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为什么人要有过敏?

过敏可以说是生活中的常见现象了,花粉过敏、海鲜过敏、药物过敏……这些相信每一个人都不陌生。导致过敏的东西叫“过敏原”。过敏的症状是相似的,每个人的过敏原却有所不同。过敏原如果是食物、药物倒还好避免,但如果是花粉、冷空气或者日光那可就郁闷了,一不小心就中招了……

那么,“过敏”这件看似有百害而无一利的事,为什么会存在于我们的身体里啊?

过敏是怎样发生的?

日常生活语境下,人们所说的“过敏”往往指的是I型超敏反应。植物花粉,真菌孢子,动物皮屑或羽毛,昆虫毒液,一些食物比如海鲜、芒果等等,都是常见的过敏原。过敏原其实是一种抗原,在过敏原的首次刺激下,免疫系统分泌一种叫IgE的抗体,这个过程叫做“致敏”。有些人的免疫系统比别人更容易产生IgE,他们就是传说中的“过敏体质”人群。

以花生过敏原蛋白Ara h 1为例,人体第一次暴露在过敏原(Allergen)中后,浆细胞会大量产生Ara h 1的IgE抗体,并结合在肥大细胞(Mast cell)上。当再次接触到这种过敏原时,IgE会介导肥大细胞做出一系列应答,释放出特定物质引起过敏反应。图片来源:igem.org

“致敏”以后,如果人体不再接触过敏原,倒不会有事。一旦再次接触到相同的过敏原,免疫系统就收到了IgE发来的警报,迅速召集人马赶来。这批大部队中最主要的成员是“肥大细胞”和“嗜碱性粒细胞”,正是它们分泌的物质导致了过敏的各种症状:轻则起疹子、皮肤瘙痒、眼睛发红、打喷嚏、流鼻涕,重则喉头水肿、过敏性休克甚至危及生命。所以,对于过敏,可千万别掉以轻心,这个小恶魔可是有一百种方法来要你的命。

载入史册的过敏

尽管“过敏”听起来是个有点新的概念,但它其实已经被人类观察了数千年了。最早关于过敏的文字记载,可能是公元前2641年埃及法老美尼斯因被黄蜂蛰而死亡的记录。

除了当事人难受,过敏还以各种方式影响着历史的进程。古罗马克劳迪亚斯大帝的儿子布里塔尼库斯对马匹过敏,只要一骑马就会“全身长满皮疹,眼睛充血,以至于什么也看不见”。因此,他失去了在贵族中骑领头马的资格,取而代之的是他父亲的养子。这位养子就是后来古罗马臭名昭著的暴君——尼禄。

而据作家托马斯·摩尔的著作记载,英格兰国王理查三世还利用过自己的过敏反应进行政治斗争。他知道自己对草莓过敏,所以在与政敌哈斯廷斯见面之前先偷偷吃了一点草莓。接下来在见面中,理查三世身上起了很多荨麻疹,他由此指责哈斯廷斯对自己下了诅咒,并要求对其斩首。

传说对草莓过敏的理查三世。图片来源:bbc.co.uk

当今社会,许多名人也有各种各样的过敏症。比如前面说的马匹过敏,当代一位著名皇室成员也同样患有——她就是英国王妃凯特;而花生过敏在西方人中更是常见,一个著名的例子就是网球运动员小威廉姆斯。

为什么要有过敏机制?

我们知道,过敏原常常只是一个警报,过敏的主要症状是由免疫系统释放的各类物质引发的。为什么本该保护我们免受伤害的免疫系统,在这方面这么大惊小怪,疯狂打击自己人?换句话说,我们为什么要有过敏?

简单地说,这个问题在科学界至今没有答案。不过,科学家们一直在根据观察到的现象提出能解释过敏意义的假说。

过去一个流行的假说是“寄生虫论”。科学家们认为,当远古卫生条件不好的时候,我们的祖先的免疫系统发展出了识别寄生虫表面抗原、并分泌IgE的能力。这些IgE能极其迅速地动员免疫细胞赶到皮肤、粘膜等处,阻碍寄生虫的进一步入侵。剑桥大学的寄生虫学教授大卫·邓恩(David Dunne)说:“你只有大概一小时的时间(来保护自己),否则寄生虫就会开始在体内存活繁殖。”

随着人类文明的发展、卫生水平改善,虽然寄生虫的威胁不再像当年那么巨大,但免疫系统仍对它们保持着相当的警惕。而一些过敏原的结构就与很多寄生虫的表面抗原相似。当我们接触到过敏原时,免疫系统以为这是寄生虫入侵的信号,立刻举旗出兵,实际上却有点小题大做。“过敏症状只是人类抵御寄生虫感染时一个不幸的副反应。”邓恩说。

过敏的“寄生虫论”认为免疫系统最初利用这套机制来对抗寄生虫入侵。图片来源:tumblr.com

康奈尔大学免疫学教授凯特·韦尔奇(Kate Welch)则认为,过敏是免疫系统发出的让人逃离有害环境的信号。当我们的祖先还在采果、狩猎的时候,某些特定的花粉、毒液对人是有害的。 “这些特别不舒服的(过敏)症状可能使得我们主动避开它们。” 韦尔奇说,“就好像免疫系统在告诉我们:喂,快离开这些蜜蜂!”

不过近年,耶鲁大学免疫学教授,当代著名免疫学家鲁斯兰·梅德斯托夫(Ruslan Medzhitov)又提出了不同的观点。他认为过敏不仅仅是个副反应或警报,它应该有着更加积极的意义。很多过敏原确实是有害的,它们可能激惹细胞膜,损伤细胞,破坏细胞内的蛋白质。他说:“如果你仔细想想过敏的所有症状——流鼻涕、流眼泪、打喷嚏、咳嗽、瘙痒、呕吐、腹泻——这些症状都有一个相同之处,那就是它们都在试图把毒素排出体外。”由此他提出了一个新的观点:过敏症状是身体把有害的过敏原排出体外的一种方式。

耶鲁大学教授鲁斯兰·梅德斯托夫。图片来源:Frank Poole/ymm.yale.edu

2012年,梅德斯托夫的观点的得到了部分验证。他的团队将小剂量过敏原PLA2注入小鼠体内。实验结果不出所料,PLA2本身并不能诱发过敏反应,只有在PLA2损害了细胞的时候,免疫系统才会开始产生IgE。

梅德斯托夫还假设这些IgE对机体其实有保护作用,而不是仅仅能诱发难受的过敏反应。他在小鼠体内再次注射了大剂量的PLA2。这次,从未注射过PLA2的小鼠发生了致命性的低体温,而已注射过PLA2致敏的小鼠发生过敏反应,但却逃过了PLA2本身导致的严重症状。

与邓恩的观点不同,梅德斯托夫把过敏的发生比作家庭警报系统:“有时你判断家里进了贼,不是通过看见了贼,而是通过打破的窗户。”他认为虽然有时候过敏反应也很恼人,但总体来说,这种机制的存在还是利大于弊的。

过敏的人正在变多吗?

在西方发达国家,过敏性鼻炎、哮喘等过敏性疾病也在20年前乃至更早开始呈现出了上升趋势。以澳大利亚为例,1994年到2004年,因全身性过敏反应住院的案例翻了一番,其中有此反应的五岁以下儿童更是增加了5倍。相对而言,发展中国家里过敏性疾病的发病率往往较低。为什么会出现这种现象?

目前的一个主流解释叫做“卫生假说”。这种论点认为,发展中国家和地区卫生条件不如发达国家,孩子们暴露于寄生虫或其他病原体的几率更大。早期暴露于寄生虫能帮助免疫系统发展出自我调控机制,将免疫应答控制在一定范围内。相比之下,如果环境过于清洁卫生,这种自我调控机制发展不出来,接触到过敏原以后,可能会产生非常剧烈的反应。这就像一队训练有素却又无仗可打的士兵,一旦有个风吹草动就以为是强敌入侵,结果杀敌一千,自损八百……

在另一方面,也有观点认为过敏的增加源于人类生产出了越来越多的化学合成物质,它们对免疫系统发出了越来越多的警报。前面提到的梅德斯托夫就持此论点。但一如过敏机制的意义问题,过敏发生率上升确切原因是什么,目前也还没有明确答案。

目前,“寄生虫论”和“排出有害物质论”两个学说谁更符合过敏的实质还在争论不休。但无论科学界的结论如何,“过敏”这件事很可能将永远伴随着人类。所幸的是,科学家们对过敏的认识正在逐步加深,而未来我们可能也会找到更好的方式,来与“过敏”共存。

参考资料:

  1. Mullins, Raymond James, Keith BG Dear, and Mimi LK Tang. "Time trends in Australian hospital anaphylaxis admissions in 1998-1999 to 2011-2012." Journal of Allergy and Clinical Immunology 136.2 (2015): 367-375.
  2. Palm, Noah W., Rachel K. Rosenstein, and Ruslan Medzhitov. "Allergic host defences." Nature 484.7395 (2012): 465-472.
  3. https://mosaicscience.com/story/why-do-we-have-allergies
  4. http://www.allergyclinic.co.nz/history_allergy.aspx
  5. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1398-9995.2004.00603.x/full
  6. http://probiotics.org/celebrities-allergies/
  7. https://www.washingtonpost.com/news/speaking-of-science/wp/2016/09/06/dear-science-why-do-we-get-allergies-whats-the-point-of-a-runny-nose/?utm_term=.cfed4550696
  8. http://fightthecauseofallergy.org/page/hygiene-hypothesis
  9. http://fightthecauseofallergy.org/page/why-do-we-have-allergies
  10. https://theconversation.com/what-are-allergies-and-why-are-we-getting-more-of-them-40318

文章题图:allergyadvocacyassociation.org

(编辑:Calo)

 

The End

发布于2017-07-07, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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