閆雅茹，郭胤仕

(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟醫(yī)院過敏科，上海 200127)

伴隨著工業(yè)化的進程、生活方式的變化、植物栽培的發(fā)展及空氣污染的加重，過敏性疾病尤其是過敏性鼻炎、哮喘的發(fā)病率在世界范圍內(nèi)逐年增加。這些疾病不僅嚴重影響人們的生活質(zhì)量，還造成巨大的社會經(jīng)濟負擔(dān)。樹木類花粉是世界各國最常見的春季致敏花粉，是誘發(fā)季節(jié)性過敏性鼻炎和哮喘等過敏性疾病的主要原因之一[1]。世界各地因氣候及地理類型不同，加之種植等人為因素的選擇，常導(dǎo)致不同地域樹木植被分布存在一定差異，因此不同地區(qū)間花粉類別與計數(shù)差異較大。本文就與上海地區(qū)常見樹木氣傳花粉相關(guān)的花粉飄散、人群致敏、致敏蛋白組分、診斷及治療等方面相關(guān)的研究狀況進行綜述。

國內(nèi)外部分地域樹木類花粉飄散情況

世界各地植被分布差異大導(dǎo)致不同地區(qū)間花粉的類別與計數(shù)存在較大的差別。例如，森林覆蓋率達50%以上的華盛頓地區(qū)樹木類花粉占全部花粉總量的91.2%，花粉量較大的種類包括櫟屬、柏科、松科、懸鈴木屬、桑屬等[2]；南美智利塔爾卡地區(qū)樹木類花粉占全部花粉總量的66.77%，僅懸鈴木屬就占29.99%，其余包括槭屬、楊屬、柏木、油橄欖等[3]；東歐波蘭盧布林地區(qū)12年花粉檢測結(jié)果表明，樺木屬花粉量最大，12年間的波動是3 266～34 134粒/m3[4]。中東地區(qū)伊斯蘭堡連續(xù)3年花粉計數(shù)顯示，樹木類花粉占全部花粉總量的80.7%～82.64%，主要以構(gòu)屬、桑屬、松屬等為主[5]。我國幅員遼闊，東西南北氣候、地理類型也有較大差異，主要城市間氣傳花粉種類和數(shù)量亦相異，如北京市春季花粉量占全年總量的30%，主要花粉為木犀科、楊柳科、懸鈴木、桑科等樹木花粉[6]；華東地區(qū)上海市中心城區(qū)春季構(gòu)屬花粉量最大，占全年花粉量的32.60%，其次為松科及懸鈴木屬、杉科、柏科、銀杏、樺木等[7]；西北地區(qū)西安市春季(3至5月)以楊屬、松屬、柏科、構(gòu)屬為主[8]。由于對銀杏花粉過敏過敏原的相關(guān)文獻少，故下文就上海地區(qū)幾種主要樹木類花粉(構(gòu)屬、松科、懸鈴木、柏樹及樺木屬花粉)研究進展進行綜述。各地區(qū)花粉飄散情況見表1。

上海地區(qū)主要氣傳樹木類花粉研究現(xiàn)狀

構(gòu)屬

構(gòu)屬是蕁麻目?？浦械囊粚?。落葉喬木，本屬約4種最常見的種類是構(gòu)樹。我國構(gòu)樹主要分布于中國黃河、長江和珠江流域地區(qū)[9]。構(gòu)樹的花粉量極大，每株花序可產(chǎn)生6×108個花粉粒，在4至6月開花季節(jié)內(nèi)，空氣中構(gòu)樹花粉量急劇上升[10]。2004年意大利帕多瓦地區(qū)報道第1例構(gòu)樹花粉癥患者，患者為52歲女性，有2年慢性持續(xù)性鼻炎病史，每年4至5月出現(xiàn)過敏性鼻炎加重并伴支氣管哮喘癥狀，經(jīng)皮膚點刺試驗(skin prick test，SPT)證實對構(gòu)樹花粉過敏[11]。Abbas等[5]對伊斯蘭堡地區(qū)1000例患者SPT結(jié)果的研究表明，構(gòu)樹花粉致敏陽性率為41.9%，僅次于塵螨致敏率(44.6%)。我國上海地區(qū)構(gòu)樹花粉量占全年花粉量的32.6%[7]，Chen等[10]運用聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)、離子交換層析、免疫印跡及抑制實驗等鑒定出構(gòu)樹相對分子質(zhì)量為72 000、15 000的蛋白可以與過敏性哮喘患者血清IgE結(jié)合，但尚無數(shù)據(jù)表明上海地區(qū)構(gòu)樹花粉致敏率究竟有多高，而構(gòu)樹花粉重組過敏原及低過敏原疫苗等方面亦尚未見研究報道。

表1　國內(nèi)外部分地區(qū)樹木類花粉飄散情況(前3位)

a采用Rotorod 40型采樣器，計數(shù)單位為粒/m3；b采用Burkard采樣器，計數(shù)單位為粒/m3；c采用Burkard采樣器，計數(shù)單位為粒/(m3·h)；d采用重力沉降法采集花粉，計數(shù)單位為粒/1 000 mm2；e采用重力沉降法采集花粉，計數(shù)單位為粒/1 000 mm2，西安市花粉量是3年總量，其余為1年花粉量

松科

松科是裸子植物中最大的一科，常綠或綠葉喬木，耐寒冷及干旱，主要分布于北半球。我國有10屬113種29變種，在東北、華北、西北、西南及華南地區(qū)高山地帶組成廣大森林[9]。常見品種包括松屬、油杉、冷杉、鐵杉等。雖然，各地區(qū)花粉檢測顯示松科花粉量大，但花粉大小約為60～120 μm，不易進入下呼吸道且蛋白含量低，曾被認為是非致敏花粉[12]。Gastaminza等[13]應(yīng)用SDS-PAGE和免疫印跡法分析輻射松花粉致敏蛋白成分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)85%輻射松花粉癥患者血清可以和相對分子質(zhì)量為42 000蛋白條帶結(jié)合，為主要致敏蛋白；40%患者與相對分子質(zhì)量為6 000～8 000蛋白條帶結(jié)合，為次要蛋白。羅忠勤和陳小文[12]應(yīng)用上述方法鑒定馬尾松花粉致敏蛋白組分，結(jié)果顯示相對分子質(zhì)量為26 000的蛋白組分為主要過敏原。有研究顯示，松樹植物間交叉反應(yīng)較大[13]，目前松科花粉提取液可用于診斷，重組花粉過敏原及基因疫苗的研究未見報道。

懸鈴木屬

懸鈴木屬是懸鈴木科中現(xiàn)存的唯一屬，原產(chǎn)于歐洲，現(xiàn)廣植于世界各地。懸鈴木科懸鈴木屬分3種，分別為一球懸鈴木(美國梧桐)、二球懸鈴木(英國梧桐)和三球懸鈴木(法國梧桐)，以三球懸鈴木最常見[9]。

懸鈴木屬致敏情況及致敏蛋白：懸鈴木屬物種完全是風(fēng)媒傳粉并產(chǎn)生大量的花粉飄散在空中，是美國以及歐洲和亞洲地區(qū)眾多城市的過敏原[14]。國際免疫學(xué)會(http：//www.allergen.org)命名的二球懸鈴木主要致敏蛋白包括轉(zhuǎn)化酶抑制劑家族蛋白(Pla a1)，相對分子質(zhì)量為18 000；聚半乳糖醛酸酶(Pla a 2)，相對分子質(zhì)量為43 000；非特異性脂質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白1(Pla a 3)，相對分子質(zhì)量為10 000；三球懸鈴木主要致敏蛋白包括植物轉(zhuǎn)化酶/果膠甲酯酶抑制劑(Pla or1)，相對分子質(zhì)量為18 000；聚半乳糖醛酸酶(Pla or 2)，相對分子質(zhì)量為42 000；非特異性脂質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白1(Pla or3)，相對分子質(zhì)量為11 000。我國學(xué)者應(yīng)用凝膠過濾層析純化懸鈴木屬花粉并進行免疫活性分析，結(jié)果顯示相對分子質(zhì)量為50 000、39 000和22 000的蛋白為主要致敏蛋白，相對分子質(zhì)量為16 000蛋白為次要致敏蛋白，研究未鑒定主、次致敏蛋白成分且未與國外比較致敏蛋白差異[15]。此外，Lu等[16]發(fā)現(xiàn)，處于空氣污染環(huán)境中的法國梧桐致敏蛋白Pla a1量亦增加，花粉致敏性增強。

懸鈴木屬花粉癥的分子診斷及治療：有研究發(fā)現(xiàn)，Pla a1、Pla a2血清IgE結(jié)合率分別為92%[17]、84%[18]，Pla a1是懸鈴木屬花粉癥主要診斷標記物。目前，懸鈴木屬花粉提取液應(yīng)用于花粉癥的治療，有學(xué)者利用cDNA文庫法[19]、密碼子優(yōu)化[20]等方法成功克隆懸鈴木屬花粉主要致敏蛋白Pla a1并證實具有一定的免疫活性，但基因疫苗尚處于研制過程中。

柏科

柏科是裸子植物門中屬最多的科，共22屬約150種，廣泛分布于地中海東岸、亞洲中部和北美西部地區(qū)，常作為城市綠化及節(jié)日裝飾物而廣泛種植和培育[9]。

柏樹致敏情況及致敏蛋白：研究顯示，柏樹是歐洲地中海地區(qū)及北美春季主要致敏花粉[21]。在意大利南部、中部、北部地區(qū)2002年柏樹SPT陽性率分別為20.1%、28.2%、9.2%[22]；到2014年，柏樹花粉SPT陽性率分別上升為32.7%、62.9%、16.1%[23]，表明意大利柏木屬花粉致敏率逐年上升。常見致敏樹種包括地中海柏木、綠干柏、歐洲刺柏以及金鐘柏等[24]。綠干柏致敏蛋白研究最多，早期研究結(jié)果提示相對分子質(zhì)量為43 000的蛋白條帶是綠干柏最主要致敏蛋白[25]。國際免疫學(xué)會命名的柏木屬致敏蛋白主要包括4個蛋白質(zhì)家族：果膠裂解酶家族(Cup s1、Cup a1、Cup o1等，相對分子質(zhì)量為43 000)、聚半乳糖醛酸酶家族(Cry j2、Cha o2、Jun a2等，相對分子質(zhì)量為45 000)、奇異果甜蛋白類似物家族(Cups3，相對分子質(zhì)量為34 000)，鈣結(jié)合蛋白家族(Cup a4，相對分子質(zhì)量為18 037.9)[26]。此外，Shahali等[27]采用組合式肽配體庫法濃集柏樹花粉低豐度蛋白并采用質(zhì)譜分析法鑒定蛋白，發(fā)現(xiàn)另外10種低豐度、具有IgE結(jié)合功能的蛋白質(zhì)，分別為Rab樣蛋白，熱休克蛋白104，信號調(diào)節(jié)蛋白δ片段，已二醛酶I，細胞色素c，苯(基)吡喃酮芐基乙醚還原酶同系物，葡聚糖酶樣蛋白，蘋果酸脫氫酶，磷酸丙糖異構(gòu)酶，超氧化物歧化酶(Cu-Zn)。

柏樹花粉癥的分子診斷和治療：Aceituno等[28]應(yīng)用cDNA技術(shù)證實綠干柏(Cup a1)與山香柏木(Jun a1)、日本扁柏(Cha o1)以及日本柳杉(Cry j1)氨基酸序列同源性分別為91%、81%、75%，因此柏木屬植物間交叉反應(yīng)率甚高。Shahali等[29]發(fā)現(xiàn)，相對分子質(zhì)量為14 000，等電點為6.5～10.5的新型過敏原BP14特異性存在于柏科花粉中，因此可以作為柏樹花粉特異性診斷的標記物。柏科花粉基因疫苗研究較少，目前的治療方法多為舌下含服免疫治療。有學(xué)者用山香柏木花粉提取液進行短期-高劑量舌下含服治療柏木屬花粉癥，取得了一定的臨床療效[30]，但也有學(xué)者表示使用日本柳杉花粉提取液治療柏木屬花粉癥的療效不佳[31]。因此，應(yīng)選擇氨基酸同源性較高的種內(nèi)植物花粉治療柏木屬花粉癥。

樺木屬

落葉喬木或灌木，本屬約100種，主要分布于北溫帶，少數(shù)種類分布至北極區(qū)內(nèi)。我國產(chǎn)29種6變種，全國均有分布[9]。

樺樹致敏情況及致敏蛋白：樺樹花粉是歐洲中北部、北美以及亞洲和澳大利亞部分地區(qū)的主要吸入性過敏原，歐洲中部地區(qū)樺木花粉致敏率為54.8%[32]。樺樹花粉過敏原含有糖、蛋白質(zhì)、多肽等成分，其中蛋白質(zhì)是樺樹的主要致敏組分。因此，分析樺樹粉致敏蛋白組分是研究樺樹花粉重組過敏原的重要基礎(chǔ)。國際免疫學(xué)會已收錄的致敏蛋白有Betv1(PR-10蛋白質(zhì)家族，相對分子質(zhì)量17 000)、Betv2(profilins，相對分子質(zhì)量15 000)、Betv3(鈣結(jié)合蛋白類似物，相對分子量24 000)、Betv4(鈣結(jié)合蛋白，相對分子質(zhì)量7 000～8 000)、Betv6(異黃酮還原酶，相對分子質(zhì)量35 000)、Betv7(親環(huán)蛋白，相對分子質(zhì)量18 000)。

樺樹花粉癥的分子診斷及治療：Sekerková等[33]比較了Bet v1、2、4血清特異性IgE量，表明Bet v1的血清致敏率為90%，是樺樹花粉癥的診斷標記物。Pauli等[34]證實，重組Bet v1(rBet v1)疫苗比標準化花粉提取液以及天然花粉浸出液(nBet v1)效果及安全性更好。Tourdot等[35]將rBet v1與黏膜粘著劑載體連接，發(fā)現(xiàn)黏膜下抗原提呈細胞對該復(fù)合體攝取增加；Weinberger等[36]利用編碼Bet v1的基因序列與特殊功能引物連接制成的基因疫苗可以誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細胞分化，減輕BALB/C哮喘模型小鼠肺部炎性反應(yīng)及炎性因子釋放；Siebeneicher等[37]分別用多聚腺-尿甘酸[poly(A∶U)]和雷西莫特(R848)與Bet v1結(jié)合，發(fā)現(xiàn)R848較poly(A：U)更有利于誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生保護性免疫。以上3項研究均提示，Bet v1基因與相關(guān)物質(zhì)結(jié)合可以提高傳統(tǒng)疫苗的治療效率。Roth-Walter等[38]證實，Bet v1分子結(jié)構(gòu)與人體脂質(zhì)運載蛋白2高度類似，可以與鐵結(jié)合參與免疫調(diào)節(jié)，當離鐵狀態(tài)時促進TH2型免疫細胞釋放IL-13，故制作疫苗時應(yīng)避免Bet v1與鐵劑結(jié)合而影響治療效果。

結(jié)　　語

流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，氣傳花粉可以誘發(fā)或加重過敏性疾病，需要引起足夠的重視。樹木類花粉是國內(nèi)外春季花粉癥的主要過敏原，雖然致敏組分及重組疫苗的研究有了一些進展，但仍不能滿足臨床需要，尚需對常見過敏原及其組分進行深入研究，以獲得特異性診斷的標記物，開發(fā)出過敏原特異性治療疫苗。

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