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文档简介
居室积尘中主要过敏原检测技术研究进展总结2026全球约20%的人口患有过敏性疾病,严重影响患者生活质量,给医疗系统带来沉重负担
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1]
。研究表明,多数人群的日常活动以室内场景为主,导致接触室内过敏原的可能性显著升高
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2]
。Kanchongkittiphon等
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3]
的研究进一步证实,室内过敏原暴露是过敏性疾病(包括鼻炎和哮喘)发生的重要危险因素。因此,评估室内过敏原暴露对人类的健康具有重要意义。积尘是室内常见过敏原的重要载体,例如尘螨、宠物皮屑、花粉和真菌孢子
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4,5,6]
。这些过敏原广泛存在于室内环境中,既会沉积在地板、床垫、地毯、家具表面及角落,也会在空调过滤器中累积。它们可通过呼吸道吸入或皮肤接触进入人体,从而诱发过敏性疾病
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7]
。多项研究显示,接触高水平尘螨过敏原与哮喘、气道症状及鼻炎发病率显著相关
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8,9]
。美国一项研究也证实,室内灰尘中尘螨、猫狗皮屑及真菌等过敏原水平升高与哮喘发作呈正相关
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10]
。此外,已有超过150种花粉蛋白被证实可诱发过敏性疾病
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11]
。即使在非花粉传播的时期,室内灰尘中花粉过敏原的含量也相当高
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5]
。因此评估室内积尘过敏原含量对于过敏性疾病的防控至关重要。尽管已有研究已报道多种尘螨、宠物皮屑、真菌和花粉的检测方法,但目前尚无系统规范的检测方法及标准。本综述系统梳理了居室内积尘中4类主要过敏原(尘螨、宠物皮屑、真菌、花粉)的检测技术,分析各类技术的优势与局限,以期为相关研究及实际应用提供参考。一、室内积尘过敏原的检测流程室内积尘过敏原的暴露评估主要包括明确采样地点、样本采集与保存、过敏原前处理和检测、结果分析与报告
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12]
。首先需明确采样地点,如室内地板、床垫、地毯、家具表面、空调过滤器及角落等
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12,13]
。通常选择多个地点同步采样。其次,根据采样对象类型及研究目的选择适配的采样方法收集环境样本。随后提取灰尘中的过敏原并检测,最后完成结果分析与报告。二、样本采集室内积尘样品的采集是过敏原检测的基础,其准确性直接影响后续分析结果。目前尚无统一采集方法
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14]
,需根据采样对象类型、研究目的等选择适配方法。目前灰尘采集方法主要分为被动采样和主动采样。(一)被动采样被动采样是指不依赖主动动力装置,通过自然沉降或静态吸附收集灰尘的方式,以静电除尘器应用最广。该方法捕集效率较高,适用于大规模筛查
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,但无法精确计量灰尘重量
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。(二)主动采样主动采样则是通过动力装置主动收集灰尘,常用方法包括表面擦拭法、真空吸尘器法、过滤器采样法以及个体粉尘采样器法。表面擦拭法使用棉布、无纺布等材料通过物理摩擦采集表面尘埃,操作简便快速,但采集效果受污染程度、擦拭力度及材料类型影响较大。真空吸尘器法主要分为滤袋式、旋风式和湿式3种类型
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12]
。三者的集尘效率随流速的变化而有差异。过滤器采样法通过暖气、通风与空调系统过滤器进行高容量长期采样,可有效收集灰尘
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17]
。个体粉尘采样器可动态监测个体过敏原暴露,便于携带,灵活性强。2016年,Tovey等
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研发的24h个体尘螨生物气溶胶监测微型摄影取样器为过敏原的采集开辟了新领域。三、样本保存与前处理积尘样本采集后需立即密封分装,短期保存于‒20℃,长期储存建议在‒80℃,以防止DNA或蛋白质降解
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15]
。在过敏原提取前,需先通过筛分、离心等步骤去除毛发、沙砾、纤维等杂质,避免干扰后续提取过程
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。在提取过程中,使用表面活性剂可显著提升目标化合物的溶解度,提高提取效率。针对蛋白质类的检测,常用磷酸盐缓冲液(phosphatebuffersolution,PBS)添加蛋白酶抑制剂以减少降解
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15]
。针对核酸类检测,常使用商业化试剂盒提取DNA,去除样本中的腐殖质、金属离子等聚合酶链反应(polymerasechainreaction,PCR)抑制剂
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20]
。四、室内积尘主要过敏原的检测技术(一)尘螨尘螨是室内过敏原的主要成分之一,其中Derp1和Derp2的致敏率最高,是引发过敏性疾病的关键抗原
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21]
。目前,尘螨检测技术已从传统形态学观察发展为免疫学检测、分子生物学分析、质谱及其他新兴技术体系。1.显微镜及免疫学技术:传统的显微镜检查通过形态特征实现种类鉴定与计数,操作简便且经典有效,但依赖专业人员经验,耗时较长,不适合大批量样本检测
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12]
。免疫学技术以尘螨蛋白质为靶标,其中酶联免疫吸附法(enzyme-linkedimmunosorbentassay,ELISA)作为金标准,基于抗原-抗体特异性反应及酶催化信号实现定量,具备操作简便、灵敏度高、易于推广等优势
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19,22]
。此外,鸟嘌呤比色纸检测(guaninecolorimetricpapertest,ACAREX)和点印迹法也发挥重要作用。ACAREX试验通过检测尘螨排泄物中鸟嘌呤间接评估污染程度,可快速筛查但无法准确定量
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23]
。点印迹法基于显色强度实现半定量,可快速鉴定尘螨过敏原水平,但成本较高
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24]
。2.分子生物学与质谱技术:分子生物学技术以尘螨DNA为检测靶标,主要代表技术为荧光定量聚合酶链反应(quantitativereal-timepolymerasechainreaction,qPCR)。qPCR通过特异性引物扩增目标序列可实现快速定量,凭借高灵敏度与特异性广泛应用
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25]
。此外,在质谱技术中,液相色谱-质谱联用(liquidchromatography-tandemmassspectrometry,LC-MS/MS)结合高效分离与高灵敏度鉴定能力,可实现尘螨过敏原的精准定性定量测量
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26]
。综上,各类检测技术在尘螨检测中均具有独特优势与局限见
表1
。传统的显微镜检查可能存在假阴性或假阳性的结果。而结合ELISA、PCR等现代分子生物学技术,可显著提高检测的灵敏度与特异性,为过敏管理提供更全面的视角。(二)宠物皮屑宠物皮屑检测以猫和狗为主,其过敏原常附着于室内空气的微小颗粒及饲养宠物家庭的地毯中
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27]
。其中Feld1和Canf1是最为常见的过敏原蛋白
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27]
。宠物皮屑常用的检测方法与尘螨高度相似,包括ELISA和LC-MS/MS等技术。ELISA因灵敏度高、特异性较强,成为应用最广泛的方法,适用于批量样本的常规定量检测
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28]
。而LC-MS/MS基于过敏原蛋白的分子量与肽段特征双重识别,能精准区分结构相似的过敏原,特异性突出但成本较高,更适用于高精度验证或复杂样本分析
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29]
。目前关于积尘宠物皮屑中特异性过敏原的检测缺乏标准化试剂与操作规范。ELISA虽应用广泛,但批量检测耗时问题突出,LC-MS/MS因成本高难以普及,导致实际应用中方法选择受限。实际应用中需依据检测需求选择合适技术。(三)花粉花粉过敏原是季节性过敏反应的主要诱因,易引发鼻炎和哮喘症状。不同植物花粉含多种过敏原,其中草花粉Phlp5和桦树花粉Betv1最具代表性
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11]
。显微形态学分析是花粉检测的传统核心方法,主要用于种类鉴定、数量统计及时空分布研究
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13]
。该方法操作简便,但灵敏度有限,分为显微镜计数和自动花粉计数。显微镜人工计数需依赖专业人员依据形态特征进行种属鉴定与计数,主观性较强
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13]
。自动花粉计数技术整合了机器人操作、图像处理及深度学习算法(如卷积神经网络模型),可自动识别分析花粉图像,准确度高于人工,适合大批量样本检测
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30]
。在免疫学与分子生物学技术方面,ELISA在花粉过敏原检测中应用较早,可实现高特异、高灵敏的定量检测
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5]
。qPCR通过扩增花粉特异性基因间接反映潜在暴露水平。该方法通常用于空气样本或复杂样品的花粉鉴定,特异性较高
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31]
。而LC-MS/MS则适用于花粉特征代谢物和蛋白的精准分析
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32]
。在室内积尘花粉检测中,显微形态学检测常作为初步筛查手段,快速判断花粉种类及分布特征,ELISA则用于精准定量分析。qPCR多用于空气气溶胶中花粉的鉴定,能有效区分近缘花粉种类,在科研探索及复杂样本分析中具有显著优势。各方法特点见
表2
。(四)真菌真菌中的枝孢菌属、链格孢菌属、曲霉属和青霉属等菌属与过敏性疾病密切相关
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33]
。室内真菌暴露的危险因素主要包括环境潮湿、管道故障、通风不足及房屋年久失修等
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34]
,其检测技术主要包括传统培养法、免疫与分子生物学技术以及质谱技术。传统的培养法可评估室内积尘中真菌活菌负荷并进行形态学鉴定。对于不易在常规培养基上生长的菌株,可通过悬浮富集技术辅助检测
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35]
。但其因灵敏度有限且耗时较长,需结合分子生物学方法实现全面风险评估
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35,36]
。ELISA通过真菌特异性抗原与抗体结合,经酶标二抗催化底物显色定量目标物浓度
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37,38]
。qPCR通过扩增真菌特异性基因片段实现快速、高灵敏度定量,是评估环境中真菌含量的高效分子生物学方法
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39]
。随着质谱技术的发展,其在室内积尘真菌检测中的应用日益广泛。其中气相色谱-质谱联用(gaschromatography-massspectrometry,GC-MS)常用于检测室内积尘中真菌的生物标志物(如麦角固醇)及挥发性代谢产物
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40]
,而LC-MS/MS则聚焦非挥发性代谢产物(如真菌毒素、蛋白质或核酸)的间接检测
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41,42]
。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assistedlaserdesorption/ionization-time-of-flightmassspectrometry,MALDI-TOFMS)作为快速高效的微生物鉴定新技术,通过激光电离真菌蛋白生成物种特异性蛋白质指纹图谱,用于环境灰尘中真菌的快速鉴定
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43,44]
。当前,由于缺乏识别与量化真菌的标准化方法,室内真菌暴露总量的精准测量仍存在挑战。传统的培养法可用于识别孢子和/或测量真菌代谢物。免疫测定、定量PCR和质谱技术可被用于评估真菌多样性
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34]
。各方法特点见
表3
。五、新兴检测技术(一)高通量测序技术高通量测序技术在室内积尘过敏原的鉴定和分析中日益重要。其中,基因组测序技术是通过解析DNA或过敏原编码基因,可以实现尘螨、宠物皮屑及花粉群落的种类鉴定、活性评估及污染分析,适用于深度科研分析
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45,46]
。在真菌检测方面,该技术主要结合真菌特异性基因标记(如ITS区域)进行高通量分析,能揭示群落结构
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39]
。此外,高通量测序技术还可以通过16S/ITS等扩增子测序和全基因组测序分析环境样本中的微生物组成,快速鉴定与溯源积尘中的细菌、真菌等新型过敏原
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47,48]
,揭示微生物及代谢物与过敏原之间的相互作用机制
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49,50]
,为过敏诊断和防控提供新靶点。(二)生物传感器技术生物传感器是由生物识别元件与信号转导系统构成,可将过敏原识别事件转化为可量化信号
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51]
,具备“高特异性、高灵敏度、适合现场快速检测”的特点。在积尘过敏原检测领域,相关技术已展现出应用潜力。Alves等
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52]
开发的电化学免疫传感器可快速检测粉状产品中的尘螨过敏原,其高灵敏度与抗干扰特性为积尘样本检测提供了可靠的技术支撑。3D结构化传感器则通过材料创新提高抗原抗体结合效率,并减少积尘杂质对检测体系的干扰
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53]
。此外,纳米颗粒标记免疫分析法则借助金纳米颗粒实现检测信号放大
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54]
。随着微控流芯片集成技术的发展,该技术正逐步应用于家庭、社区等基层场景检测,推动过敏原监测向常态化、智能化方向发展。(三)多重检测技术多重检测技术可在同一实验中同时检测多种分析物,减少传统单一检测的时间与资源消耗。近年来,荧光多重阵列技依托微阵列平台可实现尘螨、猫狗过敏原等多指标的同步检测,灵敏度高且节省样本
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55]
。环介导等温扩增技术可以通过恒温多引物协同扩增技术实现可视化检测,其检测限低至40fg/μl,灵敏度是经典PCR技术的10倍。该方法适用于现场快速筛查,但需严格设计引物以避免交叉反应
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56]
。此外,液相悬浮微球阵列(LuminexxMAP)技术可在PBS及粉尘基质中稳定实现多重检测,有望用于室内积尘中多种过敏原的同步检测
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57]
。六、结论与展望近年来,室内积尘过敏原检测技术的快速发展为过敏性疾病的研究与防控提供了强有力的工具。其中,ELISA和qPCR仍是当前临床诊断以及公共卫生大规模筛查等多场景检测的主流技术。在环境干预效果评估中,荧光多重阵列等多重检测技术可通过同步追踪多种过敏原的动态变化,直观验证干预有效性;现场快速筛查则可选用胶体金免疫层析试纸条,兼顾时效性与成本效益。随着科技进步,传统检测技术正逐步与质谱、生物传感器等新兴技术融合,构建起多元化检测体系。与此同时,人工智能与多重检测、暴露组学技术的交叉应用,正推动过敏原检测从单一过敏原分析向混合暴露风险评估升级。而当前技术成本的持续下降更为大规模暴露评估提供了可行性。这种技术演变在提升检测准确性与效率的同时,
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