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目的:食物过敏存在异质性,可表现为蛋白分子水平和抗原表位水平,因此单组份诊断和抗原表位分析具有更重要的意义。牛奶是婴幼儿和儿童重要过敏性食物,在分子水平(单组分)及亚分子水平(抗原表位),牛奶过敏的不同个体间存在显著差异,因年龄、种族和环境而异。针对中国人群牛奶致敏组分的反应性、单组分诊断价值、所识别的表位序列未见报道。本研究中我们以中国北方婴幼儿和儿童(0.1-8岁)为研究对象,采用ELISA技术分析牛奶主要致敏组分及其表位的反应频率,评估主要致敏组分的临床诊断价值,解析该人群所识别的IgE与IgG4抗原表位特征。方法:1.牛奶过敏分子诊断:从天津市儿童医院收集中国北方婴幼儿和儿童牛奶过敏血清、非牛奶过敏血清标本。如果患者有明确的牛奶过敏病史,且血清牛奶特异性IgE(sIgE)阳性(牛奶sIgE>0.35KU/L),则确诊为牛奶过敏。基于ELISA技术建立牛奶分子诊断方法。根据最优的ELISA反应条件,以牛奶5种主要致敏组分为包被抗原,以牛奶过敏血清、非牛奶过敏血清为检测抗体,以辣根过氧化物酶标记的抗人IgE抗体为捕获抗体,分析牛奶致敏组分的反应频率。在上述结果基础上,根据受试者工作曲线(ROC),评估在中国北方牛奶过敏的婴幼儿和儿童中,牛奶单组分过敏原在牛奶过敏诊断中的应用价值;为进一步提高诊断效率,应用基于Logistic回归的ROC曲线来评价多组分联合诊断的诊断价值。2.β-乳球蛋白(Bos d 5)抗原表位解析:以牛奶主要致敏组分Bos d 5为研究对象,参考已发表的文献及结合生物学表位信息预测软件,分析其线性表位特征,然后人工合成Bos d 5生物素化线性短肽(15至20个氨基酸)并作为已知抗原。以牛奶过敏、非牛奶过敏血清作为待检抗体,以辣根过氧化酶标记的羊抗人IgE和鼠抗人IgG4抗体为捕获抗体,采用间接包被ELISA技术分析该研究人群中血清Bos d 5特异性IgE(sIgE)和特异性IgG4(sIgG4)水平及各个线性短肽的IgE、IgG4反应频率,进而鉴定解析中国北方牛奶过敏的婴幼儿和儿童所识别的Bos d 5 sIgE和sIgG4线性表位。结果:1.牛奶过敏分子诊断:在由IgE抗体介导的牛奶过敏患者中,对牛奶主要致敏组分Bos d 5、Bos d 9、Bos d 11、Bos d 12敏感的患者所占比例分别为50.0%(24/48)、41.7%(20/48)、56.3%(27/48)、50.0%(24/48);只有22.9%(11/48)的患者对Bos d 4敏感;血清sIgE抗体对两种或两种以上牛奶致敏组分的反应性(75%,36/48)明显高于对单一蛋白的反应性(16.7%,8/48)。大多数患者对五种牛奶主要过敏原成分中的三种敏感;Bos d 12诊断中国北方婴幼儿和儿童牛奶过敏的准确性最高,AUC值为0.878,使用ROC曲线确定的最优截断值(OD450=0.191),其敏感性为92.6%,特异性为72.9%。与牛奶sIgE检测相比,Bos d 12 sIgE的诊断敏感较高(92.6%vs 84.9%),但特异性不高(81.5%vs72.9%)。此外,不同过敏原组分组合的AUC均大于这五个单独组分的AUC,其中Bos d 5+Bos d 12的组合诊断效率最高,其AUC值为0.926。2.β-乳球蛋白(Bos d 5)抗原表位解析:CMA组和非CMA组在牛奶过敏原Bos d 5 sIgE、sIgG4水平上有显著差异(P<0.05);CMA组血清Bos d 5 sIgE、sIgG4水平明显高于非CMA组。此外,Bos d 5 sIgE和Bos d 5 sIgG4(rs=0.363,P=0.014)显著相关;所有合成肽均与血清sIgE和sIgG4抗体反应,其中除7号肽与血清sIgE反应频率低于50%(47.6%),5号肽与血清sIgG4反应频率低于50%(47.6%)外,其余多肽片段均与血清sIgE和sIgG4抗体反应频率高于50%。血清sIgE抗体识别频率最高的多肽片段为8号肽(90.5%);与血清sIgG4抗体反应频率最高的多肽片段为7号肽(61.9%)。此外,Bos d 5 sIgE和sIgG4结合区基本重叠。结论:1.牛奶主要过敏原组分的致敏性存在个体间差异;Bos d 12 sIgE检测有助于中国北方婴幼儿和儿童牛奶过敏的诊断;基于Logistic回归的ROC曲线,采用牛奶过敏原成分组合,可进一步提高牛奶过敏诊断检测的准确性。2.CMA组血清Bos d 5 sIgE和sIgG4水平显著高于非CMA组;Bos d 5 sIgE、sIgG4线性表位分布于整个Bos d 5氨基酸序列,Bos d 5 sIgE和sIgG4结合区基本重叠。