文章快速检索     高级检索
   中国临床医学  2022, Vol. 29 Issue (2): 218-223      DOI: 10.12025/j.issn.1008-6358.2022.20212230
0
小麦相关蛋白特异性IgE检测在小麦依赖- 运动诱发的严重过敏反应中的诊断价值
肖仔婧 , 朱奕锜 , 邵亦心 , 王朵勤 , 徐金华 , 唐慧     
复旦大学附属华山医院皮肤科,上海 200040
摘要目的: 评估不同小麦相关蛋白过敏原在小麦依赖-运动诱发的过敏反应(wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis,WDEIA)诊断中的临床价值,完善WDEIA的实验室诊断方法。方法: 收集31例疑似WDEIA患者,总结临床信息,检测小麦相关蛋白特异性IgE抗体,统计分析不同小麦相关蛋白特异性IgE抗体在WDEIA诊断中的灵敏度和特异度。结果: 31例患者均曾在运动时发生严重过敏反应,有13例随访期间过敏,可诊断为WDEIA。小麦相关蛋白特异性IgE检测显示,20例患者有阳性反应,其中阳性率最高的为3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH),其次为ω-5醇溶蛋白和小麦花粉提取物。上述3种蛋白诊断性分析的灵敏度分别为53.8%、53.8%、23.1%;特异度分别为66.7%、88.3%、88.9%。ω-5醇溶蛋白联合小麦花粉提取物的灵敏度(76.9%)和特异度(72.2%)均较高。结论: WDEIA是一种罕见的严重过敏性疾病,以颜面水肿、全身性皮疹、呼吸困难、腹痛腹泻、冷汗和晕厥为主要表现。临床病史及随访对WDEIA的诊断至关重要,而小麦相关蛋白特异性IgE检测可为诊断WDEIA提供参考,其中ω-5醇溶蛋白和小麦花粉提取物联合检测具有最高的诊断价值。
关键词小麦依赖-运动诱发的严重过敏反应    小麦    诊断试验    小麦花粉提取物    ω-5醇溶蛋白    
Diagnostic value of wheat-associated protein-specific IgE assay in wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis
XIAO Zi-jing , ZHU Yi-qi , SHAO Yi-xin , WANG Duo-qin , XU Jin-hua , TANG Hui     
Department of Dermatology, Huashan Hospital, Fudan University, Shanghai 200040, China
Abstract: Objective: To assess the clinical value of different wheat-related protein allergens in the diagnosis of wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis (WDEIA) and to improve the laboratory diagnostic method of WDEIA. Methods: 31 patients with suspected WDEIA were collected, and their medical history and clinical symptoms were statistically summarized. Wheat-associated protein-specific IgE antibodies were tested, and their sensitivity and specificity in the diagnosis of WDEIA were statistically analyzed. Results: All 31 patients had anaphylaxis during exercise, and 13 patients were allergic during follow-up and could be diagnosed as WDEIA. 20 patients had positive reactions to wheat-related protein-specific IgE testing, with the highest rate of positivity for 3-phosphoglyceraldehyde dehydrogenase (GAPDH), followed by ω-5 gliadin and wheat pollen extract. The sensitivity of these three proteins in the diagnostic analysis was 53.8%, 53.8%, and 23.1%, and the specificity was 66.7%, 88.3%, and 88.9%, respectively. ω-5 gliadin combined with wheat pollen extract had higher sensitivity (76.9%) and specificity (72.2%). Conclusions: WDEIA is a rare and severe allergic disease with facial edema, generalized rash, dyspnea, abdominal pain and diarrhea, cold sweats and syncope as the main manifestations. Clinical history and follow-up are essential for the diagnosis of WDEIA, and wheat-related protein-specific IgE assay also provides an important reference for the diagnosis of WDEIA, with the combination of ω-5 alcoholic protein and wheat pollen extract having the highest diagnostic value.
Key words: wheat-dependent-exercise-induced anaphylaxis    wheat    diagnostic test    wheat pollen extract    ω-5 gliadin    

小麦依赖-运动诱发的过敏反应(wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis,WDEIA)是在进食小麦后一定时间内再运动时出现一系列严重过敏反应,而单纯进食相关食物或单纯运动时一般不发作。发作时可表现为全身瘙痒、皮疹或水肿等皮肤黏膜症状,以及呼吸困难、胸闷、腹痛、腹泻、冷汗、低血压、晕厥等系统症状,甚至引起休克、死亡[1-2]。目前国内外已有相关病例报道,并已提出初步的诊断标准[3]

通常认为,食物-运动联合激发试验阳性是诊断WDEIA的金标准,但因其存在一定的风险,临床中较少应用。因此,需要更为安全、便捷的检测方法,如检测小麦相关蛋白的特异性IgE(specific IgE, sIgE),因而评估其诊断价值具有临床意义。

目前,WDEIA的报道较少,其致敏蛋白和诊断方法的分析研究更为欠缺。所以,本研究将以31例疑似为WDEIA的患者为研究对象,通过收集临床资料、检测小麦相关蛋白sIgE抗体等方法,评估不同小麦相关蛋白的诊断意义,以期完善WDEIA的诊断方法。

1 资料与方法 1.1 一般资料

收集2016年10月至2021年1月在复旦大学附属华山医院皮肤科就诊的WDEIA疑似患者31例。确认所有患者在过敏反应发作前1周内未接触过酒精或非甾体抗炎药(NSAID)。统计病史等临床资料,进行小麦相关蛋白sIgE检测,并进行随访。本研究已通过复旦大学附属华山医院伦理委员会批准(编号:2016临审第268号),并获得每位受试者或监护人的书面知情同意书。

1.2 小麦相关蛋白过敏原特异性IgE检测

使用小麦特异性IgE检测试剂盒(德国EUROIMMUN公司,货号IS-1G015)进行检测。该试剂盒总共可针对17种小麦相关蛋白的sIgE抗体进行检测,包括麦麸提取物(f4)、小麦花粉提取物(g101)、抑制蛋白(Tri a 12)、非特异性脂转移蛋白(Tri a 14)、(单聚)α淀粉酶抑制剂(Tri a 15)、α-β麦醇溶蛋白(Tri a 21)、硫氧化还原蛋白(Tri a 25)、巯基还原酶及同源物(Tri a 27)、(二聚)α淀粉酶抑制剂(Tri a 28)、(四聚)α淀粉酶抑制剂(Tri a 29A/29B/30)、磷酸丙糖异构酶(Tri a 31)、1-半胱氨酸过氧化物酶(Tri a 32)、丝氨酸蛋白抑制剂(Tri a 33)、3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH,Tri a 34)、脱水蛋白(Tri a 35)、丝氨酸蛋白酶抑制样蛋白(Tri a 39)、ω-5醇溶蛋白(Tri a 19A/ 19B),其检测结果分为4种等级:阴性(-)、弱阳性(±)、阳性(+)、强阳性(++)。

2 结果 2.1 临床信息

本次共收集31例WDEIA患者的临床资料,患者平均年龄(33.55±13.29)岁,多数(71%)患者的年龄小于40岁,男女比例无明显差异,过敏反应的发作次数为1~7次不等,发作次数小于4次的占多数(80.9%)。

WDEIA患者发作时的临床表现可分为皮肤黏膜症状(如红斑红疹、结膜症状、颜面水肿)和系统症状(冷汗、呼吸困难、腹痛、腹泻、意识障碍)。全部患者均出现了皮肤黏膜症状,且1名患者仅出现皮肤黏膜症状。系统症状出现的频率从高到低依次是呼吸困难(70.2%)、意识障碍(57.4%)、冷汗(51.1%)和腹痛腹泻(27.7%)。

2.2 小麦相关蛋白过敏原sIgE检测结果

共有31例疑似WDEIA的患者和13例健康对照者接受检测,疑似病例中有20例患者对小麦抗原有阳性反应,而健康对照者的检测结果均为阴性。

共检测17种小麦相关抗原,初步诊断为WDEIA的患者对其中的13种产生了阳性反应(表 1)。其中阳性率最高的为GAPDH(65%),其次为ω-5醇溶蛋白(50%)、小麦花粉提取物(25%)。

表 1 小麦过敏原特异性IgE检测
    指标 阳性数n (%) ± + ++
3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH,Tri a 34) 13(65) 8 5 0
ω-5醇溶蛋白(Tri a 19A/19B) 10(50) 3 5 2
小麦花粉提取物(g101) 5(25) 2 3 0
巯基还原酶及同源物(Tri a 27) 4(20) 3 1 0
(四聚)α淀粉酶抑制剂(Tri a 29A/29B/30) 4(20) 3 1 0
磷酸丙糖异构酶(Tri a 31) 4(20) 3 1 0
麦麸提取物(f4) 3(15) 1 2 0
(单聚)α淀粉酶抑制剂(Tri a 15) 3(15) 3 0 0
α-β麦醇溶蛋白(Tri a 21) 3(15) 3 0 0
丝氨酸蛋白抑制剂(Tri a 33) 3(15) 3 0 0
(二聚)α淀粉酶抑制剂(Tri a 28) 2(10) 2 0 0
硫氧化还原蛋白(Tri a 25) 1(5) 0 1 0
丝氨酸蛋白酶抑制样蛋白(Tri a 39) 1(5) 1 0 0
α-淀粉酶抑制剂(Tri a 4) 0 0 0 0
抑制蛋白(Tri a 12) 0 0 0 0
非特异性脂转移蛋白(Tri a 14) 0 0 0 0
1-半胱氨酸过氧化物酶(Tri a 32) 0 0 0 0
脱水蛋白(Tri a 35) 0 0 0 0
2.3 随访观察

告知检测结果和诊断后,对20例高度疑似WDEIA及11例疑似WEDIA患者随访半年至1年。建议患者在运动前避免摄入小麦制品,并自备抗组胺药、吸入型β2受体激动剂或肾上腺素注射剂等。随访观察31例患者(图 1)。最终13例确诊,15例为其他过敏原诱发的严重过敏反应,3例病因不明。

图 1 疑似WDEIA患者随访结果
2.4 小麦相关蛋白的灵敏度及特异度分析

本研究共检测13例确诊WDEIA病例和8例对照者的小麦相关蛋白sIgE抗体水平。根据检测结果和既往研究,选择分析GAPDH、ω-5醇溶蛋白、小麦花粉提取物以及组合后的灵敏度和特异度(表 2)。

表 2 小麦相关蛋白特异性IgE的灵敏度及特异度分析
    指标 WDEIA 对照组 灵敏度/% 特异度/% 阳性预测值/% 阴性预测值/%
GAPDH
    阳性 7 6 53.8 66.7 53.8 66.7
    阴性 6 12
ω-5醇溶蛋白
    阳性 7 3 53.8 83.3 70.0 71.4
    阴性 6 15
小麦花粉提取物
    阳性 3 2 23.1 88.9 60.0 61.5
    阴性 10 16
GAPDH+ω-5醇溶蛋白
    阳性 8 6 61.5 66.7 57.1 70.6
    阴性 5 12
GAPDH+小麦花粉提取物
    阳性 10 8 77.0 55.6 55.6 76.9
    阴性 3 10
ω-5醇溶蛋白+小麦花粉提取物
    阳性 10 5 77.0 72.2 66.7 81.3
    阴性 3 13
GAPDH+ω-5醇溶蛋白+小麦花粉提取物
    阳性 11 8 84.6 55.6 57.9 83.3
    阴性 2 10
3 讨论

WDEIA是一种特殊的食物依赖-运动诱发的严重过敏反应(FDEIA),其发病机制并不明确[4-5],其临床表现为在摄入小麦并在其他辅助因素如运动、饮酒[6]后会出现过敏症状。目前尚无统一的WDEIA诊断标准,本组根据既往研究[3, 7],采用诊断标准:(1)运动状态下发生严重过敏反应;(2)发作前6 h内曾进食小麦类食物;(3)通过IgE检测和/或皮肤试验可证实为小麦相关蛋白介导的速发型变态反应;(4)食物-运动联合激发试验阳性,或患者避免进食小麦或进食后不运动则不发病。满足第1、2条可诊断为疑似WDEIA,满足第1~3条可诊断为高度疑似WDEIA,满足第1、2、4条可确诊为WDEIA。本次研究中多数(71%)患者的年龄小于40岁,男女比例(13∶18)无明显差异,与既往研究[3, 7]结果一致。疾病发作时,所有患者均出现了皮肤黏膜症状,皮肤科往往为首诊科室。除此之外,疾病发作时也会累及全身系统,表现为冷汗、晕厥、呼吸困难和腹泻。其中累及心血管系统的最多(78.7%),消化系统的最少(27.7%),这一结果与其他研究者[8-10]及本课题组之前的研究[7]基本一致。

根据上述诊断标准,WDEIA辅助诊断方法可分为皮肤点刺试验、激发试验等体内试验,及小麦抗原sIgE抗体检测试验等体外试验。体内试验操作时要求较高,有一定的风险。但有研究[3]发现,传统的小麦抗原sIgE抗体检测在WDEIA的诊断试验中灵敏度并不高,考虑是由小麦分解后的产物引起过敏。本研究通过检测17种小麦相关抗原sIgE辅助诊断WDEIA,以评估不同种类的小麦相关蛋白在WDEIA中的诊断价值。

结果表明,31例疑似WDEIA患者中共20例(64.5%)患者小麦相关抗原sIgE检测阳性。但在随访中,该20例患者中仅12例可诊断为WDEIA。同时,在小麦抗原检测阴性的11例患者中,也有1例符合WDEIA的诊断。

再将该31例患者的小麦相关抗原sIgE的检测结果进行分析,发现确诊患者检出阳性率最高的为GAPDH(65%),其次为ω-5醇溶蛋白(50%)、小麦花粉提取物(25%),而麦麸提取物(f4)的阳性率仅为15%。进一步统计分析发现,GAPDH和ω-5醇溶蛋白的灵敏度较高,小麦花粉提取物的特异度最高。阳性预测值及阴性预测值最高的均为ω-5醇溶蛋白,分别为70%、71.4%。因此,本研究认为ω-5醇溶蛋白具有较高的诊断价值,这与既往相关研究[3, 8, 11]结果基本一致。同时,组合分析发现,ω-5醇溶蛋白联合小麦花粉提取物的灵敏度和特异度均较高,分别为76.9%和72.2%,诊断价值较高。但Jiang等[3]研究发现,面筋蛋白与ω-5醇溶蛋白相比诊断价值更高。但本次研究并未纳入面筋蛋白的sIgE检测。

GAPDH与WDEIA的相关性由本课题组首次发现[7]。该物质作为糖酵解和糖异生的关键酶,存在于绝大多数植物中。一种重要的芒果过敏原与小麦GAPDH的氨基酸序列具有86.2%的一致性,该研究[12]证明了GAPDH的过敏原特性,但其在WDEIA发生中的具体机制仍需进一步研究。

本研究中,小麦花粉提取物在高度疑似患者中阳性检出率最高,其灵敏度和特异度分别为23%和88.9%,并在联合ω-5醇溶蛋白分析时具有最高的诊断价值,是WDEIA辅助检查的有力补充。这也是首次发现小麦花粉过敏与WDEIA具有相关性。通常,小麦过敏原被分为非水溶性蛋白和水溶性蛋白。其中,非水溶性蛋白如麦胶蛋白、谷蛋白,被认为是WDEIA的主要抗原[13-15]。但是,有研究[16-18]发现,使用含水溶性小麦相关蛋白的外用产品也可诱导WDEIA的发生。笔者认为,外用产品导致WDEIA与“双重过敏原暴露假说”有关,而小麦花粉是否通过外接触的方式诱发WDEIA仍需进一步研究。除此之外,小麦花粉与草花粉具有高水平的交叉致敏作用[19],而草花粉可诱导WDEIA的发生[20]。而过氧化物酶-1和β-葡萄糖苷酶是草花粉相关小麦过敏中的交叉反应性小麦过敏原[20]。由此推测,小麦花粉相关的WDEIA发生机制与草花粉相关的WDEIA可能具有相似性,但其具体的交叉反应性抗原仍需要进一步的检测。

WDEIA是一种机制不明的严重过敏性疾病,仅在进食小麦制品后进行运动时发生,并可累及皮肤黏膜及呼吸道等组织器官。对其诊断较为困难,除依据症状和病史外,小麦过敏原sIgE检测也可帮助确诊。GAPDH、ω-5醇溶蛋白、小麦花粉提取物是最常见的变应原,可对WDEIA的诊断提供重要的参考价值。其中,小麦花粉提取物是诊断WDEIA的有力补充,未来或可通过明确其具体的致敏蛋白,更有针对性地避免WDEIA或相关免疫交叉反应发生。WDEIA的诊断与处理应受到临床医生的重视,也值得研究。

利益冲突:所有作者声明不存在利益冲突。

参考文献
[1]
SCHERF K A, BROCKOW K, BIEDERMANN T, et al. Wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis[J]. Clin Exp Allergy, 2016, 46(1): 10-20. [DOI]
[2]
CHRISTENSEN M J, ELLER E, MORTZ C G, et al. Wheat-dependent cofactor-augmented anaphylaxis: a prospective study of exercise, aspirin, and alcohol efficacy as cofactors[J]. J Allergy Clin Immunol Pract, 2019, 7(1): 114-121. [DOI]
[3]
JIANG N N, WEN L P, LI H, et al. A new diagnostic criteria of wheat-dependent, exercise-induced anaphylaxis in China[J]. Chin Med J (Engl), 2018, 131(17): 2049-2054. [DOI]
[4]
GIANNETTI M P. Exercise-induced anaphylaxis: literature review and recent updates[J]. Curr Allergy Asthma Rep, 2018, 18(12): 72. [DOI]
[5]
ANSLEY L, BONINI M, DELGADO L, et al. Pathophysiological mechanisms of exercise-induced anaphylaxis: an EAACI position statement[J]. Allergy, 2015, 70(10): 1212-1221. [DOI]
[6]
HARADA S, HORIKAWA T, ASHIDA M, et al. Aspirin enhances the induction of type Ⅰ allergic symptoms when combined with food and exercise in patients with food-dependent exercise-induced anaphylaxis[J]. Br J Dermatol, 2001, 145(2): 336-339. [DOI]
[7]
ZHU Y Q, WANG D Q, LIU B, et al. Wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis in Chinese people: a clinical research on 33 cases with antigenic analysis of wheat proteins[J]. Clin Exp Dermatol, 2020, 45(1): 56-62. [DOI]
[8]
CHEN H, HUANG N, LI W J, et al. Clinical and laboratory features, and quality of life assessment in wheat dependent exercise-induced anaphylaxis patients from central China[J]. J Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci, 2016, 36(3): 410-415. [DOI]
[9]
LEE S E, LEE S Y, JO E J, et al. Wheat-induced anaphylaxis in korean adults: a report of 6 cases[J]. Clin Nutr Res, 2013, 2(1): 76-79. [DOI]
[10]
AGULLÓ-GARCÍA A, CUBERO SALDAÑA J L, COLÁS SANZ C. Series of 12 cases of wheat-dependent exercise-induced allergy in Aragon, Spain[J]. Rev Clin Esp (Barc), 2019, 219(4): 184-188. [DOI]
[11]
LE T A, AL KINDI M, TAN J A, et al. The clinical spectrum of omega-5-gliadin allergy[J]. Intern Med J, 2016, 46(6): 710-716. [DOI]
[12]
TSAI W C, WU T C, CHIANG B L, et al. Cloning, expression, and purification of recombinant major mango allergen Man i 1 in Escherichia coli[J]. Protein Expr Purif, 2017, 130: 35-43. [DOI]
[13]
TATHAM A S, SHEWRY P R. Allergens to wheat and related cereals[J]. Clin Exp Allergy, 2008, 38(11): 1712-1726.
[14]
MORITA E, CHINUKI Y, TAKAHASHI H. Recent advances of in vitro tests for the diagnosis of food-dependent exercise-induced anaphylaxis[J]. J Dermatol Sci, 2013, 71(3): 155-159. [DOI]
[15]
SANDER I, RIHS H P, DOEKES G, et al. Component-resolved diagnosis of baker's allergy based on specific IgE to recombinant wheat flour proteins[J]. J Allergy Clin Immunol, 2015, 135(6): 1529-1537. [DOI]
[16]
FUKUTOMI Y, ITAGAKI Y, TANIGUCHI M, et al. Rhinoconjunctival sensitization to hydrolyzed wheat protein in facial soap can induce wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis[J]. J Allergy Clin Immunol, 2011, 127(2): 531-533. [DOI]
[17]
CHINUKI Y, MORITA E. Wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis sensitized with hydrolyzed wheat protein in soap[J]. Allergol Int, 2012, 61(4): 529-537. [DOI]
[18]
YAGAMI A, AIHARA M, IKEZAWA Z, et al. Outbreak of immediate-type hydrolyzed wheat protein allergy due to a facial soap in Japan[J]. J Allergy Clin Immunol, 2017, 140(3): 879-881. [DOI]
[19]
VENTER C, MASLIN K, ARSHAD S H, et al. Very low prevalence of IgE mediated wheat allergy and high levels of cross-sensitisation between grass and wheat in a UK birth cohort[J]. Clin Transl Allergy, 2016, 6: 22. [DOI]
[20]
OGINO R, CHINUKI Y, YOKOOJI T, et al. Identification of peroxidase-1 and beta-glucosidase as cross-reactive wheat allergens in grass pollen-related wheat allergy[J]. Allergol Int, 2021, 70(2): 215-22. [DOI]

文章信息

引用本文
肖仔婧, 朱奕锜, 邵亦心, 王朵勤, 徐金华, 唐慧. 小麦相关蛋白特异性IgE检测在小麦依赖- 运动诱发的严重过敏反应中的诊断价值[J]. 中国临床医学, 2022, 29(2): 218-223.
XIAO Zi-jing, ZHU Yi-qi, SHAO Yi-xin, WANG Duo-qin, XU Jin-hua, TANG Hui. Diagnostic value of wheat-associated protein-specific IgE assay in wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis[J]. Chinese Journal of Clinical Medicine, 2022, 29(2): 218-223.
通信作者(Corresponding authors).
唐慧,Tel: 021-52888089, E-mail: tanghuihuashan@163.com.
基金项目
国家自然科学基金青年科学基金(82003348)
Foundation item
Supported by National Natural Science Fund of China (82003348)

工作空间