遺傳學的發(fā)展簡史范文
時間:2023-11-21 17:53:24
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篇1
關鍵詞:噬菌體展示抗體; 相思子毒素; 電化學發(fā)光; 免疫傳感器
1 引 言
電化學發(fā)光(Electrochemiluminescence,ECL)免疫傳感器檢測蛋白類生物大分子多是以傳感器表面固定抗體為捕獲探針,以發(fā)光標記物如聯(lián)吡啶釕[Ru(bpy)2+3]標記抗體為發(fā)光探針,在靶標存在的情況下,形成“捕獲探針-靶標-發(fā)光探針”復合物,在電極表面發(fā)生ECL反應,以此測定靶標濃度[1~5]??贵w活性以及標記物的量將直接影響檢測的靈敏度。對于傳統(tǒng)抗體,分子表面可供標記的基團有限,而且多位點標記也可能影響其結(jié)合活性,這限制了靈敏度的進一步提高。
噬菌體展示抗體是通過噬菌體展示技術獲得的一種可溶性抗體片段或是表面展示有抗體片段的噬菌體[6],對于后者,其表面除了展示的抗體片段外就是大量的衣殼蛋白。以展示有單鏈抗體(Single chain variable fragments,scFv)的M13噬菌體為例,M13為絲狀,長約900 nm,寬約8 nm,衣殼約由2800拷貝的5 kDa的主要衣殼蛋白pⅧ組成[7],scFv融合表達在位于一端的約5拷貝的次要衣殼蛋白pⅢ中的1個拷貝上。若進行標記,會有更多的標記物連接在數(shù)量龐大的衣殼蛋白上[8],展示抗體僅僅是“躲在”一端的一個小角落里,從而被標記上較少的標記物,可最大限度避免多位點標記造成的活性降低或消失。因此,噬菌體展示抗體做標記探針能大大增加標記物數(shù)量,而又最小程度影響結(jié)合活性,從而起到放大信號作用。
本研究以劇毒生物毒素相思子毒素(Abrin)為檢測目標,以Abrin多克隆抗體(多抗)包被的磁微球為捕獲探針,以Ru(bpy)2+3標記的Abrin噬菌體展示抗體為發(fā)光探針,將磁性微球分離富集與噬菌體展示抗體大量負載發(fā)光標記物放大ECL信號相結(jié)合,建立了一種檢測Abrin的新方法,有效放大了檢測信號,提高了檢測靈敏度。
2 實驗部分
2.1 儀器與試劑
磁免疫電化學發(fā)光傳感檢測平臺(本實驗室與西安瑞邁分析儀器有限責任公司聯(lián)合研制),MPI-E型電化學發(fā)光檢測儀(西安瑞邁分析儀器有限責任公司);BIOMATE 3S紫外可見分光光度計(美國賽默飛世爾科技);HS-3垂直混合器(寧波新芝生物科技股份有限責任公司);磁分離架(美國Promega公司)。
三聯(lián)吡啶釕N-羥基琥珀酰亞胺酯(Ru(bpy)2+3-NHS ester,美國Sigma公司),活化生物素(Biotin-NHS ester,美國Sigma公司);鏈親和素包被磁微球(New England BioLabs公司,直徑2.0 μm),Abrin、Abrin多抗、Abrin單抗、Abrin噬菌體展示抗體、蓖麻毒素(Ricin)、葡萄球菌腸毒素B(SEB,本實驗室);發(fā)光檢測液與CleanCell清洗液(北京百隆騰科技發(fā)展有限公司);牛血清白蛋白(BSA,上海國藥集團有限公司);磷酸鹽緩沖溶液(PBS)用0.1 mol/L Na2HPO4,0.1 mol/L KH2PO4和0.1 mol/L KCl配制而成;實驗用水均為去離子水,其它所用化學品和試劑均為分析純。
2.2.2 捕獲探針制備 (1)Abrin多抗生物素化 用1 mL DMSO 溶解活化生物素1 mg,向1 mL Abrin多抗溶液(1 mg/mL)中加入120 μL 活化生物素溶液(即含活化生物素 120 μg);在室溫下持續(xù)攪拌,保溫2~4 h;加入9.6 μL 1 mol/L NH4Cl(每25 μg 活化生物素加1 μL),在室溫下攪拌10 min;超濾除去未結(jié)合的活化生物素,以PBS重懸至1 mL。(2)磁微球捕獲探針構(gòu)建 將生物素化的abrin多抗 20 μL加入1 mL(1 g/L)親和素包被的磁微球中,室溫振蕩孵育1 h,置于磁分離架上用PBST(含0.15% Tween-20的PBS)清洗兩次,PBS清洗兩次除去未結(jié)合的Abrin多抗,余下結(jié)合了Abrin多抗的磁微球,加PBS重懸至1 mL, 4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
2.2.3 ECL檢測 將Abrin多抗包被的磁微球50 μL與50 μL樣品混合, 室溫振蕩孵育15 min,置于磁分離架上用PBS清洗兩次,再加入50μL 標記探針混合后室溫振蕩孵育1 h,結(jié)合磁分離用PBS清洗兩次,用發(fā)光檢測液重懸后加入檢測池,磁微球復合物磁鐵作用下沉積在工作電極表面,在給定工作電極與參比電極之間恒定電壓1.4 V下,標記在噬菌體上的Ru(bpy)2+3就和發(fā)光檢測液中的三丙胺(TPA)發(fā)生ECL反應,光信號由光電倍增管(PMT)檢測。整個檢測過程如圖1所示。ECL反應結(jié)束后,將磁鐵位置移至離電極最遠處,先用去離子水、CleanCell清洗液結(jié)合電化學階躍脈沖清洗檢測池與電極,再用去離子水和ProCell發(fā)光檢測液沖洗,直至ECL值恢復至基線水平(空白信號)后進行下一輪檢測。
3 結(jié)果與討論
3.1 發(fā)光探針性質(zhì)
3.1.1 發(fā)光探針紫外-可見光譜 如圖2所示,Abrin噬菌體展示抗體經(jīng)標記后其紫外-可見光譜發(fā)生改變,a為abrin噬菌體展示抗體光譜圖,在269 nm處有一個特征吸收峰,因為噬菌體顆粒為衣殼蛋白內(nèi)包裹著核酸,269 nm處反映的是DNA的吸收峰;b為標記物Ru(bpy)2+3-NHS ester的圖譜,聯(lián)吡啶釕在220~600 nm之間有3個特征吸收峰,其中可見光457 nm處的吸收對應于金屬Ru到bpy配體dππ*電荷躍遷, 紫外區(qū)287 nm處的吸收是以配體為中心的ππ*躍遷,紫外區(qū)的另一個吸收峰在245 nm處,也是金屬Ru到bpy配體的dππ*電荷躍遷[11]; c為Ru(bpy)2+3標記Abrin噬菌體展示抗體的光譜圖,位于285 nm吸收峰應對應于聯(lián)吡啶釕287 nm的吸收峰,254 nm處吸收應對應于聯(lián)吡啶釕245 nm處的吸收,稍紅移,457 nm處為聯(lián)吡啶釕的特征吸收,這表明Ru(bpy)2+3-NHS ester已經(jīng)標記到噬菌體展示抗體上。
3.2 孵育時間的確定
因Abrin單鏈抗體展示于M13噬菌體表面,且M13較大,且為長絲狀,其運動相對抗體來說非常緩慢,又因scFv位于一端,這降低了M13與Abrin接觸的幾率,有必要對孵育時間進行考察。Abrin濃度為50 μg/L時,在加入Ru(bpy)2+3標記的Abrin噬菌體展示抗體后分別孵育10, 20, 30, 40, 50, 60, 70和80 min,隨孵育時間增加,電化學發(fā)光強度的變化見圖4。孵育時間小于60 min時,隨孵育時間增加發(fā)光強度逐漸增強;孵育時間大于60 min時,發(fā)光強度趨于平穩(wěn)。說明室溫下的M13參與的結(jié)合反應在60 min后基本達到飽和。因此,加入標記探針后孵育時間定位 60 min。
篇2
關鍵詞:通識教育;人類生物學;遺傳學
教育的實質(zhì)應該回歸以人為本,培養(yǎng)健全人格,全面提高人的素質(zhì),高等教育尤為如此,不僅要追求優(yōu)質(zhì)的專業(yè)教育,更要踐行“以人為本”的通識教育。高等教育為我國現(xiàn)代化建設提供了人才保障,輸送了大量國家所需的專業(yè)人才。我國普通本科招生規(guī)模逐漸擴大,入學率近50%,很快將跨入高等教育普及化發(fā)展階段。高等教育工作任重道遠。結(jié)合國內(nèi)外教育歷史與現(xiàn)實,我國改革開放40年的高等教育實踐已經(jīng)證明,通識教育與專業(yè)教育同等重要,二者相輔相成。本文將通過通識課程人類生物學的教學實踐,總結(jié)和挖掘“以人為本”的教學理念和教學思路和方法,特別以人類遺傳學為案例,分析人的經(jīng)典屬性在通識教育中的核心地位。
1通識教育的核心理念
在通識教育的實踐中,各個大學都有自己的理解和實踐,也都遇到各種困惑和困難,包括理念的建立和課時的安排等,例如如何從繁多的專業(yè)課程學時中給通識課程分出學時等問題。狹義上講,通識教育是通與專的結(jié)合,而更廣義的理解應該是如何踐行“以人為本”的教育理念。
清華大學成立了通識教育實驗區(qū)新雅學院。北京大學不僅成立了元培學院,而且在“通?!苯Y(jié)合方面進行了各種實踐。復旦大學在教與學兩方面推進改革舉措,建立“以人為本,以德為先”的人才培養(yǎng)理念。浙江大學建立了竺可楨學院,在通專結(jié)合方面開設了一批高品質(zhì)的榮譽課程。武漢大學系統(tǒng)地發(fā)展了通識教育的核心理念,即“博雅弘毅,文明以止,成人成才,四通六識”。秉持“人文化成”之理念,以“成人”教育統(tǒng)領成才教育(http://gec.whu.edu.cn/tszx/zxjj.htm)。《人類生物學》作為該校最早開設的通識課程之一,始終踐行上述通識教育的核心理念,堅持“以人為本”作為經(jīng)典。從2008年開課以來,一直深受學生歡迎。歷經(jīng)“武大通識1.0”到“武大通識3.0”的建設,已經(jīng)成為通識教育的重要組成部分。
2人類生物學的教學實踐
2.1教學目標、大綱與教學方法
素質(zhì)教育正成為當今大學教育的趨勢。作為通識教育課程,《人類生物學》課程旨在培養(yǎng)大學生健全的人格,拓展與完善大學生的知識結(jié)構(gòu),造就更多有創(chuàng)新潛能的復合型人才?!度祟惿飳W》是為各專業(yè)學生開設的全校性通識課程,適合于文科、理科、工科和醫(yī)學等專業(yè)大學生學習人類自身知識的課程。該課程通過現(xiàn)代化多媒體教學手段進行展示,強調(diào)人類生物學知識的基礎與前沿、科學性與趣味性、實用性與交叉性、熱點問題與系統(tǒng)知識的有機組合,注重聯(lián)系實際,貼近生活,易于了解和接受。教學中反映人類生物學與理、工和人文社科等學科的交叉滲透,反映現(xiàn)代生命科學發(fā)展的最新成果,以及地球與人類生存發(fā)展的密切關聯(lián)。課程以“人是什么”為切入點,對人類自身的過去、現(xiàn)在和未來所涉及的生物學問題進行講授?!度祟惿飳W》教學內(nèi)容選擇上始終體現(xiàn)人文關懷,貼近生命和生活,按照人類生物學知識范圍,設計若干知識模塊。教學共分6章(表1)。為了便于各專業(yè)本科生選修的時間靈活性,在總學時上壓縮到最小,安排一個學分,共16學時。在教學方法上,全部采用多媒體教學。教學手段主要包括自制幻燈片、自制多媒體鏈接、視頻短片,VCD播放,以及精準個性化教學與小組交流等豐富多彩的方法。
2.2教學效果與評估
從“武大通識1.0”到“武大通識3.0”,《人類生物學》始終貫徹落實“通識”教育理念,滿足于大學生對人類自身知識的了解和渴望。至今已開課10年,共有1470余名學生選課,每次選課平均110余人,選課學生覆蓋全校文、史、理、工、農(nóng)、醫(yī)所有學科專業(yè)(圖1)。教學評價由學院組織,百分制進行,平均得分為94.92分。不僅學生選課踴躍,而且獲得了很好的教學效果。為我國培養(yǎng)具有通識知識背景的高級科學人才做出了貢獻。
3以“通”為境界的人類生物學通識教學
3.1以“通”為人格境界的總體設計
培養(yǎng)健全人格,以“?!睘橹R縱深,以“通”為人格境界。人類生物學課程的建設始終貫穿從認識“人”、了解“人”到培養(yǎng)“人”,以及了解自己到了解世界,以“通”為人格境界,打通文理界限。有關人類生物學學習,已經(jīng)出版了不少教材和參考書,國內(nèi)以陳守良和郭明德編寫的《人類生物學》較為系統(tǒng)[1],中文翻譯本有尤瓦爾·赫拉利著的《人類簡史從智人到智神》[2]。人類生物學課程教學中反映了人類生物學知識與理、工、人文社科等學科的交叉與滲透,體現(xiàn)了現(xiàn)代生命科學發(fā)展的最新成果及其產(chǎn)生的意義,同時關注地球與人類生存發(fā)展的密切關聯(lián)。引導學生從喜歡學、主動學到無形之中塑形自我健全人格的“通”境界。
3.2人是什么?
人們對大猩猩好奇,人與大猩猩、黑猩猩以及金絲猴到底是什么關系?這就要先回答人是什么?人類生物學教學中以此問題為切入點,闡明人的屬性。讓學生了解自己,只有充分認識自己,才能完善人的屬性,并樹立健全人格。長臂猿、猩猩、大猩猩、黑猩猩與人都屬于人猿超科大家族。然而,他們在不同的演化年代各自分歧獨立成群,最早是長臂猿在約距今18百萬年前分開獨立演化,之后是猩猩在11百萬年前分出,大猩猩于7~8百萬年前與黑猩猩和人分開演化,最后是人類在5~7百萬年前與黑猩猩分開獨立演化(圖2)??磥砼c人類更近源的是黑猩猩,而非電影中場景描述的大猩猩與人類更親近。在教科書中沒有更新關于人類的演化知識。人類生物學教學中更關注前沿熱點問題,引入了新內(nèi)容,使學生認識人更全面。比如,在黑猩猩與人類分開演化后不久,約4.4百萬年前,人類演化的這一支出現(xiàn)過一類與人類更近源的猿人,即拉密達猿人。2009年美國科學家在Science雜志上發(fā)表系列報道,在埃塞俄比亞境內(nèi)發(fā)現(xiàn)了距今已有4.4百萬年的女性原始人骨骼化石[3-5],這是迄今發(fā)現(xiàn)的年代最久遠的原始人骨骼化石,科學家根據(jù)出土的骨骼“復原”了其整體特征(圖2)。她具有與猿類似的頭部和腳趾,手掌、手腕以及骨盆格局,表明她可以用兩只腳直立行走,類似人類,但腳掌的拇指分得更開,這有利于野外生存。這可能是目前已知的最早的人類祖先,即使不是,它也為研究者提供了新的參考,了解人類是怎樣從大猩猩和黑猩猩等共同擁有的祖先那里演化來的。更多疑問留給學生課后思考,比如:拉密達猿人為什么沒有成功演化,而在地球上消失?人類是否還在進一步演化?人類的未來如何?
人的屬性及與其他動物的本質(zhì)區(qū)別也是學生常常提出的疑問。人類生物學課程引入如下幾點思考:(1)智慧:源自人類高度發(fā)育的大腦?,F(xiàn)代人的腦容量是近親黑猩猩的3倍以上。增大的容量使得人類大腦具有更多的神經(jīng)細胞和更復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡。同時,介紹在人群中大腦容量也存在個體差異,以及存在智商差異等問題。(2)勞動:直立人的出現(xiàn)解放前肢發(fā)展為手,為勞動創(chuàng)造了條件。勞動在人類進化中具有決定性作用,發(fā)展勞動工具為人類演化新的一步,北京人用的石錐,非洲發(fā)現(xiàn)的石器組合等。勞動促進了人類進化,人類的每一代人都不是簡單地重復前一代人的活動,而是在繼承前一代人的勞動成果,傳承現(xiàn)存的生產(chǎn)力以及與之相適應的社會關系,在繼承以語言文字等形式存在的文化知識成果的基礎上,進行新的創(chuàng)造活動,從而使人類改造自然的能力不斷提高,使社會生活、社會關系不斷豐富和發(fā)展,人類也由此獲得了新的演化。從這個意義上講,愛勞動是人的本能,勞動不僅為人類創(chuàng)造財富,更是人類演化的自然屬性。(3)語言﹑文字與音樂:人類的屬性首先是有了交流的語言,語言的誕生就是人類的誕生。音樂是人類的共同語言。早在3500年前的商代,中國就有了編鐘,這為人類的演化提供了源泉。音樂起源于勞動,勞動賦予音樂以內(nèi)容,勞動的呼聲賦予音樂節(jié)奏和音調(diào),勞動的動作給予音樂舞姿。古代與現(xiàn)代的詩歌、音樂和舞蹈3者是一體的,音樂–舞蹈–勞動–大腦,協(xié)調(diào)演化,因此,音樂是人類演化的產(chǎn)物,也促進了人類向更高級的演化。人類的語言是以命名為基礎的,而動物的語言則不是。動物也可以通過有聲語言進行簡單的溝通和情感的表達等,但都不是以對事物的命名為基礎。根據(jù)考古研究成果,人類至少在40~50萬年前就開始發(fā)明出口頭語言,創(chuàng)造出最初的詞語。只有到了4~5千年前,歐亞大陸的一些民族逐步創(chuàng)造出比較完善的文字系統(tǒng)。在中國就是以表意為基礎的漢字,最早是甲骨文。中國的殷墟遺址出土了距今近4千年的甲骨文,清楚地記載了甲骨文字與日歷。說明中華民族的近5千年的演化歷史,就是近代人類的演化史。這些關鍵歷史的介紹,極大地激發(fā)了學生的民族自豪感和愛國熱情。體現(xiàn)了“以人為本”統(tǒng)領成才教育的理念。
3.3美洲人起源自亞洲
人們始終疑惑美洲人是從哪里來的?是什么時候遷移到美洲的?美洲人的起源與中國人有無關聯(lián)?人類生物學教學始終關注這些科學問題的最新進展,讓學生思考??脊艑W記錄提示,西伯利亞人群于2.2~3萬年前通過白令陸橋來到美洲,成為克羅維斯人(Clovis),即古印第安人[6]。近年來,古基因?qū)W技術的發(fā)展,為探索美洲人的起源開辟了新途徑??脊叛芯匡@示,克羅維斯時代,有著豐富的勞動工具,稱其為克羅維斯工具(圖3A)。一般認為這些古克羅維斯人起源于亞洲,并與現(xiàn)代美洲人存在關聯(lián)[7]。最近在美國蒙大拿州Anzick考古點找到一具嬰兒(Anzick-1)骨遺物,考古分析顯示,Anzick-1距今約1.2556~1.2707萬年,并從中分離了古DNA?;蚪M測序和遺傳學分析顯示,Anzick-1起源于亞洲,并非來自歐洲。進一步的基因組參數(shù)分析顯示,Anzick-1基因組特征與現(xiàn)代的美洲人相似,說明Anzick人群在后來的繁衍擴散到了整個北美洲,屬于美洲原住民。后來演化為現(xiàn)代美洲人[8]。而且,Anzick-1基因組與中國漢人基因組聚類在一個大進化分支之內(nèi),提示其與中國漢族存在遺傳關聯(lián)。結(jié)合現(xiàn)代基因組和考古研究,說明北美洲原住民起源自亞洲(圖3B)。然而,Anzick人是否來自中國古漢族人有待進一步探索,這一科學問題值得學生深思,比如,美國美洲原住民與中國古漢族人在演化歷史上是否早就聯(lián)系在一起?而美洲人起源于中國人?其實,北美洲原住民另外一支起源于貝加爾湖中南西伯利亞。在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)的Ma-1少年化石屬于這一支,約2.4萬年前遷移至北美洲。Ma-1基因組測序分析顯示,其Y染色體和常染色體序列與西部歐亞人相似,而不是東部亞洲[9]。這一支約占北美洲原住民祖先14%~38%。而大多數(shù)北美洲原住民起源于東部亞洲。
4貼近生活的教學模式
人類生物學教學以通為引領,貼近生活的教學模式最能讓學生熱愛通識教育,從而達到塑形自我健全人格的通識教育目的。在人類基因組與個人精準醫(yī)學章節(jié)的教學中,著重討論了人類基因組計劃的前因后果,以及個人基因組計劃的實施對每個人生活的影響。比如,隨著個人基因組測序的普及,如何保護個人基因組的隱私。在個性化給藥與精準醫(yī)學方面,不僅介紹最新進展,使學生了解最新學術成果,更要讓學生結(jié)合自身健康,以及生病時吃藥情況進行思考。目前的治病用藥基本是“One-Size-Fits-All”即“一種劑量適合所有”,精準醫(yī)學的發(fā)展不久將實施“RightDrug-RightDose-RightPerson”即“正確的藥物–正確的劑量–正確的人”。通過體驗貼近生活的教與學,學生輕松掌握了人類基因組與個人精準醫(yī)學知識。同時,也提出一些問題讓學生討論,比如,隨著基因組測序費用的降低,你愿意測序你的個人基因組嗎?因為人基因組記錄了一個生命的全部奧秘和隱私,包括疾病基因等,一方面這對于疾病的預防、診斷與治療很有幫助;另一方面,如何保護個人及家人的基因隱私也是普遍關心的問題。在人類遺傳學章節(jié)的教學中,以色盲基因的遺傳為例,讓每個學生都親自參與到教與學的教學過程中,學習和了解自己的色盲基因。為了保護個人隱私,課程通過對學生一對一的教學測試,讓每個學生了解自己的視力與色盲基因的遺傳方式。統(tǒng)計顯示正常視力為絕大多數(shù),色弱也不少,還有少數(shù)色盲(圖4A)。通過貼近生活的教學活動,學生普遍關心的一些問題也就迎刃而解了,比如,為什么色盲總是出現(xiàn)在男生,而女生沒有?因為色盲基因位于X染色體,屬于性連鎖遺傳。為什么有些人得病是綠色盲,另一些人得紅色盲,因為這是兩個連鎖遺傳基因的控制,即紅視蛋白基因(redopsin)和綠視蛋白基因(greenopsin)。為什么會得色盲?因為這兩個基因的染色體區(qū)域DNA序列的相似性,在減數(shù)分裂時容易產(chǎn)生配對交換錯配,導致產(chǎn)生突變配子所致(圖4,B和C)。
篇3
【關鍵詞】粉螨 過敏性哮喘 變應原 嗜酸性粒細胞
一、粉螨過敏性哮喘簡史
1922年Cooke首先提出灰塵里有特殊抗原物質(zhì)是引起哮喘和過敏性鼻炎的重要原因。1928年Dekker報道在一例哮喘患者屋內(nèi)沙發(fā)墊內(nèi)找到大量螨,消除螨后哮喘癥狀緩解,由此提出螨是引起哮喘的變應原。新西蘭一組隨機選擇的兒童從產(chǎn)生哮喘直至13歲的隨訪表明,對于哮喘癥狀發(fā)展和氣道高反應性,花粉不是危險因子,室內(nèi)過敏原特別是塵螨是最重要的危險因子[6]。1964年Voorhost報導了塵螨代謝產(chǎn)物是無塵中的主要變應原。得到了許多專家的證實[7] 學者Musken等分別用弗氏無爪螨、梅氏嗜霉螨、家食甜螨等14種螨浸液對哮喘的農(nóng)民進行皮膚挑刺試驗,總陽性率高達I經(jīng)皮膚點刺試驗發(fā)現(xiàn)在過敏性哮喘患者中有51.3%對塵螨過敏[9]。在英國,45%~85%的哮喘患者對螨過敏[10]。在國內(nèi),唐秀云等[11]通過采集淮南地區(qū)房舍儲藏物標本,鏡下進行粉螨分離鑒定,并結(jié)合哮喘的流行病學調(diào)查表統(tǒng)計數(shù)據(jù),進行相關性分析。哮喘患者居室儲藏物粉螨孳生密度為非哮喘患者居室儲藏物粉螨孳生密度為0.05,差異有統(tǒng)計學意義,結(jié)果顯示:淮南地區(qū)房舍儲藏物粉螨孳生嚴重,其孳生密度與過敏性哮喘發(fā)病有關。吳雅玲 [12]等對洛陽地區(qū)50例兒童支氣管哮喘患者及46例正常兒童進行血清5種螨的特異性IgE(sIgE)的檢測,發(fā)現(xiàn)兒童支氣管哮喘組螨sIgE總陽性率為68.00%,其中以塵螨和耪螨的陽性率最高;正常對照組螨sIgE總陽性率為11.54%,由此可見,洛陽地區(qū)兒童支氣管哮喘與螨過敏(特別是塵螨和粉螨)有直接關系。舒復平,王娟[13]等以2006年12月至2007年12月本院兒科就診的100例患兒為對象,患兒均符合2003年制定的哮喘診斷標準∝1,所有患兒行皮膚點刺試驗和塵螨特異性IgE檢測,結(jié)果均為陽性。樓金吐[14]等對杭州167例過敏性哮喘患兒過敏原分析,發(fā)現(xiàn)哮喘患兒的過敏原最常見為塵、粉螨和屋塵。
二、粉螨性哮喘的發(fā)病機制
(一)遺傳因素和環(huán)境因素。
粉螨性哮喘是以肺內(nèi)嗜酸|生粒細胞聚集、粘液過度分泌、氣道高反應性為特點的IgE介導的I型變態(tài)反應性疾病,該病的發(fā)生是遺傳因素和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果。支氣管哮喘具有明顯的家族聚集傾向,是一種復雜的多因子、多基因遺傳病。通過基因組掃描、候選基因技術和連鎖分析等方法確認支氣管哮喘是一種復雜的多基因遺傳病[15],1994年,Moffatt[16]首次報道了TcRαδ復合體與特異性IgE反應存在遺傳連鎖。發(fā)病呈多因性和異質(zhì)性,還可表現(xiàn)為基因不完全外顯和多基因遺傳,并有著不同遺傳機制。大量遺傳研究表明[17,18],HLA-Ⅱ類基因多態(tài)性與過敏性哮喘發(fā)病相關,因HLA-II類抗原(包括DP、DQ、DR)在抗原呈遞過程中起關鍵作用而影響免疫反應的特異性。國內(nèi)學者研究表明支氣管哮喘各級親屬患病率高于一般群體,支氣管哮喘遺傳度在80%左右,父母中一方有哮喘的兒童,患哮喘幾率較其他兒童高2~5倍,父母雙方均有哮喘的兒童約有50%發(fā)病幾率[19]。過敏性疾病的發(fā)病與遺傳密切相關,但過敏癥狀的發(fā)生不能忽視環(huán)境因素的影響,且各種過敏癥狀可以交叉出現(xiàn)[20]。目前研究表明,遺傳和環(huán)境因素所致的免疫功能紊亂是引起哮喘發(fā)病的主要原因,而在穩(wěn)定人群中的基因構(gòu)成似乎不可能在一個世紀內(nèi)發(fā)生如此顯著的變化,環(huán)境因素可能是哮喘發(fā)病率增高的決定因素。吸入性變應原是兒童支氣管哮喘的一個主要病因。大量的流行病學調(diào)查表明,哮喘癥狀的嚴重程度與居室內(nèi)塵螨過敏原含量存在劑量-效應關系,哮喘的流行情況也與粉螨過敏原的季節(jié)性變化相關。
(二)免疫學發(fā)病機制。
粉螨性哮喘的發(fā)生發(fā)展除與遺傳、環(huán)境因素相關外,更與免疫反應關系密切。當粉螨等外源性抗原進入機體后,通過T細胞傳遞,B淋巴細胞分化、增殖,產(chǎn)生特異性IgE,與肥大細胞和嗜堿細胞(EOS)上的受體結(jié)合使機體處于致敏狀態(tài)。當再次接觸相同螨變應原時,與已致敏的肥大細胞和嗜堿細胞釋放組胺、血小板活化因子(PAF)、前列腺素(PG)、白三烯(LTS)等生物活性物質(zhì),這些炎癥介質(zhì)引起氣道黏膜水腫、黏液分泌亢進、血管通透性增加和氣道高反應性,引發(fā)哮喘。
邵潔等對塵螨過敏的哮喘兒童外周血體外持續(xù)給予塵螨主要過敏原Der p和Der f刺激,研究發(fā)現(xiàn)Der p、Der f對Th細胞有明顯的選擇性,過敏原的持續(xù)暴露促進Th2優(yōu)勢表達,T1/T2平衡向T2轉(zhuǎn)化,表明粉螨性哮喘的發(fā)生與Th1/Th2細胞免疫應答有關。Nasser等認為血清中IL-12水平的降低易于哮喘的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)IFN-1是IL-4的拮抗因子,可通過抑制IL-4 mRNA轉(zhuǎn)錄水平,抑制IL-4誘導的B細胞表達低親和IgE受體,從而抑制體內(nèi)IgE生成。國外學者比較過敏性哮喘患兒和非過敏性哮喘患兒外周血單個核細胞培養(yǎng)液(PBMc)中IL-4和IFNγ-的水平,發(fā)現(xiàn)前者IL-4水平顯著高于后者,IFN-γ水平則相反,認為IL-4/IFN-γ之間的不平衡是導致IgE異常升高的原因,也是過敏性哮喘的重要特征之一[29]。屋塵螨提取液致敏小鼠肺部變應性炎癥模型中,小鼠肺部灌洗液細胞計數(shù)和嗜酸性粒細胞計數(shù)明顯升高,灌洗液IL-4和IL-5明顯升高,而IL-2 INF-γ 無明顯變化。
三、粉螨過敏性哮喘的防治措施
(一)相關健康教育。
如果患兒及其家長缺乏有關的防治知識,不了解除螨的一般方法,對哮喘病情認識不足、重視不夠,就可能導致反復發(fā)作,加重病情,甚至危及生命。因此加強健康教育對于防治兒童螨過敏性哮喘有重要意義。舒復平王娟等通過及時、恰當?shù)貙純杭捌浼议L實施相關健康教育,有助于降低螨過敏性哮喘對兒童健康的威脅,實施健康教育后,患兒和/或家長對各項防治知識的掌握及知曉率均≥90%,治療依從性99%,95%患兒哮喘發(fā)作次數(shù)減少。
(二)控制變應原。
近年來支氣管哮喘等變應性疾病發(fā)病率呈上升趨勢并不能用遺傳因素很好的解釋,其中普遍認為過敏原陽性是一個重要的危險因素。吸入性變應原是兒童支氣管哮喘的一個主要病因,同時調(diào)查顯示變應原陽性是氣道高反應的主要危險因素。變應原的種類很多,主要分為吸入性變應原,食物性變應原及其它變應原。主要措施有:(1)通風干燥,日光爆曬。(2)清洗床單、被套和枕頭套,并用55℃以上熱水浸泡10分鐘以上,每月2次。(3)不用地毯。(4)定期將床上用品放置在陽光下暴曬2小時以上。(5)使用殺螨劑,在使用低毒高效的殺螨劑時,要注意“對螨下藥”才能達到有效防治目的。(6)天敵殺螨。 如使用捕食性螨捕殺害螨或用真菌、細菌、原蟲感染螨類使其死亡。(7)控制繁殖。 通過改變或轉(zhuǎn)移害螨的遺傳物質(zhì),破壞其遺傳過程,達到殺滅的目的。
(三)治療措施。
(1)皮下注射脫敏療法對難以避免變應原的患者,可用小劑量、間隔較長時間、反復多次接觸粉螨變應原進行脫敏治療。陳秀春、李朝品[等用粉塵螨浸液對粉螨性哮喘患者進行脫敏治療前后用ELISA法檢測患者血清總IgE,螨特異性IgE,IgG,IL-2,IL-4,用生物素―鏈霉親和素(BSA)檢測外周血CD3+、CD4+、CD8+、cD4+/CD8+,比較上述指標的變化,發(fā)現(xiàn)螨性哮喘患者脫敏治療過程中,機體的免疫學變化復雜,其體液免疫產(chǎn)生螨特異性IgE、IgG,對患者癥狀緩解具有重要作用,細胞免疫變化似有Th2型反應受抑制,Thl型反應增強的趨勢。除皮下注射外,趙京、譚毅研究發(fā)現(xiàn)有許多新的給藥途徑為臨床治療帶來了方便,如舌下含服、口服、鼻滴、透皮等。近年來為克服使用普通變應原制劑療程長,劑量難控制等缺點, 變應原微球緩慢釋放制劑的研究正在進行。
四、結(jié)語
粉螨過敏性哮喘的發(fā)病是以粉螨為誘因的變態(tài)反應性疾病,嚴重危害人類健康和影響人們的生活質(zhì)量,因此防治粉螨過敏性哮喘有著重要的意義。隨著居住環(huán)境的改變和人們對生活質(zhì)量要求的提高,粉螨變應性疾病正日益受到重視;并隨著研究者對粉螨過敏性哮喘致病機制及其免疫機制的進一步研究,對疫苗最佳免疫途徑及劑量的進一步摸索,隨著分子生物學、遺傳學、蛋白質(zhì)組學和基因組學的進一步發(fā)展,以及對疫苗配伍佐劑的進一步開發(fā),將必然對粉螨過敏性哮喘的防治發(fā)揮重要作用。
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