兒童氣傳花粉變應原分子組分診斷研究進展

宋惠芳 王育民

1.內蒙古醫科大學研究生院，內蒙古呼和浩特 010000；2.內蒙古婦幼保健院兒內科，內蒙古呼和浩特 010000

目前，體內檢測和體外檢測是臨床應用最為廣泛的過敏原檢測方式。體內檢查是臨床診斷過敏性疾病的金標準，但是其檢測方式臨床風險較大，尤其對兒童不僅存在較大風險，自身檢測耐受性、配合度差，因而臨床上未能普遍應用[1]。臨床最常使用的體外試驗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、特異性及覆蓋變應原范圍差，學術認可度低，所檢測的血清總IgE 受年齡、遺傳等個體差異因素影響，患者是否為過敏體質可以通過血清總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升高，因而不能僅依據血清總IgE 作為診斷依據。自然環境物種的變應原分子蛋白才是引發過敏反應的元兇，所以只有通過變應原分子生物學和組分診斷分析，尋找過敏原中真正致敏組分蛋白，才能進一步指導臨床過敏性疾病的精準治療、高效預防及進一步行脫敏治療。國外學者González-Mancebo 等[3]在一組小兒花粉病患者的隨訪研究中，對皮膚點刺試驗和致敏組分診斷兩種診斷技術進行了比較，提示致敏組分診斷似乎是對過敏性呼吸系統疾病患者進行適當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]在一項現實生活研究的結果也顯示變應原分子診斷在免疫治療中具有更高的現實診斷效力。

1 過敏反應及變應原組分診斷原理

過敏反應也是Ⅰ型超敏反應，是指已對該致敏原免疫的機體在再次接受相同致敏物質刺激時所發生的變態反應，而Ⅰ型超敏反應的顯著特點便是變應原與1gE 相結合。任何能與1gE 抗體結合引起過敏反應的物質叫變應原，其中只有致敏性的變應原能致機體特異性lgE 產生，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原致敏組分蛋白的診斷技術，應用提取天然變應原組分和重組過敏原分子，了解血清特異性IgE 與天然變應原分子的結合力，通過對整體蛋白表達譜的分析著手，通過生物信息學蛋白序列的分析，可以高效準確地鑒定出變應原分子，這是一種新型的變應原分子診斷方式[5]。目前臨床常用的過敏原檢測方法無法了解個體致敏模式間的差異，而變應原組分診斷具有高度特異性，區別于傳統對血清總IgE 的檢測方式，變應原組分診斷可檢測變應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原過敏，而且提供患兒對該種致敏物中的哪些、哪種變應原蛋白過敏，診斷每個過敏個體情況，實現個體化，幫患兒建立自己的過敏檔案，針對性預防和控制疾病反復[6]。

2 組分診斷在氣傳花粉變應原分子診斷的研究應用

2.1 氣傳花粉變應原分子組分診斷研究現況

中國統計報道的常見氣傳致敏花粉有40 余種，尚無花粉過敏的詳細統計數據，變應原的組分蛋白檢測適應于已有分子、基因參考序列的變應原，部分變應原由于最初研究時技術的局限性未被發現、命名收錄，也就無法進一步研究相關致敏性特點而能夠指導臨床工作，隨著分子技術的不斷發展，對變應原檢測越發深入，目前國內外的組分診斷研究在快速發展，對于未知變應原的新認識、各變應原間的交叉反應研究越發成熟。當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和致敏性。學者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 結合力的研究中顯示，7 個蒿屬物種中的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，來自中國西南地區的艾蒿過敏患者率和過敏患者對致敏成分的IgE結合水平顯著低于北方地區，最常見的過敏原蛋白是Art v1 和Art an7，其次是Art v3 和Art v2，與中國西南地區的患者比較，北方地區患者更易患過敏性哮喘，而且研究認為患者患過敏性哮喘的風險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。國內學者付婉藝[9]研究亦發現在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，同時在黃花蒿蛋白提取物中純化出一個60～70 kD 新過敏原分子，命名為Art an7.0101 收錄入IUSU，同時研究顯示在不同的地區患者血清池的結合和抑制實驗中發現，各蒿草花屬花粉過敏的敏感程度存在地域差異。

2.2 變應原致敏率存在地域差異

一項關于北京市、內蒙古自治區、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,通過對比變應原致敏率地域差異的調查發現[10]，隨著緯度的降低致敏原艾蒿、大豚草等的致敏率降低，而在內蒙古自治區蒿花粉的陽性檢出率最高，達59.86%。在許多相關的過敏原研究中亦顯示，蒿花粉是內蒙古中西部地域致敏率最高的過敏原之一[11-15]。國外學者Schenk 等[16]評估了15 個樺樹物種和2 個雜種的免疫化學特征，認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 反應性的同工型，所有花粉提取物的免疫反應性均相似，由此可認為所有樺樹種花粉都可能引起過敏反應，但在Ebo 等[17]進一步研究中顯示，樺樹氣傳花粉的主要致敏成分Bet v1 在不同地區人群過敏引起的個體致敏率不同、致敏程度存在差異，因此認為對大人群進行針對Bet v1 的氣傳花粉免疫治療無法對每一個個體免疫治療受益。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性鼻炎患者的影響，實驗使用各類氣傳花粉粗提物進行皮膚點刺試驗尋找致敏原后使用ImmnoCAP 對致敏組分的特異性IgE 進行檢測并根據組分診斷結果針對性行免疫治療，研究顯示在明確致敏組分后的指導性免疫治療對臨床精準治療效果及成本資源節約更有利。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）均可能致使結果不穩定且多樣化。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的診斷哮喘的患者進行組分分析，使用Inmuno-CAP對致敏組分的特異性IgE 檢測認為麥花粉致敏原主要為Tri a29.01、Tri a28 和Tri a27。而Gomez-Casado 等[21]應用含有12 個麥花粉變應原的微陣列過敏患者進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結合力最強。由此可見目前國內外研究認為組分解析的不同檢測方法將影響檢測結果，這將對今后研究方式提供不同思路，更有待于進一步研究認證何種檢測方式更為精準。

2.4 氣傳花粉交叉過敏

變應原分子組分診斷的優勢之一是可以了解不同物種間存在的交叉過敏反應，預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，由此認為花粉的致敏多為多重致敏。同樣的國內研究者吳曉蔓等[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，結果發現豚草花粉、艾蒿花粉均可以對蒿草花粉過敏患者血清特異性IgE 發生反應，因而認為兩種氣傳植物花粉間存在共同致敏蛋白分子,可出現交叉過敏反應。國外學者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研究，也會對吸入性與食入性過敏原之間的過敏交叉反應探索，致力于尋找兩者之間共同的主要致敏組分蛋白，利于臨床醫生精確化指導過敏人群有效預防、控制疾病發生，亦有利于針對該類型過敏個體的免疫治療，如葉蓀[26]研究認為花粉-植物性食物間的過敏反應是由于同類變應原蛋白、同系物間交叉反應所致。學者鄧珊[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原組分Pru p3.0101 是二者的主要致敏蛋白，磷脂轉移蛋白是蒿草花粉有關食物致敏反應的主要致敏蛋白，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、植物相關食物交叉過敏的了解可以進一步指導個體規避相關過敏原，明確特定變應原分子不僅可以提供診斷信息有助于臨床醫生對過敏原致嚴重過敏反應發生風險的控制，而且可以通過分析針對來自交叉反應蛋白家族的過敏原分子的IgE 抗體反應來判斷基于臨床病史的可疑交叉反應。

3 小結

目前國內外關于花粉過敏原分子特征及人類免疫反應的鉆研甚少，關于兒童過敏性疾病分子層面的研究更是少之又少，但兒童期做到精準控制、治療對于個體肺功能保護、長遠生活質量提高等都有重大意義。兒童過敏性疾病頻發多數與接觸變應原相關，但不同于食物致敏，花粉致敏往往難以人為有效避免，即使經過敏原檢測可明確致敏植物，也無法避免花粉變應原分子間因存在相同或相似的分子結構而導致的交叉過敏。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，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、不同地區同一植物主要致敏成分存在差異，因而不同個體致敏反應程度也不盡相同。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、預防效率大打折扣。花粉變應原分子生物學和組分診斷的研究，特別是特異性致敏分子成分的進一步探索將為花粉過敏患兒反復出現變應性鼻炎、喘息性疾病的預防規避、臨床診療控制及免疫治療提供充足理論依據，指導性為過敏兒童設計一個個體化的預防、控制疾病反復發生的方案，提高患兒生活質量。