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%)。
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 |
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。
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)。
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 |
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。
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