在暑气逼人的夏天，谁不想吹着海风，哈着啤酒，吃着海鲜，度过美好的傍晚呢？然而，海鲜过敏却使一部分人只能对着小龙虾流哈喇子，永远无法品尝海鲜的美味。
那么是什么导致这部分人对海鲜过敏呢？科学研究表示，这是由于海鲜中含有大量的异种蛋白，当这些蛋白质进入人体后，免疫系统会把它们当作入侵者，进而对这些蛋白质发起进攻，导致人体出现皮肤红肿、瘙痒、刺痛等过敏现象。
难道对海鲜过敏的人只能一辈子远离海鲜吗？
近日，来自大连工业大学食品科学与技术学院的孙娜教授及其团队从小鼠的过敏反应、蛋白质结构、肠胃道消化和线性表位等方面探讨了热压加工对南美白对虾致敏机制的影响。研究结果表明，烘烤+反压灭菌加工可以显著降低虾的特异性抗体、肥大细胞脱颗粒和血管通透性，因此降低其致敏性。该研究以“Reduced Allergenicity of Shrimp (Penaeus vannamei) by Altering the Protein Fold, Digestion Susceptibility, and Allergen Epitopes”为题目发表在期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry(农林科学,1区TOP期刊)上。
图|（来源：Journal of Agricultural and Food Chemistry）
贝类过敏
贝类过敏是一种常见的过敏现象，而虾类过敏是贝类过敏的一种，这是由于免疫球蛋白E（LgE）介导的最广泛的海鲜过敏之一。
调查研究表明，至2020年，南美白虾是全球产量最高的虾类，其年产量为580万吨，占世界甲壳类动物水产养殖产量的51.7%。
其中，前肌球蛋白是虾类海鲜的主要过敏原，其有三个LgE结合表位（X1：47−61，QKRMQQLENDLDQVQ；X2：97−108，EDLERSEERLNT；X3：24−257，RSVQKLQKEVDRLE）具有高交叉反应性和脱核能力。其次，肌球蛋白轻链、精氨酸激酶、肌浆钙结合蛋白、磷酸三糖异构酶和肌钙蛋白C是虾类海鲜中的次要过敏原。
图|（来源：Pixabay）
那么，如何才能降低这些蛋白质对人体的致敏性呢？科学家们给出了答案：改变蛋白质的结构。因此，食品加工成为改变过敏原的有效方法。在加热过程中，二级或三级蛋白质结构的丧失伴随着新的分子内或分子间键的形成、聚集及二硫键的重新排列，从而导致表位的丧失或形成。
此外，除了加工过程外，食物的过敏原在口腔咀嚼和消化的过程中也会从食物中释放，这意味着肠胃道消化整份食物后导致的致敏原因也应该考虑在内。
然而，加工过程和肠胃道消化对虾致敏性变化的根本原因是什么呢？
追本溯源
为探索上述问题，研究人员对虾的致敏性和诱导能力进行了评估。
首先，研究人员将冻虾分为3组，采用3种不同的加工方法进行加工。一组为解冻后未经任何处理的生虾(RS)；一组为烤对虾(BS)；另一组为烘烤+反压灭菌对虾(BRPSS)。
将虾壳放入蒸锅中，在100℃下加热2min，然后在200℃下烤至含水量达到65%。之后，虾经110℃反压灭菌20min得到BPRSS，分别将3组对虾捣碎成糊状，采用碱溶法和酸分离法提取全蛋白。最后，从RS、BS和BRPSS中获得蛋白质，并在-80°C保存待用。
此外，实验中采用在标准条件下饲养一周的48只雌性小鼠(3-4周龄)。各小组随机分为4组（n=12/组），分别于驯化后第0、7、14、21、28天灌胃5mg对应的冻干虾蛋白粉致敏。
之后，小鼠在第43天接受刺激剂量的虾蛋白(25mg)。，并收集过敏症状评分和耳朵温度；并对小鼠血清特异性抗体水平和血浆组胺水平进行测定；提取腹腔白蛋白定量分析血管通透性；安乐死后取脾、肺、空肠进行肥大细胞脱粒及组织病理学分析。
图|虾过敏的实验方案（来源：该论文）
1）小鼠刺激后全身过敏反应的测定：
研究结果表明，小鼠在受到刺激后，对照组小鼠无过敏症状，平均耳温变化为0.2℃，与对照组相比，RS组和BS组小鼠的过敏症状评分均显著升高(p<0.05)，并伴有过敏性休克症状。
RS组和BS组对虾的过敏反应差异不显著(p>0.05)，说明烘烤并未降低对虾的致敏性，但BRPSS组小鼠体温及过敏症状评分较RS组明显改善(p<0.01)。
2）特异性IgE和IgG1的评估：
经过肠胃消化后，虾被吸收并通过血液输送到免疫器官，引起抗体分泌。RS、BS和BRPSS蛋白组小鼠特异性IgE和IgG1水平均高于生理盐水组(p<0.01)。与RS组相比，BS组和BRPSS组小鼠特异性IgE水平分别显著降低22.88%和59.94%。
同时，BRPSS组小鼠特异性IgE水平较BS组降低48.05%（p <0.01）。这些结果表明BRPSS的致敏能力弱于RS，而BS的致敏能力值得商榷。
3）肥大细胞脱颗粒观察及组胺释放量测定：
过敏原诱导IgE的产生并与这些抗体交叉结合，导致肥大细胞和嗜碱性细胞释放化学介质，其中组胺是一种关键的过敏介质。
与RS组和BS组相比，BRPSS组脱颗粒肥大细胞百分比显著降低43.10%和39.74%；组胺含量显著降低至18.31ng/mL(p<0.05)。各组组胺的排列顺序与特异性抗体相似，因此烘烤+反压灭菌处理后组胺作为过敏介质的减少可能为缓解过敏症状提供进一步的证据。
图|肥大细胞脱颗粒和组胺释放（来源：该论文）
4）血管通透性的定性观察与定量：
过敏原可刺激嗜碱性细胞和肥大细胞脱颗粒，促进血管舒张，增强血管通透性，从而引发过敏反应。
观察发现，对照组小鼠未见全身蓝色外渗，而RS蛋白攻毒小鼠在口、鼻、足和小肠周围有明显的蓝色外渗，而BRPSS组未见明显蓝色外渗，因此研究人员通过测定腹膜灌洗液中白蛋白水平进一步分析血管通透性。结果表明，BRPSS诱导小鼠腹腔白蛋白水平较RS组和BS组显著降低47.80%和48.98%(p<0.05)。
图|血管通透性（来源：该论文）
5）空肠、肺和脾的组织病理学评估：
食物过敏不仅会引起多种临床症状，还会引起空肠、肺、脾等器官的组织病理学改变。结果表明，BS不能改善小鼠空肠、肺和脾脏结构的损伤，而BRPSS能显著改善小鼠空肠、肺和脾脏结构的损伤，说明热压处理能有效降低对虾的致敏性。
图|空肠、肺和脾脏的组织病理学研究（来源：该论文）
此外，在体外消化稳定性的研究中发现，蛋白质或多肽被水解，随着消化的进行产生不同分子量的新蛋白质或多肽。可溶性寡肽含量随胃肠道消化的整体趋势逐渐增加，说明体外消化对蛋白质和水解产物的水解效率。
在对蛋白质的序列分析结果表明，反压灭菌联合胃肠消化能降低致敏性的原因可能有两点：一是免疫显性表位的消除和线性表位的增加；二是反压灭菌引起蛋白质聚集，使线性表位隐藏在结构中，无法与IgE结合。
小结
在该研究中，提出了一种有效降低虾致敏性的方法并阐明了机理。其中，烘烤过程中氢键的破坏和疏水性基团的暴露导致蛋白结构的展开，这可能会降低虾的致敏性，但同时烘烤使更多的线性表位暴露，导致BS蛋白喂养的小鼠表现出与RS蛋白喂养的小鼠相同的全身过敏反应。
同时，发压灭菌可引起蛋白质聚集，将精氨酸激酶和肌浆钙结合蛋白的热/消化稳定表位隐藏在3D结构内，阻止IgE结合。IgE与肌钙蛋白C的低结合频率也导致了热消化稳定表位的存在，而不影响致敏性。
因此，对海鲜过敏的小伙伴们也有了大饱口福的机会，不需要再“望虾止馋”了！
转自：“高分子科学前沿”微信公众号
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