克氏原螯虾过敏原的研究进展

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　　摘 要：克氏原螯虾（淡水小龙虾）肉味鲜美，营养丰富，却具有高致敏性。本文综述国内外有关小龙虾的养殖和食物过敏情况、小龙虾的过敏原物质以及变应原抗原表位等研究进展，为进一步研究小龙虾的过敏原提供一定的参考。
　　关键词：克氏原螯虾；过敏原；表位；进展
　　中图分类号：S-3 文献标识码：A
　　DOI：10.19754/j.nyyjs.20190430003
　　基金项目：淮安市重点研发计划项目“盱眙龙虾变应原鉴定及加工脱敏关键技术与应用”（项目编号：HAS201603）；江苏省大学生创新训练省级指导项目“食品热加工方法对盱眙龙虾过敏原性的影响研究与应用”（项目编号：Z205C18281）；淮阴工学院大学生创新训练项目“龙虾各部位嘌呤含量分布及其加工应用”（项目编号：Z205C17535）
　　*为本文通讯作者 克氏原螯虾（Procambarus clarkii）俗称淡水小龙虾，原产美国南部路易斯安那州和墨西哥北部，后由日本引种到我国[1]，由于克氏原螯虾具有较强的适应性，繁殖能力较强，在我国较大范围内均有养殖，今年来在长江流域养殖规模得到迅速增加，克氏原鳌虾产量也显著提高，江苏省的盱眙被命名为“中国小龙虾之乡”。
　　克氏原鳌虾肉质细腻、味道鲜美、营养丰富，虾黄中含有蛋白质、不饱和脂肪酸、维生素、微量元素等，具有较高的营养价值[1]，是深受广大消费者喜爱的食品。近年来，随着克氏原螯虾等水产品的消费量日益增多，由食用克氏原鳌虾发生食物过敏和横纹肌溶解的病例时有发生[2]，引发消费者的关注，需要对引起过敏的变应原物质进一步研究，以便更安全食用。
　　1 克氏原螯虾养殖、消费与食物过敏情况
　　近年来在长三角乃至在全国克氏原螯虾的消费量骤增，以致出现各种各样的“龙虾节”，而市场上天然克氏原螯虾供不应求，导致价格上涨，为了满足市场需求，人工无公害化养殖克氏原螯虾已成为农民脱贫致富的新途径[3]。
　　虽然每天都有上万人食用克氏原螯虾，而生病的人极少，所以有专家推测：这种病可能与过敏反应有关[4]。食物过敏是一种常见的人体免疫性疾病，主要是食物中含有的蛋白质引起的，由IgE介导的I型超敏反应，其临床症状主要有水肿、皮炎、哮喘以及肠道综合征等，严重时会引发休克甚至危及生命[5]。
　　2 克氏原螯虾中的主要过敏原物质
　　食用克氏原螯虾后，其变应原激发机体内的I型超敏反应，刺激细胞释放出组胺、5-羟色胺等生物活性物质，诱发机体产生各种过敏症状[6]。目前已发现并且鉴定的克氏原螯虾过敏原物质主要有原肌球蛋白（Tropomyosin）、精氨酸激酶（Arginine kinase）、磷酸丙糖异构酶（Triose-phosphateisomerase）、血蓝蛋白亚基（Hemocyanin subunits）等[7]。
　　2.1 原肌球蛋白
　　原肌球蛋白是广泛存在于脊椎和无脊椎动物中的一类同源蛋白，越来越多的报道表明，原肌球蛋白在甲壳类和软体动物中具有高度保守性，因此具有较高的交叉反应性[8]。易海涛[9]等对克氏原螯虾原肌球蛋白变应原的一个片段区基因进行了表达、纯化及免疫原性鉴定，结果表明该蛋白可与食用克氏原螯虾过敏患者混合血清中的IgE结合，产生免疫反应性。黄素文[10]等对来源于淡水小龙虾的原肌球蛋白基因进行了克隆、表达及其免疫活性鉴定，并成功表达了具有免疫活性的淡水小龙虾原肌球蛋白，为虾过敏性疾病的诊断和治疗奠定了基础。
　　2.2 精氨酸激酶
　　精氨酸激酶是无脊椎动物中存在的一种重要的酶，一般在能量代谢中起调节作用[11]。陈亨利[12]等采用硫酸铵盐析和Q-Sepharose柱层析等的方法纯化了来源于克氏原螯虾中的精氨酸激酶，采用点杂交方法鉴定了该变应原的过敏原性，结果表明，经纯化后的该变应原蛋白能与食用甲壳类动物过敏患者的血清发生特异性反应，从而进一步证实了该变应原是克氏原螯虾中的重要致敏物质。
　　2.3 磷酸丙糖异构酶
　　磷酸丙糖异构酶是生物体中存在的重要的酶，在能量转换中可以催化丙糖磷酸异构体构型的变化。Bauermeister[13]等首次鉴定出磷酸丙糖异构酶是褐虾中的新型过敏原。杨阳[14]等以克氏原螯虾为实验对象，通过硫酸铵盐析和柱层析的方法，从肌浆中提取纯化目的蛋白，并利用MALDI-TOF质谱鉴定了蛋白质，通过利用过敏患者血清进行dot blot反应，确定了该纯化蛋白的致敏性，从而得出该酶是克氏原螯虾中的变应原蛋白。张永霞[15]等对来源于克氏原螯虾中磷酸丙糖异构酶进行了分离纯化和免疫反应性研究，结果表明，该酶蛋白可与食用甲壳类过敏患者血清发生特异性免疫结合反应，确定了其过敏性。
　　2.4 血蓝蛋白
　　血蓝蛋白是一类存在于节肢动物和软体动物中的多功能蛋白，该蛋白在能量转换、渗透压维持及动物蜕皮等生理过程中发挥作用。Piboonpocanun [16]等从罗氏沼虾的血淋巴中纯化到了血蓝蛋白，并经LC-MS/MS质谱分析对其进行了鉴定，该蛋白可与过敏患者的血清发生明显的免疫反应，从而确定了其致敏性。陈亨利[17]等通過综合利用血清学及理化性质的分析结果，揭示了该蛋白是克氏原螯虾的一种过敏原蛋白。
　　3 变应原抗原表位的研究
　　目前通过蛋白质组学和免疫学相关技术手段可以鉴定出引发食物过敏的变应原物质，这些变应原物质能够与其在过敏患者体内诱导产生的IgE抗体发生特异性结合，并诱发炎症因子在组织中的释放，从而在机体中产生I型超敏反应[18]。一般引起过敏的并非变应原物质本身，而是由其特定的序列或称为抗原决定簇所决定的，而这些抗原表位位置可能是线性的也可能是具有空间构型的。研究表明，蛋白质二级结构中的β-转角结构较易成为抗原表位，因其为凸出结构，多位于蛋白质表面，利于与抗体结合[19]。蛋白质所处的微环境，如温度、pH和离子强度等发生变化对蛋白质的二级结构和空间构象影响较大，可改变抗原表位的结构导致其抗原性发生变化[20]。 　　4 问题与展望
　　近年来随着人们生活水平的提高，克氏原螯虾等水产品因其营养价值高深受广大消费者的青睐，然而因食用克氏原螯虾导致食物过敏的事件也时有发生。消费者对水产品带来的食物过敏情况也高度关注，因此过敏反应也成为水产品消费的重要安全事件，鉴于目前食品标签中对过敏原成分的标示越来越受到重视，因此对目前水产品变应原的研究也具有重要的实际意义，此外，在克氏原螯虾为代表的水产产品过敏性的研究方面还需要进一步的努力，以期在变应原性消减技术的研究上进一步提高，特别是结合食物过敏变应原及其核心抗原表位为靶标的过敏原消减技术将是克氏原螯虾安全性加工的发展方向。
　　参考文献
　　[1] 夏爱军，唐建清. 克氏原螯虾现状分析与研究思路[J]. 水产养殖，2006，27（6）：9-11.
　　[2] 杨阳，张永霞，陈仲玮，等. 克氏原螯虾新型过敏原的鉴定与性质研究[C].华东地区生物化学与分子生物学学会联合会学术交流会暨安徽省生物化学与分子生物学学会理事会议. 2017.
　　[3] 张家宏，王守红，寇祥明，等. 克氏原螯虾工厂化繁育关键技术[J]. 江苏农业科学，2008（4）：205-207.
　　[4] 林江伟，游洪燕，沈海旺，等. 克氏原螯虾原肌球蛋白的純化及过敏原性分析[J].集美大学学报（自然科学版），2012，17（3）：167-174.
　　[5] Untersmayr E， Jensen-Jarolim E. Mechanisms of type I food allergy [J]. Pharmacology & Therapeutics， 2006， 112（3）： 787-798.
　　[6] Nakagawa T. IgE antibody determination [J]. Nihon Rinsho Japanese Journal of Clinical Medicine， 2001， 59（10）： 1950-1954.
　　[7] Lehrer SB， Ayuso R， Reese G. Seafood Allergy and Allergens： A Review [J]. Marine Biotechnology， 2003， 5（4）： 339-348.
　　[8] Leung PS， Chow WK， Duffey S， et al. IgE reactivity against a cross-reactive allergen in crustacea and mollusca： evidence for tropomyosin as the common allergen [J]. Journal of Allergy & Clinical Immunology， 1996， 98（5）： 954-961.
　　[9] 易海涛，夏立新，刘芳，等.克氏原螯虾主要变应原原肌球蛋白的一个片段区基因的克隆表达、纯化及免疫原性鉴定[J]. 江西师范大学学报（自然科学版） 2011，35（3）：280-285.
　　[10] 黄素文，杨文潮，朱海，等. 淡水小龙虾主要过敏原原肌球蛋白基因的克隆、表达及其免疫活性鉴定[J].中国免疫学杂志，2011，27（7）：642-647.
　　[11] 姚翠鸾，王志勇，相建海.甲壳动物精氨酸激酶的结构与功能[J].中国生物化学与分子生物学报，2008，24（3）：203-208.
　　[12] 陈亨莉，刘光明. 克氏原螯虾精氨酸激酶的纯化、性质分析及其过敏原性鉴定[C].中国水产学会学术年会. 2011.
　　[13] Bauermeister K， Wangorsch A， Garoffo LP， et al. Generation of a comprehensive panel of crustacean allergens from the North Sea ShrimpCrangon crangon[J]. Molecular Immunology， 2011， 48（15-16）：1983-1992.
　　[14] 杨阳，张永霞，陈仲玮，等. 克氏原螯虾新型过敏原的鉴定与性质研究[C].华东地区生物化学与分子生物学学会联合会学术交流会暨安徽省生物化学与分子生物学学会理事会议. 2017.
　　[15] 张永霞，曹敏杰，张凌晶，等. 克氏原螯虾磷酸丙糖异构酶的纯化及过敏性分析[C].中国食品科学技术学会年会. 2014.
　　[16] Piboonpocanun S， Jirapongsananuruk O， Tipayanon T， et al. Identification of hemocyanin as a novel non-cross-reactive allergen from the giant freshwater shrimp Macrobrachium rosenbergii[J]. Molecular Nutrition & Food Research， 2011， 55（10）： 1492-1498.
　　[17] 陈亨莉，曹敏杰，蔡秋凤，等. 克氏原螯虾新型过敏原血蓝蛋白的鉴定及性质研究[J].中国食品学报，2014，14（2）：240-247.
　　[18] 王学艳，孔瑞，张曼. 过敏性疾病常见变应原及特异性诊断方法[J].医学与哲学（B），2015，36（7）：11-14.
　　[19] 张永霞，杨阳，蔡秋凤，等. 水产食物过敏原及其抗原表位的研究进展[J].中国渔业质量与标准，2015，5（5）：1-8.
　　[20] Bgh KL， Nielsen H， Madsen CB， et al. IgE epitopes of intact and digested Ara h 1： A comparative study in humans and rats[J]. Molecular Immunology， 2012， 51（3-4）：337-236.
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