(英文) 6th International Conference on Toxic Cyanobacteria
發表論文題目
(中文) 1. 比較不同微囊藻毒的蛋白質磷酸酵素抑制活性與及性毒性之差異 2. 微囊藻毒之蛋白質磷酸酵素抑制活性與動物毒性
(英文) 1. Comparison of protein phosphatase inhibitory activities and acute toxicity of microcystins.
2. Protein phosphatase inhibitory activities and animal toxicities of microcystins 報告內容應包括下列各項:
一、參加會議經過
第 6 屆的 ICTC 由挪威卑爾根大學 (the University of Bergen) 主辦,時間訂於 93 年 6 月 21∼27 日。與會期間有來自世界各地 35 個國家的 205 位研究人員的參與,外 加 103 個口頭報告以及 100 篇海報的發表。由於今年的第十八屆國際海藻研討會 International Seaweed Symposium 亦在卑爾根是舉行,時間為 6 月 20∼25 日,加以轉機 航班問題,故不得不提早一天出發,十九日晚上十時到達後,日光尚存,一切夜間活動
議題一、一個世界觀的毒藍綠菌 Toxic Cyanobacteria -A World View
微囊藻毒是所有已知藍綠藻毒素中,對於飲用水安全危害最為嚴重的一種。其主要 的毒源生物 – 銅綠微囊藻 (Microcystis aeruginosa) 在全球各地包括美洲、亞洲、非洲、
歐洲及紐澳等地的地表水體內均十分常見,甚至形成藻華,其中中國可能為微囊藻毒危
非洲著名的維多利亞湖以及北美五大湖中伊利湖 (Lake Erie) 亦曾出現嚴重的微囊藻水 華,對於當地的供水造成極大影響。除了微囊藻毒以外,另一個備受關注的焦點是 cylindrospermosin (CYN) 毒素及其產毒來源 Cylindrospermopsis。CYN 曾於 80 年代中期 於澳洲昆士蘭地區造成嚴重的水源污染,在當時共有 140 名幼童及 10 名成年人出現明 顯的肝、腎功能受損。近年來 Cylindrospermopsis 的研究,發現有毒藻珠的全球性分佈 相當廣泛,詳細內容在下一個議題內有詳盡的討論。
議題二、入侵種類與水華 Invasive Species and Water Blooms
繼前一議題,以 Cylindrospermopsis 為例,探討有毒藍綠藻在全球擴散的趨勢。報 告中利用 rDNA 親緣關係的鑑定,認定最早發現於澳洲昆士蘭造成危害的熱帶藍綠菌株 Cylindrospermopsis 品種,正逐漸向其他大陸熱帶甚至溫帶的區域擴散;現除鄰近的紐西 蘭、美洲的美國、亞洲的日本、泰國及以色列均有發現外,在澳洲北部、美國佛羅里達 州以及以色列等地也已有水源污染的問題出現。
議題三、毒源性藍綠菌與生態影響 Toxigenic Cyanobacteria – Ecological Effects
有毒藍綠菌對於生態系中其他生物亦造成嚴重的危害。研究報告中指出微囊藻毒除
議題四、藍綠菌毒代謝與可能的作用機制 Cyanotoxin Metabolism and Putative Functions 部分藍綠菌為何要產毒,至今仍無法提出合理的解釋。以 microcystins 為例,過去
能,認為干擾部分野生動物的正常代謝。在過去,微囊藻毒一向被視為是一種內毒素
議題五、人類健康顧慮與問題管理 Human Health Aspects and Problem Management 以各種藍綠菌毒對於人類健康的影響為討論議題,同時提出解決其危害的管理辦 法。前者包括各種毒素毒理機制的探討、污染(暴露)的途徑,乃至於完整的危險性評 估等,後者則包括法規的制訂、水處理法去毒的效能,乃至各國執行毒素檢測與管制等 問題,內容包羅萬象,為本次會議中發表與討論最多的一個議題。
毒理機制部分,CYN 已知會造成肝、腎的病變,報告指出利用「慧星分析法 Comet assay」證實 CYN 具有很強的基因毒性。而另一位知名的澳洲先進 Falconer 更利用流行 病學的調查,證明在澳洲昆士蘭曾經爆發嚴重 CYN 中毒事件的區域,其民眾腸胃道癌
毒 TTX、熱帶珊瑚礁魚毒 ciguatoxin 以及藍綠菌所產微囊藻毒 MCYST 與念珠藻毒 anatoxin 等均被列為具有發展成生物武器潛力的生物毒素,相關於毒素的生產與運送 等,將因此受到嚴格管制。此對於未來管理程序中的毒素分析所需藻毒標準品的生產與 流通可能造成阻礙,影響水質、食品的監測極大,如何在此兩者間取得平衡,在會議中 亦對研究與管理者提出警訊。
議題六、分子生物學與基因關係 Molecular Biology and Genetic Relationships
由於分子生物學研究方法的長足進展,也延伸到探討藍綠菌的產毒基因及藻株間親 源關係與產毒基因在不同藻種中的演化。歐盟並針對會產毒的兩株藍綠菌 Anabaena 90 與 Microcystis aeruginosa 7806 展開誇國的全基因體研究計畫。微囊藻毒由 7 個氨基酸所 組成的環狀 peptide 結構,目前已知和一般蛋白質經由 DNA 序列轉譯合成的方法大不相 同,屬次級代謝物。而負責微囊藻毒各特殊氨基酸合成及串接成環狀連結的基因統稱為 mcy genes,包括 polyketide synthase 及 non-ribosomal peptide synthetase 等,這些基因存 在於相近的群集 cluster。目前研究進展已披露出約十一種以上不同 mcy 基因序列,在利
議題七、藍綠菌毒素和相關化合物 Toxin and related compounds
除了微囊藻毒及節球藻毒之外,藍綠菌還能生產各式各樣具活性的短鏈 peptides。
截至目前為止已有超過 400 種以上不同的 peptide 化合物,存在於 Microcystis, Anabaena, Nostoc, Planktothrix, Lyngbya 等種類中。主要的報告是針對這些化合物的種類及命名加 以系統化歸納整理,因二十多年來的密集研究,化合物先後被發表,個別採用了不同的 稱法,產生了同物異名,或僅僅為已命名之化合物的衍生,卻又冠上不同之名,極易在 學術界中引起混淆。同時在不同種藻、菌株中產生相同毒素,這其間又牽涉到演化與親 源關係。
議題八、田間與實驗室研究法 Field and Laboratory Methods
對於其他諸多種類的微囊藻毒的鑑識能力而言,自然會隨結構近似程度之不同而有差 異,然 ELISA 的設計理念在於能把所有藻毒全數偵檢出來,因此在本議題中,較新的 發展為利用 in vitro affinity mutation 的方法,來增加基因重組抗體對於各種 MCYSTs 間 的 cross-reactivity。另有利用相同理論與技術,於開發醫藥用能即時解毒的微囊藻毒抗 hybridization 及 quantitative real time PCR 等,可用以定量分析水樣中有毒無毒藻族群細 胞比例,MALDI-TOF 質譜配合固相萃取 SPE 的樣品前處理操作也漸次被應用於例行微
究。 不同 microcystins 與 cylindrospermopsin 外,尚有許多有待鑑定的毒素,這些觀察均強調 水資源的管理需要監測與法規的管理,而已有許多國家已建立起管理機制,並結論出以