌，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)合形成大分子復合物類的結(jié)石，堵塞腎小管，導致腎毒性。

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致的腎毒性大鼠模型的腎臟中有結(jié)石形成，同時腸道細菌的代謝產(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菌代謝存在相關性的假說，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菌中發(fā)現(xiàn)Klebsiella屬的細菌并驗證了其對三聚氰胺轉(zhuǎn)化能力，他們將Klebsiella屬細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存在著顯著的個體差異，而這些代謝和毒性反應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菌如Klebsiella菌的緣故。（來源：科學網(wǎng)）

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《科學—轉(zhuǎn)化醫(yī)學》發(fā)表論文摘要（英文）

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