定義
過敏反應(yīng)又稱變態(tài)反應(yīng),是指機(jī)體受同一抗原再刺激后產(chǎn)生的一種表現(xiàn)為組織損傷或生理功能紊亂的特異性免疫反應(yīng),是異?;虿±硇悦庖叻磻?yīng)。過敏性試驗(yàn)是觀察動(dòng)物接觸受試物后的全身或局部過敏反應(yīng)。
特點(diǎn)
過敏反應(yīng)有以下特點(diǎn):①其組織損傷不同于一般毒性反應(yīng),表現(xiàn)為變態(tài)反應(yīng)性炎癥;②初次接觸抗原后可不出現(xiàn)明顯毒性反應(yīng),但經(jīng)過一定時(shí)間后再次接觸同一物質(zhì),即可出現(xiàn)明顯反應(yīng)。③無明顯劑量-效應(yīng)關(guān)系,有時(shí)很小劑量就可出現(xiàn)劇烈反應(yīng)。
分類
1963年,Gell與Coombs將過敏反應(yīng)按其機(jī)制分為四類。
I型又稱快發(fā)或速發(fā)過敏型(anaphylactic sensitivity)
由IgE介導(dǎo)。當(dāng)機(jī)體初次接觸過敏原后,可產(chǎn)生IgE抗體。通過其Fc段結(jié)合于肥大細(xì)胞或嗜堿性細(xì)胞表面,使機(jī)體產(chǎn)生致敏狀態(tài)。當(dāng)處于致敏狀態(tài)的機(jī)體再次接觸該過敏原時(shí),即與細(xì)胞表面的IgE結(jié)合,使細(xì)胞脫顆粒,并釋放多種炎性活性物質(zhì),導(dǎo)致毛細(xì)血管擴(kuò)張、通透性增加、腺體分泌增多及平滑肌收縮等一系列病理變化。臨床主要表現(xiàn)為蕁麻疹、過敏性休克、支氣管哮喘、變應(yīng)性鼻炎、胃腸道與皮膚過敏反應(yīng)等。
II型又稱細(xì)胞毒型或溶細(xì)胞型(antibody dependent cytotoxic hypersensitivity)
由IgG或IgM介導(dǎo)。主要靶細(xì)胞為帶抗原的組織細(xì)胞,如紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板、腎小球血管基底膜細(xì)胞、皮膚細(xì)胞、肝細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞及部分內(nèi)分泌細(xì)胞等。當(dāng)抗體與靶細(xì)胞表面抗原結(jié)合后,通過活化補(bǔ)體、巨噬細(xì)胞及NK細(xì)胞,引起細(xì)胞毒作用,導(dǎo)致細(xì)胞損傷。主要表現(xiàn)為庫(kù)姆斯實(shí)驗(yàn)陽性的溶血性貧血、粒細(xì)胞減少和血小板減少性紫癜。
III型又稱免疫復(fù)合型或血管炎型(complex-mediated hypersensitivity)
由IgG、IgM介導(dǎo)。由于抗原-抗體復(fù)合物在組織中沉積而引發(fā)的炎癥反應(yīng),通過活化補(bǔ)體、嗜中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)釋放出的水解酶,造成組織損傷。主要表現(xiàn)為局限性肺炎、血管炎、狼瘡樣反應(yīng)、腎小球腎炎等。
IV型又稱遲發(fā)型或結(jié)核菌素型(cell-mediated hypersensitivity)
由T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的過敏反應(yīng)。當(dāng)特異性抗原與TD細(xì)胞或TK細(xì)胞接觸后,淋巴細(xì)胞致敏產(chǎn)生特異性抗體。當(dāng)再次接觸抗原時(shí),TD細(xì)胞即可釋放淋巴因子,吸引并激活巨噬細(xì)胞,從而引起細(xì)胞增殖、浸潤(rùn),誘發(fā)遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)。主要表現(xiàn)為接觸性皮炎及濕疹。
光敏性包括光毒性(光刺激性)和光過敏性(光變態(tài)反應(yīng))兩類,光毒性是由光誘導(dǎo)的非免疫性的皮膚對(duì)光的反應(yīng),藥物可通過直接作用或通過血循環(huán)間接作用。光過敏性是獲得性的免疫性介導(dǎo)的由光激活的皮膚對(duì)光的反應(yīng),系光感物質(zhì)經(jīng)皮吸收或通過循環(huán)到達(dá)皮膚后與吸收的光線在表皮細(xì)胞層發(fā)生的反應(yīng),為IV型過敏反應(yīng)的特殊類型。
過敏性試驗(yàn)方法
1.主動(dòng)全身過敏試驗(yàn)(ASA)
基本原理:主動(dòng)全身過敏試驗(yàn)是給致敏成立的動(dòng)物靜脈注射抗原,觀察抗原與IgE抗體結(jié)合后導(dǎo)致肥大細(xì)胞、嗜堿性細(xì)胞脫顆粒、釋放活性介質(zhì)而致的全身性過敏反應(yīng)。
通常選用體重為300~400克的豚鼠。每組動(dòng)物數(shù)至少6只。設(shè)陰性、陽性對(duì)照組和受試物不同劑量組,至少包括臨床擬用最高劑量或濃度。陰性對(duì)照組給予同體積的溶媒,陽性對(duì)照組給予牛血清白蛋白或卵白蛋白或已知致敏陽性物質(zhì)。
選擇容易產(chǎn)生抗體的給藥途徑,如腹腔、靜脈或皮下注射,隔日一次,共給藥3次,給藥體積0.5 ml,末次注射后第14天、第21天分別快速靜脈注射致敏劑量的2倍進(jìn)行攻擊。即刻觀察動(dòng)物反應(yīng)至30分鐘,包括癥狀的出現(xiàn)及消失時(shí)間,一般應(yīng)觀察3小時(shí)。致敏期間每日觀察動(dòng)物的癥狀,首末次致敏和激發(fā)當(dāng)日測(cè)定動(dòng)物體重。按表2判斷過敏反應(yīng)發(fā)生程度,計(jì)算發(fā)生率。
表1過敏反應(yīng)癥狀
0 正常 |
7 呼吸急促 |
14 步態(tài)不穩(wěn) |
1 不安寧 |
8 排尿 |
15 跳躍 |
2 豎毛 |
9 排糞 |
16 喘息 |
3 發(fā)抖 |
10 流淚 |
17 痙攣 |
4 搔鼻 |
11 呼吸困難 |
18 旋轉(zhuǎn) |
5 噴嚏 |
12 哮鳴音 |
19 潮式呼吸 |
6 咳嗽 |
13 紫癜 |
20 死亡 |
表2 全身致敏性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
0 |
- |
過敏反應(yīng)陰性 |
1~4癥狀 |
+ |
過敏反應(yīng)弱陽性 |
5~10癥狀 |
++ |
過敏反應(yīng)陽性 |
11~19癥狀 |
+++ |
過敏反應(yīng)強(qiáng)陽性 |
20 |
++++ |
過敏反應(yīng)極強(qiáng)陽性 |
2.主動(dòng)皮膚過敏試驗(yàn)(ACA)
通常選豚鼠。受試物應(yīng)與臨床擬用制劑一致,應(yīng)為含活性成分和賦形劑或含透皮促進(jìn)劑的混合制劑。若受試物為膏劑或液體,則一般不稀釋;若受試物為固體粉末,則需與適量水或賦形劑混勻,以保證受試物與皮膚的良好接觸。當(dāng)使用賦形劑時(shí),應(yīng)考慮其對(duì)受試物透皮吸收的影響。應(yīng)設(shè)陽性對(duì)照和陰性或賦形劑對(duì)照。在致敏接觸階段,應(yīng)充分保證受試物在皮膚的停留時(shí)間(6小時(shí))和接觸皮膚的范圍。第0、第7和第14天,同樣方法給藥。末次給藥后14天,再次給藥激發(fā),給藥6小時(shí)左右后,觀察72小時(shí)內(nèi)皮膚過敏反應(yīng)情況,并按表3評(píng)分,按表4計(jì)算發(fā)生率。同時(shí)應(yīng)觀察動(dòng)物是否有哮喘、站立不穩(wěn)或休克等全身過敏反應(yīng)。
表3 皮膚過敏反應(yīng)程度的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
皮膚過敏反應(yīng) |
分值 |
紅斑 |
|
無紅斑 |
0 |
輕度紅斑,勉強(qiáng)可見 |
1 |
中度紅斑,明顯可見 |
2 |
重度紅斑 |
3 |
紫紅色紅斑到輕度焦痂形成 |
4 |
水腫 |
|
無水腫 |
0 |
輕度水腫,勉強(qiáng)可見 |
1 |
中度水腫,明顯可見(邊緣高出周圍皮膚) |
2 |
重度水腫,皮膚隆起1mm,輪廓清楚 |
3 |
嚴(yán)重水腫,皮膚隆起1mm以上或有水泡或破潰 |
4 |
最高總分值 |
8 |
表4 皮膚致敏性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
致敏發(fā)生率(%) |
皮膚致敏性評(píng)價(jià) |
0~10 |
無致敏性 |
11~30 |
輕度致敏性 |
31~60 |
中度致敏性 |
61~80 |
高度致敏性 |
81~100 |
極度致敏性 |
3.被動(dòng)皮膚過敏試驗(yàn)(PCA)
定義及基本原理:被動(dòng)皮膚過敏實(shí)驗(yàn)(PCA)是將致敏動(dòng)物的血清(內(nèi)含豐富的IgE抗體)皮內(nèi)注射于正常動(dòng)物。IgE與皮膚肥大細(xì)胞的Fcδ受體結(jié)合,使之被動(dòng)致敏。當(dāng)致敏抗原激發(fā)時(shí),引起局部肥大細(xì)胞釋放過敏介質(zhì),從而使局部血管的通透性增加,注入染料可滲出于皮丘,形成一個(gè)藍(lán)斑。根據(jù)藍(lán)斑范圍或分光光度計(jì)法測(cè)定,判定過敏反應(yīng)程度。
通常選大鼠,可用小鼠,有時(shí)根據(jù)試驗(yàn)需要用豚鼠,選擇動(dòng)物時(shí)應(yīng)考慮IgE的出現(xiàn)時(shí)間。每組動(dòng)物數(shù)至少6只。應(yīng)設(shè)立陰性、陽性對(duì)照組和受試物不同劑量組,至少包括臨床擬用最大劑量或濃度。陰性對(duì)照組應(yīng)給予同體積的溶媒,陽性對(duì)照組給予牛血清白蛋白或卵白蛋白或已知致敏陽性物質(zhì)。
選擇容易產(chǎn)生抗體的給藥方法,如靜脈、腹腔或皮下注射等,隔日一次,共給藥3~5次;末次致敏后第10~14天制備致敏血清。激發(fā)時(shí)動(dòng)物備皮處皮內(nèi)注射合適稀釋度的致敏血清0.1mL,24或48小時(shí)后,靜脈注射與致敏劑量相同的激發(fā)抗原加等量的0.5%~1%伊文思蘭染料共1mL。由于不同種屬動(dòng)物接受含IgE抗體血清后,至能夠應(yīng)答抗原攻擊產(chǎn)生過敏反應(yīng)的時(shí)間不同,需注意激發(fā)時(shí)間選擇的合理性。激發(fā)注射30分鐘后測(cè)量皮膚內(nèi)層的斑點(diǎn)大小,直徑大于5mm者為陽性。不規(guī)則斑點(diǎn)的直徑為長(zhǎng)徑與短徑之和的一半,并提供藍(lán)斑照片。
4.豚鼠Buehler試驗(yàn)(BT)和最大化試驗(yàn)(GPMT)
通常選成年豚鼠。受試物組不少于20只、對(duì)照組不少于10只。應(yīng)設(shè)立陰性對(duì)照組和陽性對(duì)照組。推薦的陽性對(duì)照物有巰基苯并噻唑,苯佐卡因,二硝基氯苯,331環(huán)氧樹脂等,也可以使用其他的陽性對(duì)照物,但輕-中度的致敏劑在加佐劑的試驗(yàn)中至少30%和不加佐劑試驗(yàn)中至少15%應(yīng)有反應(yīng)。
取決于所選擇的方法。在Buehler試驗(yàn)中,致敏劑量應(yīng)當(dāng)足夠高,以產(chǎn)生輕微的刺激性,激發(fā)劑量為不產(chǎn)生刺激性的最高劑量。在GPMT試驗(yàn)中,致敏劑量應(yīng)足夠高以產(chǎn)生輕-中度的皮膚刺激性且能很好地全身耐受,激發(fā)劑量為不產(chǎn)生刺激性的最高劑量。第0,6~8和13~15天局部給藥誘導(dǎo),第27~28天在未給藥部位給藥6小時(shí)激發(fā)。GMPT試驗(yàn)采用皮內(nèi)注射給藥,使用或者不使用佐劑進(jìn)行誘導(dǎo),局部誘導(dǎo)5~8天后,第20~22天給予激發(fā)劑量24小時(shí),在去除激發(fā)劑量24和48小時(shí)后讀取結(jié)果。兩種試驗(yàn)方法均在去除藥物24和48小時(shí)后讀取結(jié)果。如結(jié)果難以判定,一周后再次激發(fā)。
一般在致敏后1和24小時(shí)及激發(fā)后24和48小時(shí)觀察皮膚紅斑、水腫和其他異常反應(yīng),按表5進(jìn)行評(píng)分,計(jì)算過敏反應(yīng)發(fā)生率。按表6判斷過敏反應(yīng)強(qiáng)度??筛鶕?jù)毒性反應(yīng)情況適當(dāng)調(diào)整觀察時(shí)間。同時(shí)測(cè)定開始和結(jié)束時(shí)的動(dòng)物體重。
表5 皮膚反應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
皮膚反應(yīng)強(qiáng)度 |
積分 |
(1)紅斑形成 |
|
無紅斑 |
0 |
輕微可見紅斑 |
1 |
中度紅斑 |
2 |
重度紅斑 |
3 |
水腫性紅斑 |
4 |
(2)水腫形成 |
|
無水腫 |
0 |
輕度水腫 |
1 |
中度水腫 |
2 |
重度水腫 |
3 |
總積分 |
7 |
表6 致敏強(qiáng)度
致敏率 |
分級(jí) |
致敏強(qiáng)度 |
0~8 |
Ⅰ |
弱致敏 |
9~28 |
Ⅱ |
輕度致敏 |
29~64 |
Ⅲ |
中度致敏 |
65~80 |
Ⅳ |
強(qiáng)致敏 |
81~100 |
Ⅴ |
極強(qiáng)致敏 |
5.皮膚光過敏反應(yīng)試驗(yàn)
定義:光過敏性是在局部或全身接觸某些藥物或化學(xué)物后,再暴露于太陽光下可導(dǎo)致類似過敏的反應(yīng),屬IV型遲發(fā)型過敏反應(yīng),需要經(jīng)過誘導(dǎo)及激發(fā)階段。臨床表現(xiàn)為急性蕁麻疹、持續(xù)性濕疹或遲發(fā)性皰疹,且經(jīng)常波及太陽光未照射部位的皮膚。
產(chǎn)生這些作用的藥物或化學(xué)物,均具有環(huán)狀結(jié)構(gòu),吸收光能后成激活狀態(tài),并以半抗原形式與皮膚中的蛋白結(jié)合成為藥物-蛋白質(zhì)結(jié)合物(全抗原),從而刺激抗體產(chǎn)生,經(jīng)表皮的朗格漢斯細(xì)胞呈遞給免疫活性細(xì)胞,引起過敏反應(yīng)。其發(fā)生時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),且有一定的潛伏期。通常5~10d的連續(xù)用藥和光照射可誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生光過敏反應(yīng)。再次給藥時(shí),藥物和光照作用24~48h之內(nèi)即會(huì)有光過敏性反應(yīng)發(fā)生。
皮膚光敏性試驗(yàn)是根據(jù)比較對(duì)照組和給藥組的反應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。陽性結(jié)果時(shí)應(yīng)追加試驗(yàn),如:與已知陽性物質(zhì)的比較試驗(yàn)及用其他方法(不加佐劑)進(jìn)行試驗(yàn),其中非損傷性試驗(yàn)方法有利于光敏性反應(yīng)評(píng)價(jià)。另外,光敏性是光毒性和光過敏性兩類混合難分的反應(yīng)。必要時(shí)應(yīng)追加光毒性試驗(yàn)。試驗(yàn)動(dòng)物原則上選健康白色豚鼠,每組不少于5只。應(yīng)設(shè)陽性對(duì)照藥組、陰性對(duì)照組和受試物組。
實(shí)驗(yàn)方法:
Adjuvant and Strip法:皮內(nèi)注射FCA、損傷皮膚角質(zhì)層后涂敷受試物、照射紫外線,以上操作反復(fù)5次進(jìn)行致敏,2周后再次涂敷受試物,照射紫外線激發(fā)。
Harber法:涂敷受試物、照射紫外線,此操作隔日一次共3次致敏。3周后再次涂敷受試物,30分鐘后照射紫外線激發(fā)。
Horio法:涂敷20%月桂醇硫酸鈉,再涂敷受試物,立即照射紫外線,此操作每日一次共3次致敏。14天后再次涂敷受試物,照射紫外線激發(fā)。
Jordan法:破損皮膚涂敷受試物,1小時(shí)后照射紫外線,此操作每周5次,連續(xù)3周進(jìn)行致敏,2周后再涂敷受試物,6小時(shí)后照射紫外線,此操作連續(xù)2日進(jìn)行激發(fā)。
Maurer法:涂敷受試物,1小時(shí)后照射紫外線及可見光線進(jìn)行致敏。6周和9周后,各3日連續(xù)涂敷受試物,30分鐘后照射紫外線進(jìn)行激發(fā)。
Morikawa法:為Harber改良法,涂敷受試物,30分鐘后照射紫外線,此操作每周連續(xù)5天,共2周進(jìn)行致敏,致敏2周后,涂敷受試物,30分鐘后照射紫外線進(jìn)行激發(fā)。
Vinson法:涂敷受試物,照射紫外線,每日一次,連續(xù)5次致敏,7~10天后,再次涂敷受試物,照射紫外線激發(fā)。
進(jìn)行何種過敏性試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)藥物特點(diǎn)、臨床適應(yīng)癥、給藥方式、過敏反應(yīng)發(fā)生機(jī)制、影響因素等確定。
通常局部給藥發(fā)揮全身作用的藥物(如注射劑和透皮吸收劑等)需考察Ⅰ型過敏反應(yīng),如注射劑需進(jìn)行主動(dòng)全身過敏試驗(yàn)(Active Systemic Anaphylaxis, ASA)和被動(dòng)皮膚過敏試驗(yàn)(Passive Cutaneous Anaphylaxis, PCA),透皮吸收劑需進(jìn)行主動(dòng)皮膚過敏試驗(yàn)(Active Cutaneous Anaphylaxis, ACA)。吸入途徑藥物應(yīng)采用豚鼠吸入誘導(dǎo)和刺激試驗(yàn)。粘膜給藥應(yīng)結(jié)合受試物的特點(diǎn)參照經(jīng)皮給藥過敏性試驗(yàn)方法進(jìn)行。如受試物的化學(xué)結(jié)構(gòu)與文獻(xiàn)報(bào)道產(chǎn)生其他過敏反應(yīng)的化合物相同或相似者建議考慮采取適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)方法以考察其是否能引起其他過敏反應(yīng)(如光過敏性反應(yīng)等)。Ⅱ和Ⅲ型過敏反應(yīng)可結(jié)合在重復(fù)給藥毒性試驗(yàn)中觀察,如癥狀、體征、血液系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)及相關(guān)的病理組織學(xué)改變等。經(jīng)皮給藥制劑(包括透皮劑)應(yīng)進(jìn)行IV型過敏反應(yīng)試驗(yàn),包括豚鼠最大化試驗(yàn)(Guinea-Pig Maximization Test, GPMT)或豚鼠封閉斑貼試驗(yàn)(BuehlerTest)或其他合理的試驗(yàn)方法如小鼠局部淋巴結(jié)試驗(yàn)(Murine Local Lymph Node Assay, LLNA)等。
參考文獻(xiàn)
1.藥物刺激性、過敏性和溶血性研究技術(shù)指導(dǎo)原則
2.藥物毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)
3.祝戎飛.全身性用藥藥物皮膚試驗(yàn)濃度選擇:ENDA/EAACI藥物過敏組指南文件[J].中華臨床免疫和變態(tài)反應(yīng)雜志,2017,11(03):291-299.
4.楊春燕,葉向鋒,李超,魏金鋒. 制劑安全性試驗(yàn)設(shè)計(jì)思路及案例分享[C]//.中國(guó)毒理學(xué)會(huì)中藥與天然藥物毒理與安全性評(píng)價(jià)第四次(2019年)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.[出版者不詳],2019:206-207.