杂草花粉过敏的过敏原组分诊断策略：从精准诊断到指导个体化治疗

杂草花粉过敏的过敏原组分诊断策略：从精准诊断到指导个体化治疗诊断指导建议2.0》中关于杂草花粉过敏原组分的研近年来，花粉相关过敏性疾病的患病率呈加速上升的趋势，我国花粉症(pollinosis)患病率已增至18.5%[1]。花粉症是指特应性个体接触致敏花粉，如树木(tree)花粉、牧草(grass)花粉和杂草(weed)花粉后，由IgE介导炎等[2]。本课题组在前期专栏中基于欧洲过敏和临床免疫学会(EuropeanAcademyofAllergyandClinical断指导建议2.0》(MolecularAllergologyUser'sGuide2.0,MAUG2.0) [3]对树花粉和牧草花粉的过敏原组分诊断(componentresolveddiagnosis,CRD)进行了详细解读[4]。“杂草”通常指用作烹饪药草的各种植物，具有生态适应性的药用植物以及入侵植物，适应性较强可以生长在各种环境条件[5]。造成误解[6]。为13.5%[7]。北京儿童最常见的吸入过敏原已从2010年的尘螨转变为2020年的花粉和霉菌[8],针对内蒙古花粉症患者的研究进一步发现艾蒿、藜、藿草为当地花粉症最常见的过敏原[1]。此外，预计未来的气候变化将增加花粉甚至可能达到流行病的程度[9]。因此，杂草等花粉过敏原在过敏性疾病的发强，愈加引起重视[10]。艾蒿、豚草、藿草、藜、向日葵、墙草、银胶菊、车前草、俄国蓟和苋菜的花粉被认为是主要的杂草花粉过敏来源[11]。中国地区的蒿属植物高达187种[12],主要种属艾蒿、黄花蒿、大籽蒿、茵陈蒿及野艾蒿主要分布于北方和西南地区[13],是我国北方地区呼吸系统过敏性疾病的主要过敏原之一[14]。蒿属植物广泛生长于除极干旱与高寒地区外蒿属花粉致敏特征具有显著的区域差异，欧洲的蒿属花5],我国内蒙古草原地区为14.38%[16],北部高发地区可达50%[17],其中季节性过敏性鼻炎患者中对蒿属花粉过敏的比例超过78.0%[1],然而西南地区和东部沿海地区较低，分别为4.6%和3.8%[18]。理论上中国不同地理区布和/或花粉暴露的轻重。为了探讨这一假设，高中山团队对3种不同物种的蒿属花粉进行了过敏原组分检测，发现这3种物种在免疫球蛋白E(immunoglobulinE,IgE)结合效力方的IgE反应具有高度交叉反应性[18]。且另一项基于中国内蒙古花粉过敏的研蒿属物种不同导致的地理变异[1]。并迅速蔓延至20多个省市及自治区，豚草适应性强，繁殖迅速，在我国属于外来入侵物种，多生长在荒山、荒地、农田、公园[19]。艾蒿和豚草的分布范围和授粉季节常有重叠，如中国华东地区(青岛)夏秋季以蒿属、豚草为主要的杂草花粉[20],致使花粉季节持续时间显著增加[21],因此需要CRD辅助确定秋季节的优势花粉[22-23]。藿草在我国南北各省区及东亚地区均有分布，藜于草原化荒漠或荒漠地带、沙地及砾质戈壁上[24-25]。其他在国外较流行而ectatelyases)、防御素样蛋白(defensin-likeproteins)、非特异性脂质转移蛋白(non-specificlipidtransferproteins,nsLTP)和Olee1样蛋白家族(Olee1-数字共同组成。果胶酸裂解酶如AmbArtv6(艾蒿Artemisiavulgaris)和Hela1(向日葵Helianthusannuus)参与细胞壁的分解，通常具有高致敏性[27]。防御素样蛋白，特别是Amba4(豚草)和Artv1(艾蒿),通常与植物的自然免疫机制相关，并且在过敏反应中显示出较强的致敏性[28]。nsLTP,例如Amba6(豚草)、Artv3(艾蒿)、Parj1和Parj2(墙草Parietariajudaica),因其广泛的交叉反应性与通常引起较重症状而引起广泛的关注[29]。Olee1样蛋白家族的成员，如Chea1(藜Chenopodiumalbum)、Salk5(俄国蓟Salsolakali)已被证实在过敏反应中具有显著的致敏性[30-31]。此外，泛过敏原肌动蛋白抑制蛋白(profilin)、钙结合蛋白(polcalcin)已被鉴定为植物花粉中普遍存在的，是引起交叉致敏反应的过敏原组分[32]。此外，新发现的蒿属植物中的半乳糖氧化酶Artan7(黄花蒿Artemisiaannua)[33],以及豚草花粉中的半胱氨酸蛋白酶(Amba11)和烯醇化酶家族(Amba12)的过敏原，进一步丰富了植物花粉过敏原的谱系[34]。这些过敏原的识别和功能研究对于理解过敏机制以及开发针对性治疗策略具有重要意义。中国常见的杂草花粉过敏原组分特征总结见表1。艾蒿(花粉传播：8至10月)Artv1防御素样蛋白13~16kDa艾蒿致敏的特异性标志物，与豚草的Amba4具有交叉致敏性Artv2PR-1蛋白16kDa艾蒿致敏的主要组分Arty3nsLTP蛋白12kDa艾蒿致敏的主要组Artv5钙结合蛋白，polcalein10kDa在花粉中特异表达，艾蒿致敏的次要组分豚草(花粉传播：8至10月)Amba1果胶酸裂解酶38kDa豚草致敏的特异性标志物，与艾蒿的Artv6具有交叉致敏性Amba4防御素样蛋白13-15kDa与艾蒿的Artv1具有交叉致敏性Amba8肌动蛋白抑制蛋白，profilin14藜(花粉传播：6至10月)Chea1Olee1样蛋白18kDa豚草致敏的次要致敏原，可诱发与Artv3的葆草(花粉传播：8至10月)Humj1一10~15kDa菲草致敏的主要组分，交叉致敏性有限2.艾蒿的重要过敏原组分：艾蒿过敏的特异性标志过敏原组分为Artv1,由N端防御素结构域及富含脯氨酸的C端结构域组成，属于防御素样蛋白家族。Artv1的两个不连续IgE结合表位分别位于防御素结构域表面，另一个位于防御素结构域和富含脯氨酸部分的过渡区[35]。此外，Artv1和Artv3(nsLTP)在许多蒿属物种中都表现出高度相似和IgE交叉反应性。Artv3也被认为是我国蒿属花粉主要过敏原组分，属于nsLTP家族，常介导蒿属花粉与其他蔷薇科植物性食物发生交叉致敏反应[36],诱导机体产生花粉食物过敏综合征(pollenfoodallergysyndrome,PFAS)。其他的主要过敏原组分，如Artv2,是属于PR-1家族的糖蛋白，可与其他植物中同家族的其他食物过敏原产生交叉致敏，如番茄、马铃薯、油菜、小麦和水稻[37]。Artv4属于泛变应原profilin家族，可观察到Artv4与其他花粉和食物来源的profilin家族过敏原its2)和甜瓜(Cucm2)等[26]。其中，Artv4和Amba8具有的氨基酸序列同一性高达89%,可产生相似的交叉致敏反应，二者可用作杂草中profilin致敏的标志物[38]。Artv5属于polcalcin家族，具有2个典型的EF-手型结构域[26]。研究显示，钙结合蛋白在花粉中特异表达，如豚草(Amb关[39]。此外，半乳糖氧化酶Artan7(黄花蒿)也是一种潜在相关的过敏原组分，且与Betv4(桦树)、Apig5(芹菜)等也存在交叉致敏反应[12]。2018年Fu等采用转录组学和免疫蛋白质组学相结合的方法将该过敏原组分鉴定为半乳糖氧化酶蛋白，蒿属花粉过敏患者中有超过94%呈现Artan7特异性IgE较低(16%)[33]。主要致敏花粉之一[19]。豚草过敏主要由过敏原组分Amba1驱动，这是一种具有高致敏率和致敏效力的果胶酸裂解酶(pec患者中的检出率高达95%以上，且与Artv6(艾蒿)、Cryj1(日本雪松)、Junal(山地雪松)、Cupal(柏树)、Hela6(向日葵)等存在交叉致敏反应[40]。研究显示Ambal与Artv6具有65%的氨基酸序列同一性和85%的氨基酸相似性，二者可在IgE水平上发生交叉致敏反应[41]。Amba4是一种防御素样蛋白，通过ELISA试验可观察到Amba4与Artv1的交叉致敏反应性[42]。Amba8和Artv4同属profilin家族，在蛋白质水平上有89%的相同性，并显示出广泛的IgE交叉致敏反应性[43]。有学者认为，Amba8或Artv4可用作杂草中profilin致敏的标志物过敏原组分[44]。半胱氨酸蛋白酶Amba11也被归类为主要过敏原组分[45],但仍有待在更大的过敏队列中进行研究。4.藿草的重要过敏原组分：藿草花粉已成为中国北方[46]乃至日本[47]、韩国[48]等东亚地区夏秋季节的优势花粉，花期从8月持续到10月[49],在中国北方的致敏率可达21.8%~49.3%之间[50]。Humj1被证明是藿草致敏患者血清中阳性率较高的过敏原组分(72%),且对藿草sIgE阳性反应的抑制率可高达88%,这表明该组分是主要的过敏原组分[51],但经过N端氨基酸进行测序后，未发现与任何先前表征的过敏原的同源性。Humj6是一种10~15kDa的果胶甲酯酶抑制剂(pectinmethylesteraseinhibitor,PMEI),迄今为止仅描述了来自梧桐树花粉和猕猴桃的3种PMEI过敏原，而Humj6与这些过敏原的序列同一性较低(28%~33%),表明其之间IgE交叉致敏反应性或许非常有限[52]。近年中国学者也成功从藿草花粉提取物中纯化并鉴定为PR-1蛋白(命名为HjPR-1),天然HumjPR-1的致敏率为76.6%,还被证明能够激活嗜碱性粒细胞，这表明它是一种具有临床相关性和生物活性的过敏原组分[53]。PR-1蛋白是定和相对热稳定的特性，使其成为引起过敏反应的绝佳候选者[54]。藿草作为我国北方夏秋季最主要的致敏花粉[55],其过敏原组分研究亟需积极开展。致敏(例如Amba1)以及对来自杂草的交叉致敏反应的泛过敏原组分致敏。真正应性的泛过敏原组分常见有nsLTPs、profilins和包括交叉反应性糖类决定簇(cross-reactingcarbohydratedeterminant,CCD)在内的高分子量过敏原组分艾蒿和豚草同时致敏[59]。北京一项45746例血清sIgE检测数据显示，该地区儿童主要吸入变应原以普通豚草(56.4%)和艾蒿(48.2%)为主[8],与北京协和医院门诊20万项次血清sIgE检测结果数据接近[60]。约80%~95%的艾1]。过敏性哮喘患者对Artv1的致敏率显著更高，且Artv1sIgE阳性群体发生过敏性哮喘的风险增加约3倍，该研究还发现对三种及以上组分敏感的艾蒿患者比对更少过敏原敏感的患者患哮喘的风险更高[18]。在中国西部的艾蒿致敏儿童中，对Artv3(nsLTP)的致敏率是41.0%[36]。同时，艾蒿花粉的大量交叉致敏反应，艾蒿花粉暴露往往会增加对桃致敏的风险[56]。此外，这也意物(豆科植物、花生、葵花籽)会发生交叉致敏反应[62]。由于nsLTP蛋白分呼吸困难等[63]。属于抑制蛋白家族的Artv4也是诱发PFAS的常见过敏原组艾蒿的典型交叉致敏反应组分，在中国西部中的致敏率为31%,它对Phlp12和Cynd12都有共致敏反应[36]。但与Artv3相比，它的稳定性较低，在食品加工唇、咽部黏膜瘙痒等轻微过敏症状[64]。Ambal是豚草花粉的主要过敏原组分，虽然相比之下，豚草(14.7%)及其指出豚草花粉浓度引起临床症状的阈值可能更低[65],即达到10粒/1000mm2时就可能导致过敏反应的发生[66]。较高的花粉浓度和较长的花粉季节可增加豚草过敏患者症状的严重程度[67],据报道23.7%的豚草花粉过敏患者出现哮喘症状[68]。在我国西部地区艾蒿花粉致敏的患儿中，36.0%可检测到豚草致敏，其中豚草过敏原组分Ambal致敏率为13.9%[36],且在缺乏Artv1sIgE的情况下Ambal的致敏并不常见[7]。不同于欧洲地区的双向影响的共致敏模式[69],这或许表明中国的艾蒿与豚草的共致敏机制可能源于同属防御素样蛋白的Artv1和Amba4,并由Artv对中国南方地区165例花粉致敏过敏性疾病患者的血清样本进行检测以探索南方地区的花粉致敏模式[70],发现最常见的花粉过敏原为藜(43.0%)、豚草(40.6%)和艾蒿(37.0%),在艾蒿阳性的样品中，对Artv1、Artv2和Artv3的sIgE阳性率分别为18.0%、24.6%和24.6%,在豚草致敏的患者中对Amba1的阳性率也仅为7.5%,代表花粉真正致敏的过敏原组分的检出率较低。值得注大利南部老年人和青少年过敏症的平均致敏率分别为46.5%和58.9%[71-72]。墙草属过敏的主要组分是Parj1和Parj2(nsLTP),但其交叉致敏反应性较低[73]。尽管这种杂草在欧洲非常普遍，在非地中海人群中的致敏率却很低[74]。在西班牙北部的不同地区和澳大利亚南部，对车前草的致敏率很高，皮肤点刺试验阳性率高达37%[75]。Plal1检测阳性代表了真正的车前草过敏[76],在奥地利的一般青少年人群中，对Plal1的敏感性高达10.4%[77]。表现，杂草花粉过敏患者通常会出现季节性呼吸道症状[鼻炎和(或)结膜炎和(或)哮喘症状，有时还会出现喉咙瘙痒和(或)接触性荨麻疹]。由于临床症草和墙草[78]。而由于不同地区的过敏分布差异大，因此根据中国特色花粉过性鼻炎患者的过敏原筛查组套应包括的杂草花粉则为艾蒿和藿草[79]。体外测分子(例如rPlal1、rParj2)、不含CCD(N-聚糖)的天然分子，如nAmba1(非糖基化)、nArtv1(O-糖基化)以及含有CCD的nSalk1(N-糖基化)。Artv6(与Ambal同源)和Amba4(与Artv1同源)可作为诊断标志物以区分豚草和艾蒿的原发性致敏，因其是各自主要过敏原的同源物。需注意-糖基化的存在可能会导致假阳性结果。过敏原特异性免疫治疗(allergen变过敏性疾病自然进程的对因治疗方法[80-81]。杂草过敏患者经常出现多重CRD指导下的AIT具有较好临床疗效和成本效益[82]。目前，常规皮下免疫疗法(subcutaneousimmunotherapy,SCIT)是中国首选草和/或艾蒿提取物进行AIT后，相关疾病症状评分(如过敏性鼻炎/哮喘控制测试评分等)、药物使用频率和总体使用剂量、辅助检查(如，肺功能，嗜酸性粒细胞计数等)均有显著改善[52]。同时舌下免疫治疗(sublingualimmunotherapy,SLIT)因其安全性高、操作方便、无创无痛而被患者所接受[83],应用前景广阔。目前国内针对黄花蒿花粉的SLIT已有标准化的产品(黄花蒿花粉全性已有研究[84-86]。使用黄花蒿花粉舌下滴剂治疗1年可改善黄花蒿引起等问题，故有待通过患者教育进一步提高舌下免疫治疗的效果[83]。国外一些国和加拿大的总结分析表明，在夏秋花粉季节前2~4个月开始SLIT可以降低豚草花粉过敏患者的每日鼻/结膜炎症状和药物评分[87]。总体而言，蒿属和豚草等杂草花粉SLIT表现出良好的耐受性和安全性，可以缓解夏秋花粉季节过敏性鼻/结膜炎患者的临床症状，并降低对症药物的使用，在未来的应用中将展现出巨大潜力。图1总结了蒿花粉过敏原组分sIgE检测的临床应用场景。+图1蒿花粉过敏原组分slgE检测的临床应用场景[1]WangXY,MaTT,WangXY,etaergicrhinitiswithhighpollenexposureingrasslandsofnorthernChina[J].Allergy,2018,73(6):1232-1243.DOI:10.1111[2]魏庆宇.花粉症的诊治及预防[J].中国实用内科杂志，2012,32(2):89[3]DramburgS,HilgerC,SantosAF,etal.EAgyUser'sGuide2.0[J].PediatrAllergyImmunol,2023,34SupplnofaninvasiveallergenicplantinEurope[J].PLoSOne,2dfortheProductionofAllergenPract,2015,3(5):676-682.DOI:10.1016/j.jaip.2015.04.003.[7]HaoGD,ZhengYW,GjesingB,etal.PrevalenceoweedpollensofHumulusscandens,Artemisiavulgaris,a[9]ZhaoY,SunZ,XiangL,etal.Effectsofpollenallergicrhinitisinchildren:AretrospectivestuChinesemegacity[J].EnvironRes,2023,229:115903.DO志，2022,12(12):903-908[11]StemesederT,HemmerW,HawranekT,etal.Markerallergencalroutine:Part16ofJInt,2014,23(8):274-280.DOI:10.1007/s40629-014-00fsevenArtemisiaspeciesdependingoncontentofmajorallergens[J].ClinTranslAllergy,2020,10(1)a[J].BiomedResInt,2015,2015:1794[J].中华预防医学杂志，2022,56(6):748-754.DOI:10.3760/1121[15]SchulkeS,KuttichK,WolfheimerS,etal.ConjugatiL-10-DCandsuppressesallergen-specSciRep,2017,7(1):11782.DOI[16]马婷婷，庄严，王洪田，等.内蒙古草原地区蒿属花粉的致敏特征分析[18]GaoZ,FuWY,SunComponent-resolveddiagnosisrevealsallsignificantmultipleallergensensitization[J].Allergy,2019,74(2):284-293.DOI:10.1111/all.13597.医结合耳鼻咽喉科杂志，2012,20(6):471-477.nAllergyAsthmaImmunol,2014,113(3):307-313.DOI:10.1016/j.anai.2[26]GadermaierG,HauserM,FerreiraF.Allergensofweedoverviewonrecombinantandnatural[27]PichlerU,HauserM,WolfM,etal.Pectatens:sensitizationprofilesandcross-reactivityresofdefensin-likeproteinslinkedtoproline-richregionsgiver3(2):431-441.DOI:10.1111/al1.13298.[29]Gonzalez-KleinZ,Cuevas-ZuviriaB,Wytotheallergenicityoflipidtransfes,2021,1866(7):158928.DOI:10.1016/j.bbalip.2021.1fChea1,thei[J].ApplBiochemBiotechnol,2011,163(7):895-905.DOI:10.1007/s12[31]CastroL,MasS,Bistle(Salsolakali)pollen[J].IntArchAllergyImmunol,[32]SanNM,BraunT,EderK,etal.ClinicalRelergyImmunol,2016,169(ergenfromArtemisiagy,2018,73(5):1041-1052.DOI:10.1111/all.13375.[J].JAllergyClinImmunol,2015,136(4):1055-1064.DOI:10.1016/j.j[35]RazzeraG,GadermaierGtsandCross-ReactiveCarbohydrateDetermina[37]ArillaMC,IbarrolcharacterizationofmugwortpollenallergenArtv2,apathogenesis-53-3660.DOI:10.1016/j.molimm.2007.04.022.ional,andImmunologicalCharacterizationofProfilinPanallergensAmba8,Artv4,andBetv2[J].JBiolChe459.DOI:10.1074/jbc.M116.733659.[39]HauserM,RouliasA,FerreiraF6(1):1.DOI:10.1186/1710-1492-6-1.blingswithdistinctimmunologicalfeatu1874-1882.DOI:10.11[41]Jahn-SchmidB,HauserM,WopfnerN,etal.HumoralandcellularanditsmugworthomologArt567.DOI:10.4049/jimmunol.1102445.[42]LeonardR,WopfnerN,PabstM,etal.AnewallergenJBiolChem,2010,285(35):27192-27200.DOI:10.1074/jbc.M11[43]WopfnerN,GruberP,WallnerM,etal.Molecularandimmalcharacterizationofnovelweedpollenpan-allergens[J].Allergy,2008,63(7):872-881.DOI:10.1111/j.1398-9995[44]GadermaierG,WopfnerN,Wallnergofragweedandmugwortpollenallergens[J].Allergy,2008,63(11) 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