Para quitar los elementos que estén seleccionados únicamente al marcar el checkbox, puedes determinar dentro de un `each` qué opciones están seleccionadas en ese momento.

OJO, aquí he dado coherencia al código, evaluando si el checkbox está `checked`, porque si no se evalúa eso, se quitarán las opciones seleccionadas en cualquiera de los casos, solamente en el click o change del elemento, lo cual no sería lógico.

> **NOTA:** Dado que no nos aclaramos en los conceptos, dentro del `each` puedes aplicar aquella acción que necesites sobre las opciones
> seleccionadas. En la pregunta se entiende que quieres *quitarlos*, por
> lo tanto he aplicado `remove()` dentro del `each`. Si lo que quieres
> es otra cosa sólo tienes que cambiar el `remove()` por la acción que
> quieras ejecutar.

<!-- begin snippet: js hide: false console: true babel: false -->

<!-- language: lang-js -->

    $('#alergia').change(function() {
      if (this.checked) {
        $.each($('[name="alergias2[]"] option:selected'), function(index, value) {
          //$(this).remove();
          this.selected=false;
        });
      }
    });

<!-- language: lang-html -->

    <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/jquery/3.3.1/jquery.min.js"></script>
    <div class="input checkbox">
      <input type="hidden" name="alergias" value="0">
      <label for="alergia"><input type="checkbox" name="alergias" value="1" id="alergia">Alergias</label>
    </div>
    <select name="alergias2[]" multiple="multiple">
      <optgroup label="Alergias">
        <option value="3">Celíaca</option>
        <option value="2">Celíaca sin Lactosa</option>
        <option value="4">Diabética</option>
      </optgroup>
    </select>

<!-- end snippet -->

#Remover una opción al hacer clic sobre ella

Dado que esto podría ser útil a alguno, dejo el código mediante el cual se puede remover una determinada opción al hacer clic sobre ella.

Puedes hacerlo con jQuery o con Javascript puro.

##jQuery

En jQuery, puedes invocar sencillamente la opción seleccionada mediante `$('option:selected', this)` y luego aplicar `remove()`.

Por ejemplo:

<!-- begin snippet: js hide: false console: true babel: false -->

<!-- language: lang-js -->

    $('#alergia').click(function() {
      $('option:selected', this).remove();
    });

<!-- language: lang-html -->

    <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/jquery/3.3.1/jquery.min.js"></script>
    <select id="alergia" name="alergias2[]" multiple="multiple">
      <optgroup label="Alergias">
        <option value="3">Celíaca</option>
        <option value="2">Celíaca sin Lactosa</option>
        <option value="4">Diabética</option>
      </optgroup>
    </select>
<!-- end snippet -->

***
##Javascript

En Javascript puro puedes hacer uso de `selectedIndex` para determinar el índice del elemento seleccionado y luego invocar `remove()` con dicho valor.

Por ejemplo:

<!-- begin snippet: js hide: false console: true babel: false -->

<!-- language: lang-js -->

    var elSelect = document.getElementById('alergia');

    elSelect.addEventListener('click', function() {
      elSelect.remove(elSelect.selectedIndex)
    });

<!-- language: lang-html -->

    <select id="alergia" name="alergias2[]" multiple="multiple">
      <optgroup label="Alergias">
        <option value="3">Celíaca</option>
        <option value="2">Celíaca sin Lactosa</option>
        <option value="4">Diabética</option>
      </optgroup>
    </select>

<!-- end snippet -->