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花粉过敏性哮喘(花粉变应性哮喘,花粉性气喘,花粉性哮喘,枯草热)

花粉过敏性哮喘病因

  (一)发病原因

  大气中致敏花粉的种类繁多,不同国家、不同地区、不同的海拔高度和不同季节可有不同的致敏花粉,由于我国南北跨越温带和亚热带,气温变化很大,加之东西跨度大、地理及海拔高度的影响,致敏花粉种类有较大的地区差别。广东、广西和海南一带以亚热带植物为主,长江流域一带以温带植物为主,东北、西北、和华北以耐寒植物为主。80年代末期由北京地区专家学者组织了对我国的全国性大范围的气传致敏花粉种类的调查,结果见表1。

  表1统计了80年代末期我国各省市春季和夏秋季大气中最常见的各4种主要气传致敏花粉。其排列顺序以空气中飘散的花粉数目为依据。这项历时3年的调查不仅为我国对花粉过敏性哮喘的基础研究奠定了重要基础,也为防治花粉过敏性哮喘提供了重要的参考资料。

  (二)发病机制

  1.与致敏花粉相关的基础研究 致敏花粉以及致敏花粉引起的变态反应性疾病是世界各国变态反应工作者关注较多的研究课题,许多变态反应性疾病的科研工作就是从花粉过敏开始的。致敏花粉作为一种引起变应性哮喘的主要变应原之一,在花粉变应性哮喘的发病中起关键作用。详细的了解致敏花粉的形态特点、理化性质、抗原性以及免疫学特点,对预防和治疗花粉过敏性哮喘具有重要意义。我国从50年代开始进行花粉过敏的研究,在空气中致敏花粉的曝片调查、流行病学调查、免疫学研究和临床防治等方面积累了一定的资料,但与西方先进国家比较仍然落后多年。

  (1)致敏花粉的基本特征:

  ①致敏花粉的形态:花粉的识别需要借助普通显微镜或电子显微镜进行观察。研究花粉形态可以帮助临床医生识别和确定本地空气中飘散的致敏花粉的种类和数目,以便根据空气中花粉的种类和飘散季节在临床上及时采取有效措施,此外在制备变应原浸液的过程中,识别致敏花粉的形态也是非常重要的。

  A.花粉的大小:花粉颗粒的大小因植物种类的不同而有较大的差异,最小的花粉的直径可<10μm,最大的花粉则可达200μm以上,引起致敏的花粉通常体积较小。在我国可以引起致敏的较大花粉(100~200μm)有松属、云杉属及禾本科等植物的花粉。中等大小的花粉(50~100μm)有葎草、杨属、栎属、向日葵等植物花粉。较小的花粉(50μm以下)有蒿属、豚草、构属、柳属等植物的花粉。

  B.花粉的外形:致敏花粉的外形以圆球形居多,其他的形态有长球形、超长球形、扁球形、三角形、多边形和不规则形。

  C.花粉的结构:花粉壁有两层,内壁较薄,为均质的纤维层、外壁较厚,表面有纹饰,为鉴定花粉的重要特征之一。花粉的萌发器官可在花粉表面以沟、孔和裂口而表现出来,这些结构的形态也是识别花粉种类的重要标志。

  ②飘散特点:引起过敏的花粉主要是风媒性植物花粉,这些花粉通常质地较轻,易在空气中飘散,借风力进行传播。引起花粉过敏性哮喘的致敏花粉通常产量较大,其在大气中含量越大,引起花粉变应性哮喘的机会越高,致敏花粉在大气中飘散传播的浓度取决于以下几种因素:

  A.植物的花期:某些植物的花期是植物授粉较集中的时间,这时空气中花期飘散量较大,某些植物的花期时间较长,如蒿属、葎草的花期可长达4~6个月,有些植物的花期则时间较短,如禾本科植物,杨属等仅有几天。树木的花期主要在春季,而夏秋季则以草类花粉为主。

  B.植物的密度:某一地区某一种植物的植被密度越大,其大气中花粉的飘散数量就越多。

  C.气候及空气湿度的影响。

  ③致敏花粉的植物特点:并不是每一种花粉均能诱发过敏症状,对某些地区来讲,引起致敏的植物花粉往往仅有几种,这些能产生致敏花粉的植物一般具有以下4个特点:

  A.属风媒花植物:这类植物主要借助风力播散花粉,因此易在空气中飘散引起致病。虫媒花植物通常属于观赏性强的植物,其花粉通常黏而大,不易在空气中飘散,故虽然可以致敏可很少引起流行。

  B.广泛生长:豚草、蒿属、葎草等致敏性较强的花粉,其植物均有很强的生存能力,能在各种环境和恶劣条件下生长,因此易广泛生长,可在一定的地域空气中形成可以引起过敏的花粉密度。

  C.花粉产量大、授粉期较长:易引起致敏的花粉通常具有花粉产量较大、花粉播散时间长等特点如豚草、蒿属等。

  D.花粉质地较轻,体积较小:引起致敏的花粉不论体积大小,通常重量较轻,这就决定了花粉的飘散性。同时诱发花粉过敏性哮喘的致敏花粉的体积也通常较小,直径多在15~60μm之间,极易随空气吸入下呼吸道引起喘息症状。

  (2)致敏花粉的抗原性和免疫学研究:所有的致敏花粉的免疫学特征是必须含有特异性的抗原物质,这是所有致敏花粉的共性。在所有可以引起过敏症状的花粉中,对其抗原性研究最多、最深入的要属豚草花粉,现已成功地从豚草花粉中分离出至少9种抗原成分,即AgE、AgK、AgD、AgA、Ra3、Ra4、Ra5、Ra7、Ra8。这些抗原成分具有不同的抗原效价,其中抗原性最强的为AgE,其次为AgK、AgD。其他成分如Ra3、Ra4、Ra5、Ra7、Ra8、AgA等,虽也有一定的抗原性,但均相对较弱。研究表明,每个对花粉过敏的病人对某种花粉内的各种抗原成分敏感程度并不相同,通过对AgE的研究证实,使用较大剂量的纯化AgE抗原对豚草花粉过敏的病人进行特异性免疫治疗时可以取得与粗制变应原浸液相似的疗效,提示AgE是豚草花粉中的主要抗原成分。

  AgE是指豚草花粉抗原中的E成分,其分子量为37800,由两条不同的多肽链构成,借助非共价键联接,现已制成AgE纯化抗原浸液用于临床诊断和治疗,其抗原效价是粗制花粉浸液的10~100倍。临床研究证实约90%对豚草花粉过敏的病人对AgE有极为敏感的反应。多数变态反应学家认为AgE成分虽然仅占豚草花粉总重量的6%,但它是豚草花粉的主要致敏成分。AgK的分子量和电荷与AgE较为相似,但各自的抗原中的氨基酸成分却有较大的差异。目前针对豚草花粉的各种抗原成分对机体免疫状态的影响亦进行了较多的研究。Relly等在给28名豚草花粉过敏的病人进行特异性免疫治疗发现,针对AgE的血清特异性IgG抗体明显增高,其滴度均值比免疫治疗前升高12倍以上,针对AgK的特异性IgG抗体也明显增高。但针对Ra3、Ra4、Ra5的特异性IgG仅有轻度增加,无统计学差异。研究结果提示,AgE是豚草花粉中主要致敏成分。用AgE制成的抗体制剂是一种用于特异性免疫治疗的高效、低作用制剂。

  除豚草花粉外,对梯牧草(timothy)、黑麦草(rye grass)、百慕大草(bermudagrass)、野茅草(orcharld grass)和莠类(weeds)等的花粉也进行了较多的研究。已从梯牧草花粉浸液中纯化出抗原A、抗原B和抗原D等20余种抗原成分,其中抗原B和抗原D的抗原性相似,分子量为16000,为梯牧草中的主要抗原成分,在特异性免疫治疗中取得了较好的疗效。从黑麦草中也纯化提取了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型等10余种抗原成分。其中Ⅰ型抗原成分为黑麦草的主要变应原,95%以上对黑麦草过敏的病人对Ⅰ型抗原成分过敏。从百慕大草和野茅草中也分别提取了10余种抗原成分。在我国,蒿属的花粉的纯化分离工作也正在进行,发现了蒿属花粉和豚草及其他菊科植物之间具有许多共同的抗原性。现已证实虽然不同花粉的抗原性各异,但在同属同科的植物花粉之间显然有一定的抗原交叉性。

  2.影响花粉变应性哮喘发病的外界因素 花粉变应性哮喘的发病率和病程的变化受到了植物的花期、居住地区的植物分布、地理环境、风向、空气湿度、气温等因素的影响,上述任何一项因素发生改变均可以影响其发病率和病程的发展。具体到每个花粉过敏性哮喘病人,还可受到转移居住地和治疗条件等因素的影响。

  (1)植物花期影响:植物的花期决定了花粉变应性哮喘呈季节性发作。可以引起致敏的花粉植物种类繁多,其花期随着植物的种类不同而有着较大的差异,对不同花粉过敏的病人其发病季节也各不相同,如对豚草等草类植物花粉过敏的病人仅在每年的7~10月份发病,而对树木类花粉过敏的病人,绝大多数在春季发作。目前我国的花粉变应性哮喘的发病主要有春季和夏秋季2个高峰期,以夏秋季更为重要,临床上大多数对花粉过敏的哮喘病人以夏秋季花粉过敏为主。引起夏秋季花粉变应性哮喘的以草类花粉和禾本科植物为主,包括豚草、蒿属、葎草、藜科、苋科、车前属、蓖麻属、苍耳属、女贞属、忍冬科以及禾本科植物等。引起春季花粉变应性哮喘的花粉以树木花粉为主,包括杨属、榆属、柳属、松属、柏科、桦属、白蜡树、胡桃属、构属、桑属、栎属、枫杨属、银杏属、雪松属、云杉属、槭属、榛属、粟属、棕榈属、臭椿属、悬铃木属、榉属、桤木属、水曲柳属、黄杨属、漆树属、楝属、槐属、樟属、桉属及莎草属等。

  (2)受居住地区和地理因素的影响:在不同地区的大气中,根据植物植被的不同而有不同种类的花粉飘散,不同地区的大气中的花粉浓度也有着较大的差异,因此世界各国和各地区花粉变应性哮喘的发病率也有所不同。其发病率受到了居住地区植物种类和数量的影响,如美国的调查证实,该国花粉症的发病率为3%~19%,而在英国花粉症的发病率仅0.5%,其中34%的花粉症病人发展为花粉过敏性哮喘。我国的初步调查证实花粉症的发病率是0.9%~5%,这种发病率的差别是由于花粉在大气中的播散具有一定的区域局限性。在我国的许多地区的夏秋季大气中以蒿属花粉数目较多,而北美各国则以豚草花粉为主。许多作者对花粉飘散的距离进行了研究,结果证实大多数花粉的飘散距离不超过10公里,只有少数花粉和松树花粉可以借助其本身的气囊飘散在数百公里甚至1000公里距离以外。空气中的花粉数量还受到居住地的地理位置的影响,如青岛市区在花粉飘散季节以东南风居多,而其东南面临大海,因此该市区空气中花粉飘散的种类和数量均少于国内其他城市,花粉过敏的发病率也较低。各地的变态反应科医生应在调查本地区大气中致敏花粉飘散的种类和数量的基础上来制定本地区花粉变应性哮喘的防治措施。

  (3)气候因素的影响:

  ①气温:每年的气温变化可以影响植物的花期,假如某年的气温偏高,植物花期可以提前来临。每天气温的变化可以影响大气中花粉飘散的数量,气温越高,空气中花粉飘散的数量就越大,花粉飘散也越高。阳光充足时可以促使花粉囊的破裂,使花粉更易飘散在大气中。

  ②空气的湿度:空气的湿度可以使花粉的重量增加,从而影响大气中花粉飘散的数量,在气温等条件相同的情况下,空气湿度越大,空气中花粉飘散数量就越少,例如在花粉飘散季节时恰逢雨季可使得大气中的花粉数量骤减,对花粉过敏的哮喘病人的症状可同时缓解或减轻;而在花粉飘散季节前,经常下雨可以促进植物的花蕾的发育,导致花粉飘散季节的大气中花粉浓度增加。

  ③风力:风力加大和风速增加可以降低空气中的湿度,并可以促进致敏植物花粉囊的开放,增加空气中致敏花粉的传播速度和飘散距离,从而影响大气中致敏花粉飘散的数量和飘散的规律。

  ④气压:气压较低时可以影响大气中花粉的飘散高度,使大气中的花粉在低空传播,从而更容易诱发过敏症状。

  ⑤霜冻:霜冻的出现可以将许多植物的花蕾冻死,这往往预示着植物花期的结束,从而降低大气中花粉飘散的数目。

  上述诸多气候因素的影响提示,气候因素对花粉变应性哮喘的病程有较大的影响,随着每天气候的变化,大气中花粉飘散的数目也有较大变化,即便是一天中也可出现较大的差异。因此对花粉过敏的病人,在炎热、干燥、风大的时候病情容易恶化,而阴雨季节病情则可缓解。

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