你未必見過它的廬山真面目,但它無處不在,與人類的生活結伴,甚至是引發過敏的源頭,威脅人類的健康。說的是「無氣門蟎」,它們是人類生活中最常見、最多樣化的小生物群,是導致人類過敏的主要物種。

最近,一項由香港中文大學(中大)醫學院領導,與來自廣州、深圳、無錫、澳門、泰國、南韓及新加坡等地院校合作的開創性研究,成功發現「無氣門蟎」的進化過程,有望從基因組學出發,找到加強蟎過敏診斷和干預的方法。

蟎過敏嚴重可致命

過敏性疾病屬於免疫系統疾病,特徵是出現以 IgE(免疫球蛋白E)介導的免疫反應,包括哮喘、過敏性鼻炎和異位性皮膚炎等,在兒童中尤為常見和危險,可誘發嚴重的哮喘發作,導致死亡。根據國際兒童哮喘和過敏研究(ISAAC)的資料,香港約十分之一中學生患有哮喘,15% 患有異位性皮膚炎 ; 約三分之一的 6 至 7 歲香港兒童患有過敏性鼻炎。另外,家居塵蟎是本港約四至六成過敏人士的主要致敏原因。

中大醫學院兒科學系助理教授梁詩彥醫生解釋:「蟎過敏的常見反應包括鼻癢、打噴嚏、鼻塞和夜晚出現較嚴重的咳嗽。若患者攝入被蟎蟲污染的食物,會出現呼吸急速、喉嚨腫脹、暈眩,甚至是致命的過敏性休克。」

無氣門蟎是由家居塵蟎、倉儲蟎和寄生蟎(如疥蟎)組成的小生物群,其中家居塵蟎和倉儲蟎屬於非寄生蟎蟲,是導致人類過敏的主要物種。梁醫生補充 :「倉儲蟎會在儲存不當的食物粉末中出現,塵蟎則依附在家居床褥及毛絨玩具。由疥蟎引致的疥瘡更會在擠逼的環境下迅速傳播。」

梁醫生分享了一個十七歲女生食用熱香餅後突然過敏症發作的個案。女生在上學途中出現呼吸困難、皮疹和其他過敏症狀,最終被診斷患有過敏性休克。元兇是女生家中自製的熱香餅粉由於儲放在潮濕環境已久而滋生大量倉儲蟎,而女生對倉儲蟎過敏。「我們必須找到有效的方法減低蟎蟲對人類健康造成的影響。」梁醫生說。

揭示塵蟎進化史

「我以前有幾位舊同事都對蟎過敏,過敏症發作時,全身多處出現皮疹痕癢,導致身心受煎熬,時常失眠。那時我才意識到很多人都受蟎過敏的折磨。」將此銘記於心,中大醫學院生物醫學學院徐國榮教授其後踏上蟎蟲基因組學的研究之路,至今已十多年。最近,他的團隊利用六個優質基因組對無氣門蟎進行比較基因組學分析,成功揭開蟎蟲由「出現」到演化成「極端多元化」物種的進化過程。

研究成功揭開「無氣門蟎」的進化過程,證實當中涉及廣泛基因組變異,並透過「水平基因轉移」引入了具重要功能的基因,加強了蟎蟲在不同環境的適應力。

蟎蟲和蜱蟲原本被認為屬於同一個單系,即它們是來自共同的進化祖先或祖先群。不過,徐教授團隊的研究反駁了這一說法,他們以基因組學證據證明了無氣門蟎與植物寄生蟎和土壤蟎才是屬於同一單系。團隊估計,無氣門蟎的祖先大約在 4.18 億年前從土壤蟎中分支出來,發展出共生的生活模式,及後再經歷過至少兩輪的分化。

研究亦揭示了無氣門蟎的進化過程,包括它如何從土壤蟎中分化出來,再快速進化,並迅速適應人類的生活環境。徐教授解釋,蟎蟲在遠古時寄居於泥土,及後爬上長毛哺乳類動物,靠吃油脂分泌中的微生物為生。當它想寄居於短毛哺乳動物例如人類時,卻發現難以寄居,於是進化並改為食用人類掉下毛髮及皮屑上的細菌和真菌,這就是大眾熟悉的家居塵蟎。徐教授說 :「原始的家居塵蟎逆轉了祖先的寄生特性,這種逆向進化是很難發生,所以我們的研究成功揭示了蟎蟲的獨特進化過程。」

理想藥物靶點

要找到有效的防治工具,了解蟎蟲進化過程中的「水平基因轉移」情況亦是關鍵。「水平基因轉移」指跨越生殖屏障的遺傳信息轉移,例如細菌和動物之間出現的基因共享。

徐國榮教授補充:「在無氣門蟎的基因組分析中,我們發現許多來自土壤細菌的異常基因水平轉移。這些轉移引入了具重要功能的基因,加強了蟎蟲的適應力,尤其在解毒和消化方面。由於人類並沒有這些基因轉移,因此它們可被視為防治無氣門蟎的理想藥物靶點,針對這些獨特基因可以找出合適的化合物作為有效控制蟎蟲的工具。」

未來,團隊希望這項突破性的比較基因組學研究,能增加相關領域科研人員對無氣門蟎的認識,為他們提供全面的基因組學資源,最終有助於蟎過敏的臨床診斷和干預。

研究團隊其他成員包括中大醫學院生物醫學學院前博士後研究員溫芷柔博士、博士後研究員熊慶博士。

(左起)中大醫學院溫芷柔博士、徐國榮教授、梁詩彥醫生,以及熊慶博士。