摘要：目前，全球食物过敏发病率正在持续攀升。在我国，随着生活方式和饮食结构的改变，城市儿童食物过敏率已经接近发达国家水平。比如，一项 2024年的调查显示，武汉市3-16岁儿童自述食物过敏率为10.2%，经医生确诊的达6.2%。 值得注意的是，这一数据也反映出自我感

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导读：

面对食物过敏发病率上升的挑战，科学家正尝试通过生物技术改造食物中的过敏原。

当大多数人在享受美食时，食物过敏人群却不得不小心翼翼 ——反复检查超市食品标签、外出就餐时再三确认菜单，甚至无法与亲友共享生日蛋糕。

目前，全球食物过敏发病率正在持续攀升。在我国，随着生活方式和饮食结构的改变， 城市儿童食物过敏率已经接近发达国家水平。 比如，一项 2024年的调查显示，武汉市3-16岁儿童自述食物过敏率为10.2%，经医生确诊的达6.2%。 值得注意的是，这一数据也反映出自我感知与实际确诊之间存在差距，说明公众对食物过敏的识别和理解仍需提高。

过敏反应本质上是免疫系统的 "误判" 。当免疫系统将某些食物蛋白错误识别为有害物质时，就会启动防御机制，产生从皮肤瘙痒、消化道症状到过敏性休克等不同程度的反应。 在各类食物过敏原中，约 40%来自植物及其衍生产品 ，主要包括花生、小麦和大豆。其他常见过敏原还有牛奶、鸡蛋、坚果、鱼类和贝类等。

传统来看，过敏管理主要依靠 "被动回避"——严格忌口并随身携带应急药物。这种方法虽然有效，但极大限制了患者的生活质量。如今，科学家们正在探索更积极的解决方案： 通过现代生物技术直接改造食物中的过敏原，从根源上解决问题。

传统植物育种虽在作物改良中重要，但是低过敏原作物品系的已有信息少，且植物过敏原遗传复杂、筛选难，因此传统育种培育低过敏原作物进展慢；诱变育种和基因编辑育种可为低过敏原作物培育提供新思路， 已用于多种作物，包括小麦、大豆、花生。其中，新兴的基因组编辑技术可针对特定过敏原基因创建突变，进而精确消除致敏成分 （表 1）。

表 1 育种方式在改造致敏农作物方面的比较 图源：本文作者

本文以小麦、花生、大豆为例，来介绍最新研究是如何从基因层面降低农作物的过敏原成分的。

作为全球三大主粮之一，小麦因其广泛的食用性而在人类饮食中占据核心地位。然而，其所含的麸质蛋白却成为部分人群健康问题的源头。 乳糜泻、小麦过敏以及非乳糜泻小麦敏感这三类疾病均与小麦的特定致敏成分密切相关，影响人群比例估计达 13% （表 2） 。 尤其在儿童中，小麦相关过敏的情况更为突出。

小麦中的麸质蛋白是引发健康问题的主要因素。 从分子层面看，麸质蛋白主要由麦胶蛋白 （ α， γ ， ω） 和麦谷蛋白 （高分子量，低分子量） 组成，这些蛋白赋予了面团特有的弹性和延展性，但同时也可能激活异常的免疫反应。其中，α-和 γ- 麦胶蛋白是引发乳糜泻的主要因素，而小麦过敏则与多种麸质成分有关。 这些发现为精准改造小麦蛋白，开发新一代低致敏性小麦品系提供了关键靶点。

表 2 不同类型的麸质蛋白与小麦相关疾病的关系 图源：本文作者

通过 RNA 干扰 （RNAi） 和基因编辑技术，可以精确修饰或去除特定的致敏成分， 同时保留小麦的加工品质特性。这种 "分子手术"般精准的改造方法，有望让小麦过敏人群重新享受面食的美味，而不必担心健康风险。

近年来，美国农业部谷 物和动物健康研究中心的 Bradford Seabourn 科研团队在利用 RNAi 技术降低小麦免疫原性方面取得了一系列进展 （表 3） 。早期研究中，科学家靶向“调低” ω-5 麦胶蛋白基因，成功培育出两个转基因品系，一个品系中该蛋白大幅降低，另一个品系则完全缺失该蛋白。这些品系在施肥条件下表现出更优的面团混合性和烘焙品质，表明去除特定麦胶蛋白有助于提升小麦的加工性能。

随后，研究者进一步靶向 ω-1,2 麦胶蛋白，获得两个新的小麦品系。一个品系实现对 ω-1,2 的特异性去除，保持了良好的面粉稳定性；另一个则导致多数麦胶蛋白减少，虽显著降低了免疫原性，但因蛋白质广泛流失而影响了品质。

在后续研究中，团队继续靶向 α-麦胶蛋白，获得两个蛋白显著减少的小麦品系。虽然免疫刺激能力显著下降，但面粉的筋力也有所减弱，提示 α-麦胶蛋白对加工性能的影响不可忽视。

在欧洲，西班牙 可持续农业研究所科学家 Francisco Barro 研究团队致力于基因工程改造小麦，使其免疫原性降低（表 3）。在他们的早期研究中，采用 RNAi 技术同时靶向 α- 和 ω-麦胶蛋白基因，使小麦中这类免疫原性蛋白的总含量大幅减少，部分品系降幅甚至超过 90%。改造后的小麦对乳糜泻相关免疫反应的刺激能力显著减弱，而与小麦品质密切相关的高分子量谷蛋白仍被保留，保住了烘焙性能。

在进一步研究中，该科研团队扩大了干扰靶点，加入了 γ-麦胶蛋白和低分子量谷蛋白，获得多个免疫原性降低的品系。其中一个名为 E82 的小麦品系表现尤为突出，多个麦胶蛋白种类大幅减少，同时保有良好的面团特性，能够用于制作面包等传统食品。

左图为研究中使用的 E82 面粉制作的低麸质面包，右图为标准面粉制作的面包。 图源： 2021 年，Nutrients

为验证该品系的安全性，该研究团队进行了小规模临床试验。 乳糜泻患者在食用 E82 面包后，绝大多数人的体内未检测到免疫原性肽，且胃肠症状与无麸质饮食相当。 这表明 E82 面包可能为乳糜泻患者提供一种更安全的日常饮食选择。不过，研究者也指出仍需更大规模、长期的临床数据来确认其适用性。

尽管 RNAi技术在初期表现出良好前景，但其存在 表达不稳定、遗传传递受限及可能影响非目标基因 等问题，限制了其长期应用。因此，科研界开始转向更为精确和可遗传的基因编辑工具。

CRISPR/Cas9技术凭借其高效、精准、低成本的特点，迅速成为农业基因改良的新方向。 在小麦中应用该技术，研究者已取得一系列突破。

2019年，荷兰与英国的团队合作利用CRISPR系统，靶向小麦基因组中的α和γ-麦胶蛋白基因，获得了编辑效率为30.8%的突变体。与传统射线辐照诱变方法相比，其编辑特异性提高5倍，目标蛋白表达下降显著，免疫原性降低30-40%。

2024年，美国堪萨斯州立大学研究者同时编辑了ω-和γ-麦胶蛋白基因簇，所获得的品系中ω-麦胶蛋白含量减少75%，γ-麦胶蛋白减少64%。同时，该品系还表现出更强的面团结构和更高的耐搅拌性，表明加工品质不仅未降低，反而有所提升。

在另一项 2024 年的研究中，西班牙Francisco Barro团队主导开发了γ-、ω-麦胶蛋白同时降低97%以上的新品系。随后，研究团队将这些品系与此前删除了α-麦胶蛋白的小麦进行杂交，成功培育出了多重去致敏蛋白的小麦品种。

以上研究展示了基因编辑技术在打造低免疫原性或无麸质小麦方面的巨大潜力，为乳糜泻或麸质不耐受患者带来更安全的食物选择，也为谷物精准育种开辟了全新路径。

花生过敏是全球范围内最严重的食物过敏之一，在北美地区影响约 2-3%的人口，儿童群体中比例更高。花生中的 2S 白蛋白类储藏蛋白 （如 Ara h 2，Ara h 6或 Ara h 7 ） 是用来储存营养的成分，能在种子发芽时提供必要的能量和养分，但也是引发严重过敏反应的主要致敏蛋白。

2024 年，美国佐治亚大学的研究团队采用CRISPR/Cas9基因编辑技术， 同时靶向花生基因组中数个致敏基因 （ Ara h 2、Ara h 6 和 Ara h 7） ， 尝试 “精准关掉”这些基因。最终 他们 成功培育出多个基因被精确编辑的花生植株，并在后代种子中检测到了相关蛋白的显著减少，甚至在部分植株中实现了 Ara h 2 的完全缺失。 大多数植株保持了良好的生长性状，为后续育种提供了可能。下一步，研究者将验证其真实的致敏性是否显著降低。

在美国，另有数个初创公司正在使用 RNAi 和基因编辑技术开发 低过敏花生和小麦品种。

在大豆方面，日本北海道大学团队在 2020 年报道了一项研究——通过CRISPR技术对主要的大豆致敏蛋白Gly m Bd 28K与30K进行双基因敲除，获得了14株无外源DNA残留、且具有纯合突变的植株。分析显示， Gly m Bd 30K蛋白完全消失，Gly m Bd 28K表达显著降低，且未检测到脱靶突变。 基因编辑后的大豆株系在形态学及种子发育方面与野生型一致，为后续育种应用奠定了技术基础。

尽管科学技术的进步令人振奋，但要实现从实验室走向市场的转化，还需面对一道道现实门槛。其中， 监管政策的不一致与公众接受度的分化，是摆在基因编辑食品面前的两大挑战。

当前全球监管模式主要分为两类： 以美国、加拿大、阿根廷为代表的 “产品导向”模式，更注重最终食品的安全性，只要不含外源DNA即可豁免转基因监管 ；而 以欧盟为代表的 “过程导向”模式，则严格审查所有使用基因工程手段的食品，无论最终产品是否改变遗传物质。 欧盟的高监管门槛，使得许多本地科研成果无法商业化，科研人员不得不将应用转移到监管较宽松的国家。

公众态度也在深刻影响着基因编辑食品的命运。 2024年发表于《Food Research International》的一项跨国调查发现，美国有50%的受访者对基因编辑农作物持正面看法，而瑞士仅为35%。而负面情绪在瑞士的占比为35%，远高于美国的14%。调查还发现，公众对科学机构、政府监管和企业的信任程度，与其接受度高度相关。另一个值得注意的现象是，不少受访者即使不了解本国的政策法规，但一旦“认为”某项技术被禁止，便倾向于将其视为风险更高的信号。

此外，研究还指出，情感而非理性判断主导了多数人的认知过程。相比基因编辑食物 “是否安全”，公众更关心“听起来是否自然”、“是否透明告知”，而明确的益处描述 （例如改善食物过敏症状） 则有助于缓解负面联想。

由此可见， 在全球政策分化显著的背景下，科学传播和社会沟通变得尤为关键 ——既要讲清技术的益处和风险，也要真诚回应公众的担忧与期待。

总之，在全球应对日益严重的食物过敏问题面前，基因工程技术带来了主动应对的破局新思路。然而，要推动技术落地，除了优化法规设计，加强科普传播和多方参与的社会对话也是这场食品革命的重要一环。

来源：东窗史谈一点号