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[医学资讯] 当科学家对他们的研究过敏

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发表于 2021-3-12 10:00:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
过敏症,也称为过敏性疾病,是由免疫系统对环境中通常无害的物质过敏所引起的多种疾病。这些疾病包括花粉症,食物过敏,特应性皮炎,过敏性哮喘和过敏反应。症状可能包括红眼睛,发痒的皮疹,打喷嚏,流鼻涕,呼吸急促或肿胀。食物不耐受和食物中毒是分开的条件。

常见的过敏原包括花粉和某些食物。金属和其他物质也可能引起问题。食物,昆虫叮咬和药物是引起严重反应的常见原因。它们的发展归因于遗传和环境因素。潜在的机制涉及免疫球蛋白E抗体(IgE),是人体免疫系统的一部分,与过敏原结合,然后与肥大细胞或嗜碱性粒细胞上的受体结合,从而触发炎症化学物质(如组胺)的释放。诊断通常基于一个人的病史。在某些情况下,可能需要进一步测试皮肤血液。但是,阳性测试并不意味着对该物质有明显的过敏反应。

尽早接触潜在的过敏原可能具有保护作用。过敏的治疗方法包括避免已知的过敏原和使用类固醇和抗组胺药。在严重反应中,建议注射肾上腺素。变应原免疫疗法逐渐使人们接触越来越多的变应原,可用于某些类型的过敏,例如花粉热和对昆虫叮咬的反应。目前尚不清楚其在食物过敏中的用途。

过敏是常见的。在发达国家,约有20%的人患有过敏性鼻炎,约6%的人患有至少一种食物过敏,约20%的人在某个时间点患有特应性皮炎。根据国家/地区的不同,大约1–18%的人患有哮喘。过敏反应发生在0.05–2%的人群中。许多过敏性疾病的发病率似乎正在增加。 1906年,克莱门斯·冯·皮奎特(Clemens von Pirquet)首次使用了“过敏”一词。

“体内的每个细胞都在致命的恐怖中尖叫。”

这个故事最初发表在Undark中,并作为Climate Desk合作的一部分出现在这里。

当布赖恩·弗莱(BRYAN FRY)从蛇房退后一步,检查手上的咬痕时,他的心被刺痛了。他刚被一条名称为“death”的毒蛇咬死,“death”是澳大利亚最毒的蛇之一。其神经毒素引起的咬伤可引起呕吐,瘫痪和死亡(顾名思义)。

弗雷,当时是一名研究生,已经养了多年蛇。奇怪的是,神经毒素并不是他最大的担心。附近的医院将拥有他需要的抗蛇毒血清,尽管数据有限,但接受治疗的人通常都能幸存。另一方面,过敏性休克可能会在几分钟内杀死他。

来自ATLAS OBSCURA的视频

“过敏性休克是您所能想象到的最糟糕的感觉,”现为澳大利亚昆士兰大学生物学家的弗莱回忆道。 “这太疯狂了。您体内的每个细胞都在致命的恐惧中尖叫。”

弗莱(Fry)一生都在欣赏并最终研究有毒的蛇,因此对它们产生了致命的过敏反应。


生物学家布莱恩·弗莱(Bryan Fry)从眼镜王蛇中提取毒液,这一过程被称为“挤奶”。

尽管大多数情况并非如此极端,但轶事报告和专家分析表明,对于科学家,学生和实验室技术人员而言,对他们研究的生物体产生过敏并非罕见。相反,一些过敏研究人员说,正是研究人员对自己的学科的热情-密切观察,每天的长时间工作以及对研究项目的多年投入-使他们处于如此高的风险中。

“确实有些事物比其他事物引起过敏的频率更高,但是最大的因素是与研究有机体相互作用的频率,”杜兰大学的医生兼研究员约翰·卡尔森说,他专门研究昆虫和尘螨的过敏。 “您可能有30%的机会对所学的东西过敏。”尽管数据有限,但这一估计与对职业过敏的研究相吻合,该研究表明,多达44%的实验室啮齿动物工作人员,约40%的兽医和25%至60%的实验室工作人员会发生这种情况。

联邦指导方针建议实验室具有“设计良好的空气处理系统”,并且工人应穿戴适当的个人防护设备或PPE,以降低发生过敏的风险。但是,对研究人员和专家的采访表明,对此类指南的了解或遵守程度可能很少。对于从事少见物种研究的科学家和从事野外工作的科学家而言,关于确切构成适当的个人防护装备的信息可能非常有限。

卡尔森指出,许多研究人员,尤其是从事野外工作的研究人员,过去习惯于为自己的工作感到不舒服。他说:“我认为很多研究人员对研究过程都非常感兴趣,因此他们并没有真正考虑研究对他们的长期影响。”

一般而言,当免疫系统对通常无害或相对无害的物质产生过度反应时,过敏就会发展。免疫系统会监视人体是否存在潜在的危险入侵者,例如细菌,真菌和病毒。有时,由于未充分理解的原因,免疫系统将某些有益的物质(例如花粉或动物皮屑)识别为危险物质。为了帮助标记入侵者,以这种方式变得敏锐的人会产生抗体或蛋白质类型来对其进行识别。

当该人再次接触该物质时,抗体会将其标记为入侵者。作为反应的一部分,免疫细胞释放出诸如组胺之类的化合物,这些化合物会刺激并发炎周围的组织,从而导致过敏症状。

尽管已经确定了一些危险因素,但是研究过敏的研究人员通常无法确切确定为什么某些人会发生这种过度反应,而其他人却没有。但是很显然,对于某些物质,反复接触可能会增加过敏反应的可能性。

“想起来真的很容易,例如,‘哦,我真的不需要戴手套;我只是在触摸花朵或其他任何东西。’”

尽管过敏科学家的轶事比比皆是,但对该问题的研究却很少。记录最清楚的是对啮齿动物的过敏,这在生物医学研究中无处不在。但是一些科学家报告说,几乎完全没有研究过敏症,这可能是因为相对较少的人(至少是在进行了许多过敏研究的富裕国家中)定期接触引起它们的生物。

例如,虽然大多数人都避免定期与水蛭接触,但多伦多大学的博士生Danielle de Carle出去寻找水蛭。 De Carle研究了水蛭的遗传学,以便弄清不同物种之间的相互关系,并了解血液的喂养方式。要研究水,她首先必须抓住它们,像她所在领域的其他研究人员一样,她用自己的身体作为诱饵。

她说:“我们走进沼泽和东西,我们让它们附着在我们身上并从我们这里觅食。”对于大多数人来说,水蛭咬相对来说是无痛的。当de Carle需要在实验室中保持水存活时,她也会让它们也以她为食。


博士生丹妮尔·德·卡勒(Danielle de Carle)曾经用自己的血液收集和喂养水蛭,直到她变得过敏为止。现在,她使用充满猪血的香肠肠衣。

大约一年半之后,她开始注意到症状。起初,叮咬发痒,但暴露得越多,情况就越糟。她说:“上一次我喂水蛭时,我不再尝试这样做了,我的整个手都肿了很大,以至于我几乎都无法握拳。” “它像疯了似的发痒。”德卡勒说,当她现在出去狩猎水蛭时,如果将水蛭附着在水,上但在开始喂食之前将水蛭移开,则可以避免过敏反应。对于她留在实验室的水,她改用肉店里的猪血代替他们喂食。

Nia Walker博士斯坦福大学生物学专业的学生,​​也已经开始对她的研究有机体做出反应。沃克(Walker)研究了遗传因素如何影响珊瑚的抗漂白性和恢复能力。在第三次旅行中,她在南太平洋的一个岛国帕劳进行珊瑚实地调查的过程中开始注意到手上有皮疹。她说:“然后此后的每次旅行都变得越来越极端。” “到了这样的地步,我的脸就会肿起来,而碰到它们会令我感到不舒服。”

虽然她的症状特别严重,但沃克说,她并不是实验室中唯一出现敏感性的人。她说,到目前为止,实验室中的每个人“对珊瑚都有轻微的刺激性”。沃克已经能够通过使用防护设备和非处方抗组胺药来控制自己的过敏。她说:“这很可悲,但也很有趣。”

“上一次我喂水蛭时,我的整个手都肿了起来,以至于我几乎都无法握拳。”

有时,科学家在实验室工作中发现的过敏症可能会蔓延到日常生活中。十多年前,进化生物学家Karl Grieshop在果蝇实验室工作,香蕉是果蝇饮食的关键部分。他说,从那时起,每次吃香蕉,他的喉咙都会发痒。俄克拉何马大学植物生物学的博士生乔恩·吉登斯说,在他开始研究东部红杉时,他没有任何过敏反应。东部红杉是一棵常绿的小树,在该国的某些地区很普遍。但是现在,即使从他上一次在野外与该物种合作以来已经一年多了,但他从空中的红杉花粉认为,他有全年的鼻过敏症状。

同样,从多伦多大学获得生态学和进化生物学博士学位的布雷肯·麦克高伊(Brechann McGoey)表示,在她开始研究生工作之前,她从未经历过花粉症。但是在实验过程中反复接触豚草花粉后,她出现了鼻后滴水和持续咳嗽等症状。即使她不再与该物种打交道,但在豚草季节的每个秋天,她仍然会患上花粉症。她开玩笑说:“这是我博士学位的纪念品。”

反映以前关于兽医职业过敏的研究,与Undark交谈的大多数研究人员并未寻求医疗救助或对其过敏得到正式诊断。


生物学家妮亚·沃克(Nia Walker)在帕劳北部前礁上的桌面珊瑚的底部贴有一个ID标签。

在许多情况下,科学家报告说,他们的过敏令人讨厌,但可控。但有时,过敏迫使研究人员做出重大改变。

昆虫学家Chip Taylor的职业生涯开始于研究硫磺蝴蝶。康涅狄格大学的学生。当他于1969年在堪萨斯大学开始自己的实验室时,他曾打算继续与该物种合作。但是,他说:“直到1973年,我才意识到自己对这些蝴蝶过敏。”每当与泰勒合作时,泰勒便开始出现类似哮喘的症状。

那年夏天,在前往亚利桑那州中部的一次研究之旅中,泰勒和一位同事租用了一辆拖车,用作处理蝴蝶翅膀样品的工作站。他回忆说:“我不能上拖车。” “我睡在外面,背靠在一棵树上,这样我的鼻窦和喉咙就可以流干了。”为了控制症状,他定期服用强的松,强力抗炎药,可能会产生严重的副作用。泰勒说:“我认为我必须摆脱那些蝴蝶的困扰。” “我不得不重新调整自己的职业生涯,以从事其他工作。”

泰勒在接下来的几十年中研究了杀手蜂。他于1992年开始从事蝶类蝴蝶保护计划Monarch Watch的工作,重返蝶类研究领域。泰勒(Taylor)说,与君主合作时从未出现过任何症状-也许,他猜测,因为这两种物种产生不同类型的色素。


昆虫学家Chip Taylor对硫磺蝴蝶过敏,但对帝王蝶没有反应。他认为翅膀中不同的色素可能就是原因。

对蛇毒过敏的生物学家弗莱(Fry)也说,他的过敏症影响了他的职业生涯。弗莱说,不同蛇种的毒液具有相似的成分,因此,对一种蛇过敏的人可能对多种蛇都过敏。由于这种过敏,即使在通常对人类没有危险的毒蛇周围,弗莱也必须格外小心。

他说:“每当我现在与这些动物打交道时,我看起来就好像要进入《伤害储物柜》。”这部影片是奥斯卡获奖影片,讲述了在伊拉克消散炸弹的美国陆军专家。 “所以,当然,在热带的阳光下,我绝对融化了。”他说,这些局限性使得与蛇打交道变得不太愉快。 “我无法与这些我发现非常着迷的动物轻松地互动,因为他们知道在任何给定的时刻死亡即将来临,即使是通常不会引起医疗问题的蛇也是如此。”

弗莱(Fry)幸免于难与死亡加法器的相遇,这要归功于它含有可注射的肾上腺素和抗组胺药的毒蛇咬药盒,还有一个思维敏捷的朋友将他赶到了医院。他说,这种过敏使他将大部分研究重点转向研究其他动物的毒液,包括科莫多巨蜥,慢懒猴(世界上唯一的有毒灵长类动物),漏斗蜘蛛和箱形水母。他说:“我成功地将它变成了一件好事,但那仍然令人非常沮丧。”

过敏专家说,减少接触是防止过敏发展的关键。究竟需要减少多少暴露量尚不清楚,增加保护可能会使机构付出高昂的代价,并给研究人员带来不便。

一些使用小鼠和老鼠的实验室拥有旨在减少接触过敏原的设备和政策。这些实验室为笼子安装了通风系统,使用机器人系统将其清理干净,每间房间饲养的动物更少,并为工人提供了更换受过敏原污染的衣服的场所。 PPE(例如口罩,手套和礼服)也可以帮助研究人员减少接触。

伦敦帝国理工学院(Imperial College London)高级职业研究员研究职业肺病的约翰娜·费瑞(Johanna Feary)说,但实际上采取这些预防措施可能会充满挑战。

在2019年,Feary和几位同事发表了一项针对英国七个研究机构的研究,这些研究机构对小鼠进行了研究。他们发现,使用单独通风的笼子而不是敞开的笼子的设施,其空气传播的过敏原水平大大降低。但这还不足以防止技术人员对鼠标过敏原敏感。敏化程度最低的设施是工人还戴着适当安装的口罩的设施。她说,这项研究表明,至少在英国,对实验动物过敏的发展“在几乎所有情况下都是可以预防的”。

“我决定我必须摆脱与那些蝴蝶的合作。我不得不重新调整自己的职业生涯以从事其他工作。”

但是Feary说,实验动物过敏仍然是许多人的问题。她说:“我们应该对此做得更好。” “我不确定我们是否会做得更好。”据Feary称,主要原因是安装减少过敏原暴露的设备(例如那些机器人笼式清洁器)的成本可能很高,尤其是在需要翻新旧设施的情况下。

她说,要准确评估问题的严重程度也很困难,尤其是考虑到世界各地的条件和做法存在很大差异。她说,虽然运行良好的设施将监控工人的暴露状况和健康状况,但“另一方面,您的健康和安全状况却很肮脏”,那里的记录不完整,患有过敏症的人可能会感到被迫去别的地方找工作。 “所以,看起来一切都很好,没有人有任何症状,但实际上所有病人都已经离开了,” Feary说。

她说,也可能只有最好运行的设施会报告其数据,而其余设施根本不会参与。确实,几年前,当杜克大学的一组研究人员试图对美国与实验室动物叮咬相关的过敏反应发生率进行全国性调查时,只有16%的医疗机构对此做出了反应。

由于对过敏症的研究较少,因此几乎没有关于患病率以及哪种防护措施足以阻止其发展的信息。不过,一些患有过敏症的科学家说,他们认为更多的信息和认识可以帮助增加在研究中采取预防措施的科学家的数量。

弗莱说,对蛇毒过敏的认识比他在1990年代后期开始正式研究蛇时要多。但是,他补充说:“它仍然没有应有的知名度。”他在一封后续电子邮件中写道,该领域的研究人员可能不愿谈论毒液过敏。但是,他说:“我很坦率,因为这是挽救生命的信息。”


弗莱(Fry)不再冒险与蛇打交道之后,他转而研究其他有毒动物,例如缓慢的鸢尾。

珊瑚生物学家沃克说,在研究人员中进行更多有关过敏的研究将是有帮助的。她说:“如果您知道要注意的话,很多事情都可以解决。”

早期职业科学家通常会接受有关正确处理生物危害和有害化学物质的全面培训。机构经常为野外工作提供广泛的安全计划,以帮助研究人员为从脱水到体温过低到遭受袭击的各种风险做好准备。但是,科学家们可能很少了解到对看似无害的生物产生过敏的可能性。

麦克戈伊(McGoey)说:“我觉得对防护装备的态度太过随意了,”他对豚草进行了研究后产生了过敏反应。 “也许特别是如果您正在动植物,就像在自然环境中工作,并且您没有在实验室中使用化学药品,也许人们只是不够谨慎。”

水蛭研究员de Carle说:“听起来很愚蠢,也许只是更多地强调使用PPE,不这样做的后果会很好。” “想起来真的很容易,例如,‘哦,我真的不需要戴手套;我只是在触摸花朵或其他任何东西。’”

过敏症专家卡尔森说,即使是消息灵通的研究人员也可以对他们的工作热情有所投入,并合理地采取不适当的预防措施。

2009年,卡尔森(Carlson)参与了一个项目,该项目涉及收集有关屋尘螨,微小节肢动物的数据,这些数据会导致全球数百万人的鼻和呼吸道疾病。尽管他有专长,但他却忽略了个人防护装备。 “我知道所有这些,”他说。 “我知道我应该戴口罩,但是它很热,而且很汗,而且我没有老板告诉我该怎么做。”在工作期间,他流鼻水和眼睛发痒,这是迈向全面过敏的第一步。卡尔森说:“我坚持不懈,最终变得过度敏感。”以至于甚至不愿与年幼的孩子一起玩耍,也使他“绝对悲惨”。

卡尔森对于那些因过敏而不得不放弃自己热爱的工作的科学家感到沮丧。 他说:“我真的感到这些人正在工作并发展为过敏症。” “我们说的越多,那就越好。”

参考文献
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