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免疫球蛋白E（IgE）介导的食物过敏影响了世界1％~10％的人口，是全球共同面对的健康问题。而随着我国经济建设取得卓越成果，清洁卫生得到长足发展，食物过敏发病率也同样迅速攀升，一项单中心横断面研究表明，1999年至2009年，我国儿童食物过敏发病率从3.5%升至7.7%。目前诊断IgE介导的食物过敏主要基于细致的临床病史采集，并使用基于完整变应原提取物的体内和体外检测，评估患者对该变应原是否致敏，部分患者需要进行口服食物激发试验（OFC）才能确诊。但由于食物变应原本身具有较大的天然变异性，完整食物提取物的制备难以标准化，导致检测试剂中的变应原含量可能差别较大，从而降低了检查结果的特异性和敏感性。同时，这些传统的检测方法也难以区分识别交叉反应，这些均给临床医师在变应原检测结果判读方面带来了困难。 这些临床上的局限性，催动了分子变态反应学的发展。每个变应原大多含有很多种不同的蛋白质，变应原组分即是变应原中可引起免疫应答的具体蛋白质成分。分子变态反应学研究可帮助人们从天然产物中纯化变应原组分，或通过生物重组技术形式生产变应原组分，并在分子水平上，定量检测针对单个变应原组分的特异性IgE抗体（sIgE）。1999年，Valenta等正式提出了“变应原组分诊断（component-resolved diagnostics，CRD）”这一概念。CRD可使得食物过敏诊断更精确，帮助人们分辨交叉变应原，判断疾病的严重程度及发生严重过敏反应的风险，预测免疫治疗疗效。本研究旨在对食物过敏的CRD进行阐述，重点介绍常见食物变应原的CRD新进展。1.牛奶 牛奶是儿童食物过敏反应中最常见的原因，患病率为2％~3％，其中一半以上是由IgE介导的，致死性严重过敏反应的发生率高达13％。牛奶中最重要的变应原组分为酪蛋白（Bos d 8）、β-乳球蛋白（Bos d 5）和α-乳球蛋白（Bos d 4）。其中，β-乳球蛋白是乳清中含量最丰富的蛋白质，在人乳中不存在，因此，最初被认为是牛奶中的主要变应原。但该蛋白是可溶的，热稳定性差，在 90 ℃以上煮15~20 min后会完全变性，失去其结合IgE的能力，大多数（约75 %）的牛奶过敏儿童，可以耐受烘焙后的牛奶制品（如蛋糕和面包）。而酪蛋白则具有很强的热稳定性，因此它才是牛奶蛋白组分中抗原性和致敏性最强的。酪蛋白sIgE水平可很好地预测患者对烘焙乳的反应性，如果酪蛋白sIgE水平很低，即使患者对低温生牛奶过敏，其对烘焙后的牛奶发生过敏反应的风险也非常低。与严格避免饮食相比，向耐受此类食物儿童的饮食中添加烘焙牛奶似乎可以加快对普通牛奶的耐受性。因此，确定患者能否耐受烘焙牛奶是十分重要的。通过变应原组分检测酪蛋白sIgE水平，结合临床病史，可用于判断烘焙牛奶制品食物激发试验的合适人选，并改善这些患儿的生活质量和病情。 同时，CRD可用于随访监测牛奶过敏患者是否出现自发缓解。有研究长期随访牛奶过敏患儿后发现，酪蛋白是最能区分持续性和一过性过敏的变应原组分。血清中酪蛋白sIgE水平与出现牛奶过敏自发缓解的可能性成反比。 部分牛奶过敏的患者会选择进行口服免疫治疗（OIT），CRD也有助于预测OIT疗效。研究发现，如果患者α-乳白蛋白、β-乳球蛋白和酪蛋白的sIgE基线水平越高，其进行OIT可达到的维持剂量越低，疗效越差。而治疗期间酪蛋白等牛奶组分特异性IgG4水平明显升高，则提示成功减敏的可能性高。2.鸡蛋 鸡蛋清是鸡蛋中最重要的变应原来源，临床可以检测的最重要的变应原组分包括类卵黏蛋白（OVM，Gald1）、卵清蛋白（OVA，Gald2）、卵转铁蛋白/伴清蛋白（Gald3）和溶菌酶（Gald4）。其中，OVM被认为是蛋清中的主要变应原，对加热和蛋白酶的裂解都具有稳定性。而另一类重要的变应原OVA，则是不耐热的，主要存在于生鸡蛋中。 利用蛋清变应原组分sIgE检测，有助于更精准地诊断鸡蛋过敏。研究发现，OVA-sIgE用于诊断患儿鸡蛋过敏的受试者工作特征曲线（ROC）曲线下面积最大，而OVM则最适于检测患儿是否对加热后的鸡蛋过敏。当患者OVM-sIgE水平高于10.8 kUA/L时(阳性判定点)，其对加热后的鸡蛋及生鸡蛋均有较高过敏风险；而当低于约1 kUA/L（阴性判定点）时，患者进食加热后的鸡蛋出现过敏反应的风险较低。 除了诊断以外，蛋清组分检测还可以帮助临床医师预测预后。有研究表明，在鸡蛋过敏的儿童中，OVM-sIgE 的水平越高，出现对鸡蛋耐受的时间越晚。 而在预测OIT疗效方面，如患者OVM-sIgE的基线水平越低，OVM特异性IgG4/IgE的比值越高，则患者对OIT出现应答的可能性越大。3.谷物 3.1 小麦 小麦过敏在全世界范围内普遍存在，且因年龄和地区而异（患病率为0.4%~4.0%），但由于花粉与小麦之间存在交叉反应，小麦提取物sIgE检测的特异性较低，阳性患者仅有一半在OFC时出现反应。 而利用小麦变应原组分检测可提高对小麦过敏体外诊断的准确性。ω-5小麦麦胶蛋白是小麦过敏和小麦依赖的运动诱发的过敏性休克（WDEIA）中最重要的小麦变应原组分，其sIgE水平诊断小麦过敏的特异性更高，且与小麦OFC反应的严重程度相关。此外，许多小麦过敏患者也对α-、β-和/或γ-麦胶蛋白，以及高分子量（HMW）和低分子量（LMW) 麦谷蛋白致敏。多种面筋相关组分联合检测，可进一步提高WDEIA和小麦过敏的诊断准确性。 在预测预后方面，小麦麦胶蛋白sIgE水平越高，小麦过敏自发缓解的可能性越低，儿童出现哮喘的风险越高。 3.2 荞麦 荞麦在日本和韩国是相对较常见的一类易引起严重过敏性反应的食物变应原，在我国近年也有越来越多的致死性荞麦过敏的病例报道。荞麦过敏通常在学龄期或更晚的时期才出现，这可能是与家庭饮食中较晚才会引入荞麦有关。在日本和韩国的学龄期儿童中，荞麦过敏的患病率为0.1％~0.2％。由于荞麦诱发严重过敏性反应的风险较高，如果临床高度怀疑是荞麦过敏，通常不进行OFC，直接开始避食。目前已知的荞麦中重要的变应原组分包括Fag e 1（13S球蛋白）、Fag e 2（2S白蛋白）、Fag e 3（7S球蛋白）、Fag e 10 kD（2S白蛋白）和Fag e TI-2c（胰蛋白酶抑制剂）。其中，Fag e 3 sIgE检测的临床特异性明显高于荞麦提取物，可提高诊断准确性，减少高危OFC的必要性。 4.大豆 大豆是一类重要的食物来源，也广泛应用于各种加工食品中。直接进食大豆或各种加工后的大豆制品均可能会诱发过敏反应，因此有时很隐蔽。但酱油等发酵豆制品与豆浆、豆腐相比，致敏性要低得多。 原发过敏相关的主要致敏蛋白为大豆蛋白Gly m 5（7S球蛋白）、Gly m 6（11S球蛋白）和Gly m 8（2S白蛋白）。尤其是Gly m 8，对儿童及成人大豆过敏的诊断准确性最高，同临床症状最相关。Gly m 5和Gly m 6则同出现严重症状相关。 另一方面，人们发现桦树花粉过敏患者中，对豆粉等大豆加工制品过敏的比例也较高，这是由于大豆中存在同桦树花粉变应原组分Bet v 1同源的Gly m 4，引起了交叉反应。Gly m 4是桦树花粉过敏患者中出现严重口腔过敏综合征或大豆全身系统性反应的危险因素。这类患者进食豆奶后可出现严重反应，在花粉季尤其明显，但对发酵后的大豆制品耐受良好。这可能与Gly m 4的热稳定性欠佳有关，发酵制品中Gly m 4可能会大量变性降解。仅对豆奶有反应但能耐受其他形式大豆制品的患者，其Gly m 4 sIgE水平明显更高。 由此可见，对大豆的严重过敏反应既可是因原发过敏引起，亦可以是因桦树花粉交叉反应引起。在原发过敏的情况下，患者应严格避免进食大豆及各类豆制品，并随身携带急救药物。而如果是因为交叉反应，则患者主要避免未经充分加工的大豆制品即可。对大豆进行组分检测有助于区分这2种情况。5.花生 花生过敏在西方国家是重要的公共卫生问题，但由于其交叉反应而常被过度诊断，花生提取物sIgE检测的敏感性良好，但特异性欠佳。而目前已知的13种花生变应原组分中，有5种具有临床相关性，其中，花生种子贮藏蛋白Ara h 1、Ara h 2和Ara h 3均是花生的主要过敏原，尤其是Ara h 2（2S白蛋白），同临床症状最相关，其sIgE检测具有最佳的准确性，要优于使用花生提取物的皮肤点刺试验和sIgE检测，并可以大幅减少OFC的需求。在花生致敏患者中，以sIgE水平≥0.35 kUA/L为界值，Ara h 2与OFC的总体符合率可高达97.5%，尤其是儿童，可完全符合。因此建议在日常临床实践中，特别是对于儿童患者，应选择Ara h 2组分检测取代基于花生提取物的检测。当然，由于Ara h 2 仅是花生总提取物中的一个成分，在临床中仍应多个组分同时检查，或联合花生sIgE检测，以进一步提高检测的特异性和敏感性。仅检测Ara h 2的敏感性和特异性分别为88%和84%，但将Ara h 1、Ara h 2、Ara h 3进行联合检测，特异性可提高至94%。 同时，花生变应原组分sIgE水平同OFC或进食花生后症状的严重程度有关。对Ara h 1（7S球蛋白）、Ara h 2（2S白蛋白）和 Arah 3（11S球蛋白）的致敏同严重过敏性反应相关，而对Ara h 8（Bet v 1同源物）致敏，则同无症状或非常轻度的局部症状相关。借此可将严重过敏反应与轻度症状区分开。对于花生过敏患者的OIT疗效预测方面， Ara h 2、Ara h 3的sIgE基线水平越低，成功减敏的可能性越高。 值得注意的是，花生食品加工方式也会对花生变应原组分的变应原性造成影响。在高温下烘焙可能会促进致密性球状蛋白质聚集体的形成，从而增加Ara h 1和Ara h 2的变应原性，而其他烹饪方式则可能会降低其变应原性。烘焙还可以修饰Ara h 8分子，增加其IgE反应性及热稳定性和蛋白水解稳定性。此外，压榨制造的花生油，如滤过不充分，则可能包含足够量的变应原以引发临床症状。 6.树坚果 树坚果过敏的患病率在不同国家及地区差异较大，常见过敏坚果也不尽相同。在欧洲，榛子引起过敏最常见，在美国是核桃和腰果，而在英国则是巴西果和核桃。在日本，引起严重过敏性反应最常见的坚果是核桃，在中国则是腰果。 6.1 榛子 榛子作为欧洲最常见的坚果变应原，在欧洲总人口的患病率达9.3％，这可能与桦树花粉存在交叉反应有关。人们已经确定了榛子多种变应原组分及其功能：Cor a 1是桦树花粉主要致敏组分Bet v 1的同源物，Cor a 8是脂质转移蛋白， Cor a 9和Cor a 14分别是11S球蛋白和2S白蛋白种子贮藏蛋白。 其中，Cor a 9和Cor a 14在预测榛子的临床反应性中具有重要作用。在儿童中，Cor a 9的sIgE水平≥1 kUA/L，或Cor a 14的sIgE水平≥5 kUA/L时，特异性可达90%以上；而在成年人中，Cor a 9的sIgE水平≥1 kUA/L，或Cor a 14的sIgE水平≥1 kUA/L，特异性即可大于90％。 6.2 腰果 腰果除了日常食用以外，在现代食品工业中也使用十分广泛。在瑞典，婴幼儿对腰果的反应与对牛奶和鸡蛋的反应一样常见，其诱发儿童严重过敏性反应的风险与花生相似，甚至更高。腰果变应原组分Ana o 3（腰果2S白蛋白）致敏，可以较好地预测儿童存在腰果和开心果过敏。 6.3 核桃 核桃变应原组分中，Jug r 1是2S白蛋白种子贮藏蛋白，具有固有变应原性；Jug r 2是一种豌豆球蛋白贮藏蛋白，目前被认为其临床意义较低；Jug r 3是一类广泛存在的脂质转移蛋白（LTP），与局部症状和全身反应有关。 6.4 巴西果 巴西果过敏患者中，检测重组的巴西果变应原组分Ber e 1的sIgE水平，比巴西果提取物的sIgE检测具有更高的敏感性。将Ber e 1的检测同皮肤点刺试验和总提取物的sIgE检测相结合，可进一步提高诊断的准确性，并减少巴西果OFC的需求。 7.芝麻 8.鱼类 目前在鱼类的许多部位，如肌肉、鱼皮、鱼骨、生殖腺和血液中，都已鉴定出鱼类变应原组分。细小白蛋白是鱼类的主要变应原，诱发了70％以上的鱼类过敏反应，可耐热和消化酶，是鱼类肌肉中的一种小蛋白质，目前已在鳕鱼（Gad c 1）、鲑鱼（Sal s 1）、鲤鱼（Cyp c 1）、金枪鱼（Thu a 1）、剑鱼（Xip g 1）和沙丁鱼（Sar s 1）中被鉴定出来。此外，细小白蛋白具有较高的同源性，易引起鱼类之间的交叉反应，患者对一种鱼的细小白蛋白致敏，即可能会对其他鱼类中的细小白蛋白产生过敏反应。鱼类的次要变应原包括鱼明胶（胶原蛋白）、卵黄蛋白原、α-醛缩酶及β-烯醇化酶。后两者也主要在一些鱼类的肌肉中表达，如鳕鱼（Gad m 2，Gad m 3）、鲑鱼（Sal s 2，Sal s 3）和金枪鱼（Thu a 2，Thu a 3 ）等。 9.甲壳类和软体动物 甲壳类属于节肢动物门，如虾、蟹、小龙虾（螯虾）、龙虾等，是人们广泛食用的海鲜。其致敏原主要分布于头胸部、肌肉组织和卵中，大多是参与运动和能量代谢功能中非常重要的蛋白质。甲壳类中所含的主要致敏蛋白包括原肌球蛋白（如Pen a 1、Pen m 1、Pen i 1、Mac r 1、Mel l 1）、精氨酸激酶（如Pen m 2）、肌钙蛋白C（如Pen m 6）、肌球蛋白轻链2（如Pen m 3）和钙结合蛋白（如Pen m 4）。 其中，原肌球蛋白是甲壳类的泛变应原，也是主要变应原，属于高度保守的结构蛋白家族，对热稳定，并参与肌肉收缩。对虾过敏的患者中有72％~98％的人可检测到原肌球蛋白sIgE。对原肌球蛋白致敏的患者，其进行OFC时出现反应的风险更高。此外，原肌球蛋白不仅在不同种类的甲壳动物之间，而且在软体动物、尘螨和其他无脊椎动物中，都具有高度的氨基酸序列同一性。因此该变应原组分还与尘螨和甲壳类之间的交叉反应机制有关。虾过敏患者中，有高达90％的人也可检测到尘螨sIgE，因为同尘螨的次要变应原，尘螨原肌球蛋白（Der p 10）存在交叉反应。 10.红肉 红肉过敏较少见，以往认为多见于幼儿，表现为速发反应。但近年发现，成人红肉过敏可表现为迟发反应。 10.1 牛肉 目前已经鉴定出9种牛肉变应原组分，大多数在牛奶变应原中也都存在，约10％的牛奶过敏儿童在进食牛肉后会出现临床症状,表现为速发反应。牛肉的主要变应原为牛血清白蛋白（Bos d 6）和IgG（Bos d 7），前者与临床症状以及与牛奶的交叉反应最相关。因此，对牛奶过敏儿童检测Bos d 6的sIgE可以帮助预测或诊断该患儿是否同时对牛肉过敏。 10.2 猪肉 红肉过敏的另一种特殊形式是所谓的“猪肉-猫综合征”。对哺乳动物（通常是猫）皮屑过敏，会诱使部分患者在进食猪肉后出现IgE介导的过敏反应。这与猫变应原组分Fel d 2和猪肉变应原组分Sus s 6存在交叉反应有关。Fel d 2是一种相对分子质量为67 000 的血清白蛋白，是猫的次要变应原，仅有15%~35％的猫过敏患者对其致敏，而对Sus s 6致敏的患者约有30％在进食猪肉后出现过敏反应，因此估算只有1%~3％的猫过敏患者可能存在对猪肉过敏的风险。 10.3 α-半乳糖 近年，人们发现了一种进食红肉后的迟发过敏反应，这是一种特殊类型的由IgE介导的变态反应，同糖类变应原——半乳糖-α-1,3-半乳糖（α-gal）的致敏相关。 最初，α-gal的发现是由于临床观察到部分患者在首次使用西妥昔单抗时即会出现严重的过敏性休克。进一步对西妥昔单抗的sIgE抗体进行分析发现，这些抗体对重链上的寡糖残基具有特异性应答，最终确认α-gal 为相关表位。α-gal是非灵长类哺乳动物的聚糖，与B型血抗原同源，存在于来源于哺乳动物的各种形式的组织和制品中，包括红肉、明胶、牛奶及相关制品（如奶酪、一些胶体扩容液和疫苗等），其sIgE可引起患者出现血管性水肿、荨麻疹和严重过敏性反应。而存在B型血抗原的人似乎不会出现α-gal致敏。 对于这类患者，诊断有时可能很困难，因为进食红肉和出现症状之间通常会延迟3~6 h，且大多数患者既往长期能够安全进食红肉。这种情况通常在成年期间出现，但也可能存在于儿童中。α-gal致敏和诱发延迟症状的具体免疫学机制仍未完全清楚。迄今为止，唯一已知的致敏途径是通过蜱虫叮咬。人们在蜱虫叮咬流行地区发现了存在α-gal的sIgE的患者，对红肉出现迟发过敏反应的患者总体分布与各种蜱虫的分布相似，当蜱虫叮咬后，可检测到α-gal的sIgE升高。进一步研究发现，蜱虫的胃肠道中存在α-gal，而其特殊的叮咬方式，可能使患者在叮咬期间持续接触α-gal，从而致敏。11.食物过敏CRD的临床优势 诊断食物过敏的基础仍在于对患者进行彻底的临床病史和体格检查，对食物变应原的致敏情况可通过基于变应原提取物的体外试验或体内皮肤点刺试验辅助证实。但随着食物过敏发生率的升高，食品工业及人群进食食物日趋复杂化，临床上会遇到越来越多的患者，并无明确的病史及查体以提供线索，而如仅依赖于变应原提取物的检测结果，又常常会与临床有偏差。在很多情况下，CRD可以帮助临床解决这类问题。 CRD可有助于高效识别可引起症状的食物变应原，预测症状的严重程度，并评估未来出现症状的风险，亦可提示多重致敏及交叉反应的信息，还可用于优化OFC，避免不必要的，或高危的激发试验，减少患者的风险，提高临床诊治的效率及安全性。 如今，随着我国近10余年变态反应性疾病发病率的快速攀升，变态反应专科医师所面临的临床难题也越来越多，但我国目前尚无获批上市的可靠的变应原组分检测制剂，期待我国也能尽早步入分子诊断时代，使得医师可以更加精准地诊治患者。 |
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