三聚氰胺污染嬰幼兒配方奶粉的危險性評估

1、三聚氰胺的毒理學(xué)研究進展三聚氰胺（Melamine）又名蜜胺，氰尿三酰胺，三聚氰酰胺，由德國化學(xué)家Justus von Liebig于1834年首次合成，是一種用途廣泛的基本有機化工中間產(chǎn)品，目前最主要的用途是作為生產(chǎn)三聚氰胺/甲醛樹脂（MF）的原料，普遍應(yīng)用于建材、滅火劑、紡織、皮革、造紙等行業(yè)，也常作為生產(chǎn)塑料食品包裝材料的單體和助劑，還可以作為合成藥物的中間體或藥物載體的原料。但三聚氰胺本身既不是藥品也不是食品添加劑，僅僅是一種化工原料，正常情況下不應(yīng)該出現(xiàn)在食品或動物飼料中。2008年9月8日在我國甘肅省陸續(xù)報道多例嬰幼兒泌尿系統(tǒng)結(jié)石病例，隨后多個省份相繼發(fā)現(xiàn)類似病例，調(diào)查發(fā)現(xiàn)此類患兒

2、多有食用三鹿牌嬰幼兒配方奶粉的歷史。據(jù)衛(wèi)生部報告，截至2008年9月17日8時，全國醫(yī)療機構(gòu)共接診、篩查曾食用過三鹿牌嬰幼兒配方奶粉的嬰幼兒數(shù)萬名，臨床確診泌尿系統(tǒng)結(jié)石患兒6244名（回顧性調(diào)查發(fā)現(xiàn)4例死亡）。9月16日國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局通報全國嬰幼兒奶粉三聚氰胺含量專項檢查結(jié)果顯示，有22家企業(yè)69批次產(chǎn)品中檢出了含量不同的三聚氰胺，其中石家莊三鹿牌嬰幼兒配方奶粉中含量較高，最高含量達2563mg/kg，其它抽檢奶粉中三聚氰胺最高含量在0.09-619mg/kg之間；9月18日國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局通報全國液態(tài)奶三聚氰胺專項檢查結(jié)果顯示，市場上絕大部分液態(tài)奶是安全的，除蒙牛、伊利、光

3、明部分批次產(chǎn)品中檢出三聚氰胺含量在0.6-8.6mg/kg之間外，其余被檢查的406家企業(yè)生產(chǎn)的847批次的液態(tài)奶產(chǎn)品未檢出三聚氰胺。2007年3月16日，因美國發(fā)生4000多起貓、狗等寵物食品中毒引發(fā)腎臟損害的事件，加拿大Menu食品公司生產(chǎn)的6億多個包裝的寵物食品被美國食品藥品管理局（US FDA）緊急召回，調(diào)查確認(rèn)此次事件與部分從中國進口的動物飼料原料小麥蛋白粉和大米蛋白粉中三聚氰胺的污染有關(guān)。2004年3月，在亞洲韓國和中國臺灣曾發(fā)生6000多起狗和少數(shù)貓因進食某種品牌寵物飼料而導(dǎo)致腎功能衰竭的事件，此次事件中中毒動物的臨床癥狀、組織病理學(xué)檢查和毒性表現(xiàn)與2007年北美寵物飼料事件如出

4、一轍，已有多項實驗研究支持這兩次寵物飼料中毒事件有共同的起因三聚氰胺污染。本不應(yīng)該出現(xiàn)在食品或飼料中的三聚氰胺被多次檢出并造成人和動物的泌尿系統(tǒng)結(jié)石或腎功能損害，謀求巨大的商業(yè)利潤是唯一的動機。由于目前檢測食品或飼料中蛋白質(zhì)的含量通常使用的凱氏定氮法，即先測出食物中蛋白質(zhì)的含氮量，再換算成蛋白質(zhì)含量（蛋白質(zhì)含量=氮含量÷16/100=氮含量×6.25），三聚氰胺含氮量高達66.7%，換算成粗蛋白含量為416.88%，而一般的蛋白質(zhì)的氮僅為16%，在食品或飼料中摻入三聚氰胺可造成“高蛋白質(zhì)含量”（添加三聚氰胺1g約虛增蛋白質(zhì)4g）的假象，同時三聚氰胺為白色晶體、無味，與奶粉或

5、蛋白質(zhì)粉在外觀上接近，而且三聚氰胺價格低廉，是奶粉價格的五分之一，由此可通過大大減少加工食品或飼料中原料蛋白的添加量來牟取非法暴利。1 特性1.1 理化性質(zhì)三聚氰胺（Melamine，2,4,6-Triamino-s-triazine）常溫下為無色至白色單斜晶體，無味，少量溶于水、乙二醇、甘油及吡啶，微溶于乙醇，不溶于乙醚、苯、四氯化碳，不可燃。CAS登記號：108-78-1，分子式：C3H6N6，分子量：126.121，密度(16)：1.573g/cm3，熔點：347，pKa：5.35(25，H2O)。受熱或燃燒時，分解生成含氫化氰、氮氧化物和氨等有毒和刺激性煙霧。呈弱堿性（pH=8），可與

6、多種酸反應(yīng)生成三聚氰胺鹽。三聚氰胺有三種同系物，分別為三聚氰酸(cyanuric acid)、三聚氰酸一酰胺(ammelide)和三聚氰酸二酰胺(ammeline)。三聚氰胺及其同系物的化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1。圖1 三聚氰胺及其同系物的化學(xué)結(jié)構(gòu)1.2 在飼料和食品中污染情況目前有關(guān)三聚氰胺及其同型物在飼料或食品中的含量數(shù)據(jù)較少，因為這些化合物并不屬于常規(guī)檢測項目。2007年美國FDA對三聚氰胺污染寵物飼料原料小麥蛋白粉和大米蛋白粉的檢測表明：原料中三聚氰胺檢出范圍在0.2-80g/kg，原料加工產(chǎn)品包括寵物食品、豬和家禽飼料中三聚氰胺檢出范圍在9.4-1952mg/kg。通過在加熱和的酸化試驗條件下，

7、檢測從三聚氰胺甲醛樹脂塑料杯中溶出到飲料中的三聚氰胺含量結(jié)果表明，咖啡、橙汁、發(fā)酵奶和檸檬汁中的含量分別為0.54,0.72,1.42和2.2mg/kg。獸藥及殺蟲劑環(huán)丙馬秦(cyromazine)進入體內(nèi)可部分代謝為三聚氰胺，據(jù)估計飼喂母雞5mg/kg的環(huán)丙馬秦，在雞肉和雞蛋中可檢測到0.25mg/kg的環(huán)丙馬秦與三聚氰胺復(fù)合物。二氯異氰尿酸鈉（sodium dichloroisocyanurate）可迅速轉(zhuǎn)化為氰尿酸鹽（cyanurate），當(dāng)采用二氯異氰尿酸鈉進行飲水消毒時，估計成人、兒童和嬰兒氰尿酸鹽暴露量分別為0.06、0.19和0.28mg/kg bw/day。1.3 接觸途徑職業(yè)

8、暴露：三聚氰胺有廣泛的工業(yè)用途，職業(yè)暴露途徑以皮膚接觸和粉塵吸入為主。生活環(huán)境暴露：主要通過經(jīng)口途徑，包括食品及包裝材料、藥品、飲水、殺蟲劑等。1.4 代謝三聚氰胺進入哺乳動物和細(xì)菌后，經(jīng)過三步連續(xù)的脫氨基作用分別水解為三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺和三聚氰酸，其在機體內(nèi)的代謝屬于不活潑代謝或惰性代謝，即在機體內(nèi)不會迅速發(fā)生任何類型的代謝變化。單胃動物以原體形式或同系物形式從尿中排出三聚氰胺，而不是代謝產(chǎn)物的形式。三聚氰胺對不同種屬動物的毒性具有選擇性也認(rèn)為與種屬間毒物代謝的動力學(xué)差異有關(guān)。對成年雄性Fischer 344大鼠經(jīng)口一次給予0.025mCi（0.38mg）14C標(biāo)記的三聚氰胺評估

9、其代謝、分布和排泄的研究表明，三聚氰胺在大鼠體內(nèi)經(jīng)過第一個24h后，約90%以原形形式從尿中排出，血漿和尿中消除半衰期分別約2.7h和3h，腎清除率2.5mL/min，在腎臟和膀胱中的分布明顯高于血漿，而膀胱的中分布水平最高。最近Ronald E等對斷乳長白豬的藥代動力學(xué)研究結(jié)果表明，經(jīng)靜脈一次給予6.13mg/kg的三聚氰胺，血漿中的消除半衰期為4.04(±0.37)h，腎清除率為27mL/min，體內(nèi)分布體積為0.61(±0.04)L/kg。Jennifer LB等根據(jù)對Fischer 344大鼠和長白豬進行的生理性藥代動力學(xué)模型（PBPK）研究結(jié)果，建議長白豬一次經(jīng)口

10、暴露3.0和5.12mg/kg的三聚氰胺，停藥間隔分別為19.2和20.9h；每日兩次連續(xù)七天暴露3.0和5.12mg/kg的三聚氰胺，停藥間隔分別為20和21.3h。2 毒理學(xué)在此次奶粉污染事件之前，關(guān)于三聚氰胺對人的毒性報道較少，大部分是動物調(diào)查和實驗研究的結(jié)果。2.1 細(xì)胞毒性對幼倉鼠腎細(xì)胞（BHK細(xì)胞）進行染毒后，采用MTT法測定細(xì)胞存活率，計算出IC50為10.11mg/ml。2.2 急性毒性回顧性調(diào)查2004和2007年寵物飼料三聚氰胺污染事件中的貓和狗的急性中毒主要表現(xiàn)為：食欲下降、嘔吐、多尿、多飲和嗜睡，氮質(zhì)血癥，結(jié)晶尿，管狀壞死和血管周圍纖維增生和炎性反應(yīng)。實驗研究三聚氰胺大

11、鼠經(jīng)口急性毒性LD50為3161mg/kg（3100-3300mg/kg），三聚氰酸大鼠經(jīng)口急性毒性LD50為7700mg/kg，按照我國現(xiàn)行食品急性毒性劑量分級國家標(biāo)準(zhǔn)分別屬于低毒和實際無毒級物質(zhì)。家兔經(jīng)皮LD50為1000mg/kg，對家兔、豚鼠和人無眼刺激作用。一次經(jīng)口給予20000mg/kg劑量三聚氰胺后9h，小鼠開始出現(xiàn)不安,呼吸急促,隨后在數(shù)十分鐘內(nèi)死亡。17500-5000mg/kg劑量組小鼠可見精神不振,反應(yīng)遲鈍,閉眼伏臥,不食等癥狀,隨后在2448h內(nèi)出現(xiàn)個別死亡，死亡動物輸尿管中均有大量晶體蓄積,部分動物腎臟被膜有一層晶體。其他臟器未見有明顯的變化。Birgit Pusch

12、ner等對4只成年貓分階段進行三聚氰胺和三聚氰酸單獨和聯(lián)合作用的急性毒性研究，結(jié)果表明單獨分別給予三聚氰胺（0.5%和1%,11d）和三聚氰酸（0.2% 4d,0.5% 3d,1% 3d）未見明顯腎功能損害，而聯(lián)合給予三聚氰胺和三聚氰酸（0.2%、0.5%和1%，2d）48h后即出現(xiàn)急性腎功能衰竭，所有經(jīng)聯(lián)合暴露的貓尿和腎中均可見扇型折光晶體10。最近Reimschuessel R等對魚和豬進行的研究再次證實三聚氰胺和三聚氰酸單獨給予（400mg/kg,3d）時呈低毒性，但兩者同時存在時（各400mg/kg,3d），腎結(jié)晶大量形成，腎毒性大大增加。2.3 亞急性毒性林祥梅等對成年貓連續(xù)給予含2

13、.4%三聚氰胺的飼料30d，并于飼喂后第6、9、15、23、30d分別采血分析血清生化指標(biāo)的變化，結(jié)果表明到第23d時血清尿素氮和肌酐均超過正常范圍，在飼喂30d后腎臟中可見淋巴細(xì)胞浸潤,腎小管管腔中出現(xiàn)晶體。2.4 亞慢性毒性、慢性毒性和致癌性Melnick RL等通過飼料連續(xù)13周給予F344大鼠（75018000ppm）和B6C3F1小鼠（600018000ppm）三聚氰胺的亞慢性毒性試驗研究表明：雄性大鼠尿結(jié)石和小鼠膀胱上皮增生發(fā)生率均增加；連續(xù)103周給予F344大鼠（雄性：2250和4500ppm，雌性：4500和9000ppm）和B6C3F1小鼠（2250和4500ppm）三聚氰

14、胺的慢性毒性試驗研究表明：雄性大鼠4500ppm組膀胱移行細(xì)胞癌發(fā)生率（8/49）較對照組（0/45）明顯提高，且與結(jié)石發(fā)生率呈強相關(guān)性；雌性大鼠在4500和9000ppm劑量下僅觀察到腎臟慢性炎癥發(fā)生增加；雄性小鼠觀察到結(jié)石和膀胱上皮增生發(fā)生率增加，未見膀胱癌癥發(fā)生。Okumura M等通過飼料連續(xù)36周給予F344雄性大鼠三聚氰胺的慢性毒性研究結(jié)果顯示：給予1%、3%三聚氰胺組中膀胱癌的發(fā)生率為分別為5%和79%，膀胱乳突狀瘤的發(fā)生率為5%和63%，結(jié)石發(fā)生率分別為70%和100%；3%三聚氰胺組輸尿管癌和的輸尿管乳突狀瘤發(fā)生率分別為5%和16%，顯示長期大劑量給予三聚氰胺能誘發(fā)F344大

15、鼠膀胱癌和輸尿管癌，而這很可能是繼發(fā)于結(jié)石而產(chǎn)生。另有研究表明連續(xù)2年經(jīng)飼料給予大鼠263mg/kg bw/day的三聚氰胺，在雄性大鼠觀察到結(jié)石和膀胱癌發(fā)生率明顯增加。國際癌癥研究機構(gòu)（IARC）評估三聚氰胺對人類致癌性屬于三級，即對人類的致癌性尚無法分類。2.5 致敏性2008年4月智利圣地亞哥報道了首例因三聚氰胺甲醛樹脂職業(yè)暴露的接觸性皮炎個案，一位在三聚氰胺板生產(chǎn)線上工作的28歲女工，暴露兩年后出現(xiàn)背部和手腕部位濕疹，皮膚斑貼試驗證實是由于三聚氰胺引起的接觸性皮炎。2.6 毒性種屬、性別和年齡差異目前認(rèn)為三聚氰胺誘發(fā)的結(jié)晶形成可能與三聚氰胺和三聚氰酸在尿液中形成的不溶性三嗪復(fù)合物有關(guān)，

16、在酸性環(huán)境中，三聚氰胺和三聚氰酸容易生成不溶性鹽而引發(fā)結(jié)晶形成，而在堿性環(huán)境下，不溶性結(jié)晶易于溶解排出。因攝食習(xí)性不同，肉食性動物貓和狗尿液呈酸性，雜食性動物大鼠和豬尿液呈中性，而食草性動物牛和羊尿液呈堿性，這種不同動物種屬尿液PH值的差異可能是三聚氰胺毒性的物種感受性差異原因之一。在不同動物種屬模型觀察到的不同毒性表現(xiàn)可能與種屬特異毒代動力學(xué)有關(guān)。多項動物實驗研究發(fā)現(xiàn)三聚氰胺對雄性動物毒性遠(yuǎn)大于雌性動物，等劑量下雄性動物比雌性動物更易出現(xiàn)尿路結(jié)石、膀胱上皮增生等表現(xiàn)。同時，有研究顯示攝入等劑量的三聚氰胺，斷奶大鼠結(jié)石發(fā)生率明顯高于成年大鼠，且前者結(jié)石發(fā)生率與攝入量呈明顯的量效關(guān)系，當(dāng)三聚氰胺

17、在泌尿道中成過飽和時，更易發(fā)生結(jié)石。3 安全限值和限量標(biāo)準(zhǔn)3.1 安全限值來自多項關(guān)于三聚氰胺實驗研究的無作用劑量（NOAEL）分別為：63mg/kg bw/day（13周,大鼠,經(jīng)口胃飼）,240mg/kg bw/day（28d,大鼠,經(jīng)口胃飼）,417mg/kg bw/day（14d,大鼠,經(jīng)口胃飼）,1600mg/kg bw/day（13周,小鼠,經(jīng)口胃飼）；大鼠母體和胎兒經(jīng)口生殖毒性和發(fā)育毒性的最大無作用劑量（NOAEL）分別為400mg/kg bw/day和1060mg/kg bw/day。由于63mg/kg bw/day是現(xiàn)有文獻報道的最小無作用劑量，美國FDA進行有關(guān)三聚氰胺的危

18、險性評估時以此為依據(jù)。同時基于安全因素/不確定因素各10倍考慮，在100倍安全系數(shù)基礎(chǔ)上計算出三聚氰胺每日容許攝入量（TDI）為0.63mg/kg bw/day。歐洲食品安全局食品科學(xué)委員會（EFSA SCF）依據(jù)的三聚氰胺TDI為0.5mg/kg bw/day。最近我國食品安全專家提出了嬰幼兒奶粉中三聚氰胺的安全閾值，即以美國FDA設(shè)定三聚氰胺的人群每天耐受攝入量（TDI）為0.63mg/Kg bw/day?？紤]嬰幼兒比較敏感，故設(shè)定每天耐受攝入量為0.32mg/Kg bw/day，考慮不同月齡嬰幼兒的體重和推薦配方奶粉的食用量，以最嚴(yán)格的06月齡的嬰幼兒作為保護對象，每天最大攝入奶粉150克（以6月齡嬰兒計），體重以7.0公斤計算，則嬰幼兒配方粉中的安全閾值應(yīng)為15mg/Kg。3.2 限量值或限量標(biāo)準(zhǔn)因為三聚氰胺是一種化工原料，不是藥品也不是食品添加劑，正常情況下不允許添加在食品或動物飼料中，但三聚氰胺可從環(huán)境、食品包裝等途徑進入到食品中，其含量很低。2008年10月08日，針對最近發(fā)生的“三鹿奶粉”事件，為確保人體健康，確保乳與乳制品質(zhì)量安全，我國衛(wèi)生部聯(lián)合多部門和有關(guān)專家研究擬定了乳與乳制品三聚氰胺的臨時管理限量值，（1）嬰幼兒配方乳粉中三聚氰胺的限量值為1mg/kg，高于1mg/kg的產(chǎn)品一律不得銷售