猫是最常见的宠物之一。根据《2021年中国宠物行业白皮书》中最新数据，截至2021年末，我国养宠人群中养猫人数占比超过50%。此外，22个参与调查的国家中57%的家庭至少有一个宠物，选择猫作为宠物的比例高达23%[1]。养猫可给人类生活带来许多益处，如缓解孤独、预防抑郁等负面情绪、有益于心脑血管健康以及有效管理体重等，许多猫主人甚至将猫视为家庭成员。
有研究表明，全球人口中约10%~20%的成年人对猫有不同程度的过敏[2]，过敏人群从婴儿到成人均有报道[3-4]，甚至在未饲养猫家庭中的儿童也有报道[5]。猫过敏原作为常见的室内吸入性过敏原已成为引起人类呼吸系统过敏的第三大原因[6]。猫过敏原的致敏作用大致分为两种：一种是猫毛携带的如尘螨、花粉等常见过敏原致敏；另一种是猫皮屑、唾液等分泌的致敏蛋白，在猫打理毛发时附着在毛发上，通过猫的活动扩散到周围环境引起致敏。猫过敏原引起Ⅰ型过敏反应，其症状主要包括呼吸道症状如鼻炎、哮喘，也包括皮肤黏膜症状如皮炎、荨麻疹、结膜炎等[7]。本文对猫过敏原的生物学特性、检测方法及干预措施做一综述，以期为猫过敏原的深入研究及猫致敏缓解措施的开发提供一定指导。
1 猫过敏原与致敏机制迄今为止，已有8种猫过敏原被世界卫生组织和国际免疫学会联合鉴定，分别是分泌型球蛋白Fel d1、血清白蛋白Fel d2、胱抑素Fel d3、脂质运载蛋白Fel d4和Fel d7、免疫球蛋白Fel d5和Fel d6，以及Latherin样蛋白Fel d8。
1.1 Fel d1Fel d1是猫最主要的过敏原，96%的猫过敏患者体内含有Fel d1特异性IgE抗体[8]。Fel d1主要由猫唾液腺和皮脂腺产生，泪腺和肛门腺也有少量分泌。Fel d1分泌量受个体、品种、性别、季节等影响。有研究发现，雄性猫只睾酮水平高，其Fel d1分泌量显著高于去势雄猫和雌猫[9]，但Fel d1分泌量受猫毛长度和颜色等因素的影响较小[10]。
Fel d1是分子量为38 ku的分泌型球蛋白，具有独特且复杂的三维结构，在过敏原致敏作用发挥中起到重要作用。Fel d1的异二聚体结构独特且复杂，由一个内腔和两个外部钙蛋白结合位点组成[11]，在过敏原发挥致敏作用中起到重要作用。目前已在Fel d1中鉴定出位于两个一链上的和一个二链上的IgE结合位点[12-13]，针对Fel d1每条单链的IgE反应水平远低于与Fel d1二聚体的IgE反应。还原反应及烷基化均可导致Fel d1的免疫原性降低甚至丧失[14]。
1.2 Fel d4Fel d4是第二种最常见的猫致敏原，约63%的普通人群对Fel d4过敏[15]。Fel d4由肝或分泌腺产生，主要积存于唾液中，通过猫梳理毛发而附着于皮毛。研究表明，猫唾液中Fel d4的浓度高于Fel d1[16]，具有很强的黏附能力，易通过空气扩散传播[17]。
Fel d4属于脂质运载蛋白，分子量为22 ku，具有高度保守的三级结构[18]。Fel d4与儿童过敏性皮炎的发生具有一定相关性[19]。一项研究发现，对Fel d4过敏的儿童同时对Fel d1过敏，反之则不然[20]。不同脂质运载蛋白间常存在交叉反应[21-22]。有研究发现，Fel d4可与犬过敏原Can f6和马过敏原Equ c1发生交叉反应[23]。
1.3 Fel d2Fel d2是一种次要致敏原，普通人群约20%的猫致敏反应由其引发[16]。其与IgE的结合能力约为15%[14]。Fel d2由肝合成，是猫血浆中作为转运体并具有调节胶体渗透压作用的一种重要蛋白质[16]。
Fel d2本质为血清白蛋白，分子量为69 ku，具有水溶性和结晶性，是一种由二硫键连接成稳定的α-螺旋结构的球状非糖基化蛋白质。猫Fel d2与多种哺乳动物氨基酸具有较高同一性[16]，可作为与其他血清白蛋白发生交叉反应的重要生物标志物。不少对猫Fel d2过敏的患者同时会在有狗和马白蛋白暴露的环境中表现相应的过敏症状。此外，Fel d2与猪肉过敏原组分白蛋白Sus s6存在的交叉反应亦可引起“猪肉-猫综合征”[24]。
1.4 其他猫过敏蛋白Fel d3是一种本质为胱抑素的次要过敏原，分子量为11 ku。Fel d3属于半胱氨酸蛋白酶(CPI)的半胱氨酸蛋白酶超家族，60%~90%猫过敏患者血清中含有针对该蛋白的IgE抗体。哺乳动物中低分子量且结构中不含有半胱氨酸残基和二硫键的蛋白只有Fel d3和犬过敏原Can f8[25]。Fel d3与牛半胱氨酸蛋白酶的同源性高达80%，但与植物半胱氨酸蛋白酶的同源性较低[26]。
Fel d5(本质为IgA)和Fel d6(本质为IgM)以较高浓度的分泌型免疫球蛋白的形式存在于唾液、血清及皮屑中[14]。Fel d5和Fel d6分子量均较大，Fel d5分子量为400 ku，Fel d6分子量在800~1 000 ku，两种过敏原通过α-半乳糖基与IgE结合，其间也存在交叉反应[27-28]。
Fel d7是一种主要存在于唾液的轻微猫过敏原[29]，是目前已鉴定的两种猫过敏原脂质运载蛋白之一[15]，分子量为17.5 ku。Fel d7与犬过敏原Can f1序列同一性高达62%[30]，两者间存在交叉反应，除对猫过敏的患者外，对狗过敏的患者亦可产生呼吸道症状[16]。
Fel d8发现于猫的唾液腺并提取于下颌腺和唾液腺，通常无法在皮屑提取物中检测到[29]。Fel d8属于脂多糖结合蛋白，分子量为24 ku。其与IgE的结合与Fel d1与IgE的结合高度相关[31]。Fel d8与马过敏原Equ c4和Equ c5具有高度同源性[16]。Fel d1~ Fel d8这8种主要猫过敏原的生物学特性及其主要来源详见表 1。
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表 1 猫过敏原及其特性 Table 1 Feline allergens and their properties |
除了世界卫生组织已鉴定出的8种猫过敏原外，Allergome数据库中还报道了另外两种猫过敏原：一种是从猫唾液中检测到的钙结合蛋白Fel dS100，另一种是在猫血液中检测到的触珠蛋白Fel dHp[23]，二者均为未被提名的IgE结合蛋白。
1.5 猫过敏原蛋白诱发的致敏机制猫过敏原致敏主要分为致敏阶段、激发阶段和效应阶段三个过程，具体过程如图 1所示。
过敏原进入机体后，巨噬细胞等抗原呈递细胞(antigen-presenting cells, APC)对过敏原进行加工、处理，并进一步呈递给T细胞使其活化。在Th2型辅助T细胞分泌的IL-4、IL-13等特定细胞因子刺激下，B细胞完成增殖分化，产生和释放针对猫过敏原的特异性IgE抗体[31]。随后，B细胞释放的特异性IgE与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面高度亲和的IgE受体结合，使机体处于致敏状态但并不表现相应的过敏症状。
当机体再次接触同种过敏原时，该过敏原与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面两个或多个IgE的Fc片段交联，引起肥大细胞脱颗粒，释放组胺、肝素等储备介质，与此同时启动白三烯、前列腺素、血栓烷等活性介质的合成与分泌，作用于皮肤、呼吸道及消化道等组织器官，引起毛细血管扩张、黏液分泌和平滑肌收缩[32-34]，出现鼻炎、哮喘，甚至过敏性休克等局部或全身过敏反应。
2 猫过敏原的检测方法过敏原的检测方法主要分为体内过敏原检测(包括皮肤点刺试验、皮内试验、贴片试验和激发试验)及以血清过敏原特异性IgE检测为主的体外过敏原检测。目前临床采用猫皮屑的粗提物进行过敏原检测，主要方法为皮肤点刺试验和猫过敏原sIgE筛查，二者在诊断中均有重要作用。通常点刺过敏原检验阳性级别越高，sIgE水平越高[35]。
2.1 皮肤点刺试验(skin prick test, SPT)过敏原皮肤点刺实验(skin prick test, SPT)是筛查IgE介导的超敏反应最有效的方法，广泛应用于确定由吸入致敏源的各种自然物质引起的致敏。作为诊断过敏性疾病的重要工具，SPT具有较高的灵敏度及安全性。SPT在前臂掌侧表面皮肤进行。过敏原与之前形成的与皮肤肥大细胞结合的特异性IgE相互作用导致组胺和其他炎症介质的释放，产生轮状和耀斑反应。通常，若点刺部位出现类似于蚊虫叮咬的红肿块、红晕、瘙痒感，风团直径>3 mm或大于阴性对照，即可判断是阳性[36]。尽管SPT是诊断猫过敏原致敏患者过敏性鼻炎的可靠工具，但区分猫过敏原致敏与其他过敏的SPT风团直径仍存在争议。研究表明，SPT风团直径≥6.5 nm时可预测约71.11%猫过敏原引起的过敏反应[37]。然而，皮肤点刺试验阳性仅表明机体处于致敏状态，而不意味着有明显的临床症状；SPT风团直径大小仅反应患者对过敏原的敏感程度，与临床症状的严重程度也并不完全相关[38]。皮肤点刺试验结果受药物、患者皮肤状态、试剂质量、操作技术、评判时间等影响，阳性结果还须根据临床病史、临床体征和过敏原暴露等进行解释[39]。
2.2 特定血清IgE筛查过敏原IgE检测在诊断猫过敏原引起的Ⅰ型变态反应疾病中起到重要作用。血清sIgE含量可以客观反映机体的致敏情况，而阳性结果可明确致敏的主要过敏原[40]。通常sIgE≥0.35 IU ·mL-1时诊断为阳性[41]。
目前体外过敏原sIgE检测主要采用标记免疫分析技术，包括放射性标记免疫分析法、酶标记免疫分析法、荧光免疫标记分析法、化学发光免疫标记分析法、胶体金标记免疫分析法等，通过单一测试或者多重组合测试进行测定，以识别过敏原抗原表位[42]。与传统的针对过敏原粗提物的sIgE检测方法不同，过敏原组分检测(component-resolved diagnostics, CRD)使用天然或重组的单体过敏原鉴定引起过敏的特定分子[43]。迄今为止，已有针对猫过敏蛋白Fel d1、Fel d2和Fel d4的市售特异性IgE[14]。CRD对于明确是否存在交叉致敏、预测严重过敏反应的风险和指导脱敏治疗有重要意义。
目前猫过敏原的检测方法尚无国际标准，由于不同制造商使用不同方法及原料生产出不同水平的粗提物，而这些产品组成不同、与IgE的结合能力的不同导致无法通用，在人体内IgE水平亦受到年龄[44]、性别[45]等因素影响，可能导致不同研究间出现冲突的数据和无法解释的结果[46]；此外，通过IgE检测与SPT得到的结果亦有较大差异，故高质量过敏原检测方法仍需进一步研发与应用。
3 猫过敏原蛋白释放的干预措施猫是室内过敏原的主要来源之一，当过敏原总载量超过致敏阈值时个体即表现出过敏症状。通过避免或降低过敏原水平使其低于致敏阈值，可改善过敏症状[33]。目前，猫过敏原释放的干预主要包括降低过敏原的暴露和减少过敏原的释放两种措施。
3.1 降低猫过敏原暴露改变现有生活环境和及时清洁可有效控制环境中猫过敏原水平[6]。研究表明，持续采用限制猫的活动区域、使用空气过滤装置、及时为家养猫做清洁等措施可有效缓解过敏患者的临床症状[47-49]。
Wood等[48]通过试验观察发现，将猫从室内移出达20周，室内Fel d1水平即可降低至与未饲养猫的家庭相同水平。作为降低过敏原引起的呼吸道疾病进展的一种附加疗法[50]，空气的净化与过滤措施可显著降低可吸入性Fel d1的水平[51]。一项研究发现，普通水为猫洗浴3 h后环境中Fel d1水平平均下降79%，而洗发水清洗后60 s平均下降44%[52]；绝大多数结果均表明给猫做清洁可减少猫过敏原的释放，但其作用时间较为短暂[6]。此外，减少地毯的使用、对软垫类生活用品进行覆盖、及时清洁地面及墙壁和定时通风等方法也可降低环境中猫过敏原水平[48]。
3.2 重组过敏原免疫法通过猫自身主要过敏原免疫猫是一种从源头干预猫过敏原释放的新方法[53]。瑞氏Hypocat公司利用含有通用T细胞表位tt830-843(CuMVTT)的改良的黄瓜花叶病毒样颗粒(VLP)为载体[54]，通过与重组Fel d1蛋白的组合制成疫苗免疫猫，诱发猫持续且强烈的IgG抗体应答，使得抗体与过敏原中和。实施免疫后猫内源性过敏原显著降低，血液和泪液样本中均可检测到猫过敏原显著降低[53]。临床试验中，大部分受试者暴露于接种疫苗的猫存在环境中后第24周症状明显减轻[55]。已开展试验中尚无对猫具有不良影响的报告且通常耐受性良好，但疫苗接种方法以降低猫内源性过敏原产生的安全性仍需进一步试验验证。
3.3 用含有抗猫过敏原的IgY饲喂猫通过禽类IgY系统产生抗Fel d1抗体，利用抗原-抗体相互作用原理，特异性IgY与靶抗原结合，将其中和或标记，最终被免疫系统清除，从而阻断与敏感动物IgE的交联。抗猫过敏原Fel d1的IgY与猫内源性Fel d1结合[56]，利用含抗Fel d1的卵黄抗体饲喂猫可观察到猫唾液中Fel d1水平于第3周降低至原水平的24%[57]，与此类似，喂食后猫皮毛中Fel d1水平于第3周开始大幅度下降，到第7周降低至原水平的47%[58]。Wender等[59]进行了一项试点研究，将皮肤点刺试验阳性的志愿者暴露于特设环境，两种环境条件中分别放置抗Fel d1抗体喂养和正常喂养的含猫毛发的毯子。结果显示，暴露于饲喂抗Fel d1卵黄抗体的猫毛环境中的患者鼻部和眼部症状有较为明显的改善。
给猫饲喂含有抗Fel d1的IgY蛋制品成分是一种不干预猫正常过敏原产生量而减少其释放的策略，这种方法本质为将中等和高过敏原释放水平的猫转变为低过敏原释放水平，不会对猫产生影响。Matulka等[60]持续26周给猫饲喂抗Fel d1卵黄抗体，通过比较饲喂前后猫的体重、食物消耗量、血液生化、尿液成分、发病率等临床生物学指标及致突变性和染色体畸变检测等遗传毒性评价标准，证实了抗Fel d1的生化安全性与遗传安全性。然而，干预猫过敏原的应用目前主要集中于生产抗Fel d1卵黄抗体上，而针对其他猫过敏原的IgY蛋制品仍有待研发与试验验证。
3.4 利用基因编辑技术基因工程技术的发展为从猫细胞和组织中明确删除过敏原提供了可能性。Brackett等[61]通过生物信息学对猫过敏原Fel d1进行分析，研究数据表明Fel d1适合使用CRISPR进行基因编辑，未来使用CRISPR技术对猫过敏原基因进行基因编辑或删除成为可能[62]。由于Fel d1对猫的生物学意义尚未完全明确，抑制其表达对猫造成的影响亦不清楚，因此利用基因编辑技术减少猫过敏原释放需要进一步研究和探索。
4 总结与展望根据《2021年中国宠物行业白皮书》显示，中国城镇家庭养育宠物猫的数量已达到5 806万只。宠物猫为养猫家庭带来的积极影响是近年来养猫人群呈升高趋势的主要原因，但猫过敏原诱导的过敏反应导致了许多猫的动物福利问题的产生。猫过敏原成分鉴定与诊断测试是确定患者过敏原的有效方式，通过致敏检测可对患者及其家庭环境实行个性化过敏原干预建议。此外，不同猫过敏原之间及不同哺乳动物同家族过敏原间存在潜在的交叉反应与共致敏作用，也为检测的精确度提出了新的要求。加强对猫过敏原生物学特性、致敏机制及猫过敏原暴露的干预研究，将有助于改善宠物猫主人健康和养殖福利。
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(编辑 范子娟)