食物过敏研究进展

叶月恒李建东李加肖沈慧杰王茂林

摘要：一方面,随着人们生活水平的提高,生物技术的发展,食品的种类越来越丰富。另一方面，食物过敏的发生率也随之升高，值得人们关注。本文综述了常见过敏食物及其过敏原，过敏原检测方法，治疗方案及脱敏技术的研究进展。

食物过敏主要是人们摄入某些食物蛋白质后出现的一些不良反应，属于机体对外源物质产生的一种变态反应。食物过敏也被WHO认定为是一个严重的公共卫生问题。据估计,全球范围内有5%一8%的儿童和1%一2%的成人患有食物过敏症[1]。根据流行病学调查,近年来食物过敏发病率上升趋势。随着城市化发展、环境恶化等因素而增加,不同地区、种族、年龄的食物过敏发生特征及流行现状也有所不同。据统计，我国存在2亿多过敏患者，其中约90%是由食物过敏原引发的过敏性疾病。食物过敏已成为最严重的卫生学问题之一，过敏反应轻则恶心、呕吐、皮肤瘙痒，重则可导致休克，甚至死亡。

本文就食物过敏的常见过敏原，过敏原检测方法，治疗方案以及脱敏技术研究进展进行综述。

1.食物过敏和常见食物过敏原

食物过敏是机体对食物产生的一种不良反应,是人体对食物中抗原物质产生的由IgE介导和非IgE介导的免疫反应,临床表现多样，其中消化系统症状约占30%，反应可累及口腔至肛门的所有消化器官，主要表现有腹痛、恶心、呕吐、厌食、腹胀、腹泻、排黏液便等[2]。

目前已知能导致过敏反应的食物有170多种，常见的过敏食物有8类。可大致将常见的8类食物过敏原分为动物源性和植物源性两大类。常见的动物源性食物过敏原有奶类(牛奶等)、禽蛋类(鸡蛋等)、鱼类(包括海水鱼、淡水鱼)、甲壳类水生动物(虾、蟹等)；植物源性食物过敏源有花生、大豆、坚果类(腰果、核桃等)和小麦。90%以上的过敏反应是由以上8类食物引起。

食物过敏原主要来自食物中的致敏蛋白质，这也是引发人体产生过敏反应的物质基础。从常见的8类食物过敏原来看：奶类中，普遍认为酪蛋白及β-乳球蛋白是主要的过敏原，牛血清蛋白、免疫球蛋白和乳铁蛋白是次要过敏原。β-乳球蛋白仅占牛奶总蛋白的10%，而酪蛋白约占牛奶总蛋白的80%，其中αs1-酪蛋白是酪蛋白中最主要的一个过敏原，对酪蛋白过敏的患者均对αs1-酪蛋白过敏[3]。禽蛋类中，目前公认的鸡蛋主要致敏性蛋白为卵类黏蛋白、卵清蛋白、卵运铁蛋白和溶菌酶。卵类黏蛋白是蛋清中一种主要的过敏原，约占蛋清蛋白总量的11%，其是蛋清过敏患者血清中检测到的蛋白致敏性最强的蛋清蛋白质;鸡蛋占了儿童食物过敏原的1/3以上。鱼类中，鱼类主要的过敏原是小清蛋白，该蛋白既是一种钙结合蛋白也是一种酸性蛋白，具有控制钙离子进出细胞的作用。甲壳类水生动物中，甲壳类水生动物的过敏原蛋白主要为原肌球蛋白、副肌球蛋白和小清蛋白。现已证实从虾中分离出来的原肌球蛋白是虾的主要过敏原。花生中，目前已确认花生中有11种过敏蛋白，其中Arah1、Arah2和Arah3是主要过敏原。Arah1是含量最丰富的花生致敏原，占花生总蛋白的12%～16%;Arah2是一种糖蛋白占花生总蛋白量的5．9%～9．3%[4]。大豆中，大豆有多种致敏原，其中GlymBd30K、GlymBd28K和GlymBd60K为主要致敏原。坚果类中，引起过敏反应的常见坚果为腰果、核桃、榛子。腰果主要含有Anao1、Anao2和Anao3三种致敏蛋白;核桃致敏原中，对Jur1和Jur2这两种致敏蛋白的研究较多;榛子主要过敏原为Cora1。小麦中，小麦中主要过敏原有醇溶蛋白、谷蛋白、清蛋白和球蛋白。

2.过敏原检测方法研究进展

分别从蛋白质与核酸两个角度阐述食物过敏原检测技术研究进展。

2.1基于蛋白质的食物过敏原检测技术

2.1.1免疫检测技术

食品原料成分较多，其中存在的食品过敏原含量相对于其他原料往往很低。食品过敏原多为蛋白质，蛋白质结构特点都使其在酸、碱、加工等处理时保持结构的稳定性，这些因素增加了快速、准确、定量检测过敏原的难度。免疫学检测技术是基于抗原抗体特异性反应建立的检测技术。其中包括免疫吸附技术、免疫印迹技术、生物传感器技术等。

2.1.1.1免疫吸附技术

在食物过敏原检测方面，酶联免疫吸附技术（Enzyme-linkedimmunosorbentassay,ELISA）广泛应用于实验室、食品企业以及食品监管机构检测食品中过敏原。该法是基于酶标记抗体与抗原或特异性蛋白结合，并通过显色反应程度进行定性定量检测。常用于食品中过敏原定量检测的酶联免疫吸附技术主要有竞争ELISA技术和夹心ELISA技术两种。通过荞麦过敏原蛋白免疫动物制备多克隆抗体，建立双抗夹心酶联免疫吸附法对市场出售的15种食品中荞麦过敏成分进行了检测，结果表明法对绝大多数食品中的荞麦过敏原都有很好的特异性及灵敏性。以鸡蛋卵清蛋白免疫BALB/c小鼠，建立的的卵清蛋白双抗体夹心ELISA检测方法检测限达到0.51ng/mL，线性范围为1.95-500ng/mL，对建立的ELISA检测方法进行了添加回收和实际样品检测，表明所建立的ELISA方法稳定性好、准确度可信，可应用于实际检测；以封闭了糖结合位点的花生凝集素为免疫原，建立的双抗体夹心ELISA检测方法检测限达到0.49ng/mL，线性范围为0.78-100ng/mL，对建立的花生凝集素ELISA检测方法进行了添加回收和实际样品检测实验，结果表明所建立的ELISA方法精密度高、稳定性强、准确度好，能应用于实际检测。

2.1.1.2生物传感器技术

生物传感器技术是近几年研究的热点，具有高灵敏度、检测快速性、微型化、低成本等优点。生物传感器主要由生物识别元件和信号转换元件两大部分组成。生物识别元件和目标分析物特异性结合后产生的信息通过信号转换器转化为可以定量处理的电、光等信号，再经放大和输出以达到分析检测的目的。根据测定原理不同，可分为压电免疫生物传感器、电化学免疫传感器、表面等离子共振传感器等。

表面等离子共振（SPR）生物传感器因其使用快速、简单、无需标记，灵敏度高、可分析蛋白质、细胞、寡核苷酸和抗体等生物分子，已经成功应用于食品过敏原检测。优化一种基于SPR传感器的检测方法来量化葡萄酒中的鸡蛋过敏原，结果表明检测限低至0.2μg/g，生物传感器是葡萄酒残留污染水平的有效监测工具。王毅谦等[5]采用自组装的压电传感器快速筛检花生过敏原，检测浓度在1~316μg/mL范围内具有较好的线性关系，灵敏度为0.1μg/mL，回收率介于92.3%~113.4%之间，重现性变异系数为6.04%。目前，生物感受器逐渐应用于过敏原检测，并具有较好的灵敏度。但样品预处理的要求较高，影响到生物传感器应用。研制新型纳米材料应用于生物传感器是未来发展趋势之一。

2.1.2质谱检测技术

该技术发展迅速，成为检测食物过敏原的新趋势。具备了准确性好、灵敏度高、分离与鉴定同时进行等优点。采用液相色谱―质谱串联的多反应监测技术检测食物中的牛奶过敏原成分α–酪蛋白，结果表明检出限达到了0.5mg/L，该成分在0.5~250mg/L范围内线性关系良好。利用液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱，可在一次分析中进行筛选和定量检测11种坚果过敏原和花生，灵敏度可达到亚ppm级。结合固相萃取（Solid-phaseextraction,SPE）与反相液相串联质谱（LC-MS/MS），可对人工污染的无过敏原饼干基质中的五种过敏原（鸡蛋、牛奶，大豆、榛子和花生）同时进行分析，均能得到较低的检测限。质谱法在复杂食品中过敏原的识别方面受到越来越多的关注。

2.2基于核酸的食物过敏原检测技术

此方法是间接检测分析，检测过敏原蛋白或其他基因的DNA，主要用于一些成分复杂食品中或含量很低者过敏原的检测。

2.2.1聚合酶链式反应技术

该法是一种以DNA为基础的蛋白过敏原检测方法，是通过检测是否存在过敏原蛋白基因来衡量过敏原的存在，主要用于一些含量很低或者成分复杂食品中过敏原的检测，具有特异性强、灵敏度高等优点。

采用实时定量聚合酶链反应检测作为潜在过敏原虾甲壳类动物，证实了实时定量聚合酶链反应可以准确检测和量化食品中的甲壳类过敏原。通过该方法检测10种不同食品的牛奶过敏原，利用牛奶过敏原蛋白α–乳白蛋白基因序列设计引物的检测灵敏度可达到0.04ngDNA，结果表明该法对牛奶过敏原的检测具有较高的准确性和可靠性。

2.2.2环介导等温扩增技术

环介导等温扩增技术(loop-mediatedisothermalamplification,LAMP)是一门新兴的基因扩增技术，利用能识别靶序列上6个位点的4个特殊设计的引物和一种具有链置换活性的DNA聚合酶,在恒温条件下高效、特异、快速地扩增核酸的新技术[6]。根据澳洲坚果豌豆蛋白AMP2基因序列,设计并筛选了食品过敏原澳洲坚果的环介导等温扩增引物,建立澳洲坚果的LAMP检测方法,能够特异性、灵敏、稳定地检测食品中的澳洲坚果成分,检测低限为0.5%。LAMP检测方法,能够特异性、灵敏、稳定地检测食品中的澳洲坚果成分,检测低限为0.5%。开发了一种用于检测花生的高特异性LAMP引物，证实LAMP技术可以鉴定生花生和含有花生的商业食品。因其操作简单、反应时间短、产物易检测，故LAMP在食品微生物检测、过敏原成分检测、转基因成分检测、等方面被广泛应用。

3.治疗方案研究进展

对于无过敏的人群而言，牛奶、花生、鸡蛋、鱼等都是健康美味的食品，然而对于那些有过敏反应的人来说，即使是微克级单位量的污染，也会是他们的梦魇，威胁生命安全。

由于食物过敏患者发病突然，病情进展迅速，在接诊时，需立刻查看患者脉搏、血压、心音、呼吸等情况，再根据患者不同的症状采取对症治疗的措施，通常快速使用抗组胺药或肾上腺素等急救药物仍然是主要的抢救措施[7]。

目前美国ＦＤＡ没有批准食物过敏的治疗方法。在研究的食物过敏的治疗主要有过敏原特异性免疫治疗（allergen-specificimmunotherapy,AIT）、辅助及替代治疗，其中辅助及替代治疗主要包括生物制剂、益生菌和益生元等膳食补充剂、中草药治疗、生命早期引入过敏食物、食物管理等[8]。AIT是可能影响过敏性疾病自然病程的治疗措施之一，被认为是过敏性疾病的有效治疗手段。

AIT在食物过敏中研究较多的是口腔免疫治疗（OIT），这种治疗方式能起到脱敏作用，但需要持续治疗，易出现不良反应，且食物脱敏治疗能否产生长期耐受以及何时终止治疗仍未可知。但在动物实验及部分临床试验中已经开始显示出了不错的疗效，还需更多种食物及更大规模的临床试验加以验证。[7]

在临床试验中，食物过敏患者应用的IgE抑制剂奥马珠单抗（oma-lizumab），联合OIT可缩短治疗持续时间和减少不良反应。

益生菌能调节食物过敏的易感性，以微生态制剂为基础的治疗方法已成为研究的新热点，《过敏预防指南》提出使用益生菌和益生元作为治疗手段。

一种被称为食物过敏草药配方2（foodallergyherbalformula2）的中药配方在美国进行了多年的研究，在疗效和安全性方面均较显著。

同时，流行病学证据显示，生命早期饮食添加花生、牛奶、鱼或小麦等可降低食物过敏的风险。

然而遗憾的是，截至目前，针对食物过敏尚无非常有效的治疗手段，避免过敏食物是最好的管理方法，食物过敏诊断明确后，回避过敏食物常可获得痊愈。

4.脱敏加工技术研究进展

食品脱敏加工技术分为物理法、化学法、酶法以及生物法，其中的物理化学法和酶法比较常用。

4.1物理法

物理法有热加工、辐照、高压、超滤等方法。很多致敏原是蛋白质，加热会破坏其分子结构，进一步降低其致敏性。水煮法是一种被证实的降低花生致敏性的方法[9]加热后的牛乳，其乳清蛋白经过剧烈的加热会失去致敏性。高静压技术会破坏过敏原的氢键、离子键、疏水键等，破坏过敏分子的免疫原性。高静压技术应用于食物脱敏中在国内外得到广泛研究。用高静压处理脱脂牛奶，研究发现，高压会导致致敏原β乳球蛋白作用不明显，从而起到脱敏作用。等人的研究表明，高压处理后的大豆球蛋白，构象发生改变，从而降低大豆的致敏性。

低食物的致敏性主要是因为辐照导致蛋白质二级结构和更高级结构发生变化。辐照处理可诱发蛋白质的脱氨、脱羟、交联、降解、硫氢键氧化等化学反应，使其部分氨基酸发生分解或氧化，致使其生化性质发生改变，而且部分蛋白质大分子还会发生裂解、解聚、交联以及空间构象、结构的改变、疏水基团外露等。因而，辐照处理可使过敏原的致敏性降低，甚至完全丧失。辐射处理鸡蛋卵白蛋白，该致敏原的三级结构受到影响，会发生明显聚合现象，导致其致敏性的下降。

经氙气SteripulseXL3000PUV系统处理后的花生原料在结合IgE方面大大降低，由此可见，脉冲式紫外光能够降低花生蛋白的致敏性。

经过超滤离心，大豆蛋白中的致敏原Glym1可以被除去，降低其致敏性。通过超滤法，桃子果肉中的过敏原也可以被完全去除，得到低致敏性桃汁。

4.2化学法

化学法是利用化学试剂改变过敏原的某些化学属性来降低食物致敏性的,大米中的过敏蛋白含有二硫键,硫氧还原剂还原二硫键会使其过敏性消失。日本实现低过敏大米的生产方面取得了一定的进展，例如采用一种先用碱溶解离心后，用盐酸溶液浸泡，再经水洗干燥制成。

科学家们利用美拉德反应，糖和蛋白质发生反应后导致蛋白质变性。大豆过敏原脱敏实验中，通过美拉德反应，乳清蛋白进行糖基化改性，使其过敏原性降低，稳定性也得到了改善。

磷酸化会改变蛋白的功能特性，从而降低致敏蛋白的致敏性。将花生分离蛋白磷酸化改性，发现其过敏原蛋白经过修饰后，致敏性发生了改变。

4.3酶法

酶法主要利用蛋白酶水解致敏蛋白质抗原，使其分子量减小，结构简单，消除抗原决定簇，使降低其免疫性的有效手段。研究人员常使用胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等胃肠消化酶。酶解法由于其安全、高效、环保的特点，被广泛应用于食品工业生产中。用复合酶处理婴儿奶粉，并观察经不同酶处理后牛奶的过敏原性变化。结果表明，酶水解后的牛奶大分子蛋白质过敏原性得到了降低。研究蛋白酶水解海蟹加工下脚料，制成低过敏源性海蟹加工产品。优化出胰蛋白酶去除花生乳中致敏原的最适水解条件芹菜中的过敏原也可以通过酶的催化作用降低致敏性。利用酶解法脱除过敏原的研究还没有达成系统性定论，需要进一步在食品加工中进行探索。

4.4生物法

微生物通过发酵，改变食品中的组分，通过微生物中的生物酶，将高分子物质分解，从来改变大分子蛋白质的生物活性，进一步改变其致敏性。研究表明乳酸菌不仅能够通过发酵降低食物过敏原的致敏性,而且有可能通过调节肠道菌群的平衡在宿主免疫系统的发育和调节中发挥作用,从而改变过敏性疾病的发病风险。

傅玲琳等人[10]研究肠道微生物与宿主黏膜系统的相互作用，可为预防及治疗食物过敏提供新的调控靶点和研究思路，并为益生菌缓解食物过敏提供理论依据和改进方案，从而减少食物过敏的发生。

与化学药物相比，天然来源的抗食物过敏活性物质具有作用缓和、副作用小、安全等特点。目前报道的抗食物过敏天然活性物质主要来源于益生菌、陆生植物和海藻等。是比较新兴的食物脱敏方法。[11]

结论：

食品过敏是当今世界普遍存在的问题，它严重影响到部分人群的生活质量，甚至危及生命。在目前对于食品过敏尚无特效疗法的现状下，对商品进行过敏原标识在现阶段显得尤其重要。我国GB7718-2011《食品安全国家标准预包装食品标签通则》推荐食品包装上标注过敏物质，鼓励企业自愿标示以提示消费者。另外，加强食物过敏原检测和确证研究，针对不同过敏原特点，寻找新的脱敏技术来降低过敏原活性，开发无过敏性或低过敏性的工程食品，满足特定人群的需求是未来食物过敏领域研究的大趋势。

参考文献

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［2］秧英敬,梁仲惠.食物过敏及其相关消化系统疾病的研究进展.广西医学2017;39:696-699.

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［4］李艾黎，郭鸰，任大喜著.食物过敏研究.2014.

［5］王毅谦,许琼,郭旸,etal.压电免疫传感技术快速筛检花生中过敏原.食品安全质量检测学报2014:1067-1072.

［6］郑义成,华萍,杨安树,etal.食物中过敏原检测技术研究进展.食品科学2010;31:417-421.

［7］位冰,李明华.食物过敏的诊断和治疗.中国医刊2008;43:16-17.

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［9］田阳,饶欢,薛文通.花生过敏原检测、降敏加工及脱敏治疗研究进展.食品工业科技2017;38:306-311.

［10］傅玲琳,谢梦华,王翀,etal.肠道菌群调控下的食物过敏机制研究进展.食品科学2018;39:305-313.

［11］刘光明,刘庆梅,徐莎莎,etal.抗食物过敏的天然活性物质研究进展.中国食品学报2016;16:13-22.