嗜酸性粒细胞性食管炎的过敏成分

Jonathan Spergel, MD, PhD; Seema S. Aceves, MD, PhD

翻译：陈 洋 审校：费贵军 中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院消化内科

20世纪70年代后期首次在男性特应性疾病中将嗜酸性粒细胞性食管炎(eosinophilic esophagitis，EoE) 确定为一种独立疾病[1-2]，此后在成人和儿童中的患病率逐渐增加至1/1 000[3]。 EoE是一种食物抗原诱发性疾病的概念最初基于在首批病例观察到的嗜酸性粒细胞增多的特征，同时伴发哮喘，进而发现儿童的要素配方奶，而非H2阻滞剂的酸阻断，可使EoE病变组织学表现缓解，这进一步证实了这一假设[4]。此后，美国和欧洲的EoE人群中证实剔除特定抗原饮食对此病治疗的有效性[5-6]。此外，食物口服免疫治疗期间的EoE发作和对触发EoE的食物(如鸡蛋和牛奶)抗原持续致敏也突显了T细胞介导的超敏反应的重要性[7-8]。有统计数据表明，花粉和室内空气变应原引起的IgE致敏可诱发EoE，或影响治疗效果，或两者兼而有之(图1)[9-10]。

EoE的发病机制与其他特应性疾病如哮喘和湿疹是一致的。酸和抗原诱导食管上皮损伤，引发Th2免疫应答，产生胸腺基质淋巴细胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)和嗜酸细胞活化趋化因子-3，随后引起嗜酸性粒细胞、黏膜类胰蛋白酶阳性的肥大细胞、嗜碱性粒细胞、固有淋巴细胞和获得性B、T淋巴细胞的聚集[11-14]。慢性Th2介导的炎症引起上皮和上皮下重建、屏障功能丧失、纤维化、血管生成和平滑肌增生[15-16]。综上所述，这些分子事件引起食管僵硬和动力障碍的并发症，临床表现为呕吐、吞咽困难、食物嵌塞和狭窄。目前尚不清楚避免食物或空气变应原的抗原能否控制自然病程，但其他干预措施或药物应用可降低并发症的发生率，如局部应用糖皮质激素[17-20]。

我们在此复习目前对变应原引发食管中Th2介导免疫应答的作用的认识，进一步讨论EoE患者过敏检测的现状及整体治疗(而不是在并发变态反应性疾病的患者中单独治疗EoE)特应性疾病患者的重要性，讨论阐明变应原对EoE作用的未来研究方向。

1 食物抗原

长期以来，食物抗原一直被认为是EoE患者的触发因素。 Kelly等[4]首次描述了食物剔除法治疗EoE，结果表明，完全祛除膳食抗原的要素配方可以缓解症状，并且食管嗜酸性粒细胞增多状况可恢复正常。使用要素饮食治疗的4周期间，成人[21]和儿童[22]症状均缓解，嗜酸性粒细胞逐渐减少。目前的研究数据表明，采用要素饮食处理后疾病缓解率大于90%， 采用经验性剔除或过敏测试后剔除食物中变应原的方法疾病缓解率可达近80%，表明大多数EoE是由食物变应原造成的[22-23]。祛除变应原之后再添加该类食物可导致EoE复发，符合Koch假设，即食物抗原引起EoE[24-26]。最近已证实了麦醇溶蛋白抗原的食道黏膜浸润，这个证据支持可能存在食管局部抗原的摄取、加工和提呈现象[27]。

图 1 EoE患者中食物和空气变应原抗原

多项研究试图明确导致EoE的常见食物，表明似乎存在地理和年龄差异。在美国，儿童EoE患者食物中奶、鸡蛋和小麦是常见变应原，而在成人中奶和小麦是最常见的(表1)[5-6,23,26,28-36]。与美国相比，在西班牙，大豆和其他豆类则是更为常见的变应原[6,30,32]。有趣的是，鱼类、树坚果和贝类很少引起EoE，但在大多数IgE相关的食物过敏研究中它们是名列前8种的食物[37]。总体而言，全球的各种研究中，奶是最常见的致病变应原，在食物过敏患者中占2/3；其次是鸡蛋和小麦，占另外的1/4。虽然奶是EoE最常见的触发抗原，但许多患者还会通过其他食物引发EoE，其中30%～50%的患者由1种食物致敏，30%的患者由2种食物致敏，其余30%由3种或更多食物导致EoE[5-6,23,31]。

2 诱发EoE的食物的检测方法

一些研究者采用皮肤试验[23,31,38-41]或血清特异性IgE法测定和验证EoE患者的食物变应原[42-45]。替代食物特异性IgE水平测定的方法包括嗜碱性粒细胞活化试验和免疫固相变应原芯片(immuno solid phase allergen chip，ISAC)测试，非IgE的检测方法包括IgG4测定或特应性斑贴试验。经验性食物剔除之后特异性IgE的回顾性研究显示其检测成功率达8%～53%。

一般而言，儿童的特异性IgE检测结果优于成人。一些回顾性研究对基于过敏测试的食物筛选和经验性剔除法进行比较[23，31]，基于特异性IgE检测的饮食剔除后有73%的成人患者症状得到缓解，相比之下采用剔除6种食物后的饮食后缓解率为53%，两者的缓解率差异无统计学意义[33]。最近的一项对8位EoE患者进行食管内注射食物抗原的研究表明，有5位患者引起速发型和迟发型反应。但是，这些抗原没有用于饮食管理，也未证实存在这些抗原的IgE[46]。明确记录食物抗原皮下注射时的全身反应、可能的变态反应(甚至是对吸入空气变应原)和完全性管腔阻塞的食管局部反应强调，使用诸如食管内试验等技术时要非常谨慎。

表1 EoE患者中最常见的食物

一些研究对使用ISAC方法进行组分检测的作用进行验证，这些检测针对特定变应原组分的血清IgE[44,47-48]。与特定IgE检测或皮肤点刺试验相比，Erwin等[44]的研究发现了更多奶的阳性组分(Bos d4或Bos d5)，这表明奶成分检测的敏感性增加。然而，这些蛋白质是奶蛋白中较小的变应原组分，在血清中含量少，与症状及活检结果不相关[49]。另一项研究表明，基于ISAC检测结果的食物剔除并没有改善嗜酸性粒细胞增多状况[47]。目前文献普遍认为，尽管ISAC或食品成分检测显示致敏性增强，但临床意义和效用尚不清楚[44-45,49]。

一般而言，单独采用IgE介导变态反应的试验不足以确定诱发EoE的抗原。Philpott等[50]在澳大利亚队列研究中使用5种不同的测试方法来明确引起EoE的食物，发现在对6种食物剔除饮食治疗有应答的患者中，无论是嗜碱性粒细胞激活试验的结果、皮肤测试结果、特异性IgE水平或者变应原特异性IgG4水平均与食管活检标本组织学改善不相关，确定致敏食物的IgE检测的总成功率为36%。

在常引起IgE介导变态反应的前8种食物中，采用经验性饮食剔除法通常会避免其中最常见的6种(奶、鸡蛋、大豆、小麦、鱼/贝类、花生/树坚果)。Kagalwalla等[29]在剔除6种食物的儿童研究中发现食管活检标本的改善率约为60%，成人研究也发现了相似的疗效[26,28]。最近的前瞻性研究分别对剔除了2种、4种和6种食物的饮食进行研究[5-6,32]，在观察这些饮食研究时仔细检查被祛除的成分是很重要的，例如有时“无小麦”可以是指所有含麦胶或类麦胶的食物，包括燕麦，而不仅仅是小麦[51]。同样，“大豆”可以是指所有豆类，或者在其他研究中仅指大豆。Kagalwalla等[5]对78例儿科患者进行了多中心研究，患者对简单的4种食物(奶、小麦、大豆和鸡蛋)剔除治疗的应答率为60%。同样，Molina-Infante等[6]的一项研究发现，53%的受试者对2种食物剔除(奶和麦胶)有应答，其余对2种食物剔除饮食没有应答的47%的受试者改用4种食物剔除饮食(奶、麦胶、鸡蛋和大豆-豆类)，应答率为60%；其他无反应者被转为6种食物剔除的饮食(奶、麦胶、鸡蛋、大豆-豆类、鱼、贝类、花生和树坚果)试验，应答率达79%。总之，研究表明奶是最常见的引起EoE的食物(表1)。事实上，在仅剔除奶的研究中，成功率约为65%[35，52]。

用于鉴定致病食物的替代方法包括IgG4测定和特应性斑贴试验。 Clayton等[53]首次发现食管活检标本中IgG4水平升高，且已被其他研究者所证实[41,54]。Wright等[55]发现活动性EoE患者食管IgG4水平高于已得到控制的EoE患者。此外，Wilson等[54]最近的研究发现，EoE患者血清IgG4水平比对照组增加约100倍。然而，他们没有验证这些发现是否与症状或食管嗜酸性粒细胞增多的缓解有关联[54]，并且至今尚未明确是否可将IgG4作为致病食物的标志[50]。目前，IgG4水平在EoE患者中增加是比较明确的，但其是致病标志物还是附带现象尚不明确。值得注意的是，IgG4可引起纤维化性疾病，但尚不清楚IgG4是否在EoE并发症的发生中起致病作用。

尽管IgE在对引发EoE的食物检测方面不起主要作用，但56例患IgE介导的食物过敏的儿童患EoE的可能性比一般人群高100倍[35]，表明这些患者是特应性的，他们的变态反应性疾病有共同的发病机制，涉及细胞因子的参与，如白细胞介素(intereukin-13，IL-13)，该因子为EoE的主要调节因子[57]。遗传学研究表明，Th2基因，包括TSLP、嗜酸性粒细胞趋化因子、信号转导和转录激活因子6(signal transducer and activator of transcription 6，STAT6)，是疾病的遗传风险因素[13,58]。此外，在食管活检标本中Th2细胞因子占主导地位[31,59-62]。 Wen等[60]在包含许多Th2基因的食管活检标本中确定了一种活动性EoE的独特分子特征。在小鼠模型中，IL-13表达可以模拟该疾病的分子表型[63]。最近，Cianferoni等[64]已证实，在活动性EoE患者的外周血中存在CD154+IL-5+表型的活化Th2细胞，但未在对照特应性受试者或非活动性EoE患者中见到。此外，这些外周T细胞可以在奶诱导的EoE的患者中被奶抗原所刺激，而非对照组[64]。这些研究表明，EoE是Th2抗原驱动的疾病，在外周血和局部组织中伴有Th2细胞因子的激活。

因为EoE是一种Th2疾病，所以通过使用斑贴试验来检测食物是符合逻辑的。 特应性斑贴试验最初用于特应性皮炎患者的食物检测，发现对有迟发胃肠道症状的患者尤其有用[65]。在使用特应性斑贴试验的EoE研究中发现，剔除食物后活检证实已恢复正常或添加已确证的食物后患者食管嗜酸性粒细胞再次增多，即诱发食物被证实有致病性[23,66]。回顾性研究发现，除了奶以外，在大约50%的情况下特应性斑贴试验能够检测到诱发食物，并具有较高的阴性预测值，接近90%[24,66]。

由2个独立中心进行的回顾性分析研究对基于过敏测试(特应性斑贴试验和皮肤试验)的饮食剔除治疗与经验性饮食剔除治疗的成功率进行比较，发现这两种干预措施的成功率相似[23,31]。费城儿童医院进行的一项关于EoE的大型研究发现，经验性剔除奶、鸡蛋、小麦和大豆的应答率为52%，与联合特应性斑贴和皮肤试验的成功率相同[23]。除了皮肤特应性斑贴试验中发现的阳性食物之外，再采用经验性地剔除奶的措施，成功率接近75%。与经验性饮食剔除相比，儿童使用基于过敏测试的饮食的潜在优势是平均少剔除1种食物，但其缺点是需要额外的测试时间和费用。

3 空气变应原作为EoE患者的抗原

动物模型研究最早证明了气道和食道之间存在密切的免疫关系。鼻内滴注空气变应原抗原可引起实验性EoE，包括尘螨、烟曲霉和蟑螂[67]。此外，表皮致敏在动物模型中可以导致EoE[68]。鼻内滴注食物抗原，如花生，也会诱发食管嗜酸性粒细胞增多症，这个过程似乎是依赖于食管和气管之间共用淋巴链的近端及不变的自然杀伤T细胞的存在[69]。

最初曾有1例空气变应原作为EoE的触发因素的病例报道，这例对要素配方抵抗的EoE患者病情可自发缓解，而在花粉季疾病复发[22，70]。一篇关于成人的病例系列报道表明，在暴露于高负荷环境空气变应原(包括尘螨、花粉和霉菌)后出现了新发的EoE。 然而，仅有1例证实了触发抗原的变态反应性致敏(另外2例未进行测试)[71]。

研究表明，EoE诊断可能具有季节性。与冬季相比，食管嗜酸性粒细胞增多在春季和夏季发生者更多[72-76]。事实上，EoE患者的反复食团嵌塞可能与花粉季节也有关[77]。 然而，到目前为止只有一项研究表明在花粉季节食管嗜酸性粒细胞增多的多发与患者密切相关，即患者EoE恶化的时间与他们的空气变应原致敏模式相匹配。在一项对1 180例EoE儿童的单中心研究中，有20%的患者疑由花粉所触发，活检结果也证实花粉季节食管嗜酸性粒细胞恶化，有特定的花粉致敏作用，其中84%的患有变应性鼻炎，75%患有哮喘[9]。

空气变应原的舌下免疫疗法(sublingual immunotherapy，SLIT)可以驱动食管嗜酸粒细胞增多，这个发现进一步支持了空气变应原在EoE发病中的作用。第一个病例报道了榛子、桦树和桤木SLIT4周后出现了EoE，停止SLIT 4周后 EoE缓解[78]。最近报道了一例类似的儿童病例对停止SLIT有应答，但质子泵抑制剂疗法无效[79]。由于抗原存在下多轮体外分化驱动了体外CD4+/IL-5+细胞，因此，在EoE发病过程中，慢性局部空气变应原和抗原暴露可出现变应原特异性T细胞[80]。

4 EoE患者口腔过敏综合征

临床上有症状的花粉-食物交叉变态反应在变应性鼻炎患者中的出现率是7%～8%。相反，在两个转诊中心同时研究的EoE患者中，50%出现症状性口腔过敏综合征，使用标准调查问卷即可确定。有趣的是，尽管多于90%的患者有空气变应原致敏情况，但只有一半的人有变应性鼻炎症状，提示空气变应原在EoE患者中同等可能引起鼻腔或口腔过敏症状[81]。关于成人的相关研究表明，30%的患者存在可交叉反应的食物-花粉抗原，尤其是致病相关类蛋白-10(pathogenesis-related class 10 protein，PR-10)和口腔过敏综合征的轮廓蛋白，但这些致敏原对EoE调控的临床意义仍不清楚[48,82]。对食物-花粉交叉反应抗原的敏感性可能与对特定食物的吞咽困难相关，如面包(轮廓蛋白和PR-10)和苹果(PR-10)[82]。1项研究发现，39%的受试者对多种食物(榛子、苹果、桃、花生、大豆、猕猴桃和芹菜)中的PR-10蛋白敏感，但在另一个较小的研究中有40%的成年人对轮廓蛋白敏感[78,82]。

一项新的研究表明，西班牙人口中88%的EoE患者在组分解析诊断中检测到过敏现象，大多数变应原来自艾蒿、桃、榛子和胡桃的草和/或脂质转移蛋白。研究人员采用组分解析诊断板来确定应用饮食剔除、变应原免疫疗法或两者共用具有较高的成功率(78%)。随访3年，在此期间超过75%的受试者无疾病发作[83]，因此使用更精细的技术解析抗原可能在建立抗原规避疗法中发挥作用，如食物-花粉交叉反应组分检测。

5 变态反应性致敏的潜在预后特征

一项研究数据表明，在转化生长因子-β1(trans-forming growth factor-β1，TGF-β1)启动子-509位点的单核苷酸多态性的背景下，食物致敏可能与组织学病变的严重程度相关。与具有CC或CT基因型的儿童相比，TGF-β1基因-509单核苷酸多态性位点上TT基因型儿童的食管TGF-β1+细胞数量增加[18,84]。虽然TT基因型的EoE儿童肥大细胞数量增加，但嗜酸性粒细胞数量没有增加。在具有TT基因型的儿童中，类胰蛋白酶阳性和TGF-β1+细胞数量的差异更为显著，同时并存对奶、小麦、蛋和/或大豆的食物敏感，食物敏感的孩子纤维化评分更高[84]。这些数据表明存在一条基因-环境途径，涉及到表达食物特异性IgE的肥大细胞。

Fahey等[85]最近关于基因型-表型相互作用的研究表明，TSLP变异风险等位基因的纯合性或杂合性与3种或更多EoE食物触发因素相关[85]。这些数据表明，TSLP的风险等位基因可能致使对更多的EoE相关食物抗原易感，并且可能提示更为严重的疾病过程。

引起结缔组织病的TGF-β1信号通路的遗传变化也可与EoE相关，如Loeys-Dietz和Marfan综合征[86-87]。Loeys-Dietz综合征患者对IgE介导的食物过敏率增加，并且动物模型证明了存在自发的EoE，突显了IgE和TGF-β1在EoE中潜在的重要性。了解结缔组织疾病患者对EoE疗法是否具有不同的应答率具有重要意义。

总而言之，这些基因研究初步探索了食物过敏与EoE严重性的潜在关联。在欧洲的研究中，16%～43%的成人EoE患者出现对念珠菌属IgE致敏[82,88]。活动性EoE与屏障蛋白表达降低和导管素水平DE 降低相关，即使局部用糖皮质激素治疗也是如此，推测局部糖皮质激素治疗可导致先天性免疫力下降和潜在的念珠菌属定植，随后对念珠菌属的IgE致敏性增加[88]。然而，与IgE高致敏率相比，念珠菌相关性食管炎的发生率较低，在活检标本上没有常规检测到酵母菌或菌丝，表明血清念珠菌属IgE可能对EoE没有特异性。对念珠菌属IgE敏化的存在也可能降低糖皮质激素的应答率。

空气变应原致敏可降低EoE针对性治疗的成功率。在初始对高剂量质子泵抑制剂(proton-pump inhibitor，PPI)有反应的受试者中，如果同时存在变应性鼻炎，则更有可能丧失长期的治疗反应[89]。对空气变应原(如蟑螂和霉菌)敏感的儿童对EoE针对性治疗多无应答[10]，提示环境抗原规避对于EoE的成功治疗非常重要。此外，EoE患者与哮喘患者一样，对空气变应原的致敏可能预示着EoE不能缓解。

调节免疫系统对空气变应原耐受可能会缓解EoE。尽管这些研究在临床上具有挑战性，难以按预期的受控方式完成，但已有1例EoE病例对皮下免疫治疗有效。1例对PPI或高剂量氟替卡松无反应的幼儿对尘螨敏感，他开始接受针对尘螨的为期2年的皮下免疫治疗，在没有服用PPIs和口服糖皮质激素的情况下，重复活检正常[90]。空气变应原的非口服免疫疗法能否成为单独EoE治疗或附加治疗方法仍有待进一步研究。

6 讨论

总之，多种证据表明EoE是一种变态反应性疾病，这些资料包括抗原特异性细胞如乳特异性淋巴样细胞的存在，最近的数据证明在食管中可检测到抗原，如麦醇溶蛋白和花粉管胼[27,64,91]。采用剔除食物和/或花粉和/或食物花粉交叉反应的抗原治疗EoE突显了特定抗原的重要性，触发性损伤可能包括目前尚未得到认可的佐剂，如变应性鼻炎患者中柴油机尾气和/或酸和抗原之间的相互作用[89]。实际上，酸可能会改变表位，导致食物过敏，并破坏上皮屏障，从而使得食物和空气变应原颗粒进入局部食管壁。全身和其他局部因素，例如从共有淋巴结链(气管和胃)移入和移出的细胞，也可能在触发食道抗原特异性应答中发挥作用。

与其他变态反应性疾病一样，EoE很可能受并存的多种特应性的影响。此外，EoE和并发变态反应性疾病可能存在共同的诱因，如病毒性疾病可能引发哮喘和EoE，其中最明显的例子是EoE花粉季节恶化或被空气变应原诱发，空气变应原也会使变应性鼻炎恶化[9]。资料表明由于空气变应原的致敏作用，外用糖皮质激素疗法或PPI的治疗反应是不同的，也证实了变应原检测和避免潜在相关抗原的重要性[10]。事实上，大多数接受外用糖皮质激素治疗的受试者最终无法达到组织学的完全正常，并且尽管继续接受治疗，但仍会再出现嗜酸性粒细胞的轻度增多[92]。这是否反映了治疗导致的疾病控制和致敏之间平衡的转变？这个问题仍有待理解。与哮喘病变相似，避免尘螨可以完全控制气道高反应性，而达到EoE的完全缓解则可能需要避免所有的相关抗原，可能包括食物，甚至是食物-花粉抗原。

对于大多数患者来说，EoE是一种慢性疾病，并且很可能需要长期避免食物抗原。一项大规模单中心研究中显示，1 812例儿科患者中只有9例(0.5%)在食物剔除后可耐受不受限制的饮食[93]。引起疾病的持续进展或缓解的因素仍不十分清楚，但很可能与抗原致敏问题相关。虽然没有改变应答率，但在并发哮喘和EoE的患儿中，食管嗜酸性粒细胞计数高于无哮喘者[17]。此外，疾病早期免疫调节能力能否改变慢性EoE的自然病程尚不清楚，但很有意义。阻断Th2细胞因子，如IL-13，可能是有用的[94]。

综上所述，EoE是一种抗原驱动的Th2疾病，避免抗原可以作为单独或辅助治疗方法控制疾病。鉴定抗原特异性的先天性和获得性淋巴细胞亚群以及鉴定过敏触发因素的新方法对于更好地处理EoE至关重要。采用基于变应原的测试时须考虑测试的安全性及其准确性。采用新的方法，如组分解析诊断，有望发现触发EoE的食物或花粉，并且进一步检测原位致病的反应性淋巴细胞，可能产生新的治疗靶点。尽管过去20年已经有了很多的了解，但研究者在EoE变应原及其作用方面仍有很多工作要做。

我们知道什么？

·EoE是一种抗原驱动的疾病。

·最常见的诱发EoE的因素是食物，尤其是奶、鸡蛋、大豆和小麦。

·抗原特异性IgE似乎在诱发疾病方面意义有限，但在预后和严重性方面发挥一定的作用。

·Th2细胞因子谱在EoE发病机制中占主导地位。

·联合皮肤点刺和斑贴试验可能对儿童EoE患者有诊断作用，但在成人中经常不能发现触发的食物抗原。

·针对食物和花粉的口服免疫治疗可以引发EoE。

还有什么不知道？

·EoE患者中检测触发抗原的最好方法是什么？

·EoE患者食管中抗原特异性T细胞可以作为治疗靶点吗？

·有可以治疗EoE的变应原免疫治疗方案吗？

·在EoE患者中，与特应性疾病相互作用的机制是什么？

·花粉或食物致敏对EoE的自然病史有预后或严重性的影响吗？

参考文献请见原文：

J Allergy Clin Immunol, 2018,142:1-8