屋尘螨同源过敏原的高分辨率转录组与蛋白质组图谱：螨体与粪便过敏原谱及物种差异

《International Immunopharmacology》：High-resolution transcriptomic and proteomic profiling of house dust mite homologous allergens

屋尘螨（house dust mite, HDM）同源过敏原（homologous allergens）的高分辨率转录组（transcriptome）与蛋白质组（proteome）分析。在HDM中，已鉴定出40种同源过敏原和两种T. putrescentiae过敏原。转录组、螨体蛋白质组和粪便蛋白质组的过敏原谱在很大程度上不相关。在粪便中，Gr₁和Gr₂在D. farinae中最为丰富，而胰蛋白酶（trypsin）类蛋白酶（Gr₃/Gr₆/Gr₉）在D. pteronyssinus中具有重要性。

研究背景方面，屋尘螨（house dust mite, HDM）是全球室内过敏原的最重要来源，也是过敏性鼻炎和哮喘的主要原因之一；全球约22%人群对HDM致敏。HDM由寄生祖先演化而来，后转为自由生活并进入人类居所，以脱落的皮肤、毛发和指甲等有机碎屑及附着微生物为食。两种主要HDM为美洲屋尘螨（Dermatophagoides farinae）和欧洲屋尘螨（Dermatophagoides pteronyssinus），其过敏原可引发IgE（immunoglobulin E）介导的I型超敏反应。粪便颗粒因在室内灰尘中积累且稳定性高，被认为是主要过敏原来源。既往HDM过敏原研究多依赖免疫分析，需分离蛋白或重组过敏原；蛋白质组（proteome）可直接提供过敏原存在与丰度证据，有利于组分解析诊断和免疫治疗。基于此，Jan Hubert等开展研究，旨在结合转录组与蛋白质组全面刻画两种HDM螨体及粪便中的同源过敏原，并比较其主要过敏原谱。研究结论表明，两种HDM在过敏原组存在/缺失上无明显差异，但过敏原谱及丰度不同；转录组、螨体蛋白质组和粪便蛋白质组谱之间缺乏广泛相关；粪便组分是过敏原分析和比较的关键基质，粪便中蛋白酶类过敏原富集，Gr₁在D. farinae更高，Gr₉在D. pteronyssinus更高。该研究提供了HDM过敏原的蛋白质水平图谱，对过敏原标准化、组分解析诊断和免疫治疗产品研发具有重要意义。

关键技术方法概括（不超过250字）：研究人员对两种HDM进行de novo转录组组装，并用BUSCO评估质量；基于WHO/IUIS过敏原命名数据库和NCBI序列，通过序列相似性、系统发育、Pfam结构域、信号肽及亚细胞定位预测鉴定同源过敏原；采用无标记纳升液相色谱-串联质谱（label-free nano-liquid chromatography-tandem mass spectrometry, nLC-MS/MS）分析螨体（雌、雄）及粪便水提物和SDC提取物蛋白质组；以相似性分析（analysis of similarities, ANOSIM）、基于距离的冗余分析（distance-based redundancy analysis, dbRDA）、Mantel/Procrustes检验和limma比较过敏原组谱。样本来源为捷克食品研究中心（Czech Agrifood Research Center, CARC, Prague, Czechia）的实验室培养物；D. farinae基因表达分析使用既往样本。

研究结果如下。3.1 同源过敏原鉴定：通过de novo转录组组装和蛋白质组分析，D. farinae和D. pteronyssinus分别预测23,225和16,157个蛋白，其中556和469个蛋白与已知及同源过敏原相似；经转录本和蛋白质组证据扩展并排除51个位于过敏原进化支外的候选后，确认191个非外群accessions，覆盖40个过敏原组及T. putrescentiae的Tyr p 35和Tyr p 36两个组；另有88个蛋白仅在蛋白质组中鉴定而无转录本对应。3.2 过敏原组中的同源过敏原描述：按组汇总后，D. farinae有34组在所有分区中检出，D. pteronyssinus有36组在所有分区中检出；通过系统发育、结构域、信号肽和定位预测核对Gr₁、Gr₂/22/35、Gr₃/6/9等组，发现Gr₁₂未在HDM中检测到，Der f 22.0101和Der f 35.0101在D. farinae转录组中缺失，Der f 28.0101与曲霉序列高度相似，提示可能为污染并需从过敏原数据库移除或重新分类。3.3 转录组与蛋白质组定量HDM同源过敏原：通过ANOSIM、dbRDA和limma发现分区和物种显著影响过敏原组谱；第一轴解释37%变异并区分分区，第二轴解释7%并区分物种；螨体蛋白质组中物种解释71%变异、性别解释11%，粪便中物种解释33%、提取方法解释31%。粪便中Gr₁在D. farinae高6.3–13.7倍，Gr₉在D. pteronyssinus高2.7–3.7倍，Gr₃在D. pteronyssinus略高，Gr₆在SDC组分无显著差异而在H2O组分中D. farinae高约3.7倍；Gr₈和Gr₃₃各仅在单一物种中检出。3.4 被组水平合并掩盖的同源过敏原：共鉴定242个同源过敏原变体，排除51个外群后保留191个；23组为多变异组，19组为单变异组，多变异组更常在所有分区、性别和提取方法中一致检出；组内变体在定位上存在异质性，Gr₂₈、Gr₂₉、Gr_43/44跨胞质、胞外、内质网和线粒体等定位，Gr₁以胞外为主，Gr₁₃和Gr₃₃几乎限于胞质；组大小与定位多样性显著相关。合并分析还掩盖了18个同源过敏原在性别或提取方法上的特异模式。3.5 各分区同源过敏原组谱缺乏相关性：通过dbRDA、Mantel和Procrustes分析，未发现转录组、螨体蛋白质组和粪便蛋白质组谱之间广泛相关；仅D. farinae转录组与螨体蛋白质组间Spearman相关显著（rho=0.576，P=0.001），其余交互不显著，说明这些谱在本分析中不相关。

讨论部分总结：研究人员未鉴定新的过敏原，因未验证IgE结合，所报道者为基于序列相似性的同源过敏原；两种HDM具有相同的同源过敏原组，差异主要在序列变体数。多个过敏原组共享相同Pfam结构域，支持Gr₅/21、Gr₃/6/9、Gr₂/22/35、Gr₁₅/18、Gr₁₂/23/37、Gr₂₆/39和Gr₄₃/44等组存在合并讨论空间，其中Gr₄₃/44序列同一性支持合并。单结构域过敏原存在不同转录变体、潜在旁系同源和蛋白质组序列，部分变体定位异质；NlpC/P60家族的水平基因转移证据仍属初步。粪便颗粒是吸入性过敏原的关键基质，粪便蛋白质组显示半胱氨酸蛋白酶Gr₁、胰蛋白酶类Gr₃/6/9和MD-2脂质识别蛋白Gr₂占优；提取方法显著影响粪便过敏原谱，提示需标准化粪便提取方法。局限包括同源过敏原缺乏IgE结合验证、相关分析样本量小、螨源为实验室培养物、D. farinae螨体蛋白质组来自既往不同方案且各数据集分开搜索。研究结论部分可译为：尽管两物种在过敏原存在/缺失上无差异，但其谱包括过敏原丰度不同；两物种的粪便和蛋白质谱也不同。虽然此前研究显示过敏原表达高于典型转录本，但本分析未发现转录组、螨体蛋白质组和粪便蛋白质组谱之间的相关；粪便与螨体蛋白质组谱缺乏Spearman相关虽非其差异的直接证据，但可能对商业疫苗和诊断产品有影响，因为这些产品基于粪便和螨体混合物，其过敏原谱取决于二者比例。本研究提示，尽管转录组、螨体蛋白质组和粪便蛋白质组依据过敏原表达或强度具有不同谱，但这些谱在相关分析中并不相互关联。