喹乙醇的毒理学研究概况

2008,42(1):41-44/孙雷,等中国兽药杂志41喹乙醇的毒理学研究概况孙雷,韩嘉媛2,汪霞,王树槐(1.中国医药品监察所,北京100812工业北京化工冶金研究院,北京101149)收日期】2007-12-04【文献标识码]A【文章编号1002-1280(200)01-0041-04【中分类号】5859.83[摘要]就目前喹乙醇的毒理学以及对畜禽、鱼类和生态环境等的毒性研究情况进行了回顾和综述。关键词]喹乙醇;毒理;生态毒性喹乙醇( Olaquindox)是1965年由德国拜耳公司以邻硝基苯胺为原料合成的一种抗菌促生长剂,20世纪70年代起,欧共体、澳大利亚、日本、中国等 -CONHCH2CH2OH陆续批准该药作为饲料添加剂使用。美国食品药品监管局(FDA)因与喹乙醇结构相似的同类药物卡巴氧被证实具有致癌作用,一直未批准该药的使 NCH用,欧盟从1999年起也禁止其使用。我国2000年版兽药典中规定喹乙醇只能用于幼猪,禁用于禽和图1乙醇的化学结构式体重超过35kg的猪,休药期35d;2005年版兽药典中又规定喹乙醇禁用于鱼类。在早期,喹乙醇被2哇乙醇的毒理学研究认为是一种高效、低毒、低残留的优良抗菌促生长21急性毒性急性毒性是研究外来化合物对机剂,但近些年来,很多学者对喹乙醇的毒性重新做体毒性效应的第一步,是指机体一次性接触外来化了深入系列的研究与评价,认为它是一种基因毒剂合物之后引起的中毒效应(甚至死亡),一般通过测和生殖诱变剂,有致突变、致畸作用,畜禽产品中残定化合物对实验动物的半数致死量(LD)来初步留的喹乙醇可致染色体断裂,能诱发机体出现细胞估计其毒害的危险性。已报道的LD计算方法有突变等。本文就目前喹乙醇的毒理学研究情况平均致死量法(改良寇氏法)和剂量递增法(霍恩进行综述为综合评价其毒理学安全性提供参考,氏法),LD值越小表明化合物的毒性越大。乙为促进我国畜牧业的健康发展提供保障。醇对不同动物的急性毒性试验结果总结见表1,可1乙醇的理化性质以看出其毒性敏感程度存在较为明显的动物种属喹乙醇化学名称为2-[N-(2-羟基-乙基差异,其中禽类敏感性最高,鱼类敏感性相对较低。-氨基甲酰]-3-甲基-喹噁啉-1,4-二氧化2.2蓄积毒性当动物机体与外来化合物发生长物,结构式见图1,分子式C12H13N3O4;为浅黄色结期多次接触时,化合物反复进入动物机体,当进入晶粉末,无臭、味苦;溶于热水,微溶于冷水,难溶于的速度或总量超过代谢的速度或总量时,就会在动甲醇、乙醇和氯仿,熔点为207~213℃;空气中稳物体内逐渐增加产生蓄积作用。研究蓄积作用常定;对光敏感,光照易分解为棕色,人接触后易引起用固定剂量法或定期递增剂量法,结果都以蓄积系皮肤光敏反应。数K来表示,K值越大说明化合物的蓄积作用越作者简介孙雷(1978年-),男,硕士,助理研究员,主要从事兽药安全性评价工作。E-mail: sunlei@ivdc.gov.cn42中国兽药杂志2008,42(1):41~44/孙雷,等弱。喹乙醇对不同动物的蓄积毒性试验结果总结复变率高。 Novavek等在枯草杆菌DA修复见表2,不难发现喹乙醇有中度至明显的蓄积毒性。试验中发现喹乙醇对枯草杆菌(rec+和rec-)修表1唯乙醇对不同动物的急性毒性2-5/LD3复试验为阳性,提示其DNA完整性受损。另外,喹动物给药途径LD/(mgkg)乙醇对哺乳动物细胞也有致突变作用, Scheutwinkel等17用喹乙醇处理V79细胞,发现姐妹染色单体小白鼠内服3316交换频率增加,且存在剂量反应关系。王树槐18大白鼠内服1074报道喹乙醇在大于6.6μg/mL剂量时不论加或不兔内服1000-200加S9代谢活化系统都对CHL细胞染色体产生畸石岐杂鸡内服304.9变作用,也存在剂量反应关系。艾维因肉鸡内服288.42.4.2体内诱变试验,在骨髓细胞染色体畸变试鲤鱼腹腔注射1022.6验、微核试验、精子畸形试验以及小鼠显性致死突表2隆乙醇对不同动物的蓄积毒性-8变试验等哺乳动物体内诱变试验中,喹乙醇除在显性致死突变试验中表现阴性外,其余均表现阳性。动物蓄积系数K蓄积作用分级 Cihak等在iCr小鼠处死前24h灌胃给予800小白鼠3-3.3中度至明显蓄积mg/kg的喹乙醇可引起小鼠骨髓细胞染色体断裂。石岐杂鸡3.24中度蓄积王树槐等20发现给予750mg/kg的喹乙醇即可诱鲤鱼1.45~1.9明显蓄积发小鼠骨髓嗜多染红细胞(PCE)微核率达到2.3亚慢性毒性亚慢性毒性是指动物连续多日36.5%Sram等口服给予IC雄性小鼠不同剂接触较大剂量外来化合物所出现的中毒效应,常引量喹乙醇,然后与未处理的雌性小鼠交配,发现喹起动物表观、脏器发生改变,并引起血液和肝、肾等乙醇显性致死突变试验阴性,精子畸形试验阳性,组织出现病变。喹乙醇作用于动物后会严重损害与阴性对照组精子畸形率1.86%比较,喹乙醇500动物肝肾组织,引起机体生理生化指标的变化。王mg/kg剂量时精子畸形率达到6.94%。在另一项树槐等发现在亚慢性毒性试验中喹乙醇能引起研究中口服给予cr-P雌性小鼠喹乙醇4周后 Wistar大鼠肝肾组织出现实质性病变,严重时出现与未处理的雄性小鼠交配,结果发现喹乙醇在200坏死。孙永学等10发现中毒剂量的喹乙醇对鸡肾mg/kg或500mg/kg剂量时与阴性对照组相比能显上腺皮质功能、肝微粒体酶系统及肾功能均能产生著引起早期胚胎死亡。尹容焕等试验发现给小抑制性损害。朴金日等发现按照100mg/kg和鼠灌胃超过120mg/kg喹乙醇时,小鼠骨髓微核率200mg/kg添加量连续饲喂断奶仔猪39d对其生显著升高,网织红细胞数显著降低;剂量为1200长和肝肾功能均有影响,表现出一定毒副作用。何m/kg时,红细胞数较对照组显著降低,提示大剂春鹏等12)研究发现大于0.3μg/mL浓度的喹乙醇量喹乙醇不仅具有遗传毒性还可能会抑制小鼠骨可抑制草鱼外分泌部细胞胰蛋白酶原的合成叶髓的造血机能,导致其贫血。继丹等(13-14发现喹乙醇可致镜鲤体内红细胞数下2.4.3基因突变试验近些年来,随着分子生物降;鱼鳃组织中Na+、K+-ATP酶活性随喹乙醇剂学的发展,PCR、DNA测序基因克隆以及核酸杂交量的升高而降低,呈现剂量效应关系,在大于1600等技术也逐步应用于毒理学研究中。分子生物学mg/kg剂量时喹乙醇可以明显干扰鲤鱼的正常生技术以终点明确、敏感性高、耗时短等优点大大提化代谢功能。高了毒理学研究的整体水平。郝利华等23将短暂2.4致突变毒性复制型穿梭质粒pSP189经6.6μg/mL喹乙醇处理2.4.1体外诱变试验根据检测不同遗传学终点后,转染Vero细胞,从中回收质粒并转E.coli选择的体外诱变试验主要集中在体外细菌测试系MBM7070指示菌,通过筛选突变菌株进行基因序统和体外细胞培养系统。 Yoshimura等15通过列测定,发现喹乙醇能诱发质粒pSP189靶基因突Ames试验发现喹乙醇在2.5、5、10、15μg/mL剂量变,主要表现为基因点突变和连续缺失,且以点突下不论加或不加哺乳动物微粒体酶(S9)对TA98变为主,占总数的70%。王德成等24提取1日龄和TA100菌株都有诱变性,其中TA100更敏感,回艾维因肉鸡体内与呼吸链有关的肝脏 mtDNA,运用2008,42(1):41-44/孙雷,等中国兽药杂志43pcr-sscp技术研究了乙醇对mtDA的致突变喹乙醇饲料后肠道菌群的变化试验,发现给药组鱼效应,发现试验组 mtDNA的 RN Ale4007位肠道菌群数均有不同程度的下降,其中1600、3200C突变为A。mg/kg组的下降最为明显,说明饲料中添加喹乙醇2.5免疫毒性免疫毒性是研究外来化合物对机不能影响鱼肠道正常菌群的种类,但可明显影响其体免疫系统产生的不良影响及其机理,大多通过对数量及组成比例。机体免疫细胞和免疫器官等的干扰引起机体免疫4生态毒性研究机能下降。尹容焕等2发现随着喹乙醇剂量的增动物在使用药物以后,药物以原形或代谢物的加小鼠红细胞表面C3b受体酵母花环率逐渐减少,方式从粪、尿等排泄物进入生态环境,或者渔场水IC酵母花环率则升高,说明喹乙醇可能会抑制机体体直接用药,造成土壤环境、表层水体、水生和陆生的红细胞免疫功能;小鼠胸腺指数和脾指数随着剂生物的兽药残留蓄积,进而引起的毒性称为兽药生量增大均降低,提示喹乙醇可致使小鼠免疫机能下态毒性。喹乙醇是一种曾在畜禽及水产养殖中广降。与哺乳动物不同,鱼类免疫系统中非特异性免泛使用的抗菌促生长剂,使用不当或过量使用都会疫机制对疾病防御起着非常重要的作用。叶继丹对生态环境构成潜在危害。 Wollenberger等3用等2研究发现喹乙醇对鲤鱼血液白细胞吞噬指甲硝唑喹乙醇萘啶酸、土霉素泰乐菌素对甲壳数、吞噬率及头肾体重比都没有明显的影响,说明细水蚤进行试验,发现喹乙醇对甲壳细水蚤的急性喹乙醇对鲤鱼的非特异性免疫功能及免疫器官的毒性最强,对水环境有潜在的不良作用。 Halling发育没有影响。等32试验发现喹乙醇对水体中的铜绿微囊藻和对3其它毒理学研究羊角月牙藻的EC3分别为5.1mg/L和40mg/L3.1对动物机体细胞凋亡的影响细胞凋亡又称曲甍甍等3通过喹乙醇对土壤中赤子爱胜蚓急性细胞程序性死亡,是细胞接受死亡信号产生的一种受其自身基因调控的主动自杀过程。汪开毓等2毒性试验,滤纸法和溶液法测得喹乙醇48h的LC分别为>5.71×10-2mg/cm2和>2000mg/L,用电子显微镜观察法、原位末端标记法和流式细胞仪法检测鲤鱼喹乙醇中毒后肝细胞凋亡情况,发现且能引起体腔细胞DNA损伤。陈海刚等采用肝细胞出现染色体浓缩、边移,呈半月状,随后裂解水生生物斑马鱼鲤鱼和土壤生物赤子爱胜蚓作为成大小不等的团块,细胞凋亡所具有特征性的、质生物材料,通过斑马鱼急性毒性试验和胚胎发育试膜完整的凋亡小体清晰可见,提示喹乙醇能够诱导验、鲤鱼肾细胞单细胞凝胶电泳试验蚯蚓急性毒鲤鱼肝细胞发生典型的凋亡,且凋亡率随染毒时间性试验、生化毒性试验以及体腔细胞单细胞凝胶电延长而升高。泳试验,对喹乙醇分别从生物个体、细胞和分子水3.2对动物体内自由基的影响自由基又称游离平进行了生态毒理学效应研究。结果表明,在实验基,是指生物体内能独立存在含有1个或多个不配浓度范围内喹乙醇对斑马鱼和蚯蚓的急性毒性均不对电子的任何原子或原子团,是机体正常代谢的产大;对斑马鱼胚胎72h时的EC0为221.20mg/L,具物。正常生理条件下,机体内自由基处于不断产生有明显致畸效应;能促进蚯蚓体内SOD酶活性,并呈与清除的动态平衡中。动物喹乙醇中毒时会引起机现一定剂量效应关系但对纤维素酶影响不明显;单体内自由基水平升高和抗氧化系统的破坏等。高洪细胞凝胶电泳试验结果表明,喹乙醇具有一定遗传等281发现当鸡喹乙醇中毒时血液中自由基含量明显毒性,能引起鲤鱼肾脏细胞和蚯蚓体腔细胞DNA损升高,而抗氧化系统各指标水平明显降低。郭小权伤,与空白对照相比有显著差异,表明有明显的致染等29发现崇仁麻鸡喹乙醇中毒时体内自由基产生增色体断裂作用,并呈现出一定剂量效应关系加,清除自由基的重要物质SOD、GSH-Px活性和5结束语GSH含量以及总抗氧化能力都明显下降。综上所述,喹乙醇的急性毒性随动物种属不同3.3对动物体内肠道菌群的影响动物体内存在存在较大差异,有中度至明显的蓄积毒性,有一定着正常的细菌群落,它们在宿主体内生存和繁殖,的遗传毒性、诱变性和免疫毒性,对动物机体细胞对维持宿主组织器官的正常结构和功能起着十分凋亡、自由基和体内正常菌群等也有影响,对一些重要作用。卢岩等30通过鲤鱼摄食含不同浓度鱼类有明显的致畸作用,对周围生态环境有潜在的44中国兽药杂志2008,42(1):41~44/孙雷,等不良反应。可见,长期使用喹乙醇后在动物体内和7] Scheutwinkel- Reich Hude Sister Chromtod Exchange生态环境中造成蓄积残留,可通过食物链间接的对 in Chinese Hamister V79 Cells Exposed to Quindoxin, Carbadox人类健康造成威胁。另外,喹乙醇的致癌作用至今 and Olaquindox J]. Mutation Research, 1984, 139: 199-202尚未得到证实,因此对于喹乙醇用于动物的安全性[18]王树槐唑乙醇诱发CHL细胞染色体畸变试验[]中国还需做进一步的研究。目前,在生产活动中无论是药杂志,1993,27(4):27-29混饲或治疗使用喹乙醇,都应严格遵循其规定的使[9] Cihak Vontorkova Cytogenetic Effects of Quinoxaline-1-4用范围、剂量浓度和休药期,为确保动物性食品安 dioxide Type Growthpromoting Agents M. Transplacental Mi-全、保护生态环境、保障人类健康奠定基础。 cronucleus in mice[ J]. Mutaion Research, 1985, 144: 81-84.20]王树槐,徐士新,郑定,等隆乙醇诱发小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验[]中国兽药杂志,1991,(1):13-14.参考文献: [21] Sram R J, Salome F R, Jaroalava K. The Effect of Long Term[1]邓云波,段苏华,陈启友乙醇的特性及其合理使用[J]湖 Oral Administration of Cyadox and Olaquindox on the Frequency南饲料,2004,(1):5-16 of Dominant Lethal Mutation and Abnormalities of Spermatozoa[2]孙翰昌,余海英,冯雪琴乙醇对鲤鱼的毒理学研究进展 in mice[ J]. 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