食物過敏如何預防?

【內容摘自《分子廚藝(全新典藏版):用科學實驗揭開美食奧祕的權威經典》,作者提斯/譯者孫正明,貓頭鷹出版】

如何預測跟預防基因改造食物所引起的過敏?

在美食的國度裡,並非只有美食、香味與歡愉。在歐盟的七個國家裡,約有四分之一的人口宣稱自己對食物過敏或者有不耐症。不過臨床檢測出來的結果顯示,實際數目比宣稱的少(只有約百分之三點五的族群)。儘管如此,這仍是一個嚴重的公共衛生問題,因為食物過敏的症狀有變嚴重的趨勢。在近十年之內因食物所引起的過敏性休克案件增加了五倍,而且其中很多是致命的,特別是那些由花生或相關製品所引起的。在薩克雷的國立農業研究所與原委會的食物過敏實驗室裡,瓦爾跟他的同事們就在研究牛奶及奶製品為何會引起過敏?雖然牛奶裡引起過敏的蛋白質(過敏原)其實結構很像人體自身的蛋白質,而人對於自己的蛋白質一般是不會產生反應的。這些科學家也用動物實驗中利用的一種稱為「基因免疫法」的技術來預測過敏。

為什麼近年來對食物過敏的比率增高呢?食物過敏案件的增加似乎與對花粉過敏病人數的增加有關。病人身上對花粉反應的抗體,有時候也會跟來源毫不相關的分子(像是食物分子)反應,這是所謂的「交叉反應」。會發生的原因主要是因為,這兩種不同分子表面上的「抗原決定位」長得很像,也就是說,這兩個分子雖然來源不同,但是某個暴露在外面的小片段碰巧有相似的結構,因此成為免疫系統的目標。這個現象解釋了為什麼對外國水果(如酪梨、奇異果、香蕉⋯⋯等)過敏的案例也跟對latex乳膠過敏案件增加有關。

除了這些「傳統的」過敏食物以外,現在又多了基因改造食品。這些食品帶有原本食物中不會有的蛋白質,所以在食用前一個很重要的問題就是,它們會不會引起過敏?因為至今並沒有太多案例報告,那要如何決定它們的致敏性呢?有很多方法現在正被使用:首先可以利用過敏病人的血清來做試驗,因為他們的血清裡含有會跟過敏原反應的抗體;或者做皮下注射試驗,把可疑的分子打入人體皮下看看會不會引起過敏反應;或者利用實驗動物來做試驗,科學家餵給致敏(因為一般動物不會過敏,所以需要先引起動物的過敏體質)實驗動物這些可疑分子,看看會不會引起過敏;最後是利用蛋白質的胺基酸序列分析來預測新的分子會不會引起過敏。最後這個方法是未來的趨勢,不過要使用這個技術,首先要建立一個完整的資料庫,把所有我們已知且分析好的過敏原胺基酸序列輸入。而正是藉由這樣的資料庫,瓦爾等人得以比對人體 β 酪蛋白跟牛乳中的 β 酪蛋白的致敏性。

對牛奶過敏

牛奶蛋白質中百分之八十都是酪蛋白。酪蛋白又可以分為四種,分別是 α S1、α S2、β 以及 κ,其中 β 酪蛋白是很重要的過敏原。九成以上對酪蛋白過敏的病人,血清中都有會跟 β 酪蛋白結合的 E 型免疫球蛋白(人體裡面一種會引起過敏反應的抗體)。

在一九九七年時他們就指出,某些過敏病人的血清裡面,有會跟乳清中蛋白質反應的 E 型免疫球蛋白,而這些抗體也同樣會跟人體中相似的蛋白質交叉反應。既然牛奶跟人乳中都有 β 酪蛋白,這種交叉反應會不會也發生在 β 酪蛋白上呢?他們於是測試了二十個對牛奶 β 酪蛋白過敏的病人血清,發現這些病人的 E 型抗體同樣也會跟人的 β 酪蛋白反應。

為什麼會有這種交叉反應呢?因為人跟牛的 β 酪蛋白,有一半的胺基酸序列是一模一樣的。那麼研究這種胺基酸序列的相似性有什麼用處呢?其實是這樣的,在這段共同的胺基酸序列裡,有一段會讓牛跟人的 β 酪蛋白形成螺旋般的結構;而有另一段序列帶有許多「磷酸化位置」。所謂磷酸化位置,是說在蛋白質形成之後,這些位置會被加上「磷酸根」,這過程稱為「磷酸化」。這是「後轉譯修飾」,這會因為蛋白質的帶電性不同,而改變它的結構跟性質。瓦爾他們指出,β 酪蛋白的致敏性,會因為「磷酸化」而改變。

預測過敏原

時至今日,使用這些檢驗法來檢查基因改造食品的分子,並沒有發現它們含有特別的過敏原。這些研究同時也幫助發展預防食物過敏的療法。在 β 酪蛋白引起過敏的例子裡,試著把牛奶的 β 酪蛋白換成別種 β 酪蛋白並沒有用,因為不同奶中的β 酪蛋白結構太相似了。不過瓦爾的實驗室現在正在小鼠身上測試另一種「基因免疫法」。簡單的說,他們將一段過敏原插入細菌的基因序列(我們稱為質體)裡,然後把這段質體當作疫苗打入小鼠體內。這樣的疫苗會引起一些免疫反應,而這種反應剛好可以壓制過敏反應。這樣的基因免疫法被證實對於減低乳球蛋白(另外一種牛乳中的過敏原)過敏症有效,它可以持久而明顯地降低血清中對抗乳球蛋白的E 型抗體。

 

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