摘要：西部天然草地是我国西北地区畜牧业的基石，也是我国西部环境生态环境的重要屏障。但由于自然条件的恶劣与人为管理建设的落后，近些年来毒草比例与荒漠比例日益增高。疯草是我国西部天然草地的毒草之首，其也是一类世界性毒草，在我国广泛分布于新疆、内蒙古和青海等省份的牧区。疯草的主要毒性成分苦马豆素可主要通过竞争性抑制α-甘露糖苷酶的活性，影响糖蛋白的糖基化修饰，造成富含甘露糖的低聚糖在溶酶体内聚集的溶酶体贮积病，从而引起细胞受体功能异常并出现广泛空泡变性，最终导致中毒动物多脏器病变并出现神经症状。本文就疯草的中毒机理和国内外防控应用相关技术进行综述，为疯草的研究与防治提供帮助。

关键词：疯草;毒性;中毒机理;防控

疯草（locoweed）指含苦马豆素（swainsonine，SW）的豆科多年生草本黄芪属（Astragalus）和棘豆属（Oxytropis）有毒植物，广泛分布于我国西北地区的草原和荒漠上，由于疯草分布广、防控难、损失大，因此被称为中国天然草地毒草之首。家畜采食疯草引起中毒被称为“疯草病”，该病发病较慢，需要采食一定量的疯草才能引起病变，但疯草具有成瘾性，因此如不及时加以控制，很容易引起动物死亡。疯草中毒主要以神经机能紊乱为主，如头部震颤，步伐蹒跚，反应迟钝，同时还会引起家畜生殖方面的问题如性欲降低，流产，不育、精卵减少等[1]。目前全世界约有黄芪属植物2500～2750种，棘豆属植物350多种。在我国已报道能引起动物中毒的主要有12种，如黄花棘豆、甘肃棘豆、小花棘豆、冰川棘豆等[2]。据统计，我国草场仅疯草面积覆盖已经超过一千万公顷，占全部草场面积的 1/50，占西北部部草场面积的1/30[2]。

1疯草的毒性研究

1.1疯草的主要毒性成分

起初，人们认为引起家畜中毒的有毒成分是疯草的最终代谢产物，但通过深入研究发现部分有毒植物的毒性成分与其次生代谢产物相关。现阶段毒理学家依据毒性作用差异将疯草有毒成分分为脂肪族硝基化合物、硒化合物和生物碱三大类，并且其最主要的有毒成分也已经被确定为一种称为苦马豆素的多羟基吲哚里西啶生物碱成分。

1.2疯草产毒机制研究

苦马豆素作为疯草的主要毒性物质，最初被认为是疯草自身的次生代谢产物。但研究人员通过分离发现疯草中的内生真菌也可以产生苦马豆素，并且通过对不同种类的疯草进行对比发现，不同疯草中苦马豆素含量与其所含内生真菌数量呈正相关。McLainRomero等[3]给小鼠饲喂疯草中的内生真菌后发现小鼠表现出疯草中毒症状，其研究团队在后续研究中还确定了疯草种子种皮是成熟疯草内生真菌的唯一来源，。因此疯草中苦马豆素来源于内生真菌，疯草中毒的核心也就是内生真菌中毒

2 疯草中毒机理研究

苦马豆素的主要毒性作用是抑制细胞中α-甘露糖苷酶（AMA）活性，特别是高尔基体中的α-AMA2的活性，主要机制是其与甘露糖有相似的半椅状空间结构，可竞争性结合AMA，从而阻止低聚糖分解为单糖，使细胞内甘露糖大量堆积引起细胞空泡变性。多种组织器官可因此受到损害，尤其以神经系统和生殖系统最为严重。不仅如此，其还可通过干扰细胞膜表面糖蛋白的加工合成，引起一系列内分泌方面疾病。近些年还有研究证实苦马豆素会引起细胞凋亡与细胞自噬[4]。

3 国内外疯草中毒的防控和应用进展

3.1  防控技术

传统的防控技术主要包括焚烧、挖除及化学药物喷洒等，但由于此类方法应用局限，危害环境，效果参差，目前基本不再使用。而一些效果突出且操作简单的现代防控技术近些年来广受欢迎，主要分为生物法与管理法。生物法包括微生物类的病原感染疯草防控，动物类的植食性昆虫防控以及植物类的竞争性牧草防控，这些方法虽然防控效果优良，但仍然存在着不适用大面积草原、可能出现生物入侵等弊端，特别是因为其引入外来物种导致的不可控性在疯草防控的同时也带来了新的风险与挑战。管理法包括生态系统控制法、青贮脱毒、避食训练、解毒剂应用等[5]，但因其技术门槛较高，方法不成熟，目前仍难以普及。

随着分子生物学的进步，目前很多学者已经开始在分子水平探索新的疯草防控技术。童德文[6]通过合成SW-BSA研制出苦马豆素疫苗，运用免疫学技术对家畜疯草中毒的预防作出巨大贡献。吴金霞等[7]采用克隆特异性功能基因的技术对疯草内主要的产毒内生真菌进行脱毒改良，使疯草变为一种高品质牧草。还有利用杂交技术、基因工程改造等方法对疯草毒性成分进行转化与消除。这类方法摒弃以往的通过消灭疯草来防控的观念，转而通过基因改良的方式扬长避短，不仅防止了中毒现象的出现，还对饲料营養、生物多样性、荒漠化治理等方面的难题提供了很多解决思路。

3.2   应用前景

3.2.1  药物应用价值

疯草引起家畜中毒的主要物质是苦马豆素，但其同时也是一种新兴的抗癌药物，SW可通过激活线粒体信号转导通路的方式诱导肿瘤细胞凋亡，还可以对肿瘤细胞表面的相关蛋白起作用从而降低其扩散性与对健康组织的粘附性;SW可通过剂量的高低对机体的免疫功能实现双向调节;还有研究表明SW对HPIV3、NDV等病毒有一定的活性抑制作用。疯草中的镰形棘豆中提取的总黄酮甙元能增加肾上腺皮质功能，还对慢性气管炎症具有良好的治疗效果，而冰川棘豆提取物具有一定的抗菌作用。

3.2.2  饲料应用价值

疯草中不仅含有丰富的植物蛋白，其他营养成分也相对全面，可作为圈养家畜的补充饲料使用，使用前应注意需要对疯草进行青贮、高温或水浸等脱毒处理。值得注意的是，由于疯草中毒是慢性过程，在摄入少量的疯草后一段时间动物可以自愈恢复健康，因此在特殊情况下可采用间歇饲喂的方法使用未经处理的疯草饲料，但需密切关注使用种类和用量[8]。

4 总结与展望

疯草中毒的预防和治疗是一个世界性难题，且对全球畜牧业的重要支柱的中美两国尤为重要。疯草的蔓延不仅在养殖方面造成巨大损失，在荒漠化治理、草原生态维护等环境问题上也增添很多新麻烦。经过数十年的探索与研究，疯草的中毒机理与主要毒性成分已基本阐明清晰，但针对不同的毒性物质与中毒机理所研制出的解救药物仍然不具有推广性与高效性。而关于疯草利用的相关研究在科學界成果斐然，其全面丰富的营养特性、崭新高效的医学价值以及抗旱抗寒的植物特点给了疯草“化敌为友”的新途径。因此我们应把疯草防控研究重点转移到疯草的开发利用上，将疯草变废为宝，这对我们国家的土地问题、粮食问题和环境问题的解决有着深远的意义。

参考文献

[1]杨小平.动物棘豆属疯草中毒的临床症状[J].武汉科技学院学报，2002，15（3）：25-28.

[2]路浩，荣杰，赵宝玉，等.苦马豆素对SD大鼠血液生化指标的影响[J].中国兽医学报，2012，32 （3）：451-456.

[3]McLainRomero J，Creamer R，Zepeda H，et al. The toxicosis of Embellisia fungi from locoweed（Oxytropis lambertii）is similar to locoweed toxicosis in rat [J].Journal of Animal Science，2004，82：2169-2174.

[4]Lu H，Wang S，Wang W，Zhang L，Zhao B.Effect of swainsonine in Oxytropis kansuensis on Golgiα-mannosidase IIexpression in the brain tissues of Sprague-Dawley rats.Journal of agricultural and food chemistry.2014 Jul;62（30）：7407-12.

[5]周启武;赵宝玉;路浩;王姗姗;张樑;温伟利;杨晓雯.中国西部天然草地疯草生态及动物疯草中毒研究与防控现状[J].中国农业科学，2013，（06）：1280-1296.

[6]童德文.苦马豆素—BSA的合成及其免疫原性研究[C].西北农林科技大学，2000.

[7]吴金霞，陈彦龙，何进刚.生物技术在牧草品质改良中的应用[J].草业学报，2007，16（1）：1-9.

[8]樊月圆.黄花变异黄芪生物碱成分研究[C].西北农林科技大学，2006.

作者简介：姓名：王圣翔，1999.8，男，汉族，山东省荣成市，本科在读，研究方向：动物中毒病与药物毒理