陳 琳
(贛南師范大學 生命科學學院,江西贛州 341000)
水果因其豐富的營養物質和美味的口感受到消費者的喜愛。隨著經濟的發展,水果的過敏問題已經呈現上升的趨勢,不少消費者因對水果過敏只能放棄食用使其致敏的水果,因此對水果過敏的研究有十分重要的意義。水果過敏研究最早于19世紀50 年代在歐洲開展,歐盟兩個框架計劃(EU-PROTALL和EU-SAFE)中把水果過敏列為優先研發項目,取得了重要進展。我國食物過敏的研究尚處于起步階段。本文綜述了食物過敏概況和國內外水果過敏研究情況,重點介紹了桃、蘋果、荔枝和芒果過敏研究進展。
關于食物過敏的概念,部分學者在研究中給出了自己的界定。例如,白清云、BOHLE先后在相關研究中將食物過敏的概念界定為一種超敏反應,認為食物過敏現象是以免疫球蛋白E(Immunoglobulin E, IgE)為介導的對一些一般來講無毒性的過敏原(絕大多數為蛋白質)的超敏反應[1-2]。
實際上,人們對食物過敏現象的認識隨著技術和觀念的發展而不斷深化,而在最近的20年里,隨著食物過敏現象的增多,人們對該現象的關注和研究也開始全面化和廣泛化。食物過敏對人體的危害較大。相關研究表明,人類過敏反應中約有33%屬于食物過敏,該過敏現象不僅會引起人體的不適,嚴重時,可能會威脅到人們的生命安全。近年來,隨著我國食物供給數量的增多和供給結構的豐富,以及人們物質生活觀念的改變,因為食品問題而引發的食物過敏現象越來越普遍。例如,來自2005年的一項對3 491名醫科大學學生的調查結果顯示,約有6%的人曾有食物過敏史[3]。在食物過敏的過敏原方面,相關研究表明,可能引起過敏現象的食物類型有很多,這其中既包括海鮮食品、牛奶食品,也包括部分水果。
在癥狀方面,不同過敏原可能引起的食物過敏癥狀也存在差異。例如,FERNANDEZ-RIVAS認為,食物過敏的癥狀包括口腔癥狀和皮膚癥狀,且均是局部性的癥狀表現,當然,也有人會出現腹瀉、嘔吐、腹部絞痛等胃腸道癥狀和鼻炎、哮喘等鼻部和肺部不適感,嚴重的甚至會出現過敏性休克[4]。當然,不通過敏原對應的過敏癥狀也存在差異。例如,有研究表明,芒果引起的食物過敏表現為接觸性皮炎,荔枝引起的過敏表現為過敏性哮喘、紫癜、皮炎等[5]。而菠蘿可能引起皮膚過敏和消化道過敏[6]。獼猴桃易引發皮膚瘙癢和過敏性休克等癥狀[7]。
有研究發現,在21世紀的前20年里,西方發達國家發生的食物過敏事件呈現持續增長的態勢,而這可能與人們的飲食習慣和全球化的食物生產供應鏈有關。在國內,與水果有關的食物過敏事件同樣呈現出增長的趨勢。近年來的研究表明,諸如芒果、桃、櫻桃等水果均可能成為食物過敏的來源。食物過敏現象的增加,促使關于食物過敏的研究從傳統的醫學領域向食品、衛生、農業等多學科領域轉變。例如,有學者從植物遺傳育種的角度出發,嘗試通過改變植物的基因來抑制水稻和大豆等食物中的過敏蛋白表達[8-9]。此外,也有研究者從分子技術的角度提出通過雜交選育的方法來改變植物的基因,從而抑制食物過敏現象的發生。
食物過敏現象的發生多是遺傳學、環境學、食品學等多學科因素綜合作用的結果。且由于地域、種群等方面的差異,引起過敏的食物類型和過敏程度也有所不同。結合相關文獻資料來看,與水果過敏有關的研究可以追溯到20世紀40年代,即JUHLINDANNFELT在1948年對蘋果過敏進行了臨床上的觀測[10]。而關于蘋果過敏的研究也有不少成果。例如,有研究表明2%的北歐人在食用蘋果后會出現口腔過敏綜合癥的情況。當然,國內也有這方面的研究。例如,邵潔等[11]研究發現,食用蘋果可能會引起過敏的癥狀。在蘋果過敏的原因分析中,PASTORELLO等[12]提出蘋果中含有的Mal d1過敏原會使人體出現過敏反應,歐洲南部國家人群對桃中的脂質轉移蛋白LTP過敏。
除了對單一水果過敏現象進行研究外,也有學者從對比分析的角度出發尋求水果過敏的共性原因。例如,研究表明,水果中主要含有與病程相關蛋白PR-10、類甜蛋白、脂質轉移蛋白和抑制蛋白等4類過敏原。其中,蛋白PR-10為主要過敏原。當與樺樹花粉中的過敏蛋白Bet v1致敏產生的lgE發生交叉反應時,蛋白PR-10就會引起人體過敏,過敏的癥狀為口腔、嘴唇、舌頭、喉嚨發癢和發腫。類甜蛋白是成熟水果中主要含有的蛋白質組分,主要表現為蘋果中的Mal d 2、甜櫻桃中的Pru av 2等。脂質轉移蛋白是與植物病程相關蛋白,主要表現為桃中的Pru p 3、蘋果中的Mal d 3、杏中的Pru ar 3、李中的Pru d 3等。抑制蛋白是與樺樹類似的Bet v 2發生交叉反應,主要表現為梨中的Pyr c 4、櫻桃中的Pru av 4、桃中的Pru p 4等。
桃屬于大宗類水果,也是我國的重要水果生產和供應類型。目前,我國桃類水果的年產量在700~800萬t。隨著近年來桃類水果品種和類型的增多,由于食用桃而發生過敏的現象越來越常見。研究發現,因食用桃類水果而出現過敏反應的情況主要有兩種癥狀,一種是口腔過敏綜合癥,另一種是全身系統性皮膚和腸胃反應及個別休克現象。同時,相關研究表明,毛桃更易引發人體出現過敏性反應,人體接觸桃毛或盛花期的花粉時,很容易出現過敏性反應。
關于食用桃類水果而發生過敏的相關報道早在20世紀末就已經出現。例如,1995年,歐洲地區就出現過大量關于桃過敏現象的內容報道,該類現象主要發生在靠近地中海的西班牙和意大利等國家。近十幾年來關于桃過敏的研究主要集中在桃果實中過敏原的鑒定和分子克隆方面,相關研究已經確定了桃果實中的LTP蛋白的晶體結構。例如,目前GeneBank已登錄桃果實4類過敏原編碼基因序列,其中包括4個病程相關蛋白-10(PR-10)基因、4個類甜蛋白(TLP)基因、3個脂質轉移蛋白(LTP)基因和2個抑制蛋白(Profilin)基因[13]。在此基礎上,有學者開始研究桃過敏原基因的圖譜定位和表達,目的是進一步掌握桃過敏的機理,為選育低過敏品種提供相關的實驗依據參考。
結合近年來的相關研究來看,對桃的過敏原基因的基因組進行研究確定是可行的,這主要考慮以下3方面的情況。①通過醫學和分子生物學為基礎對桃的過敏原基因進行研究有現實的技術條件支持。②在基因組數據上找到許多桃ESTs(主要來源于智利,意大利和美國),其中包括4類桃過敏原基因家族的不同成員。③高度飽和的李屬遺傳參考圖譜TxE(T代表扁桃‘Texas’,E代表桃‘Earlygold’)和選擇性圖譜法提供了一種有效可靠的過敏原基因定位的方法。MALIEPAARD等[14]在研究中發現,桃和蘋果同屬于薔薇科,通過比較李屬(TxE)和蘋果(PxF)的分子標記圖譜中共享的多個RFLP標記發現,兩屬間有比較高的同線性,其中,桃的G1連鎖群和蘋果的L13、L16連 鎖 群;G3和L9、L17;G4和L5、L10有同源關系,根據蘋果中三類過敏原基因圖譜可以推測桃中類似基因的位置,因此,參照蘋果4類過敏原基因克隆圖譜定位經驗,對桃的4類過敏原基因克隆和圖譜進行定位是可行的。
蘋果4類28種過敏原基因已經被定位在國際參照的8條蘋果分子標記連鎖圖譜上。其中,Mald1是引發部分地區人群出現蘋果過敏的主要過敏原。進一步的研究發現,這其中的17個基因成員定位于3條連鎖群上,7個成員中都含有1個內含子。對這7個基因在14個核心蘋果品種上進行位點多樣性分析發現,Mald1.01和Mald1.02的表現較為保守,Mald1.04,Mald1.05和Mald1.06則相對更有變化性。GILISSEN等[15]使用RNA干擾法對蘋果的過敏原進行分析發現了蘋果過敏原Mal d 1的基因表達。在此基礎上,2006—2008歐盟第六框架的綜合研究項目ISAFRUIT包含了利用分子育種手段培育無(低)過敏蘋果新品種的研究內容。
關于荔枝、芒果等其他水果過敏原的研究,是隨著近年來生物學技術的發展而提出的。例如,張紅云等通過分析掌握了荔枝果實中的泛變應原profilin基因的克隆及序列,并從中克隆出了一個泛變應原基因,這為蛋白表達的研究提供了相關數據支持。同時,作者還對芒果的果實中的泛變應原profilin進行克隆,掌握了基因表達及免疫學活性鑒定,成功地克隆和表達了芒果profilin,并證明與芒果過敏者血清有特異IgE應答。閆慧清[16]則根據過敏原Allergome數據庫分析得到芒果中所含有的9種主要的過敏原,并對其中2種過敏原蛋白,即抑制蛋白和幾丁質酶進行了結構域的分析。
我國的過敏原基因研究雖處于起步階段,但是近年來不斷有學者關注這一領域,通過結合基因組學、蛋白組學、免疫學技術等,在水果過敏領域進行了深入研究,對過敏原基因克隆及圖譜定位,研究過敏原基因表達情況,篩選低過敏水果品種,為人們能吃上不過敏的水果提供理論依據。