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米酵菌酸是什麼?中毒了有哪些症狀?如何治療?
本文介紹米酵菌素的基本資訊,包含:多少劑量會致命、如何檢測、中毒會有哪些症狀、如何治療。
▋作者簡介:翁瑞宏。中山醫學大學公衛系教授,台北市公共衛生師公會理事長。
基於寶林茶室食品中毒事件的真相尚未釐清,此文僅談米酵菌素,不指事件真正原因。
米酵菌酸是什麼?
米酵菌酸(Bongkrekic acid)是由唐菖蒲伯克氏菌(又名伯克霍爾德菌,學名:Burkholderia gladioli)產生。文獻指出,人類因食用受米酵菌酸污染的食物,特別是發酵椰子天貝(Coconut tempe,一種由椰子漿發酵後製成的傳統食品)和玉米產品而中毒。
當上述食品沒有完全發酵時,米酵菌酸的毒素就會增加。然而,米酵菌酸無臭、無味,受影響的食品具有正常的外觀、氣味和味道。
米酵菌酸的歷史
在早期的印尼,椰子天貝是當地的廉價蛋白質來源,是將椰奶或椰油生產中的椰子肉副產品壓製成餅,接著接種少孢菌進行發酵而製成。食用方式是切片或切塊,用於油炸或湯煮。如果發酵不完全,米酵菌酸會增生。
1895年首次出現因食用椰子天貝,米酵菌酸中毒死亡事件。自1975年以來,食用受污染的椰子天貝,已導致近3000起米酵菌酸中毒案例,至少150人死亡。在1988年的一起中毒事件後,椰子天貝被禁止生產,但偶爾還是會有中毒事件發生。
在中國東北地區,用來製作麵包、麵條和餃子的發酵玉米產品,是米酵菌酸中毒的主要來源。在中國南方,吊糖粑中毒事件也可能和米酵菌酸有關。
此外,亞洲國家食用的銀耳、蘑菇中,半數可能受到土壤中的唐菖蒲伯克氏菌污染。在印尼和中國,米酵菌酸中毒事件通常發生在夏天。
2015年,首次出現亞洲以外的地區,爆發米酵菌酸的中毒事件。莫三比克西北部爆發一場災難,導致75人死亡,許多人因飲用一種以發酵玉米粉自製的粟酒中毒。
米酵菌酸的生存環境
唐菖蒲伯克氏菌,通稱「椰毒假單胞菌」或「唐菖蒲伯克氏菌」,是好氧的革蘭氏陰性桿菌。它是植物病原菌,可與植物和真菌共生,存在土壤、水、根際及多種動物體內,可能對人類造成伺機性感染。
這種細菌會產生一種稱為Gladiolin的抗生素,其中一種致病變型可在椰子果肉生長,產生「呼吸毒素米酵菌酸」。食用後可引起人類中毒,並有致命危險。在台灣,曾經在腐敗的杏鮑菇和具鳳梨果腐病的鳳梨中,鑑識到此病菌。
產生米酵菌酸,取決於2種不同且連續的環境條件:
- 支持細菌生長和增生的環境條件。
- 有利於米酵菌酸產生的環境條件。
米酵菌酸是在pH值為中性的溫暖環境(22~30°C)中產生,與製作椰子天貝的條件相同。其生產也取決於脂肪酸的存在,特別是椰子和玉米的脂肪酸。含有油酸的細菌生長培養基,可產生最高濃度的米酵菌酸。
在結構和性質上,米酵菌酸是熱穩定、高度不飽和的三羧酸脂肪酸(Tricarboxylic fatty acid),分子量為486 kDa,被認為是聚酮化合物(Polyketide)。聚酮化合物是由細菌、真菌和植物所產生具有生物活性的次級代謝物,具有生存優勢,例如抑制其他細菌、真菌、病毒、寄生蟲或腫瘤細胞的生長,多西環素(Doxycycline)、紅黴素(Erythromycin)和許多抗生素都是聚酮化合物。
多少劑量的米酵菌酸會致命?
關於米酵菌酸在人體中的毒物代謝動力學,以及致死劑量的資訊很少。
一項訊息顯示,只要1~1.5mg的米酵菌酸,就可能對人類致命。另一個來源指出,口服的半數致死劑量(LD50)*為3.16mg/公斤。
編按:LD50在毒理學中,是描述有毒物質或輻射毒性的常用指標,是指「能殺死一半試驗總體之有害物質、有毒物質或游離輻射的劑量」。
用於老鼠的實驗結果
對小鼠的研究顯示,口服的LD50為0.68~6.84 mg/kg,靜脈注射的LD50為1.41 mg/kg。另一項針對大鼠的研究顯示,口服2 mg/100 g的劑量,會在2~5小時內導致死亡;在同一項研究中,大鼠最初服用1 mg/100 g的劑量後存活,但在48小時後重複劑量則導致死亡。
在生化方面,米酵菌酸在粒線體毒素中具有獨特的毒性機制,可抑制腺嘌呤核苷酸轉位酶(Adenine nucleotide translocase,ANT),而非電子傳遞鏈。
粒線體中合成的三磷酸腺苷(ATP)透過ANT交換為胞質二磷酸腺苷(ADP),為粒線體基質提供持續的ADP供應。ANT是最豐富的粒線體蛋白之一,在人類中發現3種ANT亞型,不同程度的存在於心臟、骨骼肌、纖維母細胞和肝臟中。
它透過成為粒線體膜上稱為粒線體通透性轉換孔(Mitochondrial permeability transition pore,MPTP)的致死孔的一部分,在協調(細胞凋亡)和不協調(壞死)細胞死亡中發揮作用。
MPTP是一種基於蛋白質的通道,可調節粒線體膜的通透性,蛋白、脂質、離子、促氧化劑和化療劑都可以直接調節ANT的成孔活性。此外,但米酵菌酸可能具有較大的分佈體積,因為它是高度不飽和脂肪且具高度脂溶性。目前,不知道米酵菌酸是如何代謝的。
如何檢測米酵菌酸?
要檢測米酵菌酸可能很困難,並且不可靠。可以從受污染的食物和嘔吐物中,分離出唐菖蒲伯克氏菌,也可以使用測試套件(例如Biologic GN2系統)識別。
最常用的鑑定方法是「16S rDNA定序」,但有時會錯誤的識別其他伯克氏菌變種。最可靠的方法可能是「多重PCR」。
目前,沒有文獻說明對於米酵菌酸的生物介質測試;但,對於環境樣品中米酵菌酸的存在和定量,可以使用「液體薄層色譜法」、「色譜質譜法」和「高壓液體色譜法」進行測試。
米酵菌酸中毒會有哪些症狀?
根據報吿,接觸米酵菌酸污染食品後的潛伏期為1~10小時,主要目標器官為肝臟、大腦和腎臟。
人類的徵兆和症狀與其他粒線體毒素的臨床表現相似,但嚴重程度和時間進程有所不同。報告的症狀包括:
- 不適。
- 頭暈。
- 嗜睡。
- 出汗過多。
- 心悸。
- 腹痛。
- 嘔吐。
- 腹瀉。
- 血便。
- 少尿。
- 血尿。
- 尿滯留。
在檢查期間發現的症狀:
- 低血壓。
- 心律不整。
- 體溫過高。
- 黃疸和四肢僵硬。
- 潮式呼吸(Cheyne-Stokes respiration, CSR)。
- 肺部囉音。
- 嗜睡。
- 譫妄(日夜作息混亂、情緒緊繃)。
- 休克。
- 昏迷。
- 死亡(可能發生在徵兆和症狀出現後1~20小時。)。
實驗室能檢測出的異常,包括:
- 一開始出現的高血糖。
- 隨後出現的低血糖。
- 肝功能檢查異常。
- 紅血球數和血紅素正常。
- 白血球計數增加。
如何治療米酵菌酸中毒?
目前對於米酵菌酸中毒患者的處置,沒有標準的指引。
一般來說,支持性處置是必要的。治療策略可從其他粒線體毒素,如一氧化碳、氰化物和硫化氫的治療建議中推斷。然而,用於其他粒線體毒素的解毒劑,由於其不同的毒性和解毒作用機制,預計不會有顯著益處。
葡萄糖可能對發生低血糖的患者有幫助,儘管尚未有報告指出它可以降低死亡率。
此外,預期米酵菌酸的分佈體積可能太大,無法進行體外移除,例如血液透析。然而,在腎衰竭的情況下,仍應考慮血液透析以支持器官功能。
*本文獲「全民愛健康,大家樂分享」授權轉載,原文連結。
責任編輯:陳瑋鴻
核稿編輯:倪旻勤
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