Ⅰ型超敏反应新型诊断技术及免疫疗法研究进展

刘 益沙爱龙

(1.重庆三峡学院 生物与食品工程学院,重庆 万州 404120;2.重庆三峡学院 教师教育学院,重庆 万州 404120)

Ⅰ型超敏反应是指已免疫的机体再次接触相同变应原刺激时发生的一种反应迅速、强烈、消退快且不遗留组织损伤的免疫反应,其主要由免疫球蛋白E(immunoglobulin E,IgE)抗体所介导,是临床上常见的一类超敏反应[1]。其变应原种类繁多,不同变应原检测方法不一致。通常情况下其反应会表现于皮肤粘膜系统,少数会表现为单一性呼吸或心血管系统,反应强烈时可累及全身多个系统,甚至危及生命。经对Ⅰ型超敏反应发生及相应机制的充分认识,许多研究者开发了多种具有广阔前景的诊断技术及免疫疗法,现将其研究进展逐个做一概述。

传统过敏原粗提物检测尽管发展已较为成熟,但仍存在局限,其新型诊断技术发展迅速,以下做一简单阐述。

1.1 过敏原成分决定性诊断(component resolved diagnosis,CRD)

CRD不仅可较为准确的确定具体致敏性蛋白致敏程度如何,进一步为患者提供治疗依据;且检测出致敏性蛋白后,CRD可以此作为脱敏治疗试剂,避免非致敏组分的干扰及副作用。Nilsson等[2]研究发现,运用CRD于花生过敏原检测较之传统方法准确性更高。而基于对猫过敏原组分Feld1、Feld2及Feld4对70名患者进行特异性免疫球蛋白E(specific immunoglobulin E,sIgE)检测与其粗提物检测发现粗提物检测(皮肤点刺试验)灵敏性依旧较高[3];Petersen等[4]运用CRD对牛奶致敏组分进行检测,也发现其依旧无法超越食物激发测验的准确性。即运用CRD于植物源及动物源过敏时,其存在较大差别,分析其原因,推测是动物源致敏组分一般混于唾液、毛皮屑及乳汁等物质中,组分提取时其纯性受到影响,进而造成与其他物质检测有区别。虽CRD较传统诊断法准确,但其敏感度不高、解读较困难,且部分食物组分的研究和检测评估尚不清晰,仍需进一步提高。

1.2 嗜酸性细胞阳离子蛋白(eosinophil cationic protein,ECP)检测

ECP为嗜酸性粒细胞(eosinophil,EOS)活化后释放的4种强碱性颗粒蛋白之一,其作为EOS活性标记,已被广泛运用于多种超敏反应疾病诊断。通过对不同类型过敏性结膜炎患儿进行ECP表达研究,发现ECP表达与疾病严重程度呈正相关[5];饶璐飞等[6]测定哮喘患儿血清ECP水平,发现与正常对照组相比,哮喘患儿体内ECP表达水平更高。郑义辉等[7]对特应性皮炎患者ECP水平进行检测,发现其ECP水平显著高于对照组,即综合大量研究表明,ECP检测可成为检验大量过敏性疾病的有效方法,亦有可能成为检测过敏原存在的新型方法。但由于EOS在体外也可释放ECP,因此体内ECP水平检测准确度不高,且温度也会影响其释放,尚需进一步改进。

1.3 嗜碱性粒细胞活化实验(basophil activation test,BAT)

BAT主要检测受试者嗜碱性粒细胞表面CD203c(cluster of differentiation 203c)的表达情况,无过敏原刺激时CD203c表达低,接触过敏原刺激时其表达会快速升高。Caruso等[8]对墙草类过敏性鼻炎患者进行口服脱敏剂治疗后,发现CD203c表达水平明显降低。Itoh-Nagato等[9]对蛋清过敏患者进行BAT检测,发现其嗜碱性粒细胞CD203c表达水平上调。即诊断超敏反应发生可采用BAT进行,其通过CD203c表达水平高低可辨别患者过敏情况。目前BAT的临床研究较少,其标本的处理标准尚不统一,检测仪器较为昂贵,因此费用较高,有待进一步深入研究。

Ⅰ型超敏反应免疫疗法已有100多年历史,可分为特异性及非特异性免疫治疗两种,特异性免疫疗法又称脱敏治疗,即先确定患者的变应原,后用标准变应原制备不同浓度制剂,以浓度由大到小的顺序反复与患者接触后采用适当剂量维持一段时间,使患者产生变应原耐受性,具有长期疗效及减缓过敏性疾病病程的潜力。非特异性免疫疗法侧重于减少IgE的生成及截断IgE与效应细胞表面的高亲和力受体结合,其过程较为缓慢,但应用范围亦较广。近几年来,临床上对于两种疗法研究颇有进展,出现了许多新型途径,大大增强了超敏反应治疗疗效。现将其阐述如下:

2.1 特异性免疫疗法(specific immunotherapy,SIT)

特异性免疫疗法途径较多,临床疗效也较好。目前运用较多的有皮下特异性免疫治疗(subcutaneous immunotherapy,SCIT)及舌下特异性免疫治疗(sublingual immunotherapy,SLIT),出现了如经皮免疫治疗(epicutaneous immunotherapy,EPIT)、口服免疫治疗(oral immunotherapy,OIT)、淋巴结内免疫治疗(intralymphatic immunotherapy,ILIT)等新途径。

2.1.1 SCIT

即皮下定期注射过敏性变应原,逐步增加剂量,使患者机体产生免疫耐受作用。近年来,SCIT疗效研究较多。段庆宁等[10]对儿童螨SCIT进行研究,发现其可缓解患者临床症状、减少对症治疗的用药;于青青等[11]采用标准化屋尘螨变应原对屋尘螨阳性的局部变应性鼻炎患者进行SCIT治疗,3年后发现患者症状得到明显改善。SCIT治疗周期较长,皮下注射时痛感明显,会导致许多患者无法坚持完成治疗周期。但有研究报道,选择上臂三角肌下缘注射时痛觉较弱[12]。因此,选择SCIT治疗时,可根据季节及患者具体情况选择注射部位以缓解注射痛感。但不论选择何处注射部位,发生红肿的概率均较大,SCIT也主要发生此类不良反应。

2.1.2 SLIT

常用于过敏性哮喘、鼻炎等呼吸道过敏性疾病治疗,其将变应原提取物置于舌下吸收进而调节细胞免疫反应机制,逐步产生免疫耐受。覃美[13]对儿童过敏性哮喘进行SLIT治疗,发现与传统吸入布地奈德气雾剂相比,患者舌下含服粉尘螨滴剂后,细胞中血清白细胞介素-4(IL-4)及γ扰素(INF-γ)水平可得到显著改善,且患者不良反应也得到缓解。宋薇薇等[14]对62例过敏性哮喘患儿进行SLIT对照治疗,结果显示,与对症性药物治疗组相比,患儿哮喘症状评分、用药评分进一步降低,肺功能亦显著改善。可见,相对于传统给药途径,SLIT疗效更显著、安全,或可成为用于过敏性哮喘的主要疗法。王凡等[15]对尘螨过敏的变应性鼻咽炎患儿进行药物联合舌下免疫及单用药物治疗,发现1个月内单用药物治疗疗效更佳,但随疗程完善,药物联合舌下免疫疗法疗效显著高于单用药物治疗。而导致患者发生过敏性鼻炎的变应原往往不止一种,周霓等[16]对单一和多重致敏变应性鼻炎患者进行SLIT治疗,于1年后发现两者间相关因素评分并不显著,表明SLIT对两者均有疗效。但SLIT疗程目前尚无统一界定,且患者在进行SLIT治疗时依从性较低,这也是一个值得关注的问题。

2.1.3 OIT

食物过敏已成为世界第五大公共卫生问题,其临床表现明显,严重时可危及生命[17]。临床上主要用于食物超敏反应的治疗,其实质是患者增加过敏食物摄入量,逐渐对过敏性食物过敏原产生耐受性或最终无应答反应。OIT于食物超敏反应疗效较为明显,但其风险亦较大。Goldberg等[18]用烘焙牛奶食品对15例4岁以上患者进行OIT治疗,仅有极少部分患者可提高耐受量,且仍有发生过敏风险的存在。而用抗原修饰的酪蛋白作为脱敏剂对13例4岁以上患儿进行OIT治疗,最终大部分患儿耐受量均提高,且在剂量递增阶段未发生不良反应[19]。分析其原因,推断可能是由于纳入患者数量过少、时间较短及低敏脱敏配方成分未一致等原因导致结果存在差异。同时,在鸡蛋超敏反应中,Sudo等[20]将鸡蛋烘焙为饼干对患者进行24个月OIT治疗,发现其可有效降低患者不良反应。因此,利于降低过敏物免疫原性这一措施或可有效减弱OIT不良反应。此 外,Wood等[21]用OIT与 奥 马 珠 单 抗(omalizumab,OMB)联合治疗57例牛奶过敏性患者,发现有44例患者在2年内对高剂量牛奶蛋白已产生脱敏。而利用低聚果糖辅助OIT进行治疗,发现在牛奶蛋白过敏的小鼠模型中,低聚果糖可降低由OIT治疗引起的急性不良反应,提高OIT治疗安全性[22]。因此,为了降低OIT相关不良反应,提高其安全性,采用相关辅助性物质加以治疗或可成为一新途径。同时,OIT不足之处也不容忽视,其无规范治疗方案,部分OIT治疗停止后疗效无法长期维持,且耐受性不强,尚需进一步改善。

2.1.4 ILIT

ILIT近年来逐渐于临床上兴起,是直接将变应原注射到患者淋巴结内,可于短期内显著改善患者症状,因其操作简便,疼痛较轻,且所需药物剂量少、见效快、费用低、疗程短,成为近年来免疫治疗研究热点。梁璐[23]对81例变应性鼻炎患儿进行ILIT治疗,与62例常规组治疗相比,ILIT组3次注射后,发现患者症状评分及鼻结膜炎问卷评分相对于常规组治疗8周均有显著降低。Jutel等[24]对花粉症患者实施颈部淋巴结免疫治疗,发现3次治疗疗效与皮下治疗3年疗效相当;而孙楚东等[25]对变应性鼻炎患者进行SCIT治疗与ILIT治疗的对比分析,发现ILIT与SCIT疗效相当,且ILIT安全性更高,治疗疗程更短;雍磊等[26]对特应性皮炎患者进行腹股沟淋巴结内注射治疗,发现无全身不良性反应,而皮下注射组发生不良反应的概率为9.80%,且ILIT组患者依从性更高。即ILIT治疗已初步于临床各项过敏性疾病中展现其见效快、疗程短、安全性高及患者依从性较高等优势。总之,ILIT较上述几类疗法均较优,但目前其长期疗效尚且未知,因此其应用前景尚需进一步探索。

2.1.5 EPIT

皮肤作为产生免疫耐受理想部位,其含有大量抗原提呈细胞,临床上发现皮肤炎症与食物类过敏存在密切相关性[27]。因此,可经EPIT免疫途径可显著提高治疗相关超敏反应的效果。Sampson等[28]对花生过敏性患者进行EPIT治疗,发现与对照组相比,其治疗效果可提高25%。Agostinis等[29]对儿童季节性过敏性结膜炎研究发现,EPIT治疗12周后患者症状明显改善,用药量减少,且未出现不良反应。即EPIT安全、耐受性好,且其属于无创型治疗,患者配合度较高,未来或可成为一种新型SIT模式。此外,EPIT大多数实验研究均基于动物模型,人体研究较少,因此,虽少数人体研究尚无不良反应,但无法评估其长期性和有效性,所以需进一步挖掘其临床研究。

2.2 非特异免疫疗法

Ⅰ型超敏反应非特异性免疫疗法可分为单克隆抗IgE抗体治疗、FcεRⅠ靶向治疗及细胞因子调控剂。

2.2.1 单克隆抗IgE抗体治疗

作为介导Ⅰ型超敏反应的免疫球蛋白IgE,许多疾病的发生均与其密切相关,Ⅰ型超敏反应可采用单克隆抗IgE抗体进行治疗,如OMB已用于治疗哮喘。有研究表明,运用OMB可明显降低哮喘患者血液中嗜酸性粒细胞计数比[30],Pilon等[31]对12例中、重度哮喘患者进行OMB按高低剂量给药,未发现任何不良反应,且患者血清IgE水平均下降。表明OMB可能成为过敏性哮喘治疗的有效药物。但目前国内研究样本量及临床数据较少,疗效短,适用人群尚不明确,因此尚需进一步研究。

2.2.2 FcεR Ⅰ靶向治疗

IgE与效应细胞FcεR Ⅰ受体结合是发生Ⅰ型超敏反应第一阶段,Suchiva等[32]构建表达了人源化抗人FcεR Ⅰα单抗Fabs片段,且靶向破坏FcεRⅠα使小鼠缺乏该片段,发现小鼠具有了抵抗过敏性疾病的能力。由此得知阻碍FcεR Ⅰ受体与IgE结合可能会成为治疗Ⅰ型超敏反应的新方向。但目前构建的治疗片段较少,靶向性不高,尚需更多临床研究。

2.2.3 细胞因子调控剂

参与Ⅰ型超敏反应的细胞因子较多,如肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)、IL-4等[33]。梅淑芬等[34]研究表明,哮喘急性发作者的血清中TNF-α浓度显著升高,与其病情严重程度呈正相关。亦有研究发现,对高TNF-α患者进行抗TNF-α治疗,其症状得到显著改善,气道反应性亦降低[35]。因此,TNF-α或可作为衡量患者病情重要指标之一,对患者进行抗TNF-α治疗或可成为一种有效的非特异性免疫疗法。IL-4的产生可使B淋巴细胞进一步活化,且使IgE生成增多,研究发现,过敏性哮喘患者血清中IL-4水平越高,其IgE含量也越多[36]。另有研究发现,使用抗IL-4单抗后,患者体内IgE生成减少[37]。即IL-4的水平与IgE生成呈正相关,治疗超敏性疾病时可从降低IL-4水平入手,或许会取得新疗效。此外,可参与治疗的细胞因子虽较多,但许多过敏性疾病也较为复杂,相关反应过程中存在多靶点的情况,所以使用相应细胞因子作为衡量及治疗指标时,其临床效果及安全性仍需进一步研究。

2.3 新型免疫疗法

上述免疫疗法虽已初具规模,但其临床疗效亦存在一定缺陷,因此,探索免疫新疗法和开发传统变应原特异性免疫疗法(allergen-specific immunotherapy,AIT)新技术便成为增强其疗效主要策略。免疫新疗法及新技术可分为固有免疫应答调控、适应性免疫应答调控两类。

2.3.1 固有免疫应答调控疗法及技术

固有免疫应答调控治疗方法主要是以一类模式识别受体——Toll样受体(toll-likereceptor,TLR)作为免疫治疗新靶点进行,其大致可分为TLR激动剂、TLR负调节因子、mRNA所介导的TLR基因补充治疗3类。

(1)TLR激动剂

TLR激动剂有TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR7等多种类型,其中TLR5激动剂广泛存在于嗜中性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等各种细胞上,推断其可能为固有免疫应答调控主要靶点。有研究利用新型抗体TSP-2(一种针对TLR2胞外结构域表位的新型抗体)对卵清蛋白(ovalbumin,OVA)诱导性小鼠哮喘模型进行研究,发现其可明显减轻此模型肺部炎症,减缓哮喘症状[38]。而Ellis等[39]使用TLR7激动剂于42名变应性鼻炎患者进行治疗,发现患者耐受性提高,鼻炎症状减轻,且其部分标志性过敏水平亦得到降低。因此,TLR激动剂种类的多样性为其在固有免疫应答调控疗法中提供了优势,开发多种TLR激动剂辅助超敏反应治疗或可成为一种新型途径。但不同TLR激动剂参与相应过敏性疾病作用机制不同,会受到外界因素及激活信号类型干扰,因此,需根据不同过敏性疾病选择最佳激动剂进行治疗。

(2) TLR负调节因子

TLR负调节因子在细胞中存在多种,当野生型小鼠与OVA接触时,发现小鼠肺内白介素1受体相关激酶M(interleukin-1 receptor-associated kinase M,IRAK-M)表达显著增强,而将IRAK-M基因敲除后,小鼠气道反应进一步增强[40]。IL-6为接触过敏原后参与气道炎性过程一重要细胞因子,而经王一鹏等[41]研究发现,经CpG寡核苷酸刺激后的IRAK-M小鼠较野生型B6小鼠体内IL-6的表达水平更高。未来或可通过调节IRAK-M的表达进而控制过敏性哮喘患者气道性反应。但目前对于TLR负调节因子的作用机制尚不明确,临床实验也较少,且其横向及纵向作用均不同,需进一步探索以提供更多治疗新方向。

(3) mRNA所介导的TLR基因补充治疗

包括TLR1/2 mRAN或TLR2/6 mRNA治疗等,其均可减轻气道炎症,对过敏性哮喘、鼻炎等均具有治疗作用。通过对过敏性哮喘小鼠模型的研究,Moreira等[42]发现激活TLR6可对小鼠内IL-23及Th17产 生 显 著 影 响。而 将TLR1、TLR2及TLR6mRNA进行化学修饰后联合运用于尘螨诱导小鼠哮喘模型基因转移,再次进行诱导时,发现小鼠肺功能得到改善,气道炎症明显减轻[43]。但目前此类疗法尚无临床应用,仅于上述相应模型中展示其功效,未来或许可从相应基因入手对过敏性疾病做出相应治疗,并诊断其治疗有效性。

2.3.2 适应性免疫应答调控疗法及技术

适应性免疫应答调控疗法可分为抗IgE单克隆抗体治疗、新型过敏原疫苗及T细胞表位肽免疫治疗等。

(1)抗IgE单克隆抗体治疗

抗IgE单克隆抗体如上述提及的OMB,常被用于治疗哮喘。MacGinnitie等[44]对接受OIT的花生过敏性患者加入OMB进行联合治疗,发现患者于第八周内便可快速脱敏,其速度较单纯OIT治疗提升较大。Pelaia等[45]对15例重症患者附加OMB进行治疗,发现患者哮喘发作率及控制评分均降低。而通过一项回顾性研究,于157名重症哮喘患者应用OMB后,其症状得到了良好控制,且其生活质量、肺功能均得到提升[46]。因此,OMB与其他疗法联合使用可缩短治疗时间,提升治疗效率,可望在临床上发挥重要作用,但其也不可避免的拥有潜在副作用,费用也较高,而新型抗体较少,临床数据较为缺乏,仍需进一步研究。

(2)新型过敏原疫苗

为了减少患者痛苦,提高治疗效率,新型过敏原疫苗成为近年来研究新趋势,其可分为重组过敏原疫苗、T细胞表位肽类疫苗、B细胞表位肽类疫苗、修饰的过敏原疫苗及过敏原DNA/RNA疫苗等。部分新型过敏原疫苗已在临床实验中初显疗效,对BM32(一种重组B细胞表位疫苗)进行对照研究,发现经诱导后的患者未产生变应原sIgE,且变应原诱导的嗜碱性细胞活化亦下降[47]。Su等[48]基于一新型日本红杉花粉设计了一种溶酶体相关膜蛋白新型DNA疫苗,于小鼠模型进行新型DNA疫苗治疗研究,发现相应免疫应答反应均会产生,且经进一步研究后,发现在反复暴露变应原的情况下,受试者的IgE含量依旧保持在低水平,且对红杉花粉敏感者及非敏感者接种后进行长期观察,发现其均可对此种新型DNA疫苗产生耐受。由此得知新型过敏原疫苗种类多样,且患者耐受性良好,但因其还未广泛推广治疗,其不良反应尚不明确,且疫苗种类较少,有待进一步研究。

(3)T细胞表位肽免疫治疗

由于某些变应原有多个T细胞表位肽,且不同表位肽可能会出现相互交叉反应,利用T细胞表位肽免疫治疗可降低其识别同一表位肽产生不良反应的概率。有研究将热带五爪螨主要抗原成分于BLOt5质粒DNA免疫C57BL/6小鼠进行相应编码,后获得骨髓来源树突细胞(bone marrow-derived dendritic cells,BMDC),随后对BMDC致敏C57BL/6小鼠进行两种BLOt5表位肽鼻内刺激,发现存在两个限制性表位均被均被BLOt5特异性CD4+T细胞识别,而进一步将这些合成肽于过敏性气道小鼠模型中进行真皮内注射,发现其可抑制由过敏原引起的气道炎症反应[49]。李朝品等[50]对屋尘螨变应原致敏的过敏性哮喘小鼠模型进行合成肽特异性免疫治疗,发现其可有效改善小鼠变态反应性气道及肺部炎症。基于此,新的免疫治疗可从确定相应变应原T细胞表位肽,找准相应限制性表位出发。但寻找准确限制性细胞表位所需技术较高,某些交叉反应又较为复杂,尚需进一步完善。

Ⅰ型超敏反应发生概率较高,虽传统免疫疗法已较为成熟,但亦存在如会发生局部或全身不良反应、治疗周期长、费用高及患者依从性低等情况,因此,上述新型诊断及治疗方法或可使Ⅰ型超敏反应患者提供更佳选择。但Ⅰ型超敏反应的发生伴随着机体一系列复杂免疫调控,许多免疫疗法调节机制亦尚不明确,因此,可在使用传统有效免疫疗法基础上进一步探索新疗法,并对新型疗法的有效性和安全性进行长期探索与分析,致力于达到临床最优疗效。

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