悬铃木花粉过敏的研究现状与前景

王钰莹 茆慧萍 林奕纯 张卫 周树敏 吕森林

摘  要：悬铃木（Platanus）是一种常见的城市绿化树种，其花粉具有典型的风媒花特性。花粉内所含的致敏原主要通过质膜小泡包裹形成微颗粒（Subpollen particles， SPPs）的方式被释放。进入空气中的SPPs可通过人体呼吸道进入肺部深处，引发过敏炎症。近年来，对于悬铃木花粉诱发的春季花粉过敏病症越来越引起人们的重视，为了能对这种常见的花粉过敏病症有一个全面深入的认识，我们在查阅了大量相关文献的基础上，对这部分的研究工作进行了总结和分析，希望能为更好地了解和预防提供有价值的参考。

关键词：悬铃木  花粉致敏  预防  变应原  检测

中图分类号：R39    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）06（a）-0081-03

随着城市化高速与工业化的发展，近年来过敏性疾病发病率迅猛剧增，严重影响居民的生活质量，造成医疗费用等经济损失。世界变态反应组织（WAO）将每年的7月8日定为世界过敏性疾病日，据统计，全世界有30%～40%的人群被过敏问题困扰，有数亿人患过敏性鼻炎，过敏性疾病成为全球第六大疾病。花粉通过风力传播散布在空气中，成为最常见的气传吸入性致敏原之一。花粉症又称枯草症，是由风媒花粉作为变应原过敏引起的呼吸道及眼部过敏反应，如过敏性结膜炎、支气管哮喘、过敏性鼻炎等。随着城市美化建设的不断开展，二球悬铃木作为优良庭荫树和行道树被我国引进，进行大量栽培广泛种植于街道两侧。二球悬铃木，别名英国梧桐，具有速生、抗逆性强、抗烟尘、耐移植、移植成活率高、城市环境适应性强等优点。但每年春夏之际，二球悬铃木会散播大量携带花粉和污染物颗粒的飞絮，成为我国南方地区主要上呼吸道疾病过敏原。在此背景下检测大气中花粉过敏原含量对改善居民生活，预防花粉过敏有着重要意义。该文主要对悬铃木花粉变应原种类，变应原检测方法以及悬铃木花粉引起过敏病症过程进行综述介绍。

1  悬铃木花粉变应原的研究现状

悬铃木花粉中鉴定出3种主要的变应原蛋白，分别是Pla a1，Pla a2和Pla a3[1，2]。Pla a1是一种分子量为18kd的酸性蛋白，由α、β两条多肽链彼此以非共价键相连，90%以上的法国梧桐花粉过敏症患者对Pla a1過敏。Pla a2分子量48kd，具有多聚半乳糖醛酸酶活性，在对梧桐花粉过敏的患者中，84%可以找到此变应原。Pla a 3是非特异性脂质转移蛋白，据报道45%的西班牙花粉过敏患者对天然Pla a 3敏感[3]。

正常情况下变应原蛋白并不会直接暴露在空气中，更不会直接通过呼吸道直接进入人体，所以一定是通过某种方式被携带进入呼吸道。法国梧桐花粉直径在8～50μm之间，大于标准的可吸入微粒物直径2.5μm的标准，不可进入上下呼吸道，所以变应原蛋白无法借助于花粉颗粒物通过呼吸道直接进入人体。研究发现，在某些外力作用下，花粉的内部物质会从一些脆弱的区域释放，例如发芽孔，其形式为一种类似于分泌小泡的被膜囊状结构，即所谓的微花粉颗粒物（SPP），被风或昆虫悬浮在空气中[4]。这些悬铃木花粉SPPs粒径在0.1～1μm，远小于花粉正常粒径可以通过呼吸道进入肺部深处，然后将内容物释放进入人体，进而诱发炎症。

当人鼻黏膜接触到花粉颗粒物时，存在于花粉颗粒物中的致敏蛋白会释放出来，致敏蛋白被致敏性人群的机体视作抗原，免疫系统释放IgE免疫球蛋白与其结合，形成免疫复合物，并进一步导致广泛存在与鼻粘膜上的免疫细胞如嗜碱性粒细胞和肥大细胞的质膜上的受体交联。最后，交联受体刺激嗜碱性粒细胞和肥大细胞释放出组胺、白三烯（LTC4和LTD4和LTB4）和前列腺素等炎症介质并引发炎症反应[5]。

2  悬铃木花粉变应原的释放途径和特征

二球悬铃木 （Platanus hispanica）因为其独特的抗逆性，被作为行道树而广泛种植于全球各大城市，其花粉成熟后，释放到空气中，并借助风力的吹散漂浮起来，成为全球众多人口的过敏原之一。飘散在空气中的花粉水合或者其他原因，导致花粉膜甚至花粉壁破裂，会释放出大量的更加微小球状颗粒（Subpollen Particles， SPPs）[6]，通过进一步研究发现在SPPs中含有花粉中绝大部分的蛋白成分， 其中一些高分子量的蛋白以及含量较多的蛋白尤其明显。这也说明花粉的内容物（主要是细胞内的胞质蛋白）主要是通过SPPs的形式得以从花粉中被释放出来的[7]。除此之外，SPPS中同时含有增加氧化应激反应的NAPDH氧化酶以及功能不明确的mRNA内含物成分不尽相同。

研究报道，通过改变水合处理溶液的pH值和氧化性，花粉释放SPPs的过程受到了显著影响， 空气湿度，高pH值和氧化性以及污染物都能不同程度地促进花粉释放SPPs。大气中的污染物也被报道能影响花粉变应原的致敏特性[8]。通过SPPs包裹的花粉变应原能深入到肺部深处[9]，引起肺上皮细胞中的活性氧升高[8]，进而引发TSLP水平的提升，最后激发机体的免疫应答，产生大量的IgE抗体和炎症因子，引起肺部显著的炎症病变[10]。

3  花粉致敏原蛋白的主要检测方式

目前检测蛋白常用的方式有酶联免疫吸附（Enzyme Linked Immunosorbent Assay，ELISA）法和蛋白免疫印迹（Western Blot，WB）检测法。ELISA检测法，是将免疫技术发展为检测体液中微量物质的固相免疫测定方法。ELISA现在已成为目前分析化学领域中的前沿课题 ，它是一种特殊的试剂分析方法，是在免疫酶技术的基础上发展起来的一种新型的免疫测定技术。ELISA方法具有操作简单、快速、特异性强、实验设备要求简单、应用范围广泛、无放射性污染等优点[11]，但ELISA实验所有方法的缺点很明显：重复性不好;收自身抗体、嗜异性抗体等干扰，易出现假阳性;不论仪器和手工操作，干扰因素较多，容易失真，影响最大的因素是温度和时间。

WB检测法，是一种将高分辨率凝胶电泳和免疫化学分析技术相结合的杂交技术[12]。免疫印迹法具有分析容量大、敏感度高、特异性强等优点，是检测蛋白质特性、表达与分布的一种最常用的方法，但仍存在对过敏原抗原决定簇不一致，对特异性蛋白敏感不够高等缺点。

4  未来展望

悬铃木在世界范围内广泛分布，因为其对环境的高度适应性及较强的保护能力， 所以其生命力极强，常常作为行道树绿化树种广泛栽培在道路两旁。悬铃木花粉已经是诱发或导致众多过敏性疾病的重要因素之一。

因此，研究出检测大气中悬铃木花粉微颗粒中变应原蛋白含量的方法变得十分急切，现阶段发现核酸信号可作为花粉过敏的潜在检测指标，因为核酸比蛋白质更稳定，即使是容易降解的RNA，经过反转录成cDNA后，也可以储存更长的时间。此外，超细核酸经高灵敏度PCR扩增可扩增数千倍。因此，核酸比蛋白质更容易实现微量的快速检测。

如果能鉴定出与花粉过敏原密切相关的核酸分子，将有效促进环境中花粉过敏的风险评估。通过RNA-seq高通量测序方法可以对大气中的核酸分子进行大规模、高精度的检测和分类。在此基础上，我们认为进一步研究SPPs中的核酸是非常必要的，具有重要的实际应用价值，对花粉过敏病症的防治具有重要意义。

参考文献

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