Сенсибилизация к аллергенам плесневых грибов у пациентов с респираторной аллергией. Оптимизация диагностического процесса

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность. В Болгарии часто встречается аллергия на плесневые грибы, сенсибилизация к различным аллергенам грибов обнаруживается у многих пациентов с атопией.

Цель данного исследования — установить чувствительность к наиболее распространенным видам плесневых грибов в Болгарии и определить с помощью компонентной диагностики наличие сенсибилизации к Alt a1 - одному из главных аллергенов Alternaria alternata.

Материалы и методы. В обследование включен 21 пациент с респираторной аллергией в возрасте 5-40 лет. Сенсибилизация к микстам грибковых аллергенов, содержащих Alternaria alternata, Aspergillus sp., Cladosporium herbarum, Penicillium notatum, у всех пациентов доказана посредством диагностики in vivo и in vitro. Кроме того, все пациенты тестированы с помощью «ImmunoCAP» на наличие аллергенспецифических IgE к отдельным грибковым аллергенам: m1 Penicillium notatum, m2 Cladosporium herbarum, m3 Aspergillus fumigatus и m6 Alternaria alternata. У 10 из обследованных пациентов с повышенным sIgE к m6 Alternaria alternata проведена компонентная диагностика с помощью Alt a1.

Результаты. Все обследованные пациенты имели повышенный уровень sIgE к Alternaria alternata. Из них 10 (48%) пациентов проявили чувствительность только к Alternaria alternata. У 8 (38%) пациентов выявлена сенсибилизация к Penicillium notatum, у 11 (52%) - к Cladosporium herbarum и у 10 (48%) - к Aspergillus fumigatus; 9 (90%) пациентов с сенсибилизацией к Alternaria alternata имели повышенный уровень IgE к Alt a1.

Выводы. Alternaria alternata чаще других видов плесневых грибов вызывает сенсибилизацию у пациентов с респираторной аллергией в Болгарии. Компонентная аллергодиагностика с использованием Alt a1 - главного аллергена плесени - дает полное доказательство видоспецифической сенсибилизации к Alternaria alternata.

Полный текст

Введение

Плесневые грибы являются существенным компонентом биоаэрозолей окружающей среды, и многие их аллергены связывают с аллергическими заболеваниями человека, в том числе с аллергическим ринитом, конъюнктивитом, бронхиальной астмой и аллергическим бронхолегочным микозом. В этом плане плесени оказывают более значимое воздействие на иммунную систему пациента, чем пыльца или другие бытовые аллергены [1]. Из-за благоприятных климатических условий аллергия на плесень часто встречается в Болгарии, и сенсибилизация к плесневым грибам обнаруживается у многих пациентов с атопией. Основные виды плесневых грибов, которые чаще всего вызывают сенсибилизацию в стране, — это Cladosporium, Alternaria, Penicillium и Aspergillus. Ранее мы показали, что 6% взрослых и детей, тестированных за последние 5 лет в отделе аллергологии, были моносенсибилизированы к плесневым аллергенам [2, 3]. Аллергия на плесень может быть диагностирована при помощи кожно-аллергических проб (приктест или интрадермальный тест) с аллергенными экстрактами из плесени или in vitro тестами определения в сыворотке крови специфических IgE к плесневым аллергенам. К сожалению, среди плесневых экстрактов аллергенов часто встречается перекрестная реактивность. Это явление уменьшает точность анализа, в связи с чем необходимы ясные алгоритмы прецизионной диагностики аллергии на плесени [4, 5]. Для преодоления ограничений в диагностике на основе натуральных аллергенных экстрактов в последнее время в Европе применяют новый in vitro метод молекулярной, или компонентной, диагностики аллергии (CRD), который использует индивидуальные рекомбинантные или нативные аллергенные молекулы. Тесты осуществляются посредством флюоресцентного иммуноанализа автоматической системой («ImmunoCAP») или на основе мультиплексных микрочиповых методик [6].

Целью данного исследования является изучение сенсибилизации к наиболее распространенным видам плесневых грибов в Болгарии, а также определение посредством CRD степени сенсибилизации к Alt a1 — главному аллергену Alternaria alternata.

Материалы и методы

В исследование включен 21 пациент (14 человек мужского пола и 7 — женского, в возрасте 5-40 лет), у которых выявлены симптомы респираторной аллергии. У 7 из них был аллергический ринит, у 9 — бронхиальная астма, а у 5 — бронхиальная астма в сочетании с аллергическим ринитом. У всех пациентов обнаружен положительный кожный тест к групповому фунгальному аллергену Д1 («Bul Bio NCIPD», Болгария), содержащему Alternaria alternata, Aspergillus sp., Cladosporium herbarum, Penicillium notatum. В сыворотке крови у всех пациентов выявлен повышенный уровень аллергенспецифических IgE (sIgE) к миксту плесневых аллергенов Mxl (класс 2-4), содержащему Penicillium notatum, Cladosporium herbarum, Alternaria alternata и Aspergillus fumigatus («Phadia»).

У пациентов, включенных в исследование, определяли с помощью «ImmunoCAP» наличие sIgE к следующим индивидуальным натуральным плесневым аллергенам: ml Penicillium notatum, m2 Cladosporium herbarum, m3 Aspergillus fumigatus и m6 Alternaria alternata («Phadia»). Исследование проводили согласно инструкции производителя, при этом количество специфического sIgE выражали в KUA/L, где уровень выше 0,35 KUA/L считался повышенным.

В сыворотках 10 пациентов с повышенным sIgE к m6 Alternaria alternata (5 — с моносенсибилизацией и 5 — с полисенсибилизацией к другим плес невым аллергенам) посредством «ImmunoCAP» определяли sIgE к m229 Alt a1 («Phadia»).

Результаты обработаны при помощи пакета статистических программ «GraphPad Prism 6.0» («GraphPad Software, Inc.»). Подсчитана средняя величина (M) и стандартная ошибка среднего (SEM). Тест ранговой корреляции Спирмена использован для выявления связи между двумя количественными показателями — количеством sIgE к m6 Alternaria alternata и sIgE к m229 Alt a1. Статистически значимыми приняты значения при р < 0,055.

Результаты

Полученные обобщенные уровни sIgE к индивидуальным аллергенным экстрактам исследованных видов плесени представлены на рис. 1.

Рис. 1. Определение sIgE к индивидуальным алергенным экстрактам плесневых грибов.

Fig. 1. Determination of sIgE to individual allergenic mold extracts

 

У всех обследованных пациентов выявлен повышенный уровень sIgE к Alternaria alternata — в среднем 15,84 ± 8,52 KUA/L. Восемь (38%) пациентов оказались сенсибилизированы к Penicillium notatum со средним уровнем sIgE 1,46 ± 0,73 KUA/L. У 11 (52%) пациентов выявлены также sIgE к Cladosporium herbarum и у 10 (48%) — к Aspergillus fumigatus в количестве 2,79 ±1,83 и 3,08 ± 2,31 KUA/L соответственно.

При анализе данных каждого пациента получены следующие профили сенсибилизации (таблица), позволившие разделить пациентов на 2 основные группы:

  • 10 (48%) пациентов оказались моносенсибилизированными к Alternaria alternata;
  • 11 (52%) пациентов были чувствительны к более чем одному виду плесени, при этом 8 (38%) из них имели sIgE к 4 тестированным плесневым аллергенам.

 

Профили сенсибилизации к исследова нным плесневым аллергенам у пациентов с респираторной аллергией

Sensitization profiles to the studied fungal allergens in patients with respiratory allergy

№

Профили сенсибилизации Sensitization profile

Число пациентов Number of patients

Pen. not.

Clad. herb.

Asp. fum.

Alt. alt.

абс. / аbs.

%

1

-

-

-

+

10

48

2

+

+

+

+

8

38

3

-

+

+

+

2

9,5

4

-

+

-

+

1

4,5

У 10 пациентов с сенсибилизацией к Alternaria alternata была проведена монокомпонентная молекулярная диагностика аллергии на Alternaria alternata с использованием рекомбинантного Alt a1 аллергена (rAlt a1). Результаты исследования представлены на рис. 2.

 

Рис. 2. Сравнение уровней sIgE к натуральному экстракту Alternaria alternata (m6) и sIgE к rAlt a1, полученных методом молекулярной диагностики пациентов с респираторной аллергией.

Fig. 2. Comparison of the amounts of sIgE to crude extract of Alternaria alternata (m6) and results of CRD with rAlt a 1 in patients with respiratory allergy.

 

Полученные данные показали, что 9 (90%) пациентов с сенсибилизацией к Alternaria alternata имеют повышенный уровень sIgE к rAlt a1. Тест ранговой корреляции Спирмена показал высокую (rS = 0,9152) положительную и статистически значимую корреляцию (р = 0,0003) между сывороточным уровнем IgE к m6 Alternaria alternata и к rAlt a1 у обследованных пациентов.

Обсуждение

Исследования, проведенные в разных частях мира, показали, что сверхчувствительность к плесени встречается часто, особенно среди индивидов с респираторной аллергией. Точная величина распространения сенсибилизации к плесени неизвестна, цифры варьируют от 3 до 10% общей популяции [7]. Наиболее часто с развитием аллергии связаны 4 рода плесневых грибов: Alternaria, Cladosporium, Penicillium и Aspergillus [8]. В результате многих исследований установлено, что Alternaria alternata является одним из наиболее важных плесневых грибов, вызывающих аллергию в Европе, и до 70% пациентов показывают положительный кожный тест на Alternaria alternata. Кроме того, доказано, что он является фактором риска развития астмы [7-9]. Наше исследование также показало, что большинство пациентов с аллергией к плесени сенсибилизированы преимущественно к Alternaria alternata, и у 48% из них выявлена моносенсибилизация. Остальные 52% пациентов были сенсибилизированы более чем к одному виду плесени, а 38% из них имели sIgE ко всем 4 исследованным плесневым аллергенам. Это еще раз подтверждает наблюдение многих исследователей, что пациенты, чувствительные к плесени, скорее всего, сенсибилизированы к нескольким ее видам [3, 4, 8].

Современная постановка диагноза аллергии на плесневые грибы является поэтапным процессом, который включает сбор анамнеза, кожно-аллергическое тестирование, определение общих и аллергенспецифических IgE в сыворотке крови и, если необходимо, проведение провокационных тестов [10]. Для повышения точности диагноза аллергии на плесень все чаще используют метод молекулярной, или компонентной, аллергодиагностики с отдельными рекомбинантными или естественными аллергенными молекулами. Alt а1 — это аллергенная молекула Alternaria alternata, которую распознают антитела к IgE у 80-90% пациентов с аллергией на Alternaria [11]. Это и определяет Alt а1 как мажорный аллерген, к которому в основном сенсибилизированы пациенты. Поскольку молекула Alt a1 уникальна для данного вида плесневого гриба, сенсибилизация к этому аллергену определяется как видоспецифическая для Alternaria alternata [12, 13]. Таким образом, наличие сенсибилизации к Alt а1 можно использовать как маркер точности доказательства аллергии на данный вид плесени [14, 15].

Наши результаты монокомпонентной молекулярной диагностики при помощи rAlt a1 показывают, что 90% обследованных пациентов с сенсибилизацией к Alternaria имеют повышенный уровень IgE к rAlt a1 с высокой положительной (rS = 0,9152; р = 0,0003) корреляцией с сывороточным уровнем IgE к Alternaria.

Одно из последних исследований, включающее 80 европейских пациентов, показало, что rAlt a1 может быть использован для диагностики 98% пациентов с аллергией на Alternaria alternata и что почти все специфические IgE у этих пациентов направлены против Alt a1 [16]. Такое заключение предполагает, что Alt а1 можно использовать в качестве надежного диагностического маркера видоспецифической сенсибилизации к Alternaria и он может быть альтернативой натуральному экстракту Alternaria в диагностических in vitro панелях.

Естественный аллергенный экстракт Alternaria alternata содержит и другие аллергенные молекулы, некоторые из которых тоже могут быть идентифицированы как мажорные аллергены [17]. Например, Alt a2 (альдегиддегидрогеназа) — видоспецифический аллерген и Alt а5 (энолаза) — паналлерген, который находится в некоторых фунгальных аллергенных экстрактах [18]. Перекрестная реактивность Alternaria alternata с другими видами плесневых грибов, которые распространяются воздушным путем, подробно описана и может быть обусловлена другими аллергенными молекулами [19]. Есть доказательства, что значительная доля пациентов, чувствительных к Alternaria alternata, полисенсибилизирована к более чем одному виду плесневых грибов и может также быть сенсибилизирована к другим источникам аэроаллергенов в окружающей среде: пыльце, клещам или даже пищевым аллергенам [8]. По-видимому, наличие такого высокого процента полисенсибилизации к различным видам плесневых грибов у пациентов, включенных в настоящее исследование, может быть вызвано перекрестной реактивностью.

Заключение

Alternaria alternata чаще всего приводит к сенсибилизации у пациентов с респираторной аллергией. Уровень аллергенспецифических IgE к данному виду плесневого гриба наиболее высокий и наблюдается в большом проценте случаев у пациентов с моносенсибилизацией. Молекулярную компонентную диагностику с помощью rAlt а1 можно использовать как маркер для доказательства видовой сенсибилизации к Alternaria alternata. Более того, этот рекомбинантный аллерген может быть альтернативой использованию натурального экстракта Alternaria в диагностических in vitro панелях. Идентификация и характеристика полного спектра аллергенов Alternaria и разработка новых методов, основанных на аллергенных рекомбинантных белках, позволит получать более качественные тестовые решения для улучшения диагностики аллергии на Alternaria alternata и другие плесневые грибы.

×

Об авторах

Диана Христова

Национальный центр инфекционных и паразитарных болезней, 1504, София, Болгария

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-9710-1312

Яна Кандова

доц., Национальный центр инфекционных и паразитарных болезней, 1504, София, Болгария

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-2765-7558

Георгий Николов

доц., отдел иммунологии, Национальный центр инфекционных и паразитарных болезней, 1504, София, Болгария

Автор, ответственный за переписку.
Email: labalerg@ncipd.org
ORCID iD: 0000-0003-2949-7834
Болгария

Богдан Петрунов

Национальный центр инфекционных и паразитарных болезней, 1504, София, Болгария

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-8435-6175
Болгария

Список литературы

  1. Crameri R., Weichel M., Flückiger S., Glaser A.G., Rhyner C. Fungal allergies: yet unsolved problem. Chem Immunol. Allergy. 2006; 91: 121-33. DOI: http://doi.org/10.1159/000090276
  2. Nikolov G., Kandova Y., Hristova R., Nedyalkov M., Petrunov B. The role of fungal allergens in respiratory diseases in Bulgaria. In: Allergy, Asthma & Immunology: From Basic Science to Clinical Application. Proceedings of the V World Asthma and COPD Forum. New York; 2012: 47-54.
  3. Horner W.E., Helbling A., Salvaggio J.E., Lehrer S.B. Fungal Allergens. Clin. Microbiol. Rev. 1995; 8(2): 161-79.
  4. Bush R.K., Portnoy J.M. The role and abatement of fungal allergens in allergic diseases. J. Allergy Clin. Immunol. 2001; 107(3 Suppl.): S430-40. DOI: http://doi.org/10.1067/mai.2001.113669
  5. Achatz G., Oberkofler H., Lechenauer E., Simon B., Unger A., Kandler D., et al. Molecular characterization of Alternaria alternata and Cladosporium herbarum allergens. Adv. Exp. Med. Biol. 1996; 409: 157-61.DOI: http://doi.org/10.1007/978-1-4615-5855-2_21
  6. Shreffler W.G. Microarrayed recombinant allergens for diagnostic testing. J. Allergy Clin. Immunol. 2011; 127(4): 843-9. DOI: http://doi.org/10.1016/j.jaci.2011.02.011
  7. Twaroch T.E., Curin M., Valenta R., Swoboda I. Mold allergensin respiratory allergy: from structure to therapy allergy. AllergyAsthma Immunol. Res. 2015; 7(3): 205-20. DOI: http://doi.org/10.4168/aair.2015.7.3.205
  8. Mari A., Schneider P., Wally V., Breitenbach M., Simon-Nobbe B. Sensitization to fungi: epidemiology, comparative skin tests, and IgE reactivity of fungal extracts. Clin. Exp. Allergy. 2003; 33(10): 1429-38. DOI: http://doi.org/10.1046/j.1365-2222.2003.01783.x
  9. Asturias J.A., Ibarrola I., Ferrer A., Andreu C., Lopez-Pascual E., Quiralte J., et al. Diagnosis of Alternaria alternata sensitization with natural and recombinant Alt a 1 allergens. J. Allergy Clin. Immunol. 2005; 115(6): 1210-7. DOI: http://doi.org/10.1016/j.jaci.2005.02.012
  10. Malling H.J., Dreborg S., Weeke B. Diagnosis and immunotherapy of mould allergy. III. Diagnosis of Cladosporium allergy by means of symptom score, bronchial provocation test, skin prick test, RAST, CRIE and histamine release. Allergy. 1986; 41(1): 57-67. DOI: http://doi.org/10.1111/j.1398-9995.1986.tb00276.x
  11. Yunginger J.W., Jones R.T., Nesheim M.E., Geller M. Studies on Alternaria allergen, III. Isolation of a major allergenic fraction (ALT-I). J. Allergy Clin. Immunol. 1980; 66(2): 138-47. DOI: http://doi.org/10.1016/0091-6749(80)90061-5
  12. Chruszcz M., Chapman M.D., Osinski T., Solberg R., Demas M., Porebski P.J., et al. Alternaria alternata allergen Alt a 1: A unique β-barrel protein dimer found exclusively in fungi. J. Allergy Clin. Immunol. 2012; 130(1): 241-7. DOI: http://doi.org/10.1016/j.jaci.2012.03.047
  13. Duffort O., Barber D., Polo F. Quantification assay for the major allergen in Alternaria alternata, Alt a1. Alergol. Inmunol. Clin. 2002; 17(3): 162-172.
  14. Kustrzeba-Wójcicka I., Siwak E., Terlecki G., Wolańczyk-Mędrala A., Mędrala W. Alternaria alternata and its allergens: a comprehensive review. Clin. Rev. Allergy Immunol. 2014; 47(3): 354-65. DOI: http://doi.org/10.1007/s12016-014-8447-6
  15. Gabriel M.F., Postigo I., Tomaz C.T., Martínez J. Alternaria alternata allergens: Markers of exposure, phylogeny and risk of fungi-induced respiratory allergy. Environ. Int. 2016; 89-90: 71-80. DOI: http://doi.org/10.1016/j.envint.2016.01.003
  16. Twaroch T.E., Focke M., Fleischmann K., Balic N., Lupinek C., Blatt K., et al. Carrier-bound Alt a 1 peptides without allergenic activity for vaccination against Alternaria alternata allergy. Clin. Exp. Allergy. 2012; 42(6): 966-75. DOI: http://doi.org/10.1111/j.1365-2222.2012.03996.x
  17. Sanchez H., Bush R.K. A review of Alternaria alternata sensitivity. Rev. Iberoam Micol. 2001; 18(2): 56-9.
  18. Simon-Nobbe B., Probst G., Kajava A.V., Oberkofler H., Susani M., Crameri R., et al. IgE-binding epitopes of enolases, a class of highly conserved fungal allergens. J. Allergy Clin. Immunol. 2000; 106(5): 887-95. DOI: http://doi.org/10.1067/mai.2000.110799
  19. Gupta R., Singh B.P., Sridhara S., Gaur S.N., Kumar R., Chaudhary V.K., et al. Allergenic cross-reactivity of Curvularia lunata with other airborne fungal species. Allergy. 2002; 57(7): 636-40. DOI: http://doi.org/10.1034/j.1398-9995.2002.03331.x

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Определение sIgE к индивидуальным алергенным экстрактам плесневых грибов.

Скачать (24KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сравнение уровней sIgE к натуральному экстракту Alternaria alternata (m6) и sIgE к rAlt a1, полученных методом молекулярной диагностики пациентов с респираторной аллергией.

Скачать (10KB)
Метаданные

© Христова Д., Кандова Я., Николов Г., Петрунов Б., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-75442 от 01.04.2019 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах