Ostatnie słowo diagnostyki alergii in vitro opartej na pomiarach stężenia specyficznej IgE – Diagnostyka molekularna.
Gdyby zapytać jaka choroba może objawiać się: pokrzywką, wypryskiem, obrzękiem naczyń czy suchością skóry; astmą, nieżytem nosa, obrzękiem krtani, zapaleniem uszu, nawracającymi zakażeniami górnych dróg oddechowych; bólem brzucha, nudnościami, biegunką, wzdęciem, brakiem apetytu, i wreszcie, bólem głowy, zaburzeniami snu, rozdrażnieniem czy nadmierną ruchliwością, większość pytanych odpowiedziałaby, że takiej choroby nie ma. Ci, którzy odpowiedzą prawidłowo: alergia, to pechowcy chorzy na alergię już zdiagnozowaną lub osoby z najbliższego otoczenia takich chorych.
Częstość alergii (prewalencja alergii) oceniana jest dzisiaj na 30-40% populacji w krajach rozwiniętych i dalej w skali globu rośnie. Jako przyczyny takiego stanu rzeczy wskazywane są: postępująca chemizacja najbliższego otoczenia i żywności oraz skażenie środowiska naturalnego, z jednej strony i przesadnie sterylna opieka nad niemowlętami i małymi dziećmi, z drugiej.
Problemy z diagnozowaniem alergii
Z rozpoznaniem alergii borykają się lekarze różnych specjalności, do których chorzy trafiają w kolejności zależnej od natężenia objawów. Przykładowo, nie trudno sobie wyobrazić kłopoty lekarza rodzinnego z rozpoznaniem atopowego zapalenia skóry (AZS) na przedramionach osoby, która w wywiadzie nie wspomniała o generalnych porządkach w domowej bibliotece, a o pomoc lekarską zwraca się z powodu: świądu i zaczerwienienia skóry nadgarstków i przedramion przechodzącego w rumień, pękających pęcherzyków dających sączące nadżerki i na koniec strupków. Najbardziej kompetentny specjalista – alergolog – na ogół plasuje się na końcu „diagnostycznego exodusu” chorego.
Natychmiastowej interwencji medycznej wymaga najbardziej dramatyczny rodzaj reakcji alergicznej: reakcja uogólniona – anafilaktyczna (wstrząs anafilaktyczny), objawiająca się spadkiem ciśnienia tętniczego, spowolnieniem pracy serca (bradykardia), obrzękiem górnych dróg oddechowych etc. Na ogół jednak dopiero po wyprowadzeniu chorego ze wstrząsu anafilaktycznego przez ratowników medycznych lub lekarzy oddziału ratunkowego poszukuje się jego przyczyn. Cennymi wskazówkami przemawiającymi wtedy za reakcją alergiczną okazują się objawy towarzyszące wstrząsowi, nie zagrażające życiu: swędząca wysypka, krótki lub świszczący oddech, kłopoty z przełykaniem, ból i zawroty głowy, lęk, utrata kontroli nad pęcherzem i inne. Bywa, że dopiero dogłębna analiza przypadku wskazuje na alergiczny mechanizm wstrząsu. Najczęstszymi przyczynami wstrząsu anafilaktycznego są: ukąszenia owadów błonkoskrzydłych (głównie: pszczoły, osy i szerszenia), niektóre alergeny pokarmowe (np. orzeszki ziemne) i leki. Bywa, że wyprowadzony ze wstrząsu pacjent przekazywany jest alergologowi do dalszej diagnostyki i, kiedy to możliwe, do leczenia przyczynowego alergii (np. specyficznej immunoterapii, ang. SIT).
Testy alergiczne in vivo i in vitro – różnice
Diagnostyka alergologiczna wykorzystuje dwa rodzaje testów: in vivo i in vitro. Testy in vivo (w żywym ustroju), do których należą testy skórne, SPT (ang. prick tests, prick testy) i testy prowokacyjne (traktowane jako testy potwierdzeniowe), ze względu na zagrożenie dla badanego wykonywane są wyłącznie w gabinetach specjalistycznych i ambulatoriach szpitalnych pod kontrolą lekarską. Testy laboratoryjne in vitro, cieszące się coraz szerszym uznaniem i traktowane przez ośrodki opiniotwórcze za niezastąpione w pogłębionej diagnostyce alergologicznej, są ogólnodostępne i bezpieczne.
A, co uświadomiono sobie w ostatnich latach, dostarczają danych nieosiągalnych w badaniach in vivo. Polegają na pomiarze w surowicy krwi stężenia sIgE – przeciwciał IgE specyficznie rozpoznających i wiążących substancje uczulające, zwane alergenami. Im wyższe jest stężenie IgE specyficznej dla danego alergenu, tym wyższe jest prawdopodobieństwo, że uczulenie na ten alergen jest przyczyną diagnozowanych reakcji alergicznych. Podkreślmy, że zależność ta jest bezdyskusyjnie określana metodami statystycznymi (m.in. za pomocą wielkości pola pod krzywą AUC, ilorazu szans – OR etc.). Zrozumienie istoty laboratoryjnej diagnostyki alergologicznej in vitro wymaga poznania patomechanizmu alergii i objawów uczulenia.
Testy alergiczne in vitro – na czym polegają?
Zarys tego zagadnienia w tym tekście został zawężony do typu alergii zdefiniowanej jako nadwrażliwość zależna od przeciwciał klasy IgE (reakcji nadwrażliwości typu I wg. Gella i Coombsa). Jej istotą jest nadprodukcja przeciwciał: immunoglobulin klasy IgE, ewolucyjnie przystosowanych do zwalczania pasożytów przewodu pokarmowego. U alergików, przeciwciała IgE zamiast na antygenach pasożytów, „omyłkowo” koncentrują się na antygenach (alergenach) o innym pochodzeniu (np. alergenach: pyłków roślin, zarodników pleśni czy składników żywności) normalnie ignorowanych przez układ odpornościowy.
„Przesterowanie” IgE u takich osób wiąże się nie tylko z predyspozycją do nasilonej syntezy IgE, lecz również z niskim stężeniem progowym alergenu wyzwalającego reakcję oraz ze zwiększoną przepuszczalnością błon śluzowych dróg oddechowych i jelit ułatwiającą wnikanie alergenów do organizmu. Zaburzania w których IgE pośredniczy mogą być dziedziczne. Grupa dziedzicznych chorób alergicznych zależnych od IgE nosi nazwę atopii. Do chorób atopowych należą, m.in.: astma oskrzelowa, atopowe zapalenie skóry (AZS), sezonowy lub przewlekły katar sienny, pokrzywka, alergiczne zapalenie spojówek, alergia pokarmowa etc. Reakcje zapalne odpowiedzialne za objawy alergii zależnej od IgE są natychmiastowe (reakcje anafilaktyczne), dzięki stale utrzymywanemu (nawet pod nieobecność alergenu), podprogowemu stężeniu sIgE i szybkiemu uwalnianiu preformowanych („gotowych do użytku”) mediatorów reakcji alergicznej (np. histaminy) z komórek układu odpornościowego: mastocytów i bazofili.
Pomiar stężenia sIgE we krwi obwodowej in vitro, jako diagnostyczny test alergologiczny z wyboru, zlecany jest u małych dzieci, osób w trakcie leczenia lekami przeciwhistaminowymi lub steroidowymi, osób z chorobami i defektami skórny (pokrzywka dermograficzna – dermografizm), a także w przypadku obaw przed anafilaksją w następstwie testów in vivo. Mimo szerokiej dostępności, bezpieczeństwa i nieporównywalnie lepszej niż w testach in vivo standaryzacji, testy in vitro doczekały się swojego renesansu dopiero w momencie narodzin molekularnej diagnostyki alergii, CRD (ang. component-resolved diagnostics; molecular allergology).
W diagnostyce molekularnej alerganami są zdefiniowane biochemicznie cząsteczki białek izolowane ze źródła alergenu (np. z miąższu jabłka), a nie, jak przedtem, pełne ekstrakty źródeł alergenu (np. miąższu jabłka). I tak, znów przykładowo, w silnie uczulającym alergenie pokarmowym, jajku kurzym, w podejściu klasycznym wyróżniano dwa oddzielne alergeny w postaci ekstraktu: białko jajka (f1) i żółtko (f75); w diagnostyce molekularnej wyróżnia się 4 istotne alergeny molekularne: owomukoid (Gal d1), owoalbuminę (Gal d2), konalbuminę (Gal d3) i lizozym (Gal d4). System nazewnictwa alergenów molekularnych jest skodyfikowany przez WHO, wyróżnia ponad 1000 cząsteczek alergenowych zgrupowanych w 151 rodzin.
W oparciu o znajomość właściwości chemicznych, fizycznych i aktywności alergennej antygenów molekularnych wskazanych na podstawie wysokich stężeń sIgE u chorego (profilu sIgE chorego) możliwe staje się: identyfikacja alergenów immunodominujących w diagnozowanej alergii oraz alergenów wysokiego i niskiego ryzyka; zaplanowanie dalszej procedury diagnostycznej (np. rezygnacji z prób prowokacyjnych); wybór metody leczenia (np. zastosowanie swoistej immunoterapii); wybór profilaktyki (np. eliminacja z diety alergenu w ogóle lub wyłącznie alergenu w postaci surowej); prognozowanie rozwoju alergii u badanego – tzw. marszu alergicznego.
Znajomość pokrewieństwa (homologii) pomiędzy alergenami molekularnymi z różnych źródeł pozwala na wskazanie źródła/źródeł uczulenia pierwotnego oraz na odróżnienie alergii monowalentnej i poliwalentnej (mono- i polialergii) od objawów powodowanych reakcjami krzyżowymi sIgE (np. zespołem alergii jamy ustnej, ang. OAS; zespołami alergii, m.in.: selerowo-marchewkowo-byliczo-przyprawowym, etc.). Wykorzystywanie w badaniach in vitro diagnostycznych alergenów molekularnych pozbawionych reszt cukrowych (CCD), eliminuje wpływ na pomiar sIgE in vitro nieistotnych patologicznie przeciwciał IgE anty-CCD.
Bez względu na rodzaj zastosowanego preparatu alergenowego, testy identyfikujące sIgE in vitro, przeznaczone są do identyfikacji IgE specyficznych dla pojedynczych alergenów (tzw. monopleksy, ang. monoplex, singleplex) lub dla zestawów alergenów (tzw. multipleksy, ang. multiplex) liczących, na ogół, od 5 do 20 elementów.
Skład multipleksów tego typu dobierany jest zgodnie z podziałem na alergeny oddechowe (alergeny domowe; wytwory skóry zwierząt; pyłki traw; chwastów; drzew) lub pokarmowe; „tematycznie” (np. pyłki roślin, jady owadów błonkoskrzydłych, antybiotyki); pod kątem wieku (panel pediatryczny) lub częstości wywoływania alergii (mieszany panel atopowy). Niekiedy stosowane są multialergenowe miksy ekstraktów alergenu z podobnych źródeł, np. pyłku kilku traw.
Kolejny rewolucyjny zwrot w diagnostyce alergii in vitro nastąpił w wyniku miniaturyzacji systemów pomiaru sIgE, przybierających postać mikromacierzy lub nanomacierzy. Dzięki miniaturyzacji możliwe stało się równoczesne oznaczanie sIgE w multipleksach liczących nawet ok. 300 alergenów: ekstraktów i alergenów molekularnych z kilkudziesięciu źródeł, w efekcie, uzyskanie niezwykle szerokiego wglądu w repertuar sIgE badanego.
Rozpowszechnianie multipleksów w formacie mikromacierzy/nanomacierzy zrodziło dość rewolucyjną ideę odwrócenia o 180O dotychczasowego algorytmu diagnostycznego. Zgodnie z nową filozofię diagnostyki alergii – algorytmem: od dołu, do góry, ang. bottom up, analiza historii i obrazu klinicznego choroby jest ukierunkowywana w oparciu o uwzględniający kilkaset alergenów profil sIgE chorego uzyskiwany na samym wstępie postępowania przy użyciu zminiaturyzowanego multipleksu. W rezultacie, już podczas drugiego spotkania z lekarzem możliwe jest: rozpoznanie profilu uczulenia i możliwych reakcji krzyżowych; ocena charakteru i ciężkości możliwych objawów; prognozowanie rozwoju choroby (allergy march); ustalenie profilaktyki i wybór specyficznej immunoterapii (SIT).
dr Tomasz Ochałek
Piśmiennictwo:
1. EAACI Molecular Allergology User’s Guide
https://www.eaaci.org/documents/Molecular_Allergology-web.pdf
MOLECULAR ALLERGOLOGY. USER’S GUIDE. Published by the European Academy of Allergy and Clinical Immunology. 2016. EAACI.
Atopowe zapalenie skóry – aktualne wytyczne terapeutyczne. Stanowisko ekspertów Sekcji Dermatologicznej Polskiego Towarzystwa Alergologicznego i Sekcji Alergologicznej Polskiego Towarzystwa Dermatologicznego.
Roman Nowicki, Magdalena Trzeciak, Aleksandra Wilkowska, Małgorzata Sokołowska-Wojdyło, Hanna Ługowska-Umer, Wioletta Barańska-Rybak, Maciej Kaczmarski, Cezary Kowalewski, Jerzy Kruszewski, Joanna Maj, Wojciech Silny, Radosław Śpiewak, Andriy Petranyuk. Data publikacji online: 2015/11/18
3. https://www.researchgate.net/publication/308351625_TEMAT_WIODACY_Alergie_sezonowe_- _zasady_postepowania_Pylek_roslin_i_alergeny_sezonowe_w_Polsce_Plant_pollen_and_seasonal_allergens_in_Poland
Barbara Majkowska-Wojciechowska. TEMAT WIODĄCY: Alergie sezonowe – zasady postępowania. Pyłek roślin i alergeny sezonowe w Polsce. Plant pollen and seasonal allergens in Poland. Alergia Astma Immunologia 2016, 21 (1).
