（一）研究背景

哮喘及过敏性疾病是呼吸系统常见病，累及各年龄段，我国有2000多万患者，是全球死亡率最高的国家。更有甚者，其患病率呈逐年上升趋势，但机制不是十分清楚。我国是全球人口最多的国家，部分地区特别是城市经济发展快速国内是否有如早期的西方国家一样出现哮喘患病率增加并存在城乡差异有待证实。国内哮喘的患病率的发展趋势以及哮喘与环境致敏原、感染因素的关系尚无数据可循。我们以往的研究表明哮喘的流行病学研究中均发现尘螨是中国哮喘患者最常见的过敏原（Li J et al. Allergy 2009）。因此，中国居民家居环境粉尘中过敏原的含量、尘螨的基因、蛋白质组分和结构特点及人体呼吸道接触尘螨后的一系列生理和病理反应有必要进行深入研究。过敏诊断制剂普遍使用未标准化的过敏原粗体提液，存在剂量和活性难以控制的缺陷，相关产业研发处于起步阶段，与国外相比还没有太好的国产标准化尘螨疫苗及检测试剂盒。我国过敏原基础研究的滞后影响了过敏性哮喘病因学的研究和精准化诊疗的进一步实现。过敏原特异性免疫治疗（AIT）哮喘已有100多年的历史，是唯一的针对变态反应性疾病病因、且可改变疾病发展自然进程的治疗方法。但是AIT通过何种免疫调节途径发挥作用、什么免疫指标可用来评价AIT的疗效尚不清楚，缺乏客观临床疗效监测指标及评估体系。

本课题组以“基础研究面向国际化，临床研究面向国家需求”为宗旨，以尘螨过敏原研究为突破口，采用流行病学、生物信息学、基因组学等研究技术，结合临床实际，在流行规律与病因学、过敏原结构特征、命名和临床诊断应用，以及特异性免疫治疗疗效分子指标等方面取得了突破性进展。以上成果有力促进临床诊疗水平提高，同时对尘螨过敏原的研究有了新的发现，揭示了特异性免疫治疗免疫学变化的趋势，引领了我国哮喘和变态反应学的发展方向。

（二）创新性成果

（1）阐明尘螨是我国哮喘患病率快速增加的主要危险因素

通过对哮喘和过敏性鼻炎的流行病学研究，发现中国南方地区儿童的哮喘患病率在近15年来成倍增长，明确患病率增长主要发生在对尘螨过敏的人群（图1，Li J et al. Clin Exp Allergy, 2013），进食蔬菜和早期农村环境暴露是哮喘的保护因素（Yang Z et al. Clin Exp Allergy, 2015; Feng M et al. Chest, 2016）。通过分析全国九大城市家居粉尘，发现尘螨（尤其是粉尘螨和屋尘螨）的浓度显著高于西方国家，有四分之一的家庭粉尘浓度超过了引起哮喘急性加重的水平（Zheng Y et al. Biomed Environ Sci., 2015），室内空调的使用是哮喘患者致敏的主要危险因素（Li J et al. Am J Rhinol Allergy, 2012）。通过大量皮试结果与生物信息学分析，发现90-100%的病例对螨虫、芝麻、刺苋、屋尘、细菌等5类主要过敏原过敏，其中螨虫能使70%过敏病例过敏（He Y et al., Mediat Inflamm, 2014），为优先发展螨过敏原诊断及治疗制剂指明了方向。这一系列研究为临床上基于环境控制和健康饮食预防过敏性疾病提供新的思路。



图1 屋尘螨致敏是广州青少年哮喘发病率增加危险因素

（2）首次阐明尘螨过敏原基因组图谱及其肠道微生物优势菌群

本团队分析家居粉尘发现粉尘螨是广州地区最重要过敏原（Zhang C et al., Allergy, 2011）。团队率先在国内攻克粉尘螨大规模纯培养技术、工业化提取制备技术和尘螨疫苗标准化检测技术（获得2011年国家教育部科技进步（推广类）二等奖）。在此基础上，首次在国际上探明粉尘螨基因组，进一步明确和丰富了尘螨过敏原Der f 1-23基因组结构；首次发现新过敏原泛醌细胞色素C还原酶结合蛋白（Der f 24）并获得世界卫生组织过敏反应学会过敏原命名委员会正式命名（www.allergen.org）；Der f 24与尘螨过敏患者血清IgE阳性率为100%，皮试阳性率为50%，是最主要的过敏原。发现粉尘螨肠道中存在100余种微生物，其中肠杆菌占63%为优势菌种，通过抗原定位显示细菌抗原主要集中在尘螨消化道和粪便中（图2），证实商品化尘螨疫苗中含有肠杆菌 FimH 蛋白（Chan TF et al., J Allergy Clin Immun, 2015）。以上研究为尘螨的致病机制以及过敏性哮喘的诊断和免疫治疗提供理论依据。

图2 尘螨脱敏疫苗证实存在细菌及其定位

（3）建立过敏原分析及气道激发的新技术

通过序列比对分析找出哮喘等过敏性疾病相关过敏原的可疑类似物，并对类似物作亲缘性分析，运用自主研发的过敏原生物信息学判别软件SORTALLER（http://sortaller.gzhmu.edu.cn）对包括螨在内的可疑类似物的过敏原性进行判别，初步筛选出有可能致哮喘等过敏性疾病发生的类似物，指导患者避免这些物质在日常用品、食物或药品中应用，为哮喘等过敏性疾病的系统预防提供了重要工具（Zhang L et al., Bioinformatics, 2012, IF 5.323; 计算机软件著作权证号：0534580号）；基于尘螨过敏的哮喘患者对白三烯受体拮抗剂的治疗效果差异的临床发现，在国际上首创了白三烯激发/乙酰甲胆碱激发效能比评价方法（Guan W et al., J Allergy Clin Immun, 2013）。研究结果表明，FEV1较基线下降20%时累积吸入刺激物的剂量以及白三烯D4/乙酰甲胆碱的效价比可有效鉴别哮喘患者白三烯D4反应的高敏和低敏患者，从而有助于临床判别患者对白三烯的敏感程度，优化白三烯受体拮抗剂的使用指证；应用屋尘螨经鼻内激发可引起无哮喘的鼻炎患者痰嗜酸性粒细胞的增加、呼出气一氧化氮的增加以及气道反应性的增加，且鼻腔和诱导痰嗜酸性粒细胞的数量与气道反应性的严重程度显著相关（Wang W et al., Allergy, 2016, IF 6.335），对潜在“隐匿性哮喘”患者的防治具有指导作用。

（4）明确尘螨特异性抗体（IgG4）是哮喘免疫治疗的生物标志物



牵头制定了中国特异性免疫治疗（AIT）的临床实践专家共识（李靖等，中华结核和呼吸杂志，2013）。哮喘患者接受尘螨AIT后患者血清屋尘螨特异性IgG4的水平显著提高，儿童的增加幅度显著高于成人，且接受AIT的疗效优于成人，揭示了特异性免疫治疗在明确过敏原后应尽早开始以提高疗效（Lai X, Int Arch Allergy Imm, 2013）。发现尘螨主要过敏原组分Der p 1的sIgE/sIgG4比值比尘螨过敏原Der p的sIgE/sIgG4更适用于作为AIT免疫反应监测的生物学标记物（图3），为分子变应原诊断技术应用临床诊断和治疗监测提供科学依据（Zeng G, et al., Mol Immunol, 2016）；作为牵头单位首次在中国进行重症过敏性哮喘进行抗IgE抗体（Omalizumab）治疗的多中心临床研究，证实抗IgE治疗可改善肺通气功能,冬季急性发作减少了10倍，生活质量提高了19.9%（Li J et al., Allergy Asthma Immun, 2016）。



（三）国内外影响及评价

该项研究成果得获国家科技进步二等奖1项（第二完成单位，实验室PI沈华浩为第一完成人）；教育部科技进步一等奖及二等奖各1项、中华医学会科技二等奖1项、广东省科技进步二等奖3项（刘志刚为第一完成人）；分别在本领域高级别杂志J Allergy Clin Immunol、Allergy、Clin Exp Allergy等发表论文117篇，其中 SCI收录76篇，总IF 316.091；获得国家发明专利3项；编写专著3部。以本团队为主的广州医科大学附一院变态反应科在中国医学科学院主办的2015年度中国医院科技影响力排行榜中名列第一。

英国V. K. Patil教授在Clin Exp Allergy （Patil VK et al.  Clin Exp Allergy, 2013）撰文编者述评李靖等的研究成果（Li J et al. Clin Exp Allergy，2013）时认为“该发现具有重要意义，尽管发达国家对哮喘患病率增长原因已进行持续两个世纪的探索，依然没有回答，这是本研究的可贵之处。”

澳大利亚Geoffrey A. Stewart教授在J Allergy Clin Immunol（Stewart GA. J Allergy Clin Immunol, 2015）撰文编者述评刘志刚等（Chan et al. J Allergy Clin Immunol, 2015）的研究成果，认为“该成果为蜱螨学家提供了大量有价值的螨物种研究数据，同时为过敏学家深入研究螨过敏原及过敏原性提供新知识。”JACI杂志主编Donald Y. M. Leung博士在当期杂志The Editors’ Choice栏目发表评述，指出“该成果是国际变态反应学科取得的一个重要成就，使过敏原的研究从此进入组学时代，为屋尘螨过敏原的鉴定、诊断制剂和疫苗的研制提供重要工具，促进该领域的基础与临床研究。”

成果研发的过敏原判别软件SORTALLER应用同行遍布全球30多个国家地区、国内20多个省市，浏览使用量15700多次，访问IP量2440多个，经过该软件驯化的过敏原建成的过敏原数据库ALLERGENIA（http://allergenia. gzhmu.edu.cn）在过敏原覆盖面、非冗余度、收敛性、准确性及分析功能等5个方面均具明显国际优势，国际浏览量逐步攀升，显著提高我国在国际变态反应学界的影响力。SORTALLER和ALLERGENIA成为我国目前在变态反应领域被广泛反复国际化应用的重要成果。

亚太地区的Allergy, Asthma and Immunology Research（AAIR）杂志特邀本团队就中国哮喘患者的环境暴露及遗传因素撰写专题综述“Environmental Exposure and Genetic Predisposition as Risk Factors for Asthma in China”一文。团队中李靖教授作为中国专家参与了Allergic Rhinitis and Its Impact on Asthma（ARIA）指南的制订和每次修订，包括最新发表在Allergy (2015,70(11):1372- 1392)的Position Paper “MACVIA- ARIA Sentinel Network for allergic rhinitis (MASK-rhinitis): the new generation guideline implementation”。