變應性接觸性皮炎交叉反應研究方法

李穎芳，鄒穎

變應性接觸性皮炎(allergic contact dermatitis，ACD)是患者致敏后再次接觸相同致敏物發(fā)生的遲發(fā)型超敏反應，在接觸部位及鄰近部位產(chǎn)生皮膚損害。ACD常由化工產(chǎn)品引起，找到致敏物并指導患者避免再次接觸，是治療和預防ACD的首要措施[1]，斑貼試驗在診斷ACD以及尋找相關致敏原過程中起到重要作用。但由于分子結構相似的致敏原間存在交叉反應(cross reactivity, CR)，選擇安全的替代產(chǎn)品變得更加困難，患者在生活工作中不可避免地長期反復接觸致敏原，使得病情遷延，嚴重影響生活質(zhì)量[2]。

交叉反應的發(fā)生是具有相似抗原表位的過敏原產(chǎn)生的分子模擬效應，過敏原抗原表位刺激機體產(chǎn)生的抗體，不僅可與該過敏原表面相應的抗原表位結合，還能與其他具有相似抗原表位的過敏原結合而誘發(fā)過敏反應。但僅有相同的化學基團不足以產(chǎn)生交叉反應，受體分子對抗原表位的空間形狀和體積也是高度敏感的，故產(chǎn)生交叉反應的抗原必須具備相近的分子大小和空間幾何形狀。例如山慈菇內(nèi)酯與土木香內(nèi)酯雖然有相同的化學基團α-亞甲基-γ-丁內(nèi)酯，但因二者空間體積大小相差較多，故并不產(chǎn)生交叉反應[3]。過敏原的交叉反應主要有以下4種模式：(1)過敏原A和過敏原B具有相近的化學基團和空間結構；(2)過敏原A的中間代謝產(chǎn)物與過敏原B具有相近化學基團和空間結構；(3)過敏原B的中間代謝產(chǎn)物與過敏原A具有相近化學基團和空間結構；(4)過敏原A和B 的中間代謝產(chǎn)物化學基團、空間結構相近[4]。

實際情況中確定過敏原間存在交叉反應是比較困難的，需要排除伴隨過敏(concomitant sensitization)和多重過敏(polysensitization)才可下結論[5-6]。伴隨過敏是指分子結構不同的致敏原A與B常同時伴隨出現(xiàn)，過敏反應發(fā)生時往往二者同時存在，例如鎳和鈷常發(fā)生伴隨過敏反應，因鈷作為雜質(zhì)常與鎳同時存在于一些合金產(chǎn)品中[7]。多重過敏是指患者對多種化學結構不相似的過敏原敏感[8]。除了伴隨過敏和多重過敏需要考慮并排除外，物質(zhì)的代謝過程也需要特別關注，物質(zhì)的代謝是非常復雜的過程，兩個結構完全不同的物質(zhì)，在代謝后可以轉變?yōu)榫哂邢嗨平Y構的中間產(chǎn)物，從而引起交叉反應。

為了鑒別過敏原間的交叉反應和伴隨過敏反應，許多研究在這方面做出了努力。

1 分子模型

分子模型(molecular modelling)被認為是分析過敏原交叉反應的有效方法，主要用于研究構象依賴性藥物-受體相互作用和構效關系，該方法需要大量臨床數(shù)據(jù)和相關分子結構數(shù)據(jù)作為基礎[9-10]。Coopman等[11]采用該方法研究了皮質(zhì)類固醇激素間交叉反應情況，研究根據(jù)皮質(zhì)類固醇激素的分子結構將其分成4組，A組為氫化可的松、巰氫考的松等相似結構化合物,B組為曲安奈德、安西奈德等相似結構化合物，C組為倍他米松、地塞米松等相似結構化合物，D組為酯類，如氫化可的松17丁酸酯和氯倍他酮17-丁酸酯等，結合大量皮質(zhì)類固醇激素斑貼試驗情況，發(fā)現(xiàn)A、B、D組分子具備各組的體積和形狀結構特征，組內(nèi)分子間存在交叉反應現(xiàn)象，不同組別的分子間不存在交叉反應。為了有效地進行構效關系研究總結出交叉反應分子模型，需要大量的分子數(shù)據(jù)支持，故該方法暫未得到廣泛運用。

2 重復斑貼試驗

Rustemeyer等[12]采用重復斑貼試驗(retesting)的方法研究過敏原的交叉反應，研究發(fā)現(xiàn)過敏原A在初次斑貼試驗時，會在試驗處產(chǎn)生抗原特異性的T淋巴細胞，使得該處皮膚產(chǎn)生“皮膚記憶”[13]，隨后與過敏原A存在交叉反應的過敏原B在相同部位進行斑貼試驗時，會產(chǎn)生高敏感性，表現(xiàn)為試驗第4～6 h即可達到敏感高峰，于斑貼部位出現(xiàn)紅斑。但該方法局限在臨床觀察，未能在細胞分子層面進行分析，亦存在一定局限性。

3 局部淋巴結分析法

局部淋巴結分析法(local lymph node assay，LLNA)被越來越多地用于分析過敏原交叉反應[14-15]，簡單概述該方法：在小鼠耳背連續(xù)涂抹致敏物3天誘導接觸過敏，隨后在第10天于小鼠耳背外涂抹被檢測過敏原A和B(注意過敏原A和B必須通過純度分析，排除雜質(zhì)干擾)，在第12 天將小鼠處死取出引流耳后淋巴結，用流式細胞儀分析淋巴細胞分類情況，同時可根據(jù)小鼠耳部皮膚厚度評判炎癥程度。取出不同致敏物干預后的小鼠淋巴結，經(jīng)流式細胞儀分析其細胞分類情況無統(tǒng)計學差異時，認為這些過敏原間存在交叉反應。但僅根據(jù)局部淋巴結分析結果判斷其交叉反應尚不夠充分，Aalto-Korte等[16]認為需要結合斑貼試驗結果綜合分析，并且斑貼試驗樣本量需要足夠大，而避免產(chǎn)生數(shù)據(jù)偏移，此外該方法亦缺乏分子層面的研究。

需要注意的是，再次斑貼試驗法和局部淋巴結分析法判斷交叉反應時，過敏原濃度也在一定程度上影響結果。濃度過低使得過敏原的交叉反應不容易被察覺，而濃度過高則可能引起刺激反應，從而影響結果判讀。例如Aerts等[17]認為在研究甲基異噻唑啉酮(methylisothiazolinone, MI)與辛基異噻唑啉酮(octylisothiazolinone, OIT)的交叉免疫反應時，發(fā)現(xiàn)0.025%的OIT濃度太低，使得交叉反應的結果被影響，故測試濃度應該高于0.025%，但OIT濃度達到0.2%可能引起刺激反應而影響試驗結果，所以選取合適的試驗濃度也非常關鍵。

4 重構人表皮模型

近年來，3D重構人體表皮(reconstructed human epidermis，RHE)被認為是研究過敏原交叉反應的重要方法[18]，該方法采用同位素作為探針標記致敏物，使用高分辨率魔角旋轉核磁共振技術(high-resolution magic angle spinning nuclear magnetic resonance technique，HRMAS NMR)觀察致敏原在重構人表皮模型中的原位化學作用[19]。RHE模型與人體表皮的形態(tài)和代謝活動有高度相似性，結合HRMAS NMR技術觀察致敏原與表皮細胞的原位相互作用，了解致敏物與皮膚蛋白和氨基酸化學反應的特異性。MI和甲基氯異噻唑啉酮(methylchloroisothiazolinone, MCI)在化學結構上相似度高，普遍認為二者間存在交叉反應，但Debeuckelaere等[20]采用RHE模型研究發(fā)現(xiàn)MI與MCI存在不同的化學選擇性，且最終產(chǎn)生的加合物的空間結構亦不相同，故其認為二者交叉反應不成立。另外，研究中對于加合物結構的認識，也將有助于分子模型方法的數(shù)據(jù)積累。但該方法對設備、技術的要求較高，目前采用3D重構人體表皮模型研究交叉反應的報道并不多。

5 結語

變應性接觸性皮炎長期反復發(fā)作嚴重影響患者生活質(zhì)量，日常生活中嚴格規(guī)避過敏原會較好改善病情，但過敏原間交叉反應的存在，將嚴重影響過敏原規(guī)避效果，因此明確交叉反應物意義重大。目前對于交叉反應的研究方法較多，然而缺乏準確有效且經(jīng)濟的檢測方法，使得存在交叉反應的過敏原尚未被全面準確地認識，該方面的工作值得進一步深入探索。