懸鈴木花粉過敏的研究現狀與前景

王鈺瑩 茆慧萍 林奕純 張衛 周樹敏 呂森林

摘? 要：懸鈴木（Platanus）是一種常見的城市綠化樹種，其花粉具有典型的風媒花特性?；ǚ蹆人闹旅粼饕ㄟ^質膜小泡包裹形成微顆粒（Subpollen particles， SPPs）的方式被釋放。進入空氣中的SPPs可通過人體呼吸道進入肺部深處，引發過敏炎癥。近年來，對于懸鈴木花粉誘發的春季花粉過敏病癥越來越引起人們的重視，為了能對這種常見的花粉過敏病癥有一個全面深入的認識，我們在查閱了大量相關文獻的基礎上，對這部分的研究工作進行了總結和分析，希望能為更好地了解和預防提供有價值的參考。

關鍵詞：懸鈴木? 花粉致敏? 預防? 變應原? 檢測

中圖分類號：R39 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）06（a）-0081-03

隨著城市化高速與工業化的發展，近年來過敏性疾病發病率迅猛劇增，嚴重影響居民的生活質量，造成醫療費用等經濟損失。世界變態反應組織（WAO）將每年的7月8日定為世界過敏性疾病日，據統計，全世界有30%～40%的人群被過敏問題困擾，有數億人患過敏性鼻炎，過敏性疾病成為全球第六大疾病?；ǚ弁ㄟ^風力傳播散布在空氣中，成為最常見的氣傳吸入性致敏原之一?；ǚ郯Y又稱枯草癥，是由風媒花粉作為變應原過敏引起的呼吸道及眼部過敏反應，如過敏性結膜炎、支氣管哮喘、過敏性鼻炎等。隨著城市美化建設的不斷開展，二球懸鈴木作為優良庭蔭樹和行道樹被我國引進，進行大量栽培廣泛種植于街道兩側。二球懸鈴木，別名英國梧桐，具有速生、抗逆性強、抗煙塵、耐移植、移植成活率高、城市環境適應性強等優點。但每年春夏之際，二球懸鈴木會散播大量攜帶花粉和污染物顆粒的飛絮，成為我國南方地區主要上呼吸道疾病過敏原。在此背景下檢測大氣中花粉過敏原含量對改善居民生活，預防花粉過敏有著重要意義。該文主要對懸鈴木花粉變應原種類，變應原檢測方法以及懸鈴木花粉引起過敏病癥過程進行綜述介紹。

1? 懸鈴木花粉變應原的研究現狀

懸鈴木花粉中鑒定出3種主要的變應原蛋白，分別是Pla a1，Pla a2和Pla a3[1，2]。Pla a1是一種分子量為18kd的酸性蛋白，由α、β兩條多肽鏈彼此以非共價鍵相連，90%以上的法國梧桐花粉過敏癥患者對Pla a1過敏。Pla a2分子量48kd，具有多聚半乳糖醛酸酶活性，在對梧桐花粉過敏的患者中，84%可以找到此變應原。Pla a 3是非特異性脂質轉移蛋白，據報道45%的西班牙花粉過敏患者對天然Pla a 3敏感[3]。

正常情況下變應原蛋白并不會直接暴露在空氣中，更不會直接通過呼吸道直接進入人體，所以一定是通過某種方式被攜帶進入呼吸道。法國梧桐花粉直徑在8～50μm之間，大于標準的可吸入微粒物直徑2.5μm的標準，不可進入上下呼吸道，所以變應原蛋白無法借助于花粉顆粒物通過呼吸道直接進入人體。研究發現，在某些外力作用下，花粉的內部物質會從一些脆弱的區域釋放，例如發芽孔，其形式為一種類似于分泌小泡的被膜囊狀結構，即所謂的微花粉顆粒物（SPP），被風或昆蟲懸浮在空氣中[4]。這些懸鈴木花粉SPPs粒徑在0.1～1μm，遠小于花粉正常粒徑可以通過呼吸道進入肺部深處，然后將內容物釋放進入人體，進而誘發炎癥。

當人鼻黏膜接觸到花粉顆粒物時，存在于花粉顆粒物中的致敏蛋白會釋放出來，致敏蛋白被致敏性人群的機體視作抗原，免疫系統釋放IgE免疫球蛋白與其結合，形成免疫復合物，并進一步導致廣泛存在與鼻粘膜上的免疫細胞如嗜堿性粒細胞和肥大細胞的質膜上的受體交聯。最后，交聯受體刺激嗜堿性粒細胞和肥大細胞釋放出組胺、白三烯（LTC4和LTD4和LTB4）和前列腺素等炎癥介質并引發炎癥反應[5]。

2? 懸鈴木花粉變應原的釋放途徑和特征

二球懸鈴木 （Platanus hispanica）因為其獨特的抗逆性，被作為行道樹而廣泛種植于全球各大城市，其花粉成熟后，釋放到空氣中，并借助風力的吹散漂浮起來，成為全球眾多人口的過敏原之一。飄散在空氣中的花粉水合或者其他原因，導致花粉膜甚至花粉壁破裂，會釋放出大量的更加微小球狀顆粒（Subpollen Particles， SPPs）[6]，通過進一步研究發現在SPPs中含有花粉中絕大部分的蛋白成分， 其中一些高分子量的蛋白以及含量較多的蛋白尤其明顯。這也說明花粉的內容物（主要是細胞內的胞質蛋白）主要是通過SPPs的形式得以從花粉中被釋放出來的[7]。除此之外，SPPS中同時含有增加氧化應激反應的NAPDH氧化酶以及功能不明確的mRNA內含物成分不盡相同。

研究報道，通過改變水合處理溶液的pH值和氧化性，花粉釋放SPPs的過程受到了顯著影響， 空氣濕度，高pH值和氧化性以及污染物都能不同程度地促進花粉釋放SPPs。大氣中的污染物也被報道能影響花粉變應原的致敏特性[8]。通過SPPs包裹的花粉變應原能深入到肺部深處[9]，引起肺上皮細胞中的活性氧升高[8]，進而引發TSLP水平的提升，最后激發機體的免疫應答，產生大量的IgE抗體和炎癥因子，引起肺部顯著的炎癥病變[10]。

3? 花粉致敏原蛋白的主要檢測方式

目前檢測蛋白常用的方式有酶聯免疫吸附（Enzyme Linked Immunosorbent Assay，ELISA）法和蛋白免疫印跡（Western Blot，WB）檢測法。ELISA檢測法，是將免疫技術發展為檢測體液中微量物質的固相免疫測定方法。ELISA現在已成為目前分析化學領域中的前沿課題 ，它是一種特殊的試劑分析方法，是在免疫酶技術的基礎上發展起來的一種新型的免疫測定技術。ELISA方法具有操作簡單、快速、特異性強、實驗設備要求簡單、應用范圍廣泛、無放射性污染等優點[11]，但ELISA實驗所有方法的缺點很明顯：重復性不好;收自身抗體、嗜異性抗體等干擾，易出現假陽性;不論儀器和手工操作，干擾因素較多，容易失真，影響最大的因素是溫度和時間。

WB檢測法，是一種將高分辨率凝膠電泳和免疫化學分析技術相結合的雜交技術[12]。免疫印跡法具有分析容量大、敏感度高、特異性強等優點，是檢測蛋白質特性、表達與分布的一種最常用的方法，但仍存在對過敏原抗原決定簇不一致，對特異性蛋白敏感不夠高等缺點。

4? 未來展望

懸鈴木在世界范圍內廣泛分布，因為其對環境的高度適應性及較強的保護能力， 所以其生命力極強，常常作為行道樹綠化樹種廣泛栽培在道路兩旁。懸鈴木花粉已經是誘發或導致眾多過敏性疾病的重要因素之一。

因此，研究出檢測大氣中懸鈴木花粉微顆粒中變應原蛋白含量的方法變得十分急切，現階段發現核酸信號可作為花粉過敏的潛在檢測指標，因為核酸比蛋白質更穩定，即使是容易降解的RNA，經過反轉錄成cDNA后，也可以儲存更長的時間。此外，超細核酸經高靈敏度PCR擴增可擴增數千倍。因此，核酸比蛋白質更容易實現微量的快速檢測。

如果能鑒定出與花粉過敏原密切相關的核酸分子，將有效促進環境中花粉過敏的風險評估。通過RNA-seq高通量測序方法可以對大氣中的核酸分子進行大規模、高精度的檢測和分類。在此基礎上，我們認為進一步研究SPPs中的核酸是非常必要的，具有重要的實際應用價值，對花粉過敏病癥的防治具有重要意義。

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