文：远笙纪

编辑：远笙纪

食物过敏已被世界卫生组织（WHO）认定为21世纪的重要健康问题之一。食物过敏可以对呼吸系统、消化系统和神经系统等产生影响，其症状主要表现为水肿、*麻疹荨**、腹泻、过敏性哮喘等，并在严重情况下可能危及生命。

甲壳类动物和鱼类是八大类过敏食物之一。根据数据显示，2018年中国水产品总产量达到6457.7万吨，人均年水产品消费量为11.7公斤。

随着我国水产品消费量的不断增加，引发食物过敏的病例也逐渐增多，尤其在沿海地区更为明显。

与鸡蛋、牛奶过敏不同，水产品过敏通常是终身性的，对人的健康造成巨大威胁。因此，对水产品引发的食物过敏问题应予以高度重视。

原肌球蛋白是一种耐热的酸性糖蛋白，其相对分子质量约为3.6×10^4至4.0×10^4[7]。它主要存在于肌肉中，与肌动蛋白结合形成复合物，调节肌肉收缩。在非肌肉组织中，原肌球蛋白的主要功能是维持细胞骨架的完整性。

每个原肌球蛋白分子具有7个肌动蛋白结合位点，可以结合7个肌动蛋白分子。原肌球蛋白的二级结构由两个相互缠绕的α螺旋多肽链形成超螺旋结构，其α螺旋占据80%以上，剩余部分是β螺旋和无规则卷曲结构，并没有复杂的三级或四级空间结构。

原肌球蛋白的结构相对保守，其中大多数保守的氨基酸序列位于N末端和C末端。

原肌球蛋白是多种无脊椎动物中的一种广泛致敏原。它是软体动物和甲壳类动物的主要过敏原，同时也是其他一些无脊椎动物（如屋尘螨等）的次要过敏原。

世界卫生组织和国际免疫联合会（IUIS）所属的过敏原国际命名委员会已对确认的原肌球蛋白致敏原进行了记录和登记（见表1）。

表1

接上

脊椎动物的TM与无脊椎动物的TM具有约55%的同源性，相比于无脊椎动物的TM结构，脊椎动物的TM更加灵活多变。一般认为脊椎动物的TM没有致敏性，然而最近的研究发现少数鱼类的TM具有致敏性。

在鱼类中，主要的致敏原是血清蛋白，研究表明莫桑比克罗非鱼的原肌球蛋白（Ore m 4）是其致敏原，同时也是作为脊椎动物致敏原的TM的早期报道。

该TM与人类原肌球蛋白亚型5具有87.7%的同源性，并引发与自身免疫非常相似的过敏反应。此外，研究人员还在带鱼和鲤鱼中发现了一些相对分子质量与TM相似且具有致敏性的蛋白质。

TM是海产品主要致敏原

甲壳类动物中的虾和蟹是人类主要食用的种类之一。研究表明，虾的TM（Tropomyosin）含量约占虾肌肉的5%~7%。

TM是甲壳类动物中主要的致敏原之一，早在1981年就有报道。60%~80%的甲壳类动物过敏患者对原肌球蛋白IgE反应呈阳性。在甲壳类动物肌肉中，存在两种亚型的TM：快型和慢型。

虽然这两种亚型在结构上相似，但某些特定的氨基酸序列存在差异。目前已经成功纯化和鉴定了多种甲壳类动物中的TM。TM存在于螃蟹和虾的加工环境中，与职业性过敏有关。

与甲壳类动物相比，软体动物的TM研究相对较少。根据世界卫生组织的认可，软体动物中有6种公认的致敏原（Cra g 1、Hal l 1、Hel as 1、Sac g 1、Tod p 1、Hal m 1），其中前五种为TM。

早在1996年，就有报道说TM是鱿鱼的主要致敏原。

与甲壳类动物的TM类似，软体动物的TM也存在职业性过敏风险。例如，有报道指出一名厨师在加工和烹饪鱿鱼后出现过敏症状并经过确诊确认为过敏。

表位，又称抗原决定簇，是指抗原分子中能够诱导免疫反应的一段氨基酸序列和空间结构。

根据空间结构的不同，表位可以分为线性表位和构象表位。线性表位与食物过敏密切相关，因此针对TM的表位研究主要集中在线性表位上。研究表明，致敏原表位区域相较于非表位区域更为稳定。

当TM经过胃肠消化后，其表位结构会发生改变。消化过程中，酶可能会破坏或改变TM表位的一部分，同时也可能暴露出更多隐藏在内部的线性表位。TM表位的研究对于免疫交叉反应、致敏性评价与消减、临床诊断等具有重要意义。

与虾的TM相比，对软体动物TM的表位研究相对较少。已经确定了牡蛎Cra g 1的表位包含AA92—105（IQLLEEDMERSEER）。

我们鉴定了章鱼Oct v 1的表位为AA77—112、AA148—160、AA269—281，其中表位AA77—112与牡蛎Cra g 1的表位AA92—105具有相同的序列。

我们研究了18种软体动物TM的序列一致性，并发现了几个保守的氨基酸序列区域，包括AA120—125、AA164—178、AA214—228、AA251—261，其中AA251—261与Pen a 1的表位有重合部分，可能引起交叉反应。

我们在排除与人和猪TM相同的表位后，预测并确定了菲律宾蛤仔TM的4个线性表位：Peptide 2，Peptide 6，Peptide 9和Peptide 10。

交叉反应是指一个致敏原诱导机体产生的特异性免疫球蛋白E（sIgE）与另一种相似致敏原结合，从而引发过敏反应。

交叉反应的基础是抗原表位。不同致敏原之间存在相同或相似的表位，容易引发交叉反应。

交叉偶联反应

国际食品法典委员会（CAC）对交叉反应评估标准进行了修订：当蛋白质中的氨基酸数目超过80时，若氨基酸同源性大于35%或者含有相同的8个连续氨基酸，则该蛋白质可能存在交叉反应性。

致敏原的氨基酸序列同源性较高，可能导致它们具有相似的三维结构。然而，高同源性并不能证明一定会产生免疫交叉反应，还需要结合血清学实验研究。此外，血清学交叉反应与临床反应之间并不完全相关。

我们过去认为，脊椎动物的TM基本上没有致敏性。然而，近年来的研究表明某些鱼类和贝类中的TM可能存在潜在的交叉反应。

根据已有研究，我们能看出，克隆纯化的斑马鱼TM在鱼虾蟹过敏患者血清中显示出良好的免疫活性。

2018年，一位虾过敏患者在摄入一定量的鱼后出现过敏反应，特异性IgE实验检测发现鱼肌球蛋白无阳性反应，但对TM（Pen m 1、Der p 10、Ani s 3、Bla g 7）呈阳性反应。

进一步的免疫印迹结果表明，该患者血清中的一个与相对分子质量为3.6×10^4的条带对应的物质为TM，证实鳕鱼TM与虾TM存在交叉反应。

甲壳类动物之间TM的同源性可高达98%以上，根据研究比较了14种甲壳类动物的TM氨基酸序列发现，纳滨对虾、斑节对虾和褐美对虾的TM表位序列基本一致，且这14种TM的潜在表位也具有高度相似性，这或许可以进一步解释交叉反应的发生。

我们通过研究免疫印迹和ELISA发现，远海梭子蟹与斑节对虾的TM具有交叉反应性。周瑾茹的研究表明，21种虾和蟹的TM同源性均大于80%，具有潜在的交叉反应性。

软体动物之间的TM同源性比甲壳动物低

与甲壳类动物TM相比，软体动物之间的TM同源性相对较低。他对TM进行了系统发育分析，将TM分为两大类：节肢动物TM和软体动物TM。

这两类TM的平均同源性分别为91.7%和77.2%。与甲壳类动物TM相比，软体动物TM的同源性要低得多（在56%~68%之间），这表明软体动物TM更加多样化，其致敏能力可能存在差异。

TM并不是唯一引起甲壳类动物与软体动物免疫交叉反应的致敏原。已知甲壳类动物TM的97个IgE表位中，软体动物TM中含有26个，而双壳纲动物TM共有更少的表位，具有更强的特异性。因此，甲壳类动物与软体动物TM之间的交叉反应仍不太清楚。

TM还是一种吸入性致敏原，存在于蟑螂、尘螨等昆虫中。除了在水产品之间存在交叉反应外，蟑螂、尘螨与甲壳类动物、软体动物之间也存在一定程度的TM交叉反应。

由于蟑螂、尘螨和甲壳类动物都属于节肢动物，它们之间更容易发生交叉反应。蟑螂和尘螨的TM与虾的TM的同源性可达80%以上，其IgE表位的相似度要高于软体动物的TM，因此虾过敏患者对蟑螂和尘螨的交叉反应风险较高。

尽管Der p 10并非屋尘螨的主要致敏原，但已经确认存在螨虾过敏综合征。

TM的交叉反应还具有地域和气候的差异，中国农村地区虾的致敏性高于城市地区，而蟑螂和灰尘较多的环境可能诱发虾过敏。还有研究表明，尘螨与虾的TM阳性反应率较低，说明交叉反应可能由其他致敏原引起。

可食用昆虫与甲壳类动物的TM之间也存在交叉反应，因此甲壳类动物过敏患者在食用粉虫时具有过敏风险。

我们在一项双盲食物激发实验中，针对15名虾过敏患者进行的实验发现，其中有13人对粉虫产生过敏反应，主要致敏原可能是原肌球蛋白和精氨酸激酶。重组家蚕TM与其他可致敏的TM的同源性为78.5%~81.0%。

实验结果显示，在8份对家蚕TM呈阳性的血清中，有6份也呈阳性反应对虾和螃蟹的TM，这表明家蚕TM与甲壳类动物TM存在潜在的交叉反应。

TM是一种强烈致敏原，多项血清学实验证明了它的致敏性。口虾咕的血清中可以检测到TM的IgE反应阳性，但是口虾咕肉中TM的含量很低，因此推测其基本不会引发食物过敏。

我们对35名虾过敏患者的血清进行了IgE检测，其中25名患者（71.4%）对TM有反应。

南极磷虾作为一种新的食物来源，免疫印迹结果证明TM是南极磷虾中的主要致敏原，其结构与美国龙虾中的TM相似。

鳕鱼和长鳍金枪鱼中的TM可以被IgE识别，具有致敏性。日本沼虾的TM可导致KU812细胞明显脱颗粒，而Balb/c小鼠模型中，TM组的血液中IgE和IgG1水平明显升高，表明日本沼虾的TM具有很强的致敏性。

我们利用重组牡蛎Cra g 1致敏原建立了BN致敏大鼠模型，与对照组相比，致敏组的白细胞和淋巴细胞等含量升高，血液中的IgE、IgG水平和组胺释放量也增加，肠道中的肥大细胞出现脱颗粒现象，该动物模型可用于Cra g 1的致敏性研究。

我们使用Balb/c小鼠模型和RBL细胞模型比较了对虾、蛤蜊和鱼类的TM致敏性，发现鱼类的TM致敏性较弱，而对虾和蛤蜊的TM可以显著提高小鼠体内的IgE、IgG1、组胺等水平，同时RBL细胞出现明显的脱颗粒现象，表明其具有强烈的致敏性。此外，研究还发现，TM煮沸前后的致敏性变化不显著。

低敏食物的开发被认为是改善食物过敏的重要方法之一，因此如何利用食品加工技术来降低致敏性是一个重要问题。

在食品加工过程中，加工操作可以引起TM结构的变化，导致表位受损或改变，从而影响其致敏性。

减少致敏性的方法可以分为物理法、化学法和生物法等。然而，仅使用单一的方法对TM的致敏性进行减弱的效果有限，目前的研究趋势是结合多种技术来降低致敏性。

酶法是利用蛋白酶断裂肽键的作用来破坏一级结构，从而降低蛋白质的相对分子质量，或者破坏抗原表位并改变空间结构，从而降低其致敏性。

我们使用了5种蛋白酶对海白虾的TM进行酶解，间接ELISA结果表明风味蛋白酶和中性蛋白酶对降低致敏性效果最好。

随后，我们使用了5种酶（胰蛋白酶、菠萝蛋白酶、碱性蛋白酶、无花果蛋白酶、α-胰凝乳蛋白酶）对南美白对虾的TM进行处理，其中无花果蛋白酶能够显著降低致敏性。

我们使用菠萝蛋白酶进行单一酶解和酶解复合超声方法处理南美白对虾的虾糜，ELISA结果显示致敏性分别下降30.70%和33.33%。

我们使用碱性蛋白酶对水解后的褐对虾Pen a 1进行处理，构建小鼠致敏模型，与TM组相比，水解组的sIgE水平下降了40.44%，组胺水平下降了5%。

我们使用酶解和超高压相结合的方法处理南美白对虾的TM，ELISA结果显示致敏性降低了95.27%。酶的种类很多，而且温度和酶解时间等因素对酶解效果有影响，因此在选择酶时需要注意是否有合适的酶切位点。

随着水产品产量和消费量的迅速增加，甲壳类水产品引起的食物过敏现象变得越来越普遍。原肌球蛋白作为甲壳类水生动物中的重要致敏原，研究人员在TM的性质、表位、交叉反应、致敏性以及减少致敏性等方面进行了不断的探索，并取得了许多重要进展。

我们已经基本了解了TM的结构和基本性质，各种生物信息学工具的应用推动了对TM表位的研究。

同时，TM表位的研究对于了解致敏性和交叉反应等问题至关重要。然而，对于TM的研究还存在许多难题，比如我们对其构象表位的了解仍然有限，TM交叉反应的机制尚不清楚等。