懸鈴木花粉過敏的研究現(xiàn)狀與前景

王鈺瑩 茆慧萍 林奕純 張衛(wèi) 周樹敏 呂森林

摘? 要：懸鈴木（Platanus）是一種常見的城市綠化樹種，其花粉具有典型的風(fēng)媒花特性?；ǚ蹆?nèi)所含的致敏原主要通過質(zhì)膜小泡包裹形成微顆粒（Subpollen particles， SPPs）的方式被釋放。進(jìn)入空氣中的SPPs可通過人體呼吸道進(jìn)入肺部深處，引發(fā)過敏炎癥。近年來，對于懸鈴木花粉誘發(fā)的春季花粉過敏病癥越來越引起人們的重視，為了能對這種常見的花粉過敏病癥有一個全面深入的認(rèn)識，我們在查閱了大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對這部分的研究工作進(jìn)行了總結(jié)和分析，希望能為更好地了解和預(yù)防提供有價值的參考。

關(guān)鍵詞：懸鈴木? 花粉致敏? 預(yù)防? 變應(yīng)原? 檢測

中圖分類號：R39 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）06（a）-0081-03

隨著城市化高速與工業(yè)化的發(fā)展，近年來過敏性疾病發(fā)病率迅猛劇增，嚴(yán)重影響居民的生活質(zhì)量，造成醫(yī)療費用等經(jīng)濟(jì)損失。世界變態(tài)反應(yīng)組織（WAO）將每年的7月8日定為世界過敏性疾病日，據(jù)統(tǒng)計，全世界有30%～40%的人群被過敏問題困擾，有數(shù)億人患過敏性鼻炎，過敏性疾病成為全球第六大疾病?；ǚ弁ㄟ^風(fēng)力傳播散布在空氣中，成為最常見的氣傳吸入性致敏原之一?；ǚ郯Y又稱枯草癥，是由風(fēng)媒花粉作為變應(yīng)原過敏引起的呼吸道及眼部過敏反應(yīng)，如過敏性結(jié)膜炎、支氣管哮喘、過敏性鼻炎等。隨著城市美化建設(shè)的不斷開展，二球懸鈴木作為優(yōu)良庭蔭樹和行道樹被我國引進(jìn)，進(jìn)行大量栽培廣泛種植于街道兩側(cè)。二球懸鈴木，別名英國梧桐，具有速生、抗逆性強(qiáng)、抗煙塵、耐移植、移植成活率高、城市環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點。但每年春夏之際，二球懸鈴木會散播大量攜帶花粉和污染物顆粒的飛絮，成為我國南方地區(qū)主要上呼吸道疾病過敏原。在此背景下檢測大氣中花粉過敏原含量對改善居民生活，預(yù)防花粉過敏有著重要意義。該文主要對懸鈴木花粉變應(yīng)原種類，變應(yīng)原檢測方法以及懸鈴木花粉引起過敏病癥過程進(jìn)行綜述介紹。

1? 懸鈴木花粉變應(yīng)原的研究現(xiàn)狀

懸鈴木花粉中鑒定出3種主要的變應(yīng)原蛋白，分別是Pla a1，Pla a2和Pla a3[1，2]。Pla a1是一種分子量為18kd的酸性蛋白，由α、β兩條多肽鏈彼此以非共價鍵相連，90%以上的法國梧桐花粉過敏癥患者對Pla a1過敏。Pla a2分子量48kd，具有多聚半乳糖醛酸酶活性，在對梧桐花粉過敏的患者中，84%可以找到此變應(yīng)原。Pla a 3是非特異性脂質(zhì)轉(zhuǎn)移蛋白，據(jù)報道45%的西班牙花粉過敏患者對天然Pla a 3敏感[3]。

正常情況下變應(yīng)原蛋白并不會直接暴露在空氣中，更不會直接通過呼吸道直接進(jìn)入人體，所以一定是通過某種方式被攜帶進(jìn)入呼吸道。法國梧桐花粉直徑在8～50μm之間，大于標(biāo)準(zhǔn)的可吸入微粒物直徑2.5μm的標(biāo)準(zhǔn)，不可進(jìn)入上下呼吸道，所以變應(yīng)原蛋白無法借助于花粉顆粒物通過呼吸道直接進(jìn)入人體。研究發(fā)現(xiàn)，在某些外力作用下，花粉的內(nèi)部物質(zhì)會從一些脆弱的區(qū)域釋放，例如發(fā)芽孔，其形式為一種類似于分泌小泡的被膜囊狀結(jié)構(gòu)，即所謂的微花粉顆粒物（SPP），被風(fēng)或昆蟲懸浮在空氣中[4]。這些懸鈴木花粉SPPs粒徑在0.1～1μm，遠(yuǎn)小于花粉正常粒徑可以通過呼吸道進(jìn)入肺部深處，然后將內(nèi)容物釋放進(jìn)入人體，進(jìn)而誘發(fā)炎癥。

當(dāng)人鼻黏膜接觸到花粉顆粒物時，存在于花粉顆粒物中的致敏蛋白會釋放出來，致敏蛋白被致敏性人群的機(jī)體視作抗原，免疫系統(tǒng)釋放IgE免疫球蛋白與其結(jié)合，形成免疫復(fù)合物，并進(jìn)一步導(dǎo)致廣泛存在與鼻粘膜上的免疫細(xì)胞如嗜堿性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞的質(zhì)膜上的受體交聯(lián)。最后，交聯(lián)受體刺激嗜堿性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞釋放出組胺、白三烯（LTC4和LTD4和LTB4）和前列腺素等炎癥介質(zhì)并引發(fā)炎癥反應(yīng)[5]。

2? 懸鈴木花粉變應(yīng)原的釋放途徑和特征

二球懸鈴木 （Platanus hispanica）因為其獨特的抗逆性，被作為行道樹而廣泛種植于全球各大城市，其花粉成熟后，釋放到空氣中，并借助風(fēng)力的吹散漂浮起來，成為全球眾多人口的過敏原之一。飄散在空氣中的花粉水合或者其他原因，導(dǎo)致花粉膜甚至花粉壁破裂，會釋放出大量的更加微小球狀顆粒（Subpollen Particles， SPPs）[6]，通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)在SPPs中含有花粉中絕大部分的蛋白成分， 其中一些高分子量的蛋白以及含量較多的蛋白尤其明顯。這也說明花粉的內(nèi)容物（主要是細(xì)胞內(nèi)的胞質(zhì)蛋白）主要是通過SPPs的形式得以從花粉中被釋放出來的[7]。除此之外，SPPS中同時含有增加氧化應(yīng)激反應(yīng)的NAPDH氧化酶以及功能不明確的mRNA內(nèi)含物成分不盡相同。

研究報道，通過改變水合處理溶液的pH值和氧化性，花粉釋放SPPs的過程受到了顯著影響， 空氣濕度，高pH值和氧化性以及污染物都能不同程度地促進(jìn)花粉釋放SPPs。大氣中的污染物也被報道能影響花粉變應(yīng)原的致敏特性[8]。通過SPPs包裹的花粉變應(yīng)原能深入到肺部深處[9]，引起肺上皮細(xì)胞中的活性氧升高[8]，進(jìn)而引發(fā)TSLP水平的提升，最后激發(fā)機(jī)體的免疫應(yīng)答，產(chǎn)生大量的IgE抗體和炎癥因子，引起肺部顯著的炎癥病變[10]。

3? 花粉致敏原蛋白的主要檢測方式

目前檢測蛋白常用的方式有酶聯(lián)免疫吸附（Enzyme Linked Immunosorbent Assay，ELISA）法和蛋白免疫印跡（Western Blot，WB）檢測法。ELISA檢測法，是將免疫技術(shù)發(fā)展為檢測體液中微量物質(zhì)的固相免疫測定方法。ELISA現(xiàn)在已成為目前分析化學(xué)領(lǐng)域中的前沿課題 ，它是一種特殊的試劑分析方法，是在免疫酶技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的免疫測定技術(shù)。ELISA方法具有操作簡單、快速、特異性強(qiáng)、實驗設(shè)備要求簡單、應(yīng)用范圍廣泛、無放射性污染等優(yōu)點[11]，但ELISA實驗所有方法的缺點很明顯：重復(fù)性不好;收自身抗體、嗜異性抗體等干擾，易出現(xiàn)假陽性;不論儀器和手工操作，干擾因素較多，容易失真，影響最大的因素是溫度和時間。

WB檢測法，是一種將高分辨率凝膠電泳和免疫化學(xué)分析技術(shù)相結(jié)合的雜交技術(shù)[12]。免疫印跡法具有分析容量大、敏感度高、特異性強(qiáng)等優(yōu)點，是檢測蛋白質(zhì)特性、表達(dá)與分布的一種最常用的方法，但仍存在對過敏原抗原決定簇不一致，對特異性蛋白敏感不夠高等缺點。

4? 未來展望

懸鈴木在世界范圍內(nèi)廣泛分布，因為其對環(huán)境的高度適應(yīng)性及較強(qiáng)的保護(hù)能力， 所以其生命力極強(qiáng)，常常作為行道樹綠化樹種廣泛栽培在道路兩旁。懸鈴木花粉已經(jīng)是誘發(fā)或?qū)е卤姸噙^敏性疾病的重要因素之一。

因此，研究出檢測大氣中懸鈴木花粉微顆粒中變應(yīng)原蛋白含量的方法變得十分急切，現(xiàn)階段發(fā)現(xiàn)核酸信號可作為花粉過敏的潛在檢測指標(biāo)，因為核酸比蛋白質(zhì)更穩(wěn)定，即使是容易降解的RNA，經(jīng)過反轉(zhuǎn)錄成cDNA后，也可以儲存更長的時間。此外，超細(xì)核酸經(jīng)高靈敏度PCR擴(kuò)增可擴(kuò)增數(shù)千倍。因此，核酸比蛋白質(zhì)更容易實現(xiàn)微量的快速檢測。

如果能鑒定出與花粉過敏原密切相關(guān)的核酸分子，將有效促進(jìn)環(huán)境中花粉過敏的風(fēng)險評估。通過RNA-seq高通量測序方法可以對大氣中的核酸分子進(jìn)行大規(guī)模、高精度的檢測和分類。在此基礎(chǔ)上，我們認(rèn)為進(jìn)一步研究SPPs中的核酸是非常必要的，具有重要的實際應(yīng)用價值，對花粉過敏病癥的防治具有重要意義。

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