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Einsatz von rekombinanten Allergenen - ResearchGate

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Übersicht
Komponenten-basierte Diagnostik
Einsatz von rekombinanten
Allergenen
S iegfried B orelli , Z ürich , B runello W üthrich , Z ollikerberg
Die Allergiediagnostik basiert im Wesentlichen auf vier Pfeilern:
der Anamnese, den Hauttesten, der Serologie mit Bestimmung
­spezifischer IgE, seltener auch Entzündungsmediatoren und
­zellulärer Tests, und schliesslich auf dem Provokationstest. Obwohl
letzterer eigentlich den Goldstandard darstellt wird er eher seltener
durchgeführt.
I
nsbesondere die serologische Diagnostik hat in den letzten Jahren Fortschritte gemacht, indem spezifische IgE gegen die eigentlich relevanten allergenen
Epitope nachgewiesen werden können.
Man spricht dabei von der sog. Komponenten-basierten Diagnose (Componentresolved-diagnosis, CRD). Die entsprechenden rekombinanten Allergene
werden biotechnologisch hergestellt, zeigen jedoch IgE-Bindung vergleichbar mit
natürlichen Allergenen und damit entsprechende Reaktivität.
Die Zahl der für die klinische Diagnostik verfügbaren rekombinanten Allergenkomponenten liegt bei >85 und erhöht somit die Auswahl der testbaren IgE
erheblich. Doch ebenso wie eine serienweise Bestimmung spezifischer IgE ohne
spezifische Fragestellung bisher nicht
sinnvoll war, sind auch bei den rekombinanten Allergenkomponenten nur be-
stimmte Testkombinationen sinnvoll und
indiziert. Die Kenntnis der Allergennomenklatur (Tab. 1) ist dabei Voraussetzung.
Komponenten-basierte Diagnose
Eine der ersten Indikationen der CRD
war die Differenzierung von Aspergillus
Allergie und der allergischen bronchopulmonalen Aspergillose (ABPA) als eigenständigem Krankheitsbild mit dem
spezifischen Nachweis von Sensibilisierungen auf Asp f 4 und Asp f 6 bei der
ABPA.
Bei der Hymenopterengiftallergie
können mit Hilfe rekombinanter Allergene Kreuzsensibilisierungen von echten
Sensibilisierungen durch die Verwendung der jeweils für eine echte Sensibilisierung spezifischen IgE Api m 1 für Bienengift, bzw. Ves v 5 für Wespengift
unterschieden werden.Beim Nachweis
Tab. 1: Allergen-Nomenklatur: Wie werden Allergene bezeichnet?
Beispiel: nBet v 1 (natürliches Majorallergen der Birke, Betula verrucosa)
Abkürzung
Voller Begriff
Erläuterung
n
nativ
Aus der Natur gewonnen (aufgereinigt)
r
rekombinant
In Mikroorganismen, z. B. Bakterien hergestellt
Bet
Betula
Die ersten drei Buchstaben der Gattung (Genus)
v
verrucosa
Die ersten drei Buchstaben der Art (Spezies)
1
Allergen­
nummerierung
Reihenfolge der Beschreibung des Allergens
nach: Molekulare Allergologie Teil 1. Nomenklatur, Proteinfamilien, Datenbanken und potenzieller Nutzen.
Kleine-Tebbe J, Ollet M, Jakon Th. Allergo J 2010;19:390-94
4
spezifischer IgE gegen Latex kann der
Nachweis von rHev b 1, rHev B 3, rHev
b 5 und Hev b 6 Patienten mit dem Risiko einer klinisch relevanten Symptomatik von Sensibilisierungen gegen das
Latex-Profilin Hev b 8 mit entsprechend
geringerem Risiko differenzieren. Der
Nachweis von Hev b 6 kann zudem als
Hinweis auf das Vorliegen eines LatexFrucht-Syndroms mit Reaktionen auf
z.B. Kiwi, Banane oder Maroni dienen.
Bei den Nahrungsmittelallergien
können rekombinante Allergene bei der
Identifizierung der Allergenfamilie, welche für die Sensibilisierung verantwortlich ist, dienen und damit eine Risikoabschätzung erlauben.
Pathogenesis-related protein family 10
(PR-10): Das immundominante Birkenpollenallergen Bet v 1 als Beispiel der pathogenesis-related protein family 10 (PR10) ist an der natürlichen Abwehr der
Pflanzen beteiligt. Aufgrund der Bedeutung solcher Abwehr-Proteine kommen
diese weit verbreitet in anderen Pollenpflanzen (wie z. B. Hasel, Erle, Buche)
und zahlreichen Obst- und Gemüsesorten sowie Nüssen vor. Sie stellen die
Grundlage für die bei Frühblühersensibilisierungen beobachteten Kreuzreaktionen mit einem oralen Allergiesyndrom
dar, da wegen der Labilität dieser Allergene im Magenmilieu die Symptomatik
meist auf die Mundhöhle beschränkt
bleibt (Abb1). Gleichzeitig sind die Allergene hitzelabil, so dass die Nahrungsmittel gekocht vertragen werden.
Profiline: Im Gegensatz dazu kommen
Profiline als weitverbreitete Proteine und
Panallergene in allen eukaryotischen Zellen vor. Aufgrund ihrer Ähnlichkeit besteht eine Kreuzreaktivität, wobei die klinische Relevanz sehr variabel ist.
Kreuzreaktive Kohlenhydratdeterminante: Kreuzreaktive Kohlenhydratepitope (cross-reactive carbohydrate determinants, CCD) zeigen im Gegensatz zu
klassischen Peptidepitopen strukturelle
DERMATOLOGIE PraXIS
2012 | 2
Übersicht
Kosten
Auch wenn durch die CRD eine differenzierte Diagnostik für den einzelnen
DERMATOLOGIE PraXIS
2012 | 2
Foto: wrw/pixelio
Perspektiven
Microarray-basierte Allergenchips erlauben die simultane Testung eines ganzen
Panels von Allergenen mit nur 20-30 μl
Serum um die für den jeweiligen Patienten relevanten Allergenkomponenten
zu identifizieren. Auswertungs-Software
liefert Ergebnisberichte mit Interpretationshilfen was v. a. bei komplexen Sensibilisierungsprofilen von grossem Nutzen
sein kann. Einsatzmöglichkeiten bestehen v. a. bei polysensibilisierten Patienten, bei komplexen Nahrungsmittelallergien oder bei Anaphylaxie unklaren
Ursprungs. Die Allergenpanels werden
dabei laufend angepasst.
Foto: Günther Gumhold/pixelio
Indikationen zur CRD bestehen bei der
saisonalen Rhinkonjunktivitis in der Differenzierung einer Sensibilisierung auf
Majorallergene in Abgrenzung einer solchen auf Neben (Pan)-allergene. Eine spezifische Immuntherapie (SIT) ist v.a. bei
Sensibilisierung auf die Hauptallergene
rBet v 1 bei den Frühblühersensibilisierungen bzw. rPhl p 1, rPhl p 5b bei den
Gräserpollensensibilisierungen (Tab. 2)
sinnvoll. Auch bei gleichzeitigem Vorliegen einer Sensibilisierung auf Major- und
Nebenallergene kann eine SIT therapeutisch noch sinnvoll sein. Eine ausschliessliche Sensibilisierung auf Nebenallergene
ist der seltenere Fall, kann jedoch bei
­10–25% der Patienten vorliegen.
Foto: Waldili/pixelio
Einsatz der rekombinanten
­Allergene bei Pollenallergien
Foto: Peter Hebgen/pixelio
Foto: Maja Dumat/pixelio
Ähnlichkeit mit Allergenen ausserhalb
der zugehörigen Proteinfamilie. Die
Aller­genquellen sind dabei vor allem
pflanzlichen Ursprungs. Solche CCD
können aber auch die Diagnostik echter
Nahrungsmittelallergien erschweren, da
alle pflanzlichen Nahrungsmittel CCD
in Form glykosylierter Proteine enthalten. Der Nachweis korreliert dabei aber
oft nicht mit der klinischen Symptomatik.
Lipidtransferproteine: Im Gegensatz zu
den oben genannten Allergenfamilien
geht der Nachweis von Allergien auf
­Lipidtransferproteine (LTP) und Hitzeund magensäureresistente Speicher­
proteine (z. B. Ara h 1, Ara h 2, Ara h ¾,
Cor a 9, Cor a 11) mit einem erhöhten
Risiko schwerer systemischer Reaktionen
einher.
Abb. 1: Mit dem Hauptallergen von Birkenpollen, Bet v 1, bestehen kreuzreagierende
Allergene in Apfel (Mal d 1), Haselnuss (Cor a 1), Sellerie (Api g 1) und Karotte (Dau c 1).
Patienten möglich wird, entstehen durch
die neuen diagnostischen Möglichkeiten
auch zusätzliche Kosten. Am Beispiel
eines Patienten mit Frühblüher- und
Gräserpollensensibilisierung bedeutet
dies in Hinblick auf das zu erwartende
Therapieresultat die Bestimmung von bis
zu 4 Testpositionen (rBet v 1, rBet v 2,
rPhl p 1+5b, rPhl p 7+12). Wirtschaftlich wird dies bei Wegfall der Therapiekosten von Patienten mit ungünstigem
Sensibilisierungsprofil.
Da pollenassoziierte Nahrungsmittelallergien auf rohes Kern- und Steinobst wie erwähnt durch Bet v 1 Homologe verursacht werden, kann bei
entsprechender Anamnese vom Vorliegen einer Sensibilisierung auf das Major­
allergen ausgegangen und unter Umständen auf die serologische Bestimmung
sogar verzichtet und damit Kosten eingespart werden. Denn schliesslich – darauf kann nicht oft genug hingewiesen
werden – ist jede allergologische Dia­
5
Übersicht
Tab.1: Auswahl rekombinanter Allergene, auf die im Text Bezug genommen wird
Erdnussallergene
f422
f423
f424
rAra h 1 Peanut
rAra h 2 Peanut
rAra h 3 Peanut
Arachis hypogaea
Arachis hypogaea
Arachis hypogaea
Insektengifte
i208
i209
rApi m 1
rVes v 5
Apis mellifera
Vespula
Berufsallergene
k215
k217
k218
k219
k220
k221
rHev b 1 Latex
rHev b 3 Latex
rHev b 5 Latex
rHev b 6.01 Latex
rHev b 6.02 Latex
rHev b 8 Profilin, Latex
Hevea brasiliensis
Hevea brasiliensis
Hevea brasiliensis
Hevea brasiliensis
Hevea brasiliensis
Hevea brasiliensis
Baumpollen
t216
t215
rBet v 2 Profilin, Birch
rBet v 1 PR-10, Birch
Betula verrucosa
Betula verrucosa
Gräserpollen
g213
g214
rPhl p 1, rPhl p 5b Timothy
rPhl p 7, rPhl p 12 Timothy
Phleum pratense
Phleum pratense
Schimmelpilze
m218
m219
m221
m222
rAsp f 1
rAsp f 2
rAsp f 4
rAsp f
Aspergillus fumigatus
Aspergillus fumigatus
Aspergillus fumigatus
Aspergillus fumigatus
gnostik nur so gut wie die Anamnese,
welche die Einordnung aller übrigen Untersuchungsbefunde erst erlaubt.
Dr. med. Siegfried Borelli
Dermatologisches
Ambulatorium
Stadtspital Triemli Zürich
Herman-Greulich-Str. 70
CH-8004 Zürich
Tel. +41-44-298 89 00
Email: siegfried.borelli@triemli.zuerich.ch
homepage: www.dermaambi.ch
Prof.em.Dr.med. B.Wüthrich
Facharzt FMH für Allergologie
und klinische Immunologie,
Facharzt FMH
für Dermatologie
Im Ahorn 18
8125 Zollikerberg
bs.wuethrich@bluewin.ch
6
7. Petersen Arndt et Scheurer St: Molekulare
Allergologie Teil 6. Stabile pflanzliche Nah­
rungsmittelallergene: Lipid-Transfer-Proteine.
Allergo J 2011; 20: 384-386.
8. Schmid-Grendelmeier P .Rekombinante Aller­
gene. Routinediagnostik oder Wissenschaft?.
Hautarzt 2010; 61: 946-953.
9. Wüthrich B: Komponenten-basierte Diagnos­
tik. Rekombinante Allergene zur Abklärung
von Nahrungsmittelallergien. DERMATOLO­
GIE PRAXIS 2010; 2: 11-15.
10.Wüthrich B. Allergologische Schlaglichter
– Teil 2. Gezielt gegen Gras- und Baumpollen­
allergien, auch im Alter. HAUSARZT PRAXIS
2012; 4: 30-32.
Literatur:
1. Kleine-Tebbe, et al.: In-vitro-Diagnostik und
molekulare Grundlagen von IgE-vermittelten
Nahrungsmittelallergien. Allergo Journal,
2009; 18: 132-146.
2. Kleine-Tebbe J, et al.: Molekulare Allergologie
Teil 1. Nomenklatur, Proteinfamilien, Daten­
banken und potenzieller Nutzen. Allergo J
2010; 19: 390-394.
3. Kleine-Tebbe J, et al.: Molekulare Allergologie
Teil 2. Bet v 1 und Homologe – Verursacher
der Baumpollenallergie und birkenpollenas­
soziierter Kreuzreaktionen. Allergo J 2011; ­
19: 462-463.
4. Jakob Th, et Ollert M: Molekulare Allergologie
Teil 3. Rekombinante Insektengiftallergene
– Nutzen in der Abgrenzung von Kreuzsensi­
bilisierungen und echten Doppelsensibili­
sierungen. Allergo J 2011; 20: 22-23.
5. Hilger Ch, et Kleine-Tebbe: Molekulare Aller­
gologie Teil 4. Inhalative Säugetierallergene
und Serumalbumine. J. Allergo J 2011;
20: 142-144.
6. Raulf-Heimsoth M, et Rihs HP: Molekulare
Allergologie Teil 5. Latexallergene: Sensibi­
lisierungsquellen und Einzelallergenprofile
erkennen. Allergo J 2011; 20: 241-243.
DERMATOLOGIE PraXIS
2012 | 2
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