儿童气传花粉变应原分子组分诊断研究进展

宋惠芳 王育民

1.内蒙古医科大学研究生院，内蒙古呼和浩特 010000；2.内蒙古妇幼保健院儿内科，内蒙古呼和浩特 010000

目前，体内检测和体外检测是临床应用最为广泛的过敏原检测方式。体内检查是临床诊断过敏性疾病的金标准，但是其检测方式临床风险较大，尤其对儿童不仅存在较大风险，自身检测耐受性、配合度差，因而临床上未能普遍应用[1]。临床最常使用的体外试验多是检测血清特异性免疫球蛋白E（immunoglobulin E，lgE）来明确患儿过敏原种类[2]，但检测方式依赖于过敏原粗提取物，其灵敏度、特异性及覆盖变应原范围差，学术认可度低，所检测的血清总IgE 受年龄、遗传等个体差异因素影响，患者是否为过敏体质可以通过血清总IgE 升高作为提示，但免疫性疾病和寄生虫感染等其值也可以出现升高，因而不能仅依据血清总IgE 作为诊断依据。自然环境物种的变应原分子蛋白才是引发过敏反应的元凶，所以只有通过变应原分子生物学和组分诊断分析，寻找过敏原中真正致敏组分蛋白，才能进一步指导临床过敏性疾病的精准治疗、高效预防及进一步行脱敏治疗。国外学者González-Mancebo 等[3]在一组小儿花粉病患者的随访研究中，对皮肤点刺试验和致敏组分诊断两种诊断技术进行了比较，提示致敏组分诊断似乎是对过敏性呼吸系统疾病患者进行适当随访及决定最适合过敏患者致敏免疫疗法成分的重要工具。Saltabayeva 等[4]在一项现实生活研究的结果也显示变应原分子诊断在免疫治疗中具有更高的现实诊断效力。

1 过敏反应及变应原组分诊断原理

过敏反应也是Ⅰ型超敏反应，是指已对该致敏原免疫的机体在再次接受相同致敏物质刺激时所发生的变态反应，而Ⅰ型超敏反应的显著特点便是变应原与1gE 相结合。任何能与1gE 抗体结合引起过敏反应的物质叫变应原，其中只有致敏性的变应原能致机体特异性lgE 产生，因而，检测特异性lgE 成为目前过敏性疾病诊断的重要方式。

变应原组分诊断亦是基于特异性lgE 的检测方式，是在生物分子层面明确变应原致敏组分蛋白的诊断技术，应用提取天然变应原组分和重组过敏原分子，了解血清特异性IgE 与天然变应原分子的结合力，通过对整体蛋白表达谱的分析着手，通过生物信息学蛋白序列的分析，可以高效准确地鉴定出变应原分子，这是一种新型的变应原分子诊断方式[5]。目前临床常用的过敏原检测方法无法了解个体致敏模式间的差异，而变应原组分诊断具有高度特异性，区别于传统对血清总IgE 的检测方式，变应原组分诊断可检测变应原蛋白中的某一种或多种组分蛋白，做到精确化明确致敏组分蛋白分子，不仅能够了解患儿对哪种变应原过敏，而且提供患儿对该种致敏物中的哪些、哪种变应原蛋白过敏，诊断每个过敏个体情况，实现个体化，帮患儿建立自己的过敏档案，针对性预防和控制疾病反复[6]。

2 组分诊断在气传花粉变应原分子诊断的研究应用

2.1 气传花粉变应原分子组分诊断研究现况

中国统计报道的常见气传致敏花粉有40 余种，尚无花粉过敏的详细统计数据，变应原的组分蛋白检测适应于已有分子、基因参考序列的变应原，部分变应原由于最初研究时技术的局限性未被发现、命名收录，也就无法进一步研究相关致敏性特点而能够指导临床工作，随着分子技术的不断发展，对变应原检测越发深入，目前国内外的组分诊断研究在快速发展，对于未知变应原的新认识、各变应原间的交叉反应研究越发成熟。当前科研最为深入的过敏气传花粉之一是欧洲蒿属植物北艾，在国际过敏原命名委员会中收录了7 种过敏源蛋白（Art v1～6、Art v 60 kD）并记录了其蛋白性质和致敏性。学者Zhao 等[7]在评估7 种蒿的氨基酸序列变化和过敏原含量的变化影响IgE 结合力的研究中显示，7 个蒿属物种中的Art v1和Art v2 同源过敏原序列高度保守，Art v3 过敏原差异更大，不同蒿属的三组变应原蛋白序列相似性高，但含量不同。同样Gao 等[8]研究显示，来自中国西南地区的艾蒿过敏患者率和过敏患者对致敏成分的IgE结合水平显著低于北方地区，最常见的过敏原蛋白是Art v1 和Art an7，其次是Art v3 和Art v2，与中国西南地区的患者比较，北方地区患者更易患过敏性哮喘，而且研究认为患者患过敏性哮喘的风险因过敏原种类增多而增加，其中对Art v1、Art v3 和Art an7 这3 种主要过敏原的共同致敏作用突出。国内学者付婉艺[9]研究亦发现在7 种蒿花粉蛋白提取物的免疫印迹中均可看到3 条明显条带，其中最为明显的条带为Art v1 和Art v3 及其同源蛋白，相似于国外蒿过敏患者研究，蒿花粉过敏原Art v1 和Art v3 亦是我国蒿花粉过敏患者的主要致敏分子组分，同时在黄花蒿蛋白提取物中纯化出一个60～70 kD 新过敏原分子，命名为Art an7.0101 收录入IUSU，同时研究显示在不同的地区患者血清池的结合和抑制实验中发现，各蒿草花属花粉过敏的敏感程度存在地域差异。

2.2 变应原致敏率存在地域差异

一项关于北京市、内蒙古自治区、山东省、河北省、黑龙江省五地，共6285 例患者吸入性过敏原谱分析,通过对比变应原致敏率地域差异的调查发现[10]，随着纬度的降低致敏原艾蒿、大豚草等的致敏率降低，而在内蒙古自治区蒿花粉的阳性检出率最高，达59.86%。在许多相关的过敏原研究中亦显示，蒿花粉是内蒙古中西部地域致敏率最高的过敏原之一[11-15]。国外学者Schenk 等[16]评估了15 个桦树物种和2 个杂种的免疫化学特征，认为主要的花粉致敏原Bet v1 是所有桦树种中最丰富的花粉蛋白，在各桦木物种之间Bet v1 同工型组成存在很大差异，然而所有物种的花粉中普遍存在具有较高IgE 反应性的同工型，所有花粉提取物的免疫反应性均相似，由此可认为所有桦树种花粉都可能引起过敏反应，但在Ebo 等[17]进一步研究中显示，桦树气传花粉的主要致敏成分Bet v1 在不同地区人群过敏引起的个体致敏率不同、致敏程度存在差异，因此认为对大人群进行针对Bet v1 的气传花粉免疫治疗无法对每一个个体免疫治疗受益。由此可见同种植物过敏存在地域差异性，在不同地域的过敏花粉组分解析对免疫治疗的精准性意义重大。

2.3 组分诊断检测方式致检测差异性

Stringani 等[18]研究气传花粉对儿童变应性鼻炎患者的影响，实验使用各类气传花粉粗提物进行皮肤点刺试验寻找致敏原后使用ImmnoCAP 对致敏组分的特异性IgE 进行检测并根据组分诊断结果针对性行免疫治疗，研究显示在明确致敏组分后的指导性免疫治疗对临床精准治疗效果及成本资源节约更有利。但是，不同的致敏原组分和选择组分诊断的不同检测方式（单组分检测与多组分检测）均可能致使结果不稳定且多样化。如Bokanovic 等[19]在比较植物花粉过敏检测方法的研究中认为其致敏组分特异性sIgE 对组分rPhl p1 的单次测定显示出敏感性和特异性之间的最佳平衡，使用其他成分（如rPhl p2 和rPhl p5）不会增加灵敏度，因而认为组分rPhl p1 足以诊断草花粉过敏，多种成分的检测重要性不大。Sander 等[20]应用17 种重组麦花粉致敏原和两种碳水化合物决定簇对麦花粉相关的诊断哮喘的患者进行组分分析，使用Inmuno-CAP对致敏组分的特异性IgE 检测认为麦花粉致敏原主要为Tri a29.01、Tri a28 和Tri a27。而Gomez-Casado 等[21]应用含有12 个麦花粉变应原的微阵列过敏患者进行组分诊断研究中显示，过敏患者血清特异性IgE 对Tri a14 与小麦四聚体α-淀粉酶抑制剂16结合力最强。由此可见目前国内外研究认为组分解析的不同检测方法将影响检测结果，这将对今后研究方式提供不同思路，更有待于进一步研究认证何种检测方式更为精准。

2.4 气传花粉交叉过敏

变应原分子组分诊断的优势之一是可以了解不同物种间存在的交叉过敏反应，预测其他可能致敏的过敏原[22]。王晓艳等[23]对气传花粉过敏患者行艾蒿、豚草、藜草过敏原组分蛋白分子检测，结果显示豚草和藜科sIgE 浓度明显低于艾蒿，且本研究中患者对豚草的12 种过敏原组分蛋白中的主要致敏原蛋白Amb a1检测为阴性，因此提示豚草过敏阳性可能为蒿草花粉的蛋白组分交叉过敏引起，其他两种气传植物花粉与艾蒿的共同致敏率最高，由此认为花粉的致敏多为多重致敏。同样的国内研究者吴晓蔓等[24]对艾蒿、豚草成分抗原分析，了解两种气传植物花粉间是否存在共同抗原，结果发现豚草花粉、艾蒿花粉均可以对蒿草花粉过敏患者血清特异性IgE 发生反应，因而认为两种气传植物花粉间存在共同致敏蛋白分子,可出现交叉过敏反应。国外学者Pablos 等[25]对菊科植物小白菊过敏原的研究揭示重组的Par h1 可用于交叉反应性研究。因部分过敏人群的过敏原并非单一性，很多研究者不局限于仅对吸入过敏原之间的交叉反应研究，也会对吸入性与食入性过敏原之间的过敏交叉反应探索，致力于寻找两者之间共同的主要致敏组分蛋白，利于临床医生精确化指导过敏人群有效预防、控制疾病发生，亦有利于针对该类型过敏个体的免疫治疗，如叶荪[26]研究认为花粉-植物性食物间的过敏反应是由于同类变应原蛋白、同系物间交叉反应所致。学者邓珊[27]对我国蒿草花粉合并桃过敏的人群行组分检测研究显示变应原组分Pru p3.0101 是二者的主要致敏蛋白，磷脂转移蛋白是蒿草花粉有关食物致敏反应的主要致敏蛋白，那么在我国该类过敏人群将得益于针对该组分蛋白的免疫治疗。由此可见组分诊断对各植物花粉、植物相关食物交叉过敏的了解可以进一步指导个体规避相关过敏原，明确特定变应原分子不仅可以提供诊断信息有助于临床医生对过敏原致严重过敏反应发生风险的控制，而且可以通过分析针对来自交叉反应蛋白家族的过敏原分子的IgE 抗体反应来判断基于临床病史的可疑交叉反应。

3 小结

目前国内外关于花粉过敏原分子特征及人类免疫反应的钻研甚少，关于儿童过敏性疾病分子层面的研究更是少之又少，但儿童期做到精准控制、治疗对于个体肺功能保护、长远生活质量提高等都有重大意义。儿童过敏性疾病频发多数与接触变应原相关，但不同于食物致敏，花粉致敏往往难以人为有效避免，即使经过敏原检测可明确致敏植物，也无法避免花粉变应原分子间因存在相同或相似的分子结构而导致的交叉过敏。且不同地域及气候影响人群主要致敏花粉种类不同甚至同种类致敏植物在不同地域会有不同致敏蛋白分子、不同蛋白浓度表达，因过敏原蛋白序列在不同植物花粉中变化度高，造成不同植物、不同地区同一植物主要致敏成分存在差异，因而不同个体致敏反应程度也不尽相同。因此，目前临床常用过敏原检测方式不能检测出具有地域差异性的致敏蛋白组分，并且缺乏人群特异性，这无疑对儿童花粉症患者的治疗、预防效率大打折扣。花粉变应原分子生物学和组分诊断的研究，特别是特异性致敏分子成分的进一步探索将为花粉过敏患儿反复出现变应性鼻炎、喘息性疾病的预防规避、临床诊疗控制及免疫治疗提供充足理论依据，指导性为过敏儿童设计一个个体化的预防、控制疾病反复发生的方案，提高患儿生活质量。