兒童氣傳花粉變應(yīng)原分子組分診斷研究進(jìn)展

宋惠芳 王育民

1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)研究生院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010000；2.內(nèi)蒙古婦幼保健院兒內(nèi)科，內(nèi)蒙古呼和浩特 010000

目前，體內(nèi)檢測和體外檢測是臨床應(yīng)用最為廣泛的過敏原檢測方式。體內(nèi)檢查是臨床診斷過敏性疾病的金標(biāo)準(zhǔn)，但是其檢測方式臨床風(fēng)險(xiǎn)較大，尤其對兒童不僅存在較大風(fēng)險(xiǎn)，自身檢測耐受性、配合度差，因而臨床上未能普遍應(yīng)用[1]。臨床最常使用的體外試驗(yàn)多是檢測血清特異性免疫球蛋白E（immunoglobulin E，lgE）來明確患兒過敏原種類[2]，但檢測方式依賴于過敏原粗提取物，其靈敏度、特異性及覆蓋變應(yīng)原范圍差，學(xué)術(shù)認(rèn)可度低，所檢測的血清總IgE 受年齡、遺傳等個(gè)體差異因素影響，患者是否為過敏體質(zhì)可以通過血清總IgE 升高作為提示，但免疫性疾病和寄生蟲感染等其值也可以出現(xiàn)升高，因而不能僅依據(jù)血清總IgE 作為診斷依據(jù)。自然環(huán)境物種的變應(yīng)原分子蛋白才是引發(fā)過敏反應(yīng)的元兇，所以只有通過變應(yīng)原分子生物學(xué)和組分診斷分析，尋找過敏原中真正致敏組分蛋白，才能進(jìn)一步指導(dǎo)臨床過敏性疾病的精準(zhǔn)治療、高效預(yù)防及進(jìn)一步行脫敏治療。國外學(xué)者González-Mancebo 等[3]在一組小兒花粉病患者的隨訪研究中，對皮膚點(diǎn)刺試驗(yàn)和致敏組分診斷兩種診斷技術(shù)進(jìn)行了比較，提示致敏組分診斷似乎是對過敏性呼吸系統(tǒng)疾病患者進(jìn)行適當(dāng)隨訪及決定最適合過敏患者致敏免疫療法成分的重要工具。Saltabayeva 等[4]在一項(xiàng)現(xiàn)實(shí)生活研究的結(jié)果也顯示變應(yīng)原分子診斷在免疫治療中具有更高的現(xiàn)實(shí)診斷效力。

1 過敏反應(yīng)及變應(yīng)原組分診斷原理

過敏反應(yīng)也是Ⅰ型超敏反應(yīng)，是指已對該致敏原免疫的機(jī)體在再次接受相同致敏物質(zhì)刺激時(shí)所發(fā)生的變態(tài)反應(yīng)，而Ⅰ型超敏反應(yīng)的顯著特點(diǎn)便是變應(yīng)原與1gE 相結(jié)合。任何能與1gE 抗體結(jié)合引起過敏反應(yīng)的物質(zhì)叫變應(yīng)原，其中只有致敏性的變應(yīng)原能致機(jī)體特異性lgE 產(chǎn)生，因而，檢測特異性lgE 成為目前過敏性疾病診斷的重要方式。

變應(yīng)原組分診斷亦是基于特異性lgE 的檢測方式，是在生物分子層面明確變應(yīng)原致敏組分蛋白的診斷技術(shù)，應(yīng)用提取天然變應(yīng)原組分和重組過敏原分子，了解血清特異性IgE 與天然變應(yīng)原分子的結(jié)合力，通過對整體蛋白表達(dá)譜的分析著手，通過生物信息學(xué)蛋白序列的分析，可以高效準(zhǔn)確地鑒定出變應(yīng)原分子，這是一種新型的變應(yīng)原分子診斷方式[5]。目前臨床常用的過敏原檢測方法無法了解個(gè)體致敏模式間的差異，而變應(yīng)原組分診斷具有高度特異性，區(qū)別于傳統(tǒng)對血清總IgE 的檢測方式，變應(yīng)原組分診斷可檢測變應(yīng)原蛋白中的某一種或多種組分蛋白，做到精確化明確致敏組分蛋白分子，不僅能夠了解患兒對哪種變應(yīng)原過敏，而且提供患兒對該種致敏物中的哪些、哪種變應(yīng)原蛋白過敏，診斷每個(gè)過敏個(gè)體情況，實(shí)現(xiàn)個(gè)體化，幫患兒建立自己的過敏檔案，針對性預(yù)防和控制疾病反復(fù)[6]。

2 組分診斷在氣傳花粉變應(yīng)原分子診斷的研究應(yīng)用

2.1 氣傳花粉變應(yīng)原分子組分診斷研究現(xiàn)況

中國統(tǒng)計(jì)報(bào)道的常見氣傳致敏花粉有40 余種，尚無花粉過敏的詳細(xì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，變應(yīng)原的組分蛋白檢測適應(yīng)于已有分子、基因參考序列的變應(yīng)原，部分變應(yīng)原由于最初研究時(shí)技術(shù)的局限性未被發(fā)現(xiàn)、命名收錄，也就無法進(jìn)一步研究相關(guān)致敏性特點(diǎn)而能夠指導(dǎo)臨床工作，隨著分子技術(shù)的不斷發(fā)展，對變應(yīng)原檢測越發(fā)深入，目前國內(nèi)外的組分診斷研究在快速發(fā)展，對于未知變應(yīng)原的新認(rèn)識、各變應(yīng)原間的交叉反應(yīng)研究越發(fā)成熟。當(dāng)前科研最為深入的過敏氣傳花粉之一是歐洲蒿屬植物北艾，在國際過敏原命名委員會中收錄了7 種過敏源蛋白（Art v1～6、Art v 60 kD）并記錄了其蛋白性質(zhì)和致敏性。學(xué)者Zhao 等[7]在評估7 種蒿的氨基酸序列變化和過敏原含量的變化影響IgE 結(jié)合力的研究中顯示，7 個(gè)蒿屬物種中的Art v1和Art v2 同源過敏原序列高度保守，Art v3 過敏原差異更大，不同蒿屬的三組變應(yīng)原蛋白序列相似性高，但含量不同。同樣Gao 等[8]研究顯示，來自中國西南地區(qū)的艾蒿過敏患者率和過敏患者對致敏成分的IgE結(jié)合水平顯著低于北方地區(qū)，最常見的過敏原蛋白是Art v1 和Art an7，其次是Art v3 和Art v2，與中國西南地區(qū)的患者比較，北方地區(qū)患者更易患過敏性哮喘，而且研究認(rèn)為患者患過敏性哮喘的風(fēng)險(xiǎn)因過敏原種類增多而增加，其中對Art v1、Art v3 和Art an7 這3 種主要過敏原的共同致敏作用突出。國內(nèi)學(xué)者付婉藝[9]研究亦發(fā)現(xiàn)在7 種蒿花粉蛋白提取物的免疫印跡中均可看到3 條明顯條帶，其中最為明顯的條帶為Art v1 和Art v3 及其同源蛋白，相似于國外蒿過敏患者研究，蒿花粉過敏原Art v1 和Art v3 亦是我國蒿花粉過敏患者的主要致敏分子組分，同時(shí)在黃花蒿蛋白提取物中純化出一個(gè)60～70 kD 新過敏原分子，命名為Art an7.0101 收錄入IUSU，同時(shí)研究顯示在不同的地區(qū)患者血清池的結(jié)合和抑制實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，各蒿草花屬花粉過敏的敏感程度存在地域差異。

2.2 變應(yīng)原致敏率存在地域差異

一項(xiàng)關(guān)于北京市、內(nèi)蒙古自治區(qū)、山東省、河北省、黑龍江省五地，共6285 例患者吸入性過敏原譜分析,通過對比變應(yīng)原致敏率地域差異的調(diào)查發(fā)現(xiàn)[10]，隨著緯度的降低致敏原艾蒿、大豚草等的致敏率降低，而在內(nèi)蒙古自治區(qū)蒿花粉的陽性檢出率最高，達(dá)59.86%。在許多相關(guān)的過敏原研究中亦顯示，蒿花粉是內(nèi)蒙古中西部地域致敏率最高的過敏原之一[11-15]。國外學(xué)者Schenk 等[16]評估了15 個(gè)樺樹物種和2 個(gè)雜種的免疫化學(xué)特征，認(rèn)為主要的花粉致敏原Bet v1 是所有樺樹種中最豐富的花粉蛋白，在各樺木物種之間Bet v1 同工型組成存在很大差異，然而所有物種的花粉中普遍存在具有較高IgE 反應(yīng)性的同工型，所有花粉提取物的免疫反應(yīng)性均相似，由此可認(rèn)為所有樺樹種花粉都可能引起過敏反應(yīng)，但在Ebo 等[17]進(jìn)一步研究中顯示，樺樹氣傳花粉的主要致敏成分Bet v1 在不同地區(qū)人群過敏引起的個(gè)體致敏率不同、致敏程度存在差異，因此認(rèn)為對大人群進(jìn)行針對Bet v1 的氣傳花粉免疫治療無法對每一個(gè)個(gè)體免疫治療受益。由此可見同種植物過敏存在地域差異性，在不同地域的過敏花粉組分解析對免疫治療的精準(zhǔn)性意義重大。

2.3 組分診斷檢測方式致檢測差異性

Stringani 等[18]研究氣傳花粉對兒童變應(yīng)性鼻炎患者的影響，實(shí)驗(yàn)使用各類氣傳花粉粗提物進(jìn)行皮膚點(diǎn)刺試驗(yàn)尋找致敏原后使用ImmnoCAP 對致敏組分的特異性IgE 進(jìn)行檢測并根據(jù)組分診斷結(jié)果針對性行免疫治療，研究顯示在明確致敏組分后的指導(dǎo)性免疫治療對臨床精準(zhǔn)治療效果及成本資源節(jié)約更有利。但是，不同的致敏原組分和選擇組分診斷的不同檢測方式（單組分檢測與多組分檢測）均可能致使結(jié)果不穩(wěn)定且多樣化。如Bokanovic 等[19]在比較植物花粉過敏檢測方法的研究中認(rèn)為其致敏組分特異性sIgE 對組分rPhl p1 的單次測定顯示出敏感性和特異性之間的最佳平衡，使用其他成分（如rPhl p2 和rPhl p5）不會增加靈敏度，因而認(rèn)為組分rPhl p1 足以診斷草花粉過敏，多種成分的檢測重要性不大。Sander 等[20]應(yīng)用17 種重組麥花粉致敏原和兩種碳水化合物決定簇對麥花粉相關(guān)的診斷哮喘的患者進(jìn)行組分分析，使用Inmuno-CAP對致敏組分的特異性IgE 檢測認(rèn)為麥花粉致敏原主要為Tri a29.01、Tri a28 和Tri a27。而Gomez-Casado 等[21]應(yīng)用含有12 個(gè)麥花粉變應(yīng)原的微陣列過敏患者進(jìn)行組分診斷研究中顯示，過敏患者血清特異性IgE 對Tri a14 與小麥四聚體α-淀粉酶抑制劑16結(jié)合力最強(qiáng)。由此可見目前國內(nèi)外研究認(rèn)為組分解析的不同檢測方法將影響檢測結(jié)果，這將對今后研究方式提供不同思路，更有待于進(jìn)一步研究認(rèn)證何種檢測方式更為精準(zhǔn)。

2.4 氣傳花粉交叉過敏

變應(yīng)原分子組分診斷的優(yōu)勢之一是可以了解不同物種間存在的交叉過敏反應(yīng)，預(yù)測其他可能致敏的過敏原[22]。王曉艷等[23]對氣傳花粉過敏患者行艾蒿、豚草、藜草過敏原組分蛋白分子檢測，結(jié)果顯示豚草和藜科sIgE 濃度明顯低于艾蒿，且本研究中患者對豚草的12 種過敏原組分蛋白中的主要致敏原蛋白Amb a1檢測為陰性，因此提示豚草過敏陽性可能為蒿草花粉的蛋白組分交叉過敏引起，其他兩種氣傳植物花粉與艾蒿的共同致敏率最高，由此認(rèn)為花粉的致敏多為多重致敏。同樣的國內(nèi)研究者吳曉蔓等[24]對艾蒿、豚草成分抗原分析，了解兩種氣傳植物花粉間是否存在共同抗原，結(jié)果發(fā)現(xiàn)豚草花粉、艾蒿花粉均可以對蒿草花粉過敏患者血清特異性IgE 發(fā)生反應(yīng)，因而認(rèn)為兩種氣傳植物花粉間存在共同致敏蛋白分子,可出現(xiàn)交叉過敏反應(yīng)。國外學(xué)者Pablos 等[25]對菊科植物小白菊過敏原的研究揭示重組的Par h1 可用于交叉反應(yīng)性研究。因部分過敏人群的過敏原并非單一性，很多研究者不局限于僅對吸入過敏原之間的交叉反應(yīng)研究，也會對吸入性與食入性過敏原之間的過敏交叉反應(yīng)探索，致力于尋找兩者之間共同的主要致敏組分蛋白，利于臨床醫(yī)生精確化指導(dǎo)過敏人群有效預(yù)防、控制疾病發(fā)生，亦有利于針對該類型過敏個(gè)體的免疫治療，如葉蓀[26]研究認(rèn)為花粉-植物性食物間的過敏反應(yīng)是由于同類變應(yīng)原蛋白、同系物間交叉反應(yīng)所致。學(xué)者鄧珊[27]對我國蒿草花粉合并桃過敏的人群行組分檢測研究顯示變應(yīng)原組分Pru p3.0101 是二者的主要致敏蛋白，磷脂轉(zhuǎn)移蛋白是蒿草花粉有關(guān)食物致敏反應(yīng)的主要致敏蛋白，那么在我國該類過敏人群將得益于針對該組分蛋白的免疫治療。由此可見組分診斷對各植物花粉、植物相關(guān)食物交叉過敏的了解可以進(jìn)一步指導(dǎo)個(gè)體規(guī)避相關(guān)過敏原，明確特定變應(yīng)原分子不僅可以提供診斷信息有助于臨床醫(yī)生對過敏原致嚴(yán)重過敏反應(yīng)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的控制，而且可以通過分析針對來自交叉反應(yīng)蛋白家族的過敏原分子的IgE 抗體反應(yīng)來判斷基于臨床病史的可疑交叉反應(yīng)。

3 小結(jié)

目前國內(nèi)外關(guān)于花粉過敏原分子特征及人類免疫反應(yīng)的鉆研甚少，關(guān)于兒童過敏性疾病分子層面的研究更是少之又少，但兒童期做到精準(zhǔn)控制、治療對于個(gè)體肺功能保護(hù)、長遠(yuǎn)生活質(zhì)量提高等都有重大意義。兒童過敏性疾病頻發(fā)多數(shù)與接觸變應(yīng)原相關(guān)，但不同于食物致敏，花粉致敏往往難以人為有效避免，即使經(jīng)過敏原檢測可明確致敏植物，也無法避免花粉變應(yīng)原分子間因存在相同或相似的分子結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的交叉過敏。且不同地域及氣候影響人群主要致敏花粉種類不同甚至同種類致敏植物在不同地域會有不同致敏蛋白分子、不同蛋白濃度表達(dá)，因過敏原蛋白序列在不同植物花粉中變化度高，造成不同植物、不同地區(qū)同一植物主要致敏成分存在差異，因而不同個(gè)體致敏反應(yīng)程度也不盡相同。因此，目前臨床常用過敏原檢測方式不能檢測出具有地域差異性的致敏蛋白組分，并且缺乏人群特異性，這無疑對兒童花粉癥患者的治療、預(yù)防效率大打折扣?；ǚ圩儜?yīng)原分子生物學(xué)和組分診斷的研究，特別是特異性致敏分子成分的進(jìn)一步探索將為花粉過敏患兒反復(fù)出現(xiàn)變應(yīng)性鼻炎、喘息性疾病的預(yù)防規(guī)避、臨床診療控制及免疫治療提供充足理論依據(jù)，指導(dǎo)性為過敏兒童設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)體化的預(yù)防、控制疾病反復(fù)發(fā)生的方案，提高患兒生活質(zhì)量。