过敏原无处不在，但我们的生理反应却远非简单。花粉或尘螨会引发咳嗽、打喷嚏或喉咙痛，就像病毒引起的感冒那样。有些人会被蚊虫叮咬得发痒，而有些人则几乎毫无感觉——科学家们正试图找出为什么会有如此广泛的反应差异。
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马萨诸塞州总医院的临床变态反应专家 Caroline Sokol 医生告诉《趣味科学》：“我们对过敏原产生反应是没有道理的。它们不具传染性，所以不应该困扰我们。”
然而，它们仍然严重困扰着我们，至少有四分之一的美国成年人受到季节性过敏的影响。
为了找出原因，Sokol 和其他过敏症专家正在研究身体是如何感知尘螨、猫狗皮屑或花粉的。他们发现了一条分子通路，免疫细胞和神经细胞之间的相互作用会导致瘙痒。重要的是，他们在临床前的小鼠研究中能够物理性地阻断这条通路。这些发现刊载于 9 月 4 日发表在《自然》杂志上的一项研究中，并有可能在未来带来新的过敏治疗方法。
抓挠止痒
虽然免疫系统是抵抗病毒和细菌的第一道防线，但在感知到过敏原时，它通常会退居其次，让位于感觉神经系统。然而，免疫系统也可以控制并与感觉神经系统相互作用。
对于一些以前未接触过过敏原的人来说，感觉神经可以直接对这些过敏原作出反应。这会引起我们感觉到的瘙痒，并触发局部免疫细胞开始过敏反应。这包括皮肤发痒或出现荨麻疹。患有慢性过敏的人，其免疫系统会使感觉神经更加活跃，从而导致持续的瘙痒。
早期研究发现，导致瘙痒的神经元直接感知具有蛋白酶活性的过敏原。蛋白酶过敏原是环境蛋白质，存在于许多来源，包括花粉、尘螨、某些昆虫毒液等，并可能引发过敏性炎症。
Sokol 说：“我们还不完全清楚蚊子唾液中是什么让我们发痒。我们当然知道蚊子唾液含有大量的酶或化学物质，其中一些酶是蛋白酶，可以分解蛋白质，与许多花粉分子非常相似。”
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Sokol 和她的同事们假设，一些先天免疫细胞可能能够在大脑感觉神经元中建立一个“阈值”，以应对过敏原的反应。这些细胞的活性反过来又可能决定哪些人更容易患上过敏症。
过敏的连锁反应
在新的研究中，研究小组进行了不同的细胞分析和基因测序，试图确定在接触各种蛋白酶过敏原时，导致过敏性瘙痒的分子机制。
他们发现，一种人们了解不多但很特殊的皮肤免疫细胞——GD3 细胞——参与其中。反过来，GD3 细胞会响应通常存在于皮肤上的环境触发因素，产生一种称为 IL-3 的分子。然后，IL-3 分子直接作用于一些引起瘙痒的感觉神经，使其反应做好准备，即使只有来自蚊子等常见来源的低水平过敏原存在。
Sokol 说：“这些古老而有趣的细胞类型对于蚊子引起的瘙痒至关重要。它也对下游的过敏性免疫反应至关重要。因此，取决于你拥有多少 GD3 细胞，取决于你拥有多少 IL3，这很可能决定了你对蚊子的反应。”
研究小组发现，这个过程涉及一个信号通路，它像多米诺骨牌一样，促进某些分子的产生，并引发过敏反应。
Sokol 说：“一些早期反应，一些早期炎症，就是神经系统在觉醒。”
利用这条通路作为指导，他们在小鼠身上进行了进一步的实验。他们发现，从小鼠皮肤样本中物理去除 IL-3 分子或 GD3 细胞，或阻断其下游信号通路，可以使小鼠对某些过敏原的瘙痒和免疫激活能力产生抵抗力。
一些新线索
据研究小组称，由于小鼠中的这些免疫细胞与我们的相似，这些发现可能有助于解释该通路在人类中的作用。
Sokol 说：“这项研究很酷的地方在于，现在我们有了一条通路。我们可以确切地告诉你该寻找哪条通路，并思考干预和打破这条通路的方法。但问题是，我们不知道为什么在有些人身上这些细胞会发生‘变异’，而在另一些人身上不会。”
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研究小组对为什么有些人会有更剧烈的过敏反应获得了一些早期线索，但要完全理解这种机制还有更多工作要做。GD3 细胞的数量及其活性水平与年龄有关。皮肤微生物群的构成也会影响这些反应，而且 GD3 细胞也对环境变化（如干燥空气）敏感。
Sokol 说：“过敏症的数量正在增加，而且不仅仅是因为我们诊断得更好。我们真的需要找出原因，还有很多问题，但这就是它成为科学和医学领域有趣之处。”
合著者在研究中列出了以下披露。Caroline Sokol 是拜耳和默克公司的付费顾问，并获得葛兰素史克公司的赞助研究支持。Pamela Aderhold 是 Werewolf Therapeutics 的现任雇员。Cameron McAlpine 是 Granite Bio 的付费顾问。Clifford Woolf 是 Nocion Therapeutics、QurAlis 和 BlackBox Bio 的创始人，并任 Lundbeck Pharma、Axonis 和 Tafalgie Therapeutics 的科学顾问委员会成员。Alexandra-Chloe Villani 在 10X Genomics 公司拥有经济利益，该公司设计和制造用于研究的基因测序技术，该技术被用于本研究。
