《Journal of Food Composition and Analysis》:Mycotoxin exposure assessment from maize flour-based porridge consumed by infants and young children in South Kivu, Democratic Republic of the Congo
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本研究针对刚果(金)南基伍省婴幼儿因依赖玉米基辅食而面临膳食霉菌毒素高暴露风险的问题,通过横断面调查评估了该地区城乡健康区婴幼儿的多种霉菌毒素暴露水平。研究人员采用LC-MS/MS方法分析了428份玉米粉样本,并利用估计每日摄入量(EDI)、暴露边际(MoE)和蒙特卡洛模拟等进行风险评估。结果显示,五岁以下儿童暴露的黄曲霉毒素B1(AFB1)水平远超安全限值(MoE值低至1.1-23.1),且同时暴露于伏马毒素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮等多种霉菌毒素,表明白色和浅红色玉米粉的累积风险最高。该研究为首个系统评估南基伍省婴幼儿多霉菌毒素暴露与健康风险的研究,为制定针对性防控策略提供了关键科学依据。
在刚果民主共和国(DRC)的南基伍省,玉米是婴幼儿辅食的主要原料,当地称为“bouillie”或“buyi”的玉米粥是孩子们每日重要的营养来源。然而,在这种看似寻常的食物背后,却隐藏着不容忽视的食品安全隐患——霉菌毒素污染。温暖潮湿的气候、不当的作物收获后处理以及有限的储存设施,为诸如曲霉属、镰刀菌属和青霉属等真菌的生长及其有毒代谢产物的形成创造了理想条件。这些霉菌毒素,尤其是具有强致癌性的黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1, AFB1),对生理系统和解毒功能尚未发育完全的婴幼儿构成了尤为严重的威胁。他们的肝脏解毒途径,包括细胞色素P450代谢、葡萄糖醛酸化和谷胱甘肽结合作用,均未完全成熟,这限制了其清除有毒代谢物的能力。加之,婴幼儿具有较高的肠道通透性和不发达的免疫反应,共同加剧了他们对毒素效应的易感性。尽管东非地区的研究已多次报道玉米基食品中频繁且有时极高的黄曲霉毒素和伏马毒素污染,但对于南基伍省婴幼儿通过玉米粥实际摄入多种霉菌毒素的程度及其相关的健康风险,此前尚无系统的定量评估。
为了填补这一知识空白,由Christus C. Miderho、Lucy G. Njue、George O. Abong、Kanigula Mubagwa和Michael Sulyok组成的研究团队,在《Journal of Food Composition and Analysis》上发表了一项开创性的研究,首次对南基伍省婴幼儿通过玉米粥消费所暴露的多种霉菌毒素进行了综合评估,并将其与国际毒理学参考值和监管限值进行了关联分析。这项研究旨在生成具有可操作性的、符合当地具体情况的证据,以指导儿童健康保护、公共卫生干预以及旨在减少这一高度脆弱群体霉菌毒素暴露的监管策略。
为了回答上述问题,研究人员在南基伍省开展了一项横断面研究。他们从城乡不同健康区域采集了428份玉米粉样本,并将其合并成48个复合样本进行分析。研究的关键技术方法包括:使用经过验证的液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)对多种霉菌毒素进行定量分析;通过包含7天食物频率问卷(FFQ)的膳食调查结合视觉辅助工具估测婴幼儿的玉米粥消费量,从而计算估计每日摄入量(EDI);采用暴露边际(MoE)方法和蒙特卡洛模拟(10,000次迭代)评估致癌风险(特别是AFB1相关的肝癌风险);使用危害商(HQ)和危害指数(HI)评估非致癌霉菌毒素的累积风险。样本来源于当地家庭用于制备儿童餐食的储存容器。
3.1. 研究人群的人口统计学特征
研究发现,不同健康区婴幼儿的年龄分布存在显著差异,48-59个月龄组的代表性普遍不足。性别分布在各个区域间无显著差异。
3.2. 婴幼儿喂养实践与每日玉米粥消费量
调查显示,南基伍省婴幼儿普遍食用玉米粥,但喂养频率存在城乡差异。通过小提琴图分析发现,每日玉米粥摄入量在不同健康区和不同年龄组间均存在显著差异。城市区域(如Bagira和Kadutu)的儿童中位日摄入量最高(250-800克/天),而摄入量随年龄增长显著增加,48-59个月龄组的儿童日消费量可超过700克。
3.3. 玉米粉中霉菌毒素的存在情况
3.3.1. 受监管霉菌毒素的浓度
分析结果显示,不同颜色的玉米粉(深红色、浅红色、白色、黄色)其霉菌毒素污染谱存在明显差异。白色玉米粉的黄曲霉毒素(AFB1, AFB2, AFG1, AFG2)污染最为严重,而伏马毒素(FB1, FB2, FB3)则主要在浅红色和黄色玉米粉中检出。玉米赤霉烯酮(ZEN)在浅红色玉米粉中浓度极高,桔霉素(Citrinin)在白色和浅红色玉米粉中含量较高,脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)在白色玉米粉中浓度最高。
3.3.2. 与安全标准的符合性评估
相对于东非共同体(EAC)和欧盟等标准,各类霉菌毒素的超标情况严重。AFB1在白色和浅红色玉米粉样本中超标率高达100%和92%。总黄曲霉毒素在29%的样本中超标。伏马毒素在黄色玉米粉中100%超标。DON在71%的样本中超标。ZEN在白色和浅红色玉米粉中超标严重。
3.3.3. 新兴及其他真菌次级代谢产物
研究还检测到9种新兴霉菌毒素和20种其他有毒真菌代谢物,包括链格孢毒素(如交链孢酚AOH、交链孢酚甲醚AME、细交链孢菌酮酸TeA)和其他曲霉属代谢产物等,表明婴幼儿可能长期暴露于复杂的霉菌毒素混合物中。
3.4. 健康风险评估
3.4.1. 基于蒙特卡洛模拟的年龄分层膳食暴露评估
估计每日摄入量(EDI)计算表明,AFB1的暴露水平远超毒理学关注阈值(TDI)。其他霉菌毒素如雪腐镰刀菌烯醇(Nivalenol)和ZEN在高暴露个体(蒙特卡洛P95)中也显示出风险。
3.4.2. 婴幼儿黄曲霉毒素B1的暴露边际(MoE)
蒙特卡洛模拟显示,所有年龄组婴幼儿的AFB1MoE值(均值2.14-3.05)均远低于安全阈值10,000,表明存在较高的致癌风险,其中0-11月龄婴儿风险最高。
3.4.3. 黄曲霉毒素暴露与肝癌风险
研究估算了AFB1暴露导致的肝癌年发病率,白色玉米粉消费相关的风险最高(每10万名儿童每年3.05例)。考虑到当地乙型肝炎病毒(HBV)感染率,实际风险可能更高。
3.4.4. 非黄曲霉毒素霉菌毒素的累积风险
非致癌霉菌毒素的累积风险评估通过危害指数(HI)进行。浅红色和白色玉米粉的HI值分别高达275.4和297.8,远超过阈值1,表明因共同暴露于多种霉菌毒素(特别是ZEN和DON)而存在潜在的协同健康影响风险。
研究的结论与讨论部分强调,南基伍省婴幼儿通过玉米粥摄入的多种霉菌毒素暴露水平已构成严重的公共卫生问题。AFB1的暴露边际极低,表明存在显著的致癌风险。同时,婴幼儿还暴露于多种其他霉菌毒素,其累积健康效应不容忽视。这种广泛的污染状况凸显了当前食品安全监管体系的不足,尤其是在低收入国家。研究结果明确指出,亟需采取综合性的干预措施,包括加强食品安全监测、改进玉米收获后处理与储存技术、推广低毒素玉米品种、开展社区健康教育以及制定适合当地情况的霉菌毒素限量标准。这项研究为针对性地保护婴幼儿健康、减少霉菌毒素暴露的相关政策和行动提供了至关重要的科学证据,对改善依赖主食作物的脆弱人群的营养与健康安全具有深远意义。