紫外线可以对抗室内过敏原

30分钟的治疗有助于减少宠物皮屑、灰尘等引起的过敏。
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常见的室内过敏原包括尘螨、霉菌和宠物皮屑。图片:Jose Luis Pelaez Inc. 供图/Getty Images。

虽然紫外线(UV)对人体皮肤有害,但它可能成为对抗空气传播过敏原的新武器。一项最近发表在《ACS ES&T Air》杂志上的研究发现,紫外线可以在短短30分钟内使常见的室内过敏原失效

“我们发现,我们可以使用一种被动、通常安全的紫外线治疗方法,快速灭活空气传播的过敏原,”科罗拉多大学博尔德分校的微生物学家、该研究的作者Tess Eidem在一份声明中说。“我们认为,这可以成为帮助人们对抗家中、学校或其他室内过敏原聚集地过敏原的另一种工具。”

过敏原为何难以根除

仅仅是快速吸入、霉菌、尘螨或树木的微粒,就足以引发眼睛肿胀、皮肤瘙痒甚至呼吸困难等症状。室内过敏原可能会持续数月,即使最初的来源已经消失。反复接触会导致哮喘症状的发生或加剧。

如果对猫过敏的人走进一个房间并打喷嚏,他们并非对猫本身过敏。更有可能是对猫唾液中产生的一种名为Fel d1的蛋白质的微小空气传播颗粒过敏。当猫舔舐自己时,这种蛋白质就会扩散,并最终以我们称之为皮屑的微小死皮脱落物形式漂浮在空气中。

当人类吸入这些皮屑颗粒时,我们的免疫系统会产生抗体,这些抗体能够附着在该蛋白质独特的3D结构上。这就会触发过敏反应。根据克利夫兰诊所的数据,过敏患者的免疫系统在首次接触过敏原时会产生一种称为免疫球蛋白E(IgE)的特殊抗体。每种抗体对特定类型的过敏原敏感。有些人可能有多种IgE抗体,对多种类型的过敏原敏感。如果你不对猫过敏,那么暴露于猫皮屑时,你的免疫系统就不会产生任何IgE。

植物、老鼠、和尘螨都会释放出它们独特的蛋白质。每种蛋白质都有独特的结构。虽然我们可以通过清洁剂和抗生素杀死病毒和细菌,但过敏原却无法简单地杀死,因为它们本身并非生命体。它们只是许多生物的副产品。

“即使尘螨早已消失,过敏原依然存在,”Eidem说。“这就是为什么,如果你抖动一张地毯,你可能会在多年后仍然发生过敏反应。”

清洗墙壁、吸尘、使用空气过滤器和定期给宠物洗澡等方法效果有限,且难以长期维持。Eidem以及该研究的合著者、环境工程师Mark Hernandez和微生物学家Kristin Rugh,一直在寻找一种更简单的方法来消除过敏原。该团队没有选择消除引起过敏原的蛋白质,而是探索改变蛋白质的结构,使其免疫系统无法识别过敏原。他们将这个过程比作展开折纸动物。

“如果你的免疫系统习惯于识别一只天鹅,而你展开了蛋白质,使其不再像天鹅,那么你就不会产生过敏反应,”Eidem解释道。

紫外线如何能够根除过敏原

紫外线或许是答案。此前的研究表明,紫外线可以杀死空气传播的微生物,包括COVID-19(SARS-CoV-2)病毒。紫外线还被用于消毒医院和机场的设备。然而,通常使用的紫外线波长为254纳米,强度非常高。在这种强度下,使用者必须佩戴防护设备,以防止皮肤和眼睛受到伤害。

相反,Eidem使用了222纳米波长的灯。这种强度较低的紫外线被认为更安全,因为它不会深入细胞。但它并非完全没有风险。一些风险包括臭氧污染,如果在通风不良的空间中使用且频率过高,因此应限制其使用。

four UV lamps with blue and violet light on a ceiling
UV222灯悬挂在科罗拉多大学博尔德分校空气生物学与消毒实验室的天花板上。致谢:Patrick Campbell/科罗拉多大学博尔德分校。 Patrick Campbell

Eidem和团队将来自尘螨、宠物皮屑、霉菌和花粉的微小气溶胶化过敏原泵入校园实验室一个未入住、密封的350立方英尺的密闭舱内。然后,他们启动了四个尺寸相当于午餐盒的UV222灯,分别放置在密闭舱的顶部和底部。

他们以10分钟为间隔对空气进行采样,并与未经处理的、充满过敏原的空气进行了比较,发现了显著的差异。在处理过的样本中,抗体不再识别许多蛋白质,这意味着免疫系统更难识别它们。仅仅30分钟后,空气传播的过敏原平均就有效减少了约20%到25%

“与数月的清洁、拆除地毯和给猫洗澡相比,这些都是相当快速的减少,”Eidem说。

为数百万过敏患者带来希望

虽然UV222灯已经可以商业购买使用,但Eidem设想未来可能出现便携式设备,供人们在拜访有宠物的亲友家或清理尘土飞扬的地下室时使用。

此外,UV222系统还有可能保护那些经常接触过敏原的工人,包括那些与活体动物一起工作的人。鉴于美国三分之一的成年人和四分之一的儿童有过敏症,Eidem希望未来的研究甚至能挽救生命。

“哮喘发作每天在美国夺走约10人的生命,而哮喘发作常常由空气传播的过敏原引发,”Eidem说。“努力开发新的方法来预防这种暴露非常重要。”

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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