青霉素类抗生素过敏反应机制及诊断的新近研究进展_乔海灵

文章编号:1001-8751(2002)05-0197-09青霉素类抗生素过敏反应机制及诊断的新近研究进展乔海灵　赵永星　马统勋 综述(郑州大学医学院临床药理学教研室,　郑州450052) 摘要:　青霉素抗原决定簇具有多样性,包括主要和次要抗原决定簇、侧链抗原决定簇以及由β-内酰胺环与侧链结合而成等。

青霉素过敏患者血清中存在核特异性抗体和侧链特异性抗体等,有的可识别母核结构,有的仅识别侧链结构,亦即青霉素类抗生素间可存在完全交叉过敏反应,也可存在部分交叉、甚至无交叉过敏反应。

对过敏患者可根据药物结构尤其是侧链结构恰当选择本类药物。

T 细胞在青霉素类过敏反应中起着重要作用,过敏患者体内存在2种T 细胞系,一种对识别的药物具有高度选择性;另一种选择性较差,可识别多种药物。

药物特异性T 细胞主要识别青霉素类的侧链和双环结构,通过分泌多种细胞因子而参与并调节过敏反应。

青霉素过敏反应的诊断仍以皮试为主,但其敏感性和特异性较差,存在假阴性和假阳性,增加皮试剂的成分可提高其敏感性。

体外检测有放射过敏原吸附试验(RA ST )、酶联免疫吸附试验(ELI SA)和淋巴细胞转化试验(L T T )等,以放射过敏原吸附试验应用较多,以上方法具有较高的敏感性和特异性,但操作过程较复杂,临床难以完全取代皮试,可与皮试结合应用。

关键词:　青霉素类抗生素;　过敏反应;　皮肤试验;　放射过敏原吸附试验;　酶联免疫吸附试验;　淋巴细胞转化试验中图分类号:　R 978.1+1　文献标识码:　A收稿日期:2001-08-13作者简介:乔海灵,男,生于1963年,副教授,医学硕士,主要从事临床药理研究。

赵永星,男,生于1971年,讲师,医学硕士,主要从事临床药学研究。

马统勋,男,生于1927年,教授,主要从事临床药理研究。

青霉素类抗生素高效、低毒,临床应用十分广泛,但其过敏反应发生率居各类药物之首,尤其是过敏性休克危害极大。

据国际卫生组织统计,青霉素类药物过敏反应发生率为0.7%～10%,过敏性休克发生率为0.004%～0.04%。

青霉素过敏反应包括速发型、迟发型过敏反应,前者临床表现为过敏性休克、荨麻疹、血管神经性水肿等,属Ig E 介导的超敏反应;后者临床表现为斑丘疹、接触性皮炎、血清病等,T 细胞可能参与反应[1,2]。

尽管长期以来人们对该类药物的过敏反应进行了大量研究,但一直未获很好解决。

1　过敏反应机制研究1.1　药物结构与过敏机制1.1.1　免疫原性　青霉素类抗生素结构中均含有1个β-内酰胺环和1个噻唑环,不同的侧链结构形成了不同药物。

根据现代免疫学理论,作为过敏原必须有特定的抗原决定簇以及多价等必要条件,因为只有抗原与2个Ig E 分子形成桥式结构才能引起I 型过敏反应。

现在临床上应用的青霉素类抗生素分子量均小于1000KDa ,且1个分子上只有1个抗原决定簇结构,因此其本身无免疫原性,可通过β-内酰胺环等与蛋白质、多肽、多糖等大分子载体结合成完全抗原或自身聚合成多价半抗原,诱发过敏反应[3]。

近来研究表明,青霉素类抗生素也可直接与T 细胞表面的主要组织相容性复合物(M HC )-肽复合物分子结合而不需要抗原呈递细胞的呈递,即可剌激T 细胞增殖而诱发进一步的反应[4]。

1.1.2　主要抗原决定簇和次要抗原决定簇　根据蛋白质、多肽等与青霉素类抗生素分子的结合位点不同而分为主要抗原决定簇和次要抗原决定簇(图1)。

青霉素类抗生素的β-内酰胺环打开,与组织蛋白等结合形成青霉噻唑抗原决定簇,即主要抗原决定簇;其他一些共轭物如penicillanyl 、penicillenate 、青霉烯酸、penamaldate 、penalda te,D -青霉胺和penicoyl 等,则被称为次要抗原决定簇。

所谓主要和次要抗原决定簇主要指结合物量方面的差异,而不是指其在临床或免疫学方面的重要性。

如在生理条件下,约95%的青霉素分子与蛋白质共价结合后形成青霉噻唑即主要抗原决定簇,而其他次要抗原决定簇仅占5%[5]。

早期研究多集中于主要抗原决定簇,对次要抗原决定簇的报道较少。

近来对氨苄西林过敏患者用皮试 图1　青霉素类抗生素及主要、次要抗原决定簇与载体的结合位点及化学结构研究证明,93.3%的过敏性休克患者与次要抗原决定簇有关,80%荨麻疹的过敏患者与青霉素G主要抗原决定簇(benzy lpenicilloy l,BPO)有关[6]。

To rres等[7]认为次要抗原决定簇与过敏性休克的相关性大于与荨麻疹的相关性。

最近,已制成青霉素G、阿莫西林、氨苄西林、青霉素V、氟氯西林等主要和次要抗原决定簇纸片,对临床130名青霉素过敏患者,采用放射过敏原吸附测定法(radioallerg oso rbent test,RAS T)检测了血清主要和次要抗原决定簇特异性I g E抗体,用酶联免疫吸附试验(enzyme linked im muno so rbent assay, ELISA)测定Ig G抗体。

44名过敏患者Ig E抗体阳性,其中主要抗原决定簇Ig E抗体阳性率为19.2%,而次要抗原决定簇为27.6%,次要抗原决定簇Ig E抗体阳性率明显高于主要抗原决定簇I g E抗体[8]。

结果表明,荨麻疹患者和过敏性休克患者与主要抗原决定簇和次要抗原决定簇均有关,但荨麻疹患者与主要抗原决定簇关系更为密切,过敏性休克患者则与次要抗原决定簇关系更为密切。

1.1.3　青霉素侧链抗原决定簇　近年来,通过研究与Ig E抗体结合的抗原决定簇的细微结构,对青霉素抗原有了更进一步的认识,青霉素抗原为不同的蛋白质连接轭合物,其抗原决定簇的特异性区域涉及整个青霉素分子,可以是独特的侧链、噻唑环决定簇,也可以是侧链和/或噻唑环与β-内酰胺环共同形成的复合物[6,9,10]。

抗青霉素抗体可分为核特异性抗体和侧链特异性抗体,核特异性抗体可识别一系列的青霉噻唑基结合物,侧链特异性抗体主要识别青霉素类抗生素的不同侧链结构。

通过制备抗阿莫西林-蛋白质结合物的单克隆抗体而分析其特异性,以区分青霉素类抗生素分子不同部位的抗原性,92%的抗体识别的表位中,侧链是主要成分,没有一种抗体识别青霉素的噻唑环或与核结合的部分[11]。

用皮试和RAST测定青霉素过敏患者血清抗青霉素类母核和侧链的特异性Ig E抗体,证明BPO是最重要的抗原决定簇,阿莫西林和氨苄西林的侧链也是抗原决定簇[12]。

还有研究发现,青霉素过敏患者血清中至少存在2类侧链特异性抗体[13,14]。

近年来,许多作者采用RAST抑制试验来研究过敏患者特异性Ig E抗体与青霉素分子的结合位点。

Mo reno等[13]通过RAS T选取仅对阿莫西林或青霉素G阳性的患者血清作RAST抑制试验,选用阿莫西林的各部分结构如阿莫西林主要抗原决定簇(amoxixillo yl,AXO)、6-氨基青霉烷酸、对羟基-α-氨基苯乙酸(PHPG)和三甲基-4-羧基-噻唑酸(THIAZ)和青霉素G的各部分结构如BPO、6-氨基青霉烷酸、T HIAZ和苯乙酸为抑制剂。

结果证明,仅对阿莫西林阳性的患者血清,AXO和PHPG是最强的抑制剂,而其母核结构6-氨基青霉烷酸和T HIAZ抑制强度很弱;仅对青霉素G阳性的患者血清,BPO是最强的抑制剂,而其他结构未表现出明显的抑制作用。

通过抑制试验可将抗体分为2组,其一仅对侧链有特异性的抗体,侧链是其惟一结合位点;另一是对整个分子结构有选择性的抗体。

该试验还证明,抗体结合位点不仅是阿莫西林的侧链,也包括阿莫西林分子中与侧链相近的部分,可能是打开的β-内酰胺环。

RAST选择2名过敏患者血清进行RAST抑制试验,证明1名仅可识别青霉素V及其侧链结构,另一名可识别几乎所有的抑制剂,包括母核及其侧链结构[8],表明前者可能仅表现出对青霉素V及侧链与青霉素V相似的药物有过敏反应,后者除了对氨苄西林过敏外,对其他青霉素类抗生素也可能表现出交叉过敏反应。

不同的青霉素类抗生素具有不同的侧链结构,侧链特异性抗体通过识别不同侧链结构,表现出对不同青霉素类抗生素的过敏反应。

由于许多过敏患者血清中仅存在侧链特异性抗体,而缺乏核特异性抗体[12～15],因此,要判断患者是否对青霉素类抗生素过敏,就需要选择不同的青霉素进行特异性检测,而不能仅仅用青霉素G制备的主要和次要抗原决定簇制剂来测定。

1.1.4　青霉素特异性抗体　长期以来Ig E被认为是介导过敏反应的关键,但近来研究表明,人和小鼠超敏反应所致死亡也与Ig G类抗体有关,肥大细胞或Ig E缺陷小鼠也能被抗原诱导产生过敏性休克甚至死亡[16]。

新近用BPO-多聚赖氨酸和AXO-多聚赖氨酸作为抗原研究了荨麻疹和过敏性休克组青霉素过敏患者,证明两种特异性Ig G抗体均明显高于对照组,但两组间Ig G水平无明显差异[7]。

最近的研究表明,荨麻疹的发生与过敏患者体内BPO特异性Ig G、Ig E抗体有关,但与Ig E关系更为密切;过敏性休克患者除与BPO特异性Ig E抗体有关外,还与BPO及青霉素G 次要原决定簇(benzy l-penicillany l,BPA)特异性Ig G 也有关,且BPA特异性I g G抗体可能更为重要[8]。

随着时间延长,过敏患者的敏感性呈逐渐降低的趋势,皮试的阳性率也随之降低[15]。

根据发生青霉素过敏反应(皮试阳性)后的时间,分为过敏(皮试)后即刻、30d内、1～2年和2年以上,用RAST检测特异性Ig E抗体,结果发现,19名荨麻疹患者各时间段特异性Ig E抗体阳性率分别为100%、80%、71%和0;86名皮试阳性患者Ig E阳性率分别为43%、30%、19%和16%;44名有过敏史患者分别为75%、57%、47%和14%;1名高敏患者,5种主要抗原决定簇Ig E抗体也随时间延长而显著下降[8]。

1.1.5　青霉素抗原决定簇多样性的临床效应　临床研究证明,有的患者表现出对大多数青霉素类抗生素均产生过敏反应,而有的患者仅对某种药物过敏。

Roma no等对38名青霉素速发型过敏反应患者,用皮试、RAST和RAS T抑制试验,研究Ig E抗体对青霉素类抗生素的特异性,结果发现多数患者的Ig E均可识别所用的青霉素类抗生素[6]。

Blanca等用RAST测定了青霉素过敏患者血清Ig E对BPO和阿莫西林的阳性率,发现24名患者中16名BPO阳性,6例阿莫西林阳性,另2名BPO和阿莫西林均为阳性[17]。

最近,采用RAST检出的44名过敏患者血清中存在青霉素类抗生素特异性Ig E抗体,其中对青霉素G、氨苄西林、阿莫西林、青霉素V和氟氯西林Ig E抗体的阳性率分别为50%、38%、59%、52%和23%[8]。

青霉素类抗生素具有共同的母核结构,即均含有β-内酰胺环和噻唑环,不同之处在于侧链结构。