生物毒素(Biotoxins)是指由活细胞所产生的一类具有自身防卫作用的、不可自复制的有毒化学物质,也叫天然毒素[1],主要分为动物性毒素、植物性毒素和微生物毒素等三类[2]。生物毒素种类繁多,多数在日常生活中容易接触,除中毒症状,也容易发生过敏反应。
一、过敏反应过敏反应是指免疫系统经受进入机体的抗原刺激后,对再次进入机体的相同抗原做出强烈或不适当而导致组织器官出现损伤的反应。根据过敏反应中所参与的细胞和活性物质类型和种类、组织器官损伤的机制以及出现反应症状所需的时间等情况,将过敏反应分为四个类型,分别为:Ⅰ型免疫球蛋白E(IgE)介导的过敏反应,Ⅱ型细胞毒性过敏反应,Ⅲ型免疫复合型过敏反应和Ⅳ型T细胞介导的迟发型过敏反应[3]。其中,前三个类型均由抗体介导,共同特点是反应发生快,故称为速发型变态反应;Ⅳ型则是由细胞介导,反应较慢,至少12小时以后发生,称为迟发型变态反应[4]。生物毒素引发的过敏反应绝大多数都属于Ⅰ型过敏反应。生物毒素中,很多毒素含有如蛋白质、多肽、多糖等具有完全抗原性的大分子物质,或者含有一些分子较小的化合物可以作为半抗原与人体内蛋白质结合成抗原,从而引起过敏反应,包括严重的过敏反应[5]。
二、引发过敏反应的常见生物毒素能引发过敏反应的生物毒素主要是动物性生物毒素和植物性生物毒素,其中大部分的过敏反应是由植物性生物毒素引发。
(一) 动物性生物毒素常见的可引发过敏反应的动物主要有节肢动物(膜翅目昆虫、甲壳类等)、软体动物(章鱼、田螺等)、腔肠动物(海蜇等)以及部分脊椎动物(蛇、鱼等)。这些动物致人过敏的方式大体上可以分为两大类:一是动物叮咬、蛰刺,例如蜂、蚊、蚂蚁、海蜇、蛇等;另一类是做为食物进入人体导致食物过敏,如鱼、虾、鳌虾等。
(二) 植物性生物毒素自然界中可引发过敏反应的植物种类繁多,过敏原大致可以分为三类:吸入过敏原(花粉过敏原)、植物性食物(包括天然药物)过敏原和接触性植物过敏原。但是大多数植物过敏原属于吸入过敏原和植物性食物过敏原[6]。
1.吸入过敏原最常见的是花粉过敏原,花粉中含有丰富的植物蛋白,可以和支气管黏膜等组织上的花粉抗体Ig E相结合,产生抗原体反应。
2.植物性食物过敏原最常见的是花生、大豆、核果类和小麦[6]以及小细胞型物质(如:菌类食品、可可、咖啡和茶等) [7]。在一项对168名年龄> 18岁的新发食物过敏患者进行的回顾性研究中,症状通常始于第二和第三十年; 这些患者中有49%报告有过敏反应,贝类,树坚果,鱼,大豆和花生是主要过敏原[8]。
3.食物过敏原经消化吸收进入机体后,经过抗原提呈细胞的呈递,产生IgE抗体[9, 10]。IgE与效应细胞结合致敏机体;该过敏原再次进入机体后,肥大细胞和嗜碱性粒细胞被激活并释放过敏介质,如细胞因子、组胺、蛋白酶、白三烯以及趋化因子等物质[11, 12],从而引起消化系统或全身性变态反应。据报道,大约4%~8%的儿童和1%~2%的成年人对食物抗原具有Ig E介导的高反应性[13, 14]。
4.接触性植物过敏原的种类要远少于前两类过敏原,比较常见的是蓖麻和橡树(乳胶及乳胶制品)的接触性过敏原[6],其中乳胶过敏原引起的过敏反应疾病与许多水果(主要有香蕉,猕猴桃,桃和西红柿等)存在交叉反应,所以该过敏原引起的疾病被称为“乳胶水果综合征”(latex-fruit syndrome)[15]。
三、过敏性休克生物毒素种类繁多,过敏原也是多种多样。由生物毒素引发的过敏反应中,严重过敏反应甚至过敏性休克也是常见的。据国外文献报道,被膜翅目昆虫叮咬、蛰刺后,成人的过敏率9.3%~38.7%[16],全身反应发生率是0.3%~7.5%[17]。
过敏性休克(Anaphylatic shock)是一种急性、危及生命的临床综合征,是严重过敏反应(Anaphylaxis,Anaphylatic reaction)的表现之一。由于已致敏的机体接触相应的过敏物质后,肥大细胞和嗜碱性粒细胞迅速释放大量的组胺、缓激肽、血小扳活化因子等炎性介质,导致全身毛细血管扩张和通透性增加,血浆外渗,有效血容量下降所致,往往因循环衰竭而迅速进入休克状态[18]。
四、诊断过敏反应的诊断主要的依据是患者在暴露于已知或潜在的变应原后(几分钟至数小时内)出现的特征症状和体征,在此基础之上,患者出现如心悸、苍白、出汗、四肢厥冷、血压下降与休克等循环衰竭症状, 即可诊断为过敏性休克。同时,诊断时应注意与神经原性休克和血管抑制性晕厥相鉴别。
世界过敏组织(WAO)过敏指南[19]明确指出:实验室检测对诊断患者的过敏反应没有帮助。生物标志物的测定需要数小时,并且在紧急情况下无法获得试验结果,而80%~90%的过敏性休克为急发型过敏性休克,即休克出现于与过敏原接触的0.5小时之内,可见过敏性休克的诊断主要依靠临床医生的经验进行快速的评估与判断。
在鉴别诊断中,还要留意本地区不太常见的过敏反应,例如:在没有细粒棘球绦虫的地区,可能出现因包虫病囊包破裂引起的过敏反应,这提示在特殊病种流行地区生活过得的且未经过治疗的患者仍处于终身风险中[20]。
五、治疗1.初始治疗:WAO过敏指南提示,肾上腺素是过敏反应首选的药物,因为它是减少住院和死亡的唯一药物, 早期注射肾上腺素,可以显著降低入院的可能性[21]。如果有需要,立即启动心肺复苏,要给予患者高流量氧气,用晶体例如0.9%(等渗)盐水进行静脉内液体复苏[19, 22, 23]。H1-抗组胺药,H2-抗组胺药和糖皮质激素是过敏反应中的二线药物甚至是三线药物。这些药物不能挽救生命,不应该用作初始治疗或单一治疗[21]。
2.住院期间管理要点:住院期间,患者的血压,心率,呼吸状态和氧合应在临床上频繁监测(每隔1~5分钟),或者如果条件允许的话,要进行连续监测[19, 22, 23]。中度或重度过敏反应的患者,如有中度或严重呼吸道或心血管症状及体征的患者,应观察和监测更长时间(如至少6~8小时),监测的持续时间也可能因患者年龄和并发症以及当地情况而定。
3.长期治疗:生物毒素中毒后出现全身性过敏反应或过敏性休克的患者,应该尽力避免二次暴露于过敏原中。在蜂蛰伤的患者中,对之前有过全身反应的患者则有40~60%的机率再次出现全身反应[24]。英国的过敏指南[17]推荐膜翅目昆虫过敏患者长期使用毒液免疫疗法(venom immuno therapy,VIT),VIT对防止黄蜂和蜜蜂的蜂毒过敏的有效率分别95~100%和80%。VIT有效地降低易感患者复发性全身过敏反应(systemic allergic reactions, SARs)的风险。VIT持续时间越长,风险继续下降。目前推荐的VIT期限为5年;然而,对于毒性过敏反应特别高风险的患者,包括老年人,伴有心脏和/或肺部疾病的患者,基础血清类胰蛋白酶水平升高以及VIT之前或期间出现SAR的患者,应该给予5年以上的时间[21]。终生VIT是克隆性肥大细胞疾病患者的治疗标准[25]。过敏原特异性免疫治疗也是长期治疗的方法之一,其首要适应证是对昆虫蛰刺后的毒液高敏感性的患者,通常治疗过程需要3年的时间[26, 27]。
4.出院后管理:WAO过敏指南建议,过敏反应的管理不应随着过敏反应的治疗而结束[19, 22, 23],出院后的管理应包括内科医生的随访,最好是过敏/免疫学专科医生随访,以降低复发的可能性;同时该指南也建议如果条件允许的话,心理学家和营养师也对患者进行随访[19]。
在生物毒素中毒的治疗中,过敏反应常常被人们忽视,过敏性休克发作迅速,如果不能在第一时间进行正确的诊断和治疗,可危及患者的生命。越是发作迅速的过敏性休克,患者的预后越差。有冠心病或神经系统病史的患者往往还会出现并发症,提高了诊断和治疗的难度。在临床工作中,应该不断地强化对医护人员的教育和训练,提高他们应对急性过敏性休克的能力。绝大多数的过敏性休克是为特异性IgE中介的变态反应,再次接触过敏原时复发的危险极高,应该告诫出院的患者日后尽可能的避免再次暴露于生物毒素中。在国内,目前尚缺少由生物毒素中毒引发的过敏反应的治疗指南和共识,要尽快的填补这方面的空白,同时要不断地加强基层医生临床诊断、治疗和预防过敏反应的培训,减少生物毒素中毒给人们带来的危害。
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