آلرژن های غذاهای دریایی

 

 

مقدمه

ماهی یکی از مهمترین منابع پروتئینی انسان ها می باشد. این آبزیان دریایی نقش حیاتی در حفظ و نگهداری سلامت انسان ها بر عهده دارند. ماهی ها علاوه بر نقش تغذیه ای، با داشتن مقدار قابل توجهی اسید چرب امگا-3 (Omega-3 fatty acids) می توانند باعث کاهش بیماری های قلب و عروق شوند. درحال حاضر مصرف ماهی در دنیا رو به افزایش است. پروتئین های حاصل از آبزیان دریایی نظیر ماهی ها، خرچنگ ها (Crustaceans) و نرم تنان (Mollusks) حدود 5/16 - 8/13 درصد کل پروتئین های حیوانی است که انسان ها مصرف می کنند. علیرغم مصرف تغذیه ای بالا، ماهی ها به عنوان یکی از هشت آلرژن بزرگ غذایی محسوب می شوند. پژوهشگران معتقدند بیش از 90 درصد آلرژی های غذایی در اثر مصرف ماهی ها می باشد که می توانند باعث تحریک علائم معدی- روده ای، آسم، سندرم آلرژی دهانی (Oral allergy syndrome)، اگزمای آتوپیک (Atopic dermatitis) و حتی علائم شدیدتر تهدید کننده ی حیات (آنافیلاکسی) شوند.

میزان بروز آلرژی یا حساسیت های غذایی (Food allergy) و آنافیلاکسی نیز در دنیا نسبت به افزایش سایر بیماری های آلرژیک به خصوص در کشورهای صنعتی سریعتر می باشد. به طور کلی در این کشورها شایعترین علت آنافیلاکسی، آلرژی های غذایی می باشد. حساسیت های غذایی یکی از مشکلات مهم بهداشتی است که حدود 4 درصد بالغین و 8 درصد کودکان را مبتلا کرده است. شیوع حساسیت غذایی به ماهی در آمریکا حدود 4 درصد تخمین زده می شود. حساسیت غذایی به ماهی نه تنها به عنوان یک بیماری مشخص با افزایش حساسیت ایمونولوژیکی می باشد، بلکه نقش مهمی در توضیح و تبیین مکانیسم های ایمونوپاتولوژیک آلرژی های با واسطه ی IgE دارد. در سال 1921،Praunsnitz و Kustner نخستین بار با تزریق سرم بیمار مبتلا به حساسیت غذایی به ماهی به افراد غیر آتوپیک (غیر آلرژیک) نشان دادند که در این افراد علائم حساسیت به ماهی بروز می یابد. این مطالعه ی تجربی کلاسیک ثابت نمود که افزایش حساسیت نوع فوری ( نوع I ) نیازمند وجود سه جزء می باشد: آلرژن ها، فاکتور های اختصاصی آلرژن که فقط در سرم افراد حساس (آتوپیک) وجود دارد و اجزای بافتی که در هر فردی وجود دارد. 40 سال بعد فاکتور های اختصاصی آلرژن موجود در سرم شناسایی شد که به نام یک آنتی بادی جدید و به نام IgE نامگذاری گردید. این آنتی بادی بر روی سلول های خاصی نظیر ماست سل ها و بازوفیل ها، سلول های عرضه کننده ی آنتی ژن (Antigen Presenting Cell: APC) سلول های B، مونوسیت (سلول های دندریتیک) گیرنده ی اختصاصی دارد. تقریباً در همان زمان ها برخی از گروه های تحقیقاتی مطالعاتی را برای شناسایی ساختار مولکولی آلرژن ها آغاز کردند. بیشتر واکنش های آلرژیک نسبت به غذاها به دنبال خوردن مقدار کمی از گروه های مختلف غذایی مانند غذای حاوی ماهی رخ می دهند.

حتی در برخی افراد استنشاق بوهای غذایی به دنبال طبخ غذاها و تماس پوستی می تواند باعث تولید IgE اختصاصی و علائم بالینی وابسته به IgE در بیماران حساس شود. بر همین اساس افزایش شیوع حساسیت های غذایی و احتمال ایجاد مرگ برای افراد حساس باعث افزایش انگیزه ی محققان در یافتن راه های تشخیصی اختصاصی، درمان و پیشگیری موثرتر شد.

ماهی از جمله غذاهایی است که به تناوب، ایجاد واکنش های افزایش غذایی با واسطه ی IgE می نماید و باعث ایجاد مشکلات بهداشتی به خصوص در کشورهای با مصرف بالای غذاهای حاوی ماهی نظیر ژاپن و کشورهای اسکاندیناوی می شود. بر اساس تظاهرات بالینی و مکانیسم های ایمونولوژیکی، حساسیت به ماهی به عنوان حساسیت غذایی کلاس I تقسیم بندی می شود که عملکردهای حساسیت زای اولیه بیشتر در دستگاه گوارش و یا به صورت واکنش های آنافیلاکتیک می باشد. وخیم ترین تظاهر آن به صورت ایجاد آنافیلاکسی با واسطه ی IgEمی باشد. این آنافیلاکسی تهدید کننده ی حیات به دنبال جذب سیستمیک آلرژن ها رخ می دهد که شبیه ایجاد آنافیلاکسی به دنبال گزش حشرات یا دارو در افراد حساس می باشد.

 

آلرژن های انواع ماهی

پاراوآلبومین ماهی به عنوان آلرژن اصلی ماهی می باشد که در همه ی افراد حساس به ماهی، عامل حساسیت زای اصلی می باشد. بر همین اساس بررسی ها نشان می دهند که پاراوآلبومینِ اکثر گونه های ماهی که در کشورهای غربی به طور معمول مصرف می شوند، دارای ساختار بیوشیمیایی و ایمونوشیمیایی مشابهی می باشد. همچنین گزارش شده است که این پروتئین ها به میزان وسیعی با آلرژن های حاصل از ماهی های مصرف شده در کشورهای آسیایی (آسیای جنوب شرقی) واکنش عرضی نشان می دهند. اگرچه آلرژن های فرعی دیگری را نیز از گونه های مختلف ماهی ها توسط روش های ایمونوبلاتینگ جداسازی کرده اند که به عنوان مثال می توان کلاژن را ذکر نمود که اخیراً جداسازی و تخلیص شده است. اگر چه تعدادی از بیماران حساس به ماهی می توانند برخی گونه های ماهی را تحمل نمایند ولی اکثر افراد حساس قادر نیستند هیچ نوع ماهی را تحمل نمایند. به همین دلیل انجمن حمایت از مصرف کننده و برچسب زننده ی غذاهای آلرژی زا (Food Allergen Labeling and Consumer Protection Act) در سال 2004، شرکت های تولید کننده ی مواد غذایی دریایی نظیر تولید کنندگان تونِ ماهی قزل آلا و ... را وادار نمود که بر روی محصولاتشان نوع گونه ی ماهی ها نوشته شود.

پاراوآلبومین علاوه بر عضلات، در سیستم اعصاب مرکزی (CNS)، سطوح پایینی کلیه، بافت چربی، تخمدان و بیضه ها نیز وجود دارد. Gad c 1 که یک آلرژن (پاراوآلبومین) جدا شده از ماهی Codfish به عنوان موضوع تحقیقاتی در اواخر سال 1960 مورد توجه محققین قرار گرفت. علیرغم شباهت ساختاری پاراوآلبومین در گونه های مختلف حیوانی، این پروتئین ها فقط در ماهی و قورباغه به عنوان آلرژن مشخص شده اند.

البته اخیراً مطالعه ای برای نخستین بار گزارش نمود که یک پروتئین شبیه پاراوآلبومین که پروتئین متصل شده به کلسیم نیز است در مایع منی ماهی، به میزان بالایی وجود دارد. این پروتئین از اسپرم و پلاسمای مایع منی ماهی کپور (Carp) با روش های تخلیص سازی جدا شده اند.

میزان حساسیت زایی یک ماده بر اساس دو پارامتر کلیدی می باشد. اولین مشخصه، پتانسیل و توانایی ایجاد حساسیت در افراد آتوپیک می باشد. به نظر می رسد آلرژن های غذایی به دلیل قابلیت هضم پایین، دارای پتانسیل بالای حساسیت زایی هستند و به همین دلیل این پروتئین ها ایمونوژن هستند و پپتید های حاصل از آن ها نیز در دستگاه گوارش به سیستم ایمنی عرضه می شوند. دوم اینکه در افراد حساسیتی، اتصال IgE برای تحریک واکنش های آلرژیک ضروری می باشد. اتصال آلرژن به IgE در حفره ی دهان، منجر به شروع واکنش آلرژیک موضعی می شود که معمولاً ضعیف یا ممکن است بلافاصله بعد از جذب در دستگاه گوارش منجر به ایجاد واکنش های آلرژیک سیستمیک شوند که ممکن است ارگان های مختلف را درگیر نماید. جذب و واکنش سیستمیک بیشتر در مورد آلرژن هایی رخ می دهد که مقاوم در برابر هضم در دستگاه گوارش هستند. حساسیت زایی آلرژن های ماهی Codfish در صورت تخریب فیزیولوژی ساختار آن به شدت کاهش می یابد ولی اگر این تخریب در معده به صورت ناکامل رخ دهد می تواند باعث افزایش خطر ایجاد آنافیلاکسی شود. نشان داده شده است که فرم آپوپاراوآلبومین ماهی کپور در قسمتی از پروتئین که کاتیون های دو ظرفیتی اتصالی وجود ندارد، به شدت باعث کاهش ظرفیت اتصالی IgE در پروتئین می شود. این خصوصیت به دلیل فراوانی طبیعی یون های دو ظرفیتی برای بهبود روش های فرآوری غذایی امکان پذیر نمی باشد. روش دیگری برای کنترل قابلیت هضم و تخریب محل های اتصال پروتئین آلرژی زا به IgE با ایجاد فرم رسوب یافته پاراوآلبومین به دنبال مواجهه با حرارت امکان پذیر می باشد.

Van Teeffelen و همکارانش در مورد فرم بتا-لاکتوگلوبولینِ شیر پستانداران به همین روش ترسیب به دنبال مواجهه با حرارت به طور مؤثری باعث تغییر خصوصیات ترمودینامیکی پروتئینهای حساسیت زا جهت کاهش حساسیت زایی این پروتئین ها شدند.

پاراوآلبومین، یک پروتئینِ درون سلولی است که در مهره داران پست وجود دارد. این پروتئین در ایجاد سیکل انقباض/ انبساط عضله، بافر نمودن کلسیم و انتقال سیگنال نقش دارد. پاراوآلبومین مولکول کوچکی است که وزن مولکولی آن حدود 12- 10 کیلودالتون(Kd)، پروتئین اسیدی با PH ایزوالکتریک 4 - 5/2(PI) می باشد که به مقدار فراوان در فیبر های عضلات سریع بدن وجود دارد. این پروتئین به میزان بالایی مقاوم به حرارت، مقاوم به دناتوره شدن در مقابل عوامل شیمیایی و اثر آنزیم های هیدرولیز کننده می باشد. پاراوآلبومین در گونه های مختلف ماهی ها دارای شباهت ساختار مولکولی 90-60 درصد می باشد و بر همین اساس میزان حساسیت زدایی این پروتئین ها در گونه های مختلف، متفاوت می باشد. خالص سازی و تعیین ساختار مولکولی پاراوآلبومین به عنوان آلرژن ماهی نخستین بار در ماهی Codfish انجام شد. همچنین نشان داده شده است که بیماران دارای آنتی بادی IgE ضد یک پاراوآلبومین، ممکن است به دلیل شباهت ساختاری با پاراوآلبومین در گونه ی دیگری نیز واکنش دهند. بر همین اساس این آلرژن به دلیل داشتن توانایی واکنش عرضی در گونه های مختلف توجیه کننده ی علائم بالینی افراد حساس در مواجهه با گونه های مختلف ماهی ها می باشد.

بر اساس نتایج حاصل از مطالعات متعدد، عملکرد پاراوالبومین در ماهیچه اینگونه توضیح داده شده است که با تجمع کلسیم درون سلولی باعث ایجاد انبساط سریع به دنبال انقباض عضله می شود به همین دلیل یک رابطه ی مثبت بین سرعت سیکل انقباض/ انبساط در فیبرهای عضلات اسکلتی و پاراوآلبومین وجود دارد.

پاراوآلبومین از خانواده ی پروتئین EF-hand می باشد که این گروه پروتئینی دارای توصیف ساختار حفاظت شده ی Helix-loop-helix هستند. این ساختمان پروتئینی امکانی را ایجاد می کند که این پروتئین ها به کاتیون های دو ظرفیتی مثل کلسیم، منیزیم و ... با افینیتی متفاوت به راحتی متصل شوند.

ساختار پاراوآلبومین دارای سه ناحیه ی AB، CD و EF می باشد که دو ناحیه ی CD و EF دارای یک ناحیه ی اتصالی 12 اسید آمینه ای رقابتی برای اتصال به کلسیم هستند. بنابراین این پروتئین قادر است با افینیتی بالا به کاتیون های دو ظرفیتی متصل شود. ناحیه ی AB به میزان کم یا بدون توانایی اتصال به کاتیون های دو ظرفیتی است و برخی مطالعات عملکرد این ناحیه را تنظیم اتصال دو ناحیه ی دیگر با کاتیون های دو ظرفیتی مطرح می نمایند. پاراوآلبومین دارای دو فرم اصلی آلفا و بتا می باشد که به دلیل وجود برخی اختلافات مانند نقاط ایزوالکتریک متفاوت (نوع آلفا دارای PI>5 و نوع بتا دارای PI<4.5-5) و برخی تفاوت ها در ساختار مولکولی آن ها می باشد. به نظر می رسد حداقل در 11 رزیدوی آمینو اسیدی بین دو فرم آلفا و بتای پاراوآلبومین انسانی اختلاف وجود داشته باشد. باتوجه به PI پایین (1/4) برخی مطالعات وجود یک پروتئین شبیه پاراوآلبومین بتا را در مایع منی ماهی کپور یافته اند. بر همین اساس در ماهی کپور ایزوفرم های متعدد پاراوآلبومین که 7 نوع آن بتا و یک نوع آن آلفا پاراوآلبومین می باشد، جداسازی شده است. شبیه پاراوآلبومین ماهی کپور و ماهی آزاد اقیانوس اطلس (Atlantic Salmon)، آلرژن Sco j 1 بر اساس مشخصه های زیر از اعضای پاراوآلبومین نوع بتا می باشد. نخست اینکه در مقایسه با پاراوآلبومین نوع آلفا که دارای بیش از 109 اسید آمینه یا بیشتر هستند، زنجیره ی کوتاهتری دارد. دوم اینکه دارای 5 تا 6 رزیدوی اسید آمینه های مشخصه پاراوآلبومین نوع بتا می باشد که شامل Gly-68 ، Phe-66 ، Cys-18 ، Lev-15 و Ala-13 می باشد و فقط Thr-78که جزء ساختار تیپیک نوع بتا است با اسید آمینه آنالوگ خود (سرین) جایگزین شده است.

در یک مطالعه ی تعیین خصوصیات پاراوآلبومین، 5 گونه ماهی شامل گونه ای از ساردین ماهیان (Sardinops sagax)، ماهی موتو (Engraulis encrasicolus)، گونه ای از ماهیان هیك (Merluccius merluccius)، ماهی باراكودا (Thyrsites atun)، گونه ای از گیش ماهیان (Seriola lalandi) انجام گرفت. نوع پاراوآلبومین الیگومر، مونومر و دیمر در آن ها مشخص گردید. همچنین مشخص گردید که دو نوع الیگومر و دیمر از انواع مونومر حساسیت زایی بیشتری دارد. ایزوفرم های مونومر آن در 5 گونه ماهی دارای وزن مولکولی بین 13-10 کیلودالتون بودند. بیشترین نوع حساسیت زای پاراوآلبومین در ماهی گونه ای از ساردین ماهیان بود که دارای وزن مولکولی 11/9-11/5 کیلودالتون می باشد که اکثر مطالعات نیز پاراوآلبومین در همین محدوده ی وزن مولکولی را حساسیت زا گزارش نموده اند. (شکل 1)

 

آلرژن های غذاهای دریایی
تصویر 1 - خالص‌سازی و جداسازی آلرژن پاراوآلبومین؛ خالص سازی ایزوفرم‌های پاراوآلبومین با روش کروماتوگرافی DEAE و مانیتور روش SDS-PAGE و رنگ آمیزی آبی کوماسی؛ ایزوفرم‌های I-IV را در شکل B مشاهده می‌کنید.

 

جالب اینکه با استفاده از روش ) (Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization, the time-of-flight, Mass Spectrometry) MALDI-TOF دو پروتئین تحریک کننده ی سیستم ایمنی به نام های انولاز و کراتین کیناز را مشخص نموده اند که این پروتئین ها تا حدودی حساسیت زا هستند. تا قبل از این انولاز به عنوان پروتئین اصلی آلرژی زایی قارچ ها مشخص شده بود. سرم بیماران مبتلا به حساسیت قارچی دارای واکنش عرضی با انولاز موجود در لاتکس با نام Hev b 9 بود و در نتیجه Hev b 9 به عنوان یک آلرژن در تست تشخیص حساسیت به قارچ وارد شد. این واکنش عرضی را می توان بر پایه ی وجود شباهت زیاد در ساختار مولکولی انولاز در ارگانیسم های مختلف توجیه نمود. بررسی IgE سرم بیماران حساس به ماهی گونه ای از كپور ماهیان (Blunt Snout Bream) می تواند با انولاز لاتکس و قارچ واکنش عرضی ایجاد نماید. جالب اینکه در این مطالعه برخی از این بیماران دارای حساسیت به مایت بودند. بنابراین بررسی تظاهرات بالینی ناشی از اتصال IgE به پروتئین های ماهی در این افراد نیازمند بررسی های بیشتر می باشد.

پروتئین دیگر ماهی گونه ای از كپور ماهیان با وزن مولکولی 41 کیلودالتون نیز دارای شباهت ساختاری مولکولی با آرژنین کیناز می باشد که این آنزیم باعث انتقال ATP فسفراز به آرژنین می شود که منجر به تولید ATP و N- فسفو آرژنینن می شود. برخی آلرژن های غذایی دارای خواص حمل کنندگی برخی عوامل و عناصر هستند. به طور مثال پاراوآلبومین ماهی دارای قدرت اتصالی به کلسیم است در حالی که تروپومیوزین بی مهره ها (میگو و...) در اتصال به اکتین و انقباض عضلانی نقش دارد. با استفاده از تکنیک های پروتئومیکس و ایمونولوژی، آرژنین کیناز میگو نیز به عنوان آلرژن معرفی گردید. این آلرژن که به نام Pen M 2 نیز معروف است پروتئینی با وزن مولکولی 40 کیلودالتون و PI: 6.02 می باشد و دارای شباهت هایی با کراتین کیناز است.

کراتین کیناز انتقال برگشت پذیر گروه گامافسفوریل ATP به کراتین را کاتالیز می نماید. این آنزیم در ایجاد هموستاز انرژی سلولی نقش مهمی را ایفا می کند بنابراین کراتین کیناز ماهی گونه ای از كپور ماهیان نظیر Pen M 2 و به عنوان آلرژن دارای خصوصیات انتقال و تنظیم کننده ی عناصر باشد. اخیراً مکانیسم ایجاد حساسیت به انولاز و کراتین کیناز تا حدودی مشخص شده است. همچنین مشخص گردیده است که این دو پروتئین به IgE موجود در سرم بیماران حساس به ماهی گونه ای از كپور ماهیان متصل می شوند و علائم بالینی آن به دنبال انجام یک سری واکنش های مولکولی ایجاد می شود که شناسایی این مولکول ها نیاز به بررسی بیشتری دارد. (جدول 1)

 

آلرژن های غذاهای دریایی
جدول 1 - پروتئین‌های آلرژی‌زای جدا شده از ماهی‌ها

 

پروسه های تولید مواد غذایی کم آلرژی زا (هیپوآلرژن)

در سال های اخیر، مطالعات متعددی سعی نمودند ساختار اپی توپ های غذایی را مشخص نمایند که بتوان از آلرژن های غذایی به عنوان عوامل تشخیصی و درمانی ویژه در مبتلایان به حساسیت های غذایی استفاده نمود. به طور مثال به دلیل احتمال ایجاد آنافیلاکسی نمی توان به راحتی از عصاره ی غذاها به عنوان ایمونوتراپی (حساسیت زدایی) استفاده نمود. بنابراین به نظر می رسد افزایش اطلاعات پیرامون مکان های اتصالی IgE به آلرژن ها می تواند ما را در دست یابی به درمان ایمن تر رهنمون سازد. در مطالعات متعدد، پپتیدهای صناعی آلرژنهای مختلف ساخته شد و در این مسیر از اپی توپهای واکنش دهنده با IgE موجود در سرم بیماران استفاده گردید.

همچنین برای آلرژن ماهی کپورGad C1، با استفاده از هیدرولیز تریپسین و آنالیز محل اتصال IgE، پپتیدهایی طراحی و تولید گردید. به هر حال به دلیل اینکه اپی توپهای آنتی بادی به صورت ساختار سه بعدی تعریف میشود، برای شناسایی سکانس پپتیدها اطلاعات محدودی وجود دارد و به علاوه ممکن است توانایی اتصالی کاهش یافته به آنتی بادی را نشان دهد.

ترتیب اسیدهای آمینه در ساختار پنج پروتئین شبه اپی توپ (Mimotope) نشان داد که شباهتهای ساختاری زیادی بین سکانس ها وجود دارد. جالب اینکه بررسی های محاسباتی این Mimotope ها در پاراوآلبومین طبیعی نشان دهنده ی وجود مکان سه ناحیه ی اپی توپی مذکور میباشد. آگاهی بیشتر در شناسایی اپی توپهای پاراوآلبومین اختصاصی برای IgE در آینده، استراتژی تولید واکسن های اختصاصی اپی توپ جدیدی را در درمان حساسیت های غذایی به ماهی تسهیل خواهد نمود. ایمونیزاسیون با پپتیدهای Mimotope ، باعث القای تولید آنتی بادی اختصاصی آنتیژن می شود که چون این آنتی بادی از نوع IgG میباشد باعث حذف خاصیت ایجاد آنافیلاکسی توسط IgE میشود.

فرم آپو - پروتئین پاراوآلبومینِ ماهی کپور دارای ظرفیتهای کاهش یافته ی اتصالی زیادی است که امکان دستکاریهای ژنتیکی برای دست یابی به نمونههای هیپوآلرژن پاراوآلبومین را بر اساس روشهای اختصاصی ایجاد جهش در ژنوم پروتئین فراهم می سازد. بنابراین تولید آنتی بادیهای IgG بلوکان بر ضد انواع آپوپروتئین آن مانع از ایجاد واکنشهای آلرژیک به دنبال مصرف ماهی می شود.(57-54)

 

جداسازی دو نوع از ایزوفرمهای آلرژی زای پاراوآلبومین ماهی کپور

(c 1.01 rCyp وrCyp c 1.02 ) ممکن است راهی برای پیشرفت استراتژیهای ایمونوتراپی اختصاصی برای درمان آلرژی به ماهی باشد. ایمونوتراپی تنها راه درمان قطعی بیماریهای آلرژیک میباشد که بر اساس تجویز مداوم دوزهای افزایشی آلرژن با هدف بی پاسخ نمودن اختصاصی فرد در برابر آلرژن میباشد. بر همین اساس، دیده شده است که با تخلیه ی کلسیم به وسیله ی عوامل شیمیایی اتصال شونده (Chelating) به میزان قابل توجهی باعث کاهش ظرفیت اتصالی rCyp c1 به IgE می شود که شبیه ایجاد جهش در مناطق عملکردی متصل شونده به کلسیم در rCyp c1 (نواحی CD و EF) میباشد.

ایمونوتراپی اختصاصی آلرژن بیشتر به عنوان درمان قطعی در حساسیت های تنفسی و نیش حشرات کاربرد دارد و در حال حاضر برای درمان آلرژیهای غذایی توصیه نمیشود. یکی از دلایل این است که عصاره های غذاها (مثل ماهی) دارای آلرژنهای متعدد با اجزای نامشخص است. بر همین اساس برخی مطالعات با هدف تغییرات ساختمانی در فرم نوترکیب برخی از این آلرژنها (نظیر rCyp c1.01) جهت استفاده در ایمونوتراپی اختصاصی در بیماران حساس به ماهی طراحی گردید. ثابت شده است که فرم نوترکیب آلرژن rCyp c1.01 با القای آنتی بادی IgG محافظتی باعث مهار اتصال IgE سرم بیمار به این آلرژن پاراوآلبومین نوترکیب میشود. این آلرژن نوترکیب حتی در رقت 1:1000 قادر است مانع اتصال IgE بیماران حساس شود. بنابراین این نکته مطرح میگردد که پس از تجویز rCyp c1.01 و بر اساس میزان رقت تجویزی آنتی بادیها، افنیتی بالاتری تولید میشود که با IgE برای اتصال به این آلرژن رقابت میکند.

ثابت شده است که IgG اختصاصی آلرژن باعث مهار فعال شدن سلولی به دنبال اتصال آلرژن شده و مانع از عرضه ی با واسطه ی IgE به سلول T میشود، همچنین باعث ایجاد اثرات محافظتی در برابر IgE اختصاصی آلرژن میشود. IgG اختصاصی آلرژن به طور مستقیمتری به اپی توپ های سطح آلرژن نسبت به IgE متصل می گردد ولی این به عنوان یک امتیاز مفید محسوب نمیشود.

 

آلرژن های سخت پوستان دریایی (میگو، خرچنگ و ...)

سخت پوستان، مواد غذایی با حساسیتزایی بالایی هستند که میتوانند عامل ایجاد واکنشهای آلرژیک در اطفال و بزرگسالان باشند. شیوع ایجاد آلرژی به این عوامل در مناطق با مصرف بالای این غذاهای دریایی بیشتر دیده می شود. به طور مثال در مطالعهای که بر روی کودکان اسپانیایی انجام گرفت، شیوع آن را بین 6/1 تا 8/3 درصد گزارش کردهاند درحالی که بیش از 33 درصد بزرگسالان، دارای حساسیت غذایی به میگو یا سایر آبزیان سخت پوست می باشند.

تخمین زده میشود که حدود 250 هزار آمریکایی دارای حساسیت شدید غذایی (آنافیلاکسی) به این عوامل غذایی بی مهره به خصوص میگوها باشند. همچنین در مطالعهای که اخیراً توسط Sicherer انجام گرفت حساسیت به میگوها (سخت پوستان) را یک در 50 نفر آمریکایی مطرح نمود. در میان سخت پوستان بیمهره بیشترین واکنشهای آلرژیک با میگوها میباشد. سالیانه بیش از 900 هزار تن میگو توسط انسانها مورد استفاده قرار میگیرد. میگوی قهوهای (Penaeus aztecus) بیشترین گونه ی میگوی مورد استفاده در آمریکا میباشد. به هر حال علیرغم شیوع بالای حساسیت به میگوها، همچنان اطلاعات محدودی درخصوص پروتئینهای دخیل در ایجاد واکنش آلرژیک وجود دارد. وجود واکنش های عرضی میان سخت پوستان، سوسک و مایت گرد و غبار منزل (هیره) به دلیل شباهتهای ساختاری پروتئین آلرژی زای تروپومیوزین و محل اتصال IgE به این پروتئین میباشد. در میگوها نیز تروپومیوزین به عنوان عامل آلرژی زای اصلی مطرح میباشد. بر همین اساس در میگوی قهوهای نام این آلرژن Pen a 1، در میگوی ببری سیاه (Black tiger shrimp) (میگوی مونودون)، آلرژن Pen m 1 و در میگوی پا سفید غربی (White leg pacific shrimp) (میگوی وانامی)، آلرژن Lit v 1 میباشد. با توجه به آزمایشات به عمل آمده آلرژن Pen a 1 دارای بیشترین واکنشپذیری است.

بر اساس تعدد و شدت اتصال IgE به مناطق اتصالی خود در سطح آلرژن تروپومیوزین، پنج ناحیه ی اتصالی مشخص شده است: ناحیه ی 1 (Pen a 143-157)، ناحیه ی 2 (Pen a 105-185)، ناحیه ی 3(Pen a1133-1153) ، ناحیه ی 4  (Pen a 1187-1201)و ناحیه ی 5 (Pen a 1247-1284).(شکل 2) به همین دلیل شناسایی مناطق اتصالی IgE بر روی ساختار آلرژنها میتواند فرصتی باشد تا بتوان این پروتئینها را به عوامل غیر آلرژیزا تبدیل نمود و بتوان از این عوامل در ایمونوتراپی (حساسیتزدایی) استفاده کرد. بنابراین میتوان با مهندسی ژنتیک، این پروتئینهای حساسیتزا را طوری تغییر داد که به عنوان یک واکسن، کاندید خوبی برای درمان قطعی حساسیتهای غذایی شدید باشند که در حال حاضر امکانپذیر نمیباشد.

 

آلرژن های غذاهای دریایی
تصویر 2 - آنالیز ساختمان دو بعدی آلرژن Pen a 1 تروپومیوزین به وسیله‌ی روش اسپکتروسکوپی که نشان دهنده‌ی سه شکل چین خوردگی α-helical آلرژن تروپومیوزین می‌باشد.

 

اخیراً دو آلرژن میگوی جدید نیز مشخص شده است. این آلرژن ها، آرژنینکیناز و یک پروتئین اتصال کلسیمی سارکوپلاسمیک (Pen m 2 و Lit v 2) که دارای واکنش عرضی ضعیفی با سایر آلرژنهای سخت پوستان می باشد. آرژنین کیناز با وزن مولکولی 40 کیلو دالتون و پروتئین دیگر با 20 کیلو دالتون در ماهیچه ی این میگوها به مقدار زیاد وجود دارد. همچنین ثابت شده است آلرژن آرژنینکیناز با پروتئین حشرات نیز دارای واکنشپذیری عرضی میباشد.

پروتئین آلرژی زای دیگر میگو، پروتئین زنجیره ی سبک میوزین (Myosin Light Chain: MLC) (MLC) است که به عنوان آلرژن جدید میگو یا Lit v 3 گزارش شده است. حدود 50 درصد از افراد حساس به میگو دارای واکنشپذیری با این آلرژن هستند. اگرچه بیشترین حساسیتزایی میگو به وسیله ی پروتئین تروپومیوزین رخ میدهد ولی آلرژن Lit v 3 نیز دارای حساسیتزایی بالایی است. حتی در برخی افراد این آلرژن تنها عامل حساسیتزا تشخیص داده شده است. بر همین اساس پیشبینی میگردد که آلرژن Lit v 3 در آینده به عنوان عامل تشخیصی و درمانی در بیماران حساس به میگو مورد استفاده قرار گیرد.

MLC در هر دو شکل میگوی خام و پخته شده تشخیص داده شده است. شدت حساسیتزایی این آلرژن میگو به میزان غلظت آن در غذا و مقاومت آن در برابر حرارت در حین پخته شدن غذا بستگی دارد.Lit v 3 دارای 37 اسید آمینه، با وزن مولکولی 20 کیلو دالتون و دارای درجه ی ایزوالکتریک 2/4 میباشد. این آلرژن و پروتئین اتصالی کلسیم سارکوپلاسمیک علاوه بر شباهت ساختاری، دارای درجه ی ایزوالکتریک شبیه همدیگر نیز هستند. به همین دلیل در برخی روشهای آزمایشگاهی استاندارد تشخیصِ اینکه کدام آلرژن با IgE اختصاصی سرم بیمار واکنش دادهاست، مشکل است. جالب اینکه برخی کودکان حتی پس از برخورد با بوی میگوی درحال پخت نیز دچار حملات آسم میشوند که دلیل آن را آئروسل شدن آلرژن MLC و ایجاد علائم تنفسی توسط آن مطرح مینمایند. همچنین در مطالعهای اتصال IgE اختصاصی را به یک پروتئین 26- 21 کیلو دالتونی گزارش کردند که از آب در حال جوش میگو در مجاورت یک بیمار آسمی جدا شده بود.MLC همچنین دارای 66 درصد شباهت ساختمانی با آلرژن سوسک، Blag 8 میباشد. همچنین در برخی مطالات بالینی واکنش عرضی بین این آلرژن میگو، سوسک و مایت گرد و غبار منزل گزارش شده است. پس از شناسایی ساختمان و اسید آمینههای تشکیلدهنده ی پروتئینهای آلرژیزای سخت پوستان نظیر میگو، خرچنگ، حلزون و ... پیشرفت در تولید واکسنهای جدید برای انجام ایمونوتراپی اختصاصی آلرژن به عنوان روش درمانی قطعی بیماران حساس به این مواد غذایی برای کاهش ظرفیت اتصالی این پروتئینها به IgE اختصاصی ضد این آلرژنها صورت میگیرد. استراتژی های متعددی برای ایجاد انواع آلرژنهای با حساسیت زایی کم (هیپوآلرژیک) نظیر دناتوره کردن آلرژن (به دنبال مواجهه با گلوتارآلدئید یا فرمالدئید) و تغییر شکل ساختمان آلرژن (با ورود رزیدوهای پرولین و یا حذف باندهای دیسولفیدی در ساختمان پروتئینی آن ها) انجام گرفته است. همچنین ایجاد جهش در برخی اسیدآمینهها در مکانهای اتصالی IgE میتواند در کاهش ظرفیتهای اتصالی IgE مؤثر باشد. تشخیص اپی توپ های آلرژنهای غذایی که دارای حداکثر ظرفیت حساسیتزایی هستند و شناسایی راه هایی برای تغییر این آلرژنها و تبدیل این ظرفیتهای اتصال به مکان های غیرقابل اتصال به IgE میتواند در درمان این بیماران بسیار مؤثر باشد. هرچند درحال حاضر ایمونوتراپی برای بیماران با حساسیت غذایی به عنوان یک روش درمانی پیشنهاد نمی گردد. (جدول 2)

 

آلرژن های غذاهای دریایی
جدول 2 - پروتئین‌های آلرژی‌زای جدا شده از سخت پوستان دریایی

 

آلرژن های خرچنگ ها و نرم تنان دریایی (صدف و حلزون های دریایی)

آمریکاییها در سال 2005 حدود 6/1 میلیارد کیلوگرم خرچنگ را مصرف کردند به دنبال افزایش تقاضای شدید استفاده از غذاهای دریایی در سبد غذایی مردم جهان، مصرف خرچنگ ها نیز افزایش یافته است. تمیز کردن، شستن، بخارپز کردن، تکه تکه کردن و سایر اعمال متفاوت بر روی خرچنگها باعث افزایش مواجهه افراد و به خصوص کارگران با پروتئینهای خرچنگها به صورت غبار، تبخیر، بخور و گوشت میگردد. به همین دلیل خطر افزایش شیوع بیماری های آلرژیک به خصوص به صورت بیماری های شغلی وجود دارد. اختلالات تنفسی در کارگران باعث ایجاد اختلال در کیفیت زندگی آن ها شده، در نتیجه باعث ایجاد آسیبهای اقتصادی به جامعه خواهد شد.

متأسفانه گوشت خرچنگهای برفی (Snow crab) یکی از مهمترین عوامل ایجاد واکنشهای افزایش حساسیت به صورت آنافیلاکسی کشنده و آسم شدید در صیادان و کارگران فرآوری این محصولات دریایی میباشد. آلرژن اصلی این دسته از غذاهای دریایی نیز مانند بقیه، تروپومیوزین میباشد، که اخیراً توسط روش طیفسنجی جرمی (Mass spectrometry) شناسایی شده است. علاوه بر این آلرژن، برخی پروتئین های دیگری نیز در سخت پوستان دریایی به عنوان آلرژن گزارش شده است. به طور مثال در سال 2003، Yu و همکارانش با استفاده از روش ایمونوبلاتینگ دو بعدی آلرژن جدید Pen M 2 را در میگوی ببری سیاه (Penaeus Monodon shrimp) معرفی کردند. این آلرژن دارای 356 اسید آمینه و حدود 40 کیلو دالتون وزن مولکولی است. بررسی توالی اسید آمینه آن نشان داد که 60 درصد شباهت ساختاری با آلرژن دیگر سخت پوستان، یعنی آرژنین کیناز دارد. آرژنین کیناز آلرژن جدید دیگری است که اخیراً در این دسته از سخت پوستان بیمهره گزارش شده است. این آلرژن ابتدا از میگوی سفید (Litopenaeus Vannamei) با روش پروتئومیکس جدا گردید. البته آرژنین کیناز از بیمهرگان دیگری نظیر مایت گرد و غبار منزل، بید هندی (Indian-meal Both)، لارو کرم ابریشم و سوسک آمریکایی نیز جدا شده است. وجود آلرژنهای استنشاقی در فضاهای کارگاهی فرآوری خرچنگها از عوامل دیگر افزایش بیماری های آلرژیک تنفسی است. بنابراین بررسی و حذف این عوامل آلرژیک در کارگاه ها، راهی برای کاهش پیشرفت این بیماریهای آلرژیک می باشد. شناسایی و اندازهگیری انواع آلرژنها توسط روشهای بر اساس واکنش ایمونولوژیکی مانند الیزا (ELISA: Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)،RAST (Radio-Allergo-Sorbent Test) و ایمونوبلاتینگ انجام می گیرد. این تکنیکها غلظت پروتئینهای آلرژیک و غیرآلرژیک را مشخص مینماید. در شرکتهای فرآوری خرچنگها، آئروسلها شامل پوشش خارجی اسکلتی خرچنگ، پروتئین عضلات، آبششها و بافتهای داخلی بدن و نیز میزان کمتر سلولز، فیبرهای صنعتی و ذرات معدنی وجود دارند. تقریباً 30 درصد از این ذرات دارای قطر 5 میلیمتر یا کمتر می باشند که قادر به عبور از راه های تنفسی بوده و شامل پروتئین های 4/14، 5/18 و 34 کیلو دالتونی قادر به واکنش با IgE میباشند.(جدول 3)

 

آلرژن های غذاهای دریایی
جدول 3 - پروتئین‌های آلرژی‌زای جدا شده از نرم‌تنان دریایی