蜂蜇伤诱导机体免疫反应的研究进展

杨森林， 肖 雪

(遵义医学院附属医院 急诊科， 贵州 遵义 563099)

近年来，由于全球气候变暖及人类对环境的破坏，蜂蜇伤的发生逐渐增多，尤于夏秋季多见。蜂种类很多，研究较广的蜇人蜂包括胡蜂、蜜蜂等。蜂蜇人后通过毒针将成分复杂的蜂毒注入伤者体内，引起浅表皮肤发生炎症反应，以红肿热痛为典型表现[1]，重者出现皮肤瘙痒、剧痛甚至组织坏死。如患者未得到有效救治，毒素短期内即可引起全身严重的免疫反应如过敏、急性肾功能衰竭或多个脏器损伤等[2]，危及生命。蜂蜇伤合并器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome，MODS)者较为罕见，主要是由于大多数野外工作者随身携带肾上腺素注射器，可及时避免MODS的发生[3]。由于尚未发现有效的针对蜂毒的抗体，临床上主要进行对症治疗，病情轻者给予抗组胺剂及激素治疗即可明显缓解症状和器官功能障碍；危重者需要全身综合性治疗保护脏器损伤[4]。目前重症监护病房主要采用血液净化治疗的方法[5]，减轻毒素反应并保护重要脏器。

蜂毒免疫治疗方法(venom immunotherapy，VIT)是国外常规治疗蜂蜇伤后严重过敏反应的措施，主要针对特定的蜂毒毒素。然而，目前关于蜂蜇伤诱导机体免疫反应的分子机制尚不明确。因此，本文对蜂毒成分及作用机制、蜂蜇伤与疾病的关系及免疫治疗3个方面进行综述，为深入认识蜂蜇伤后机体的免疫反应及合理有效的临床诊断治疗提供参考。

1 蜂毒成分及作用机制

1.1 蜂毒成分 蜂毒由多种生物活性物质组成，如低分子的多肽、生物胺、毒素以及更高分子量的酶类等，且不同蜂产生的蜂毒各异[6]，其中在患者体内发挥效应的主要是酶及多肽，主要包括磷脂酶A2(PLA2)和透明质酸酶[7]，以及蜂毒肽(占湿重的40%～50%)、安度拉平、蜂毒明肽及肽401等；此外蜂毒中还存在组织胺、(去甲)肾上腺素及各种矿物质等。

1.2 蜂毒的作用机制

1.2.1 酶 PLA2是钙依赖性酶，是蜂毒中引起过敏反应最主要的变应原，PLA2通过水解膜磷脂导致脂质双层完整性的破坏。细胞膜破坏过程中会产生一些具有广泛细胞毒性或激活免疫反应的物质如溶血磷脂酸A(LPA)、溶血卵磷脂等。事实上单独PLA2并不具有细胞毒性，而当蜂毒肽存在时，PLA2具有强烈的促溶血效应，这是患者发生溶血和横纹肌溶解的潜在因素；且二者均是神经肌肉阻断剂，可引起呼吸麻痹。PLA2在IgE介导的过敏反应中发挥重要作用[8]。尽管蜂毒毒素中溶血卵磷脂(PLB)含量较低，亦能够水解磷脂1、2位上的酰基，引起溶血反应[9-10]。透明质酸酶是蜂毒中第二常见的过敏原，它通过破坏细胞外基质促使蜂毒毒素通过细胞间隙引起细胞膜发生强烈改变。此外水解的透明质酸片段由于具有强烈的促炎、促血管生成效应，较快引起全身系统性病变[11]。

1.2.2 多肽 蜂毒肽是一种螺旋疏水性多肽，可改变细胞通透性引起细胞破裂；也可影响神经元功能并促进其释放诱导疼痛的物质引起患者疼痛[12]，且具有潜在的促抑郁和心脏毒性作用。大剂量蜂毒肽引起心肌痉挛及心血管损伤，这是多蜂蜇伤后的重要死因之一。体外实验发现蜂毒肽和磷脂酶A2均能增加血凝时间[13]。安度拉平有强烈的神经毒性，并引起全身血管舒张、严重低血压及心率增快。肽401促使肥大细胞失控引起广泛的炎症反应。蜂毒明肽作为最小的神经毒素，通过阻断钙依赖性钾通道发挥作用。肥大细胞脱颗粒肽(mast cell degranulating peptide，MCD)是近几年的研究热点，仅由22个氨基酸组成，结构类似蜂毒明肽。MCD在高浓度时具有较强的抗炎活性，但其在低浓度时介导肥大细胞脱颗粒并释放大量组胺[14]。MCD、托肽品及赛卡平具有神经毒性[15]。

1.2.3 生物胺 蜜蜂毒素中产生效应的生物胺主要包括组织胺、多巴胺和去甲肾上腺素，这些成分引起血管收缩并使局部疼痛的时间延长、程度增强；黄蜂毒素中组织胺、血清素(5-HT)以及乙酰胆碱等在影响神经元和引发剧烈疼痛时起到关键作用。

2 蜂蜇伤致器官免疫反应

蜂蜇伤后，毒液顺毒针进入患者体内，蜂毒中存在多种变应原、毒素以及其他引起免疫反应的物质，故蜂毒对机体的影响主要是引起后续过敏反应以及毒素对器官的直接伤害。

2.1 过敏反应 蜂蜇伤后，病人产生大量的特异性IgE抗体诱发全身过敏反应(systemic allergic reactions，SARs)，这是病人致死的重要因素。据报道，超过95%的患者对胡蜂蜂毒敏感，80%～90%的患者对蜜蜂蜂毒敏感[16]。患者被蜇伤十分钟内即可观察到SARs，如皮肤瘙痒、荨麻疹、水肿、恶心、呕吐、腹泻等症状；重者甚至全身性过敏反应及多器官受累[17]。侵袭性极强的蜂如非洲蜜蜂的蜂毒一旦注入体内，患者将发生急性中毒反应甚至死亡[17]。蜂蜇伤后通常包括5个反应：①正常局部反应；②大范围局部反应；③全身过敏性反应；④全身毒性反应；⑤其他反应。正常局部反应是最常见的反应，约80%的患者可观察到，且通常是大多数儿童唯一的临床表现。15%的成年人仅表现为低血压、呼吸困难等[18]。蜂蜇伤后，伤口周围皮肤分泌大量组胺引起红肿热痛伴瘙痒[18- 19]，这些症状可持续数天。正常局部反应不是由IgE介导，仅需要对症治疗即可。大范围局部反应的伤口超过10 cm时，其肿胀时间可持续24 h。患者典型特征是伤口周围广泛红斑且皮肤肿胀伴有疼痛和瘙痒。皮试结果及常规检测提示大部分局部反应和过敏性反应由IgE介导，极少与IgG或细胞有关。区分大范围局部反应与过敏反应对后续采取治疗措施非常重要。大范围局部反应通常发生在完整皮肤处，如整只手臂肿胀；而过敏反应通常呈跳跃式表现，如蜂蜇伤伤口在手上，但表现为唇部肿胀[20]。

临床上对蜂毒过敏反应确诊主要根据SARs、皮肤反应阳性及特异性IgE抗体阳性这3方面综合考量。皮内试验、皮肤点刺试验(Skin prick test，SPT)、特异性IgE检测及嗜碱性细胞活化检测均是常规使用的检测手段[21]。此外，Immuno CAP固相载体实验及Immulite液体检测系统如今成为主要的对毒素相关特异性IgE抗体定量检测的主要方式[22]。当皮内实验阴性而特异性IgE抗体阳性时嗜碱性细胞活化检测起到辅助诊断的作用。SPT较皮内实验的灵敏度低。蜂毒含量在1～100 μg/mL范围内时可通过SPT检测出，而含量在0.001～0.01 μg/mL范围内的蜂毒便可通过皮内试验检测出[23]。然而，有些有肯定的过敏史但检测结果呈阴性的病人如若进行上述检测，可能会发生不同程度的并发症，再者，一半以上的病人检测结果显示他们不只对一种毒素成分过敏[24]。

2.2 免疫应答 针对不同类型的细胞，蜂毒通过抑制基质金属蛋白酶-2、-9(MMP-2/-9)的产生发挥抗炎作用，同时促进干扰素-β的产生，此效应具有时间和剂量依赖性[25]。蜂毒中的组胺和PLA2促进Th2细胞产生IL-10同时抑制T细胞增殖。Karimi等[26]对实验性变态反应性脑脊髓膜炎大鼠模型应用蜂毒治疗，发现蜂毒具有明显的抗炎和免疫调节作用。

2.3 急性肾损伤(acute kidney injury,AKI) AKI是患者被蜇伤后的比较多见的合并症。AKI通常发生于蜇伤后的24至48 h后，肾脏症状主要有肾衰竭、肉眼血尿或尿液分析变化等。毒素引起的其他体征和症状包括恶心、呕吐、换气过度(酸性呼吸)、全身水肿、肌肉痛、关节痛、头痛、躁动和意识改变等。尿液分析的变化主要包括尿比密降低，出现血尿，尿蛋白阳性，白细胞增多等。

患者被蜇伤后发生AKI的机制与多种因素相关，如血管内溶血、横纹肌溶解、高血压或者是蜂毒对肾小管的直接毒性作用等[27-28]。AKI发生在蜂蜇伤后数小时内，主要表现为肾脏功能受损，随后可发展成肾衰竭。PLA2、蜂毒肽和安杜拉对肾脏有协同毒性和降压作用[27,29]，这些蜂毒成分能够促进组胺、缓激肽及前列腺素的释放，引起心脏缺血性病变及急性心肌梗死，进一步引起严重的低血压，导致肾脏供血不足。由于血流灌注不足，肾素-血管紧张素系统被激活，肾上腺素及儿茶酚胺产生增加，诱发入球及出球小动脉收缩，导致肾小球和肾小管血流减少，最终引起肾缺血并发生急性肾小管坏死。

2.4 心脏损伤 蜂蜇伤后患者发生心肌梗死的现象虽然报道较少但并不少见[30]。蜂蜇伤后的心肌梗死又称为Kounis综合征，即过敏相关的ST段抬高性急性冠脉综合征。其发生与蜂毒中存在的多种促炎、促血栓形成的血管活性物质密切相关[31]，主要有组胺、血清素、中性蛋白酶及各种细胞因子和趋化因子等，可引起严重低血压、罕见的高血压、冠脉痉挛伴血栓形成等[32]。Kounis综合征主要由激活后的IgE诱导或非IgE诱导的肥大细胞失控引起。此外，除Kounis综合征外，过敏引起的低血压亦可导致心肌灌注下降，即外源性肾上腺素引起血管痉挛使冠脉过度收缩，心肌发生不可逆损伤[33]。另外，在蜂蜇伤期间，大量蜂毒毒素对心肌的直接毒性作用引起心肌坏死同样是心肌损伤的原因，但这种情况非常罕见[33]。

3 蜂毒免疫治疗

蜂毒免疫治疗(Venom immunotherapy，VIT)是目前唯一有效防止蜂蜇伤患者后续发生严重过敏反应的治疗手段[34]，并且明显提高患者对毒素的耐受性。VIT的治疗标准是要有足够的证据确证患者有全身反应且血清学或皮肤反应表明针对某种毒素成分的特异性IgE抗体阳性。一般来说，16岁以下的患者若只有皮肤症状阳性，则不需要免疫治疗[35]；而怀孕的高危患者则考虑VIT治疗[36]。不必要的免疫治疗或者针对错误的毒素进行治疗可能会导致患者再次发生严重的过敏反应，并失去妥善治疗的机会，显著增加医疗费用。

VIT的作用机制是使外周T细胞始终保持在特殊的无变态反应性阶段，维持此脱敏状态需要持续给予患者注射高剂量的变应原。这一阶段的T细胞的免疫特征是其增殖和炎症介质的分泌减少，同时IL-10合成增多。IL-10能够抑制T细胞及IgE抗体产生，同时促进IgG4产生。此外IL-10亦可调控炎症因子在炎性反应中的分布，并使附加受体CD28与B7.1的相互作用减弱从而抑制T细胞合成细胞因子。成功建立VIT后，变应原阻断的IgG(主要是IgG4)含量显著增多，CD4+T细胞产生的IL-4和IL-5降低；与此同时，肥大细胞和嗜碱性粒细胞的数量降低且它们分泌的炎性介质可在分子和细胞水平上检测出[37]。Treg细胞通过影响记忆B细胞功能抑制IgE产生并促进IgG4抗体的分泌从而抵抗蜂毒[38]。采用化学修饰的致敏物代替自然致敏物是建立VIT的另一种方式。常用的化学修饰方法主要有矿物油沉淀、尿素变性等，修饰后的变应原对IgE有很低的结合活性。自然变应原使肥大细胞及嗜碱性粒细胞失控，并利用IgE介导的免疫反应促进Th2细胞分泌细胞因子，促进IgE的生成；而修饰变应原由于缺少与IgE结合的基团，进入机体后作为抗原被树突状细胞或单核/巨噬细胞等抗原提呈细胞通过胞吞作用摄入至胞内，修饰后提呈给淋巴细胞，产生IgG类抗体，减少二次致敏后的过敏反应。修饰后的致敏原既保留免疫原性又减少致敏性，使T细胞表达的细胞因子维持在Th0/Th1型同时使记忆B细胞在后期持续发挥效应，较自然变应原减少了许多临床副反应的发生。

不同蜂蜇伤的患者所需VIT的治疗方案不同，取决于蜂种类、蜂毒素及如何快速达到维持剂量。变应原免疫疗法基于增加过敏原剂量，使病人达到高敏状态同时减少正常暴露于变应原时的早期及后期反应。通常起始注射剂量为每次0.000 1 μg，每周1到2次，每次注射的蜂毒浓度均为前一次的10倍，最终需达到常规维持剂量即100 μg[23]，需要3～4个月。如果进行快速疗法，约几小时或几天即可达到常规剂量[39]，但这种疗法可能会使患者产生不良反应。患者由于获得对蜂毒的主动免疫，在二次暴露于蜂毒后，过敏反应明显减轻，以此可评估免疫治疗的效果[40]。

3 展望

蜂蜇伤是夏秋季尤其是山区较为常见的危害公众生命安全的严重公共卫生事件，重者常多个脏器受累并发生严重的过敏反应。蜂毒毒素进入机体后，引起多器官多系统发生程度不一的免疫反应，造成靶器官损伤，如何减少蜂毒毒素引起的靶器官功能不全及过敏反应的发生成为现在国内外治疗的关键。VIT是国外常规治疗蜂蜇伤的策略，对于预防再次被蜂蜇伤的过敏反应及全身症状有显著疗效，但我国尚未普及该治疗措施。针对被蛰伤病人进行VIT治疗，可有效减少病人的死亡率。

综上所述，进一步剖析蜂毒毒素引起的机体免疫反应和分子机制对防治靶器官功能不全及过敏反应有重要的理论依据；另外，推广VIT在我国应用对救治蜂蜇伤极具应用价值。

[参考文献]

[1] Cui X Y,Dai Y,Wang S L,et al.Differential activation of p38 and extracellular signal-regulated kinase in spinal cord in a model of bee venom-induced inflammation and hyperalgesia[J].Mol Pain,2008,4(1):17.

[2] 席秋萍,谢席胜.蜂蛰伤中毒急性肾损伤研究进展[J].中国中西医结合肾病杂志,2017,18 (1):92-94.

[3] 陈红霞.蜂蛰伤防治研究进展[J].湖北医药学院学报,2014,33 (6):615-618.

[4] Haddad Junior V,Amorim P C,Haddad Junior W T,et al.Venomous and poisonous arthropods:identification,clinical manifestations of envenomation,and treatments used in human injuries[J].Rev Soc Bras Med Trop,2015,48(6):650-657.

[5] 陈妮.重度蜂蛰伤并MODS 9例的综合治疗体会[J].遵义医学院学报,2009,32(4):364-365.

[6] Elieh Ali Komi D,Shafaghat F,Zwiener R D.Immunology of bee venom[J].Clin Rev Allergy Immunol,2017:1-11.

[7] 王兴华.蜂蛰伤中毒临床研究进展[J].湖北医药学院学报,2011,30 (2):239-242.

[8] Vetter R S,Visscher P K.Bites and stings of medically important venomous arthropods[J].Int J Dermatol,1998,37(7):481-496.

[9] Park S,Baek H,Jung K H,et al.Bee venom phospholipase A2 suppresses allergic airway inflammation in an ovalbumin-induced asthma model through the induction of regulatory T cells[J].Immun Inflamm Dis,2015,3(4):386-397.

[10]Ye M,Chung H S,Lee C,et al.Neuroprotective effects of bee venom phospholipase A2 in the 3xTg AD mouse model of Alzheimer's disease[J].J Neuroinflammation,2016,13(1):1-12.

[11]Moreno M,Giralt E.Three valuable peptides from bee and wasp venoms for therapeutic and biotechnological use:melittin,apamin and mastoparan[J].Toxins (Basel),2015,7(4):1126-1150.

[12]Chen J,Guan S M,Sun W,et al.Melittin,the major pain-producing substance of bee venom[J].Neurosci Bull,2016,32(3):265-272.

[13]Zolfagharian H,Mohajeri M,Babaie M.Honey bee venom (Apis mellifera) contains anticoagulation factors and increases the blood-clotting time[J].J Pharmacopuncture,2015,18(4):7-11.

[14]Sharma J N.Basic and clinical aspects of bradykinin receptor antagonists[J].Prog Drug Res,2014,69:1-14.

[15]Chen J,Lariviere W R.The nociceptive and anti-nociceptive effects of bee venom injection and therapy:a double-edged sword[J].Prog Neurobiol,2010,92(2):151-183.

[16]Muller U R,Ring J.When can immunotherapy for insect sting allergy be stopped?[J].J Allergy Clin Immunol Pract,2015,3(3):324-328.

[17]de Graaf D C,Aerts M,Danneels E,et al.Bee,wasp and ant venomics pave the way for a component-resolved diagnosis of sting allergy[J].J Proteomics,2009,72(2):145-154.

[18]Golden D B.Insect sting anaphylaxis[J].Immunol Allergy Clin North Am,2007,27(2):261-272.

[19]Clark S,Camargo C A,Jr.Epidemiology of anaphylaxis[J].Immunol Allergy Clin North Am,2007,27(2):145-163.

[20]Greenberger P A,Ditto A M.Chapter 24:Anaphylaxis[J].Allergy Asthma Proc,2012,33(Suppl 1 ):80-83.

[21]Savi E,Peveri S,Makri E,et al.Comparing the ability of molecular diagnosis and CAP-inhibition in identifying the really causative venom in patients with positive tests to Vespula and Polistes species[J].Clin Mol Allergy,2016,14(1):3.

[22]Selb J,Kogovsek R,Silar M,et al.Improved recombinant Api m 1- and Ves v 5-based IgE testing to dissect bee and yellow jacket allergy and their correlation with the severity of the sting reaction[J].Clin Exp Allergy,2016,46(4):621-630.

[23]Ludman S W,Boyle R J.Stinging insect allergy:current perspectives on venom immunotherapy[J].J Asthma Allergy,2015,8(1):75-86.

[24]Ollert M,Blank S.Anaphylaxis to insect venom allergens:role of molecular diagnostics[J].Curr Allergy Asthma Rep,2015,15(5):26.

[25]Mirshafiey A.Venom therapy in multiple sclerosis[J].Neuropharmacology,2007,53(3):353-361.

[26]Karimi A,Ahmadi F,Parivar K,et al.Effect of honey bee venom on lewis rats with experimental allergic encephalomyelitis,a model for multiple sclerosis[J].Iran J Pharm Res,2012,11(2):671-678.

[27]Mingomataj E C,Bakiri A H,Ibranji A,et al.Unusual reactions to hymenoptera stings:what should we keep in mind?[J].Clin Rev Allergy Immunol,2014,47(1):91-99.

[28]Oliveira E C,Pedroso P M,Meirelles A E,et al.Pathological findings in dogs after multiple Africanized bee stings[J].Toxicon,2007,49(8):1214-1218.

[29]Nandi M,Sarkar S.Acute kidney injury following multiple wasp stings[J].Pediatr Nephrol,2012,27(12):2315-2317.

[30]Puvanalingam A,Karpagam P,Sundar C,et al.Myocardial infarction following bee sting[J].J Assoc Physicians India,2014,62(8):738-740.

[31]Puttegowda B,Chikkabasavaiah N,Basavappa R,et al.Acute myocardial infarction following honeybee sting[J].BMJ Case Rep,2014,Apr 12;2014.pii:bcr2014203832.doi:10.1136/bcr- 2014-203832.

[32]曾汇庆.胡蜂蜇伤继发过敏反应性急性心肌梗死一例[J].中华心血管病杂志,2013,41 (6):520-521.

[33]Bharadwaj P,Joshi A,Banerji A,et al.Kounis syndrome:Acute myocardial injury caused by multiple bee stings[J].Med J Armed Forces India,2016,72(Suppl 1):S178-S181.

[34]Dhami S,Nurmatov U,Varga E M,et al.Allergen immunotherapy for insect venom allergy:protocol for a systematic review[J].Clin Transl Allergy,2016,6：6， doi:10.1186/s13601-016-0095-x.

[35]Cox L,Nelson H,Lockey R,et al.Allergen immunotherapy:a practice parameter third update[J].J Allergy Clin Immunol,2011,127(Suppl1):S1-55.

[36]Pesek R D,Lockey R F.Treatment of Hymenoptera venom allergy:an update[J].Curr Opin Allergy Clin Immunol,2014,14(4):340-346.

[37]Akdis C A,Blaser K.Mechanisms of allergen-specific immunotherapy[J].Allergy,2000,55(6):522-530.

[38]Ozdemir C,Kucuksezer U C,Akdis M,et al.Mechanisms of immunotherapy to wasp and bee venom[J].Clin Exp Allergy,2011,41(9):1226-1234.

[39]Goldberg A,Yogev A,Confino-Cohen R.Three days rush venom immunotherapy in bee allergy:safe,inexpensive and instantaneously effective[J].Int Arch Allergy Immunol,2011,156(1):90-98.

[40]Goldberg A,Confino-Cohen R.Bee venom immunotherapy-how early is it effective?[J].Allergy,2010,65(3):391-395.