Einführung in die molekulare Allergologie

Lernziele

Am Ende dieses Kapitels können die Teilnehmer:

  • erläutern, wie die komponentenbasierte Diagnostik neben herkömmlichen Sensibilisierungstests in der Klinik eingesetzt werden können
  • die Stärken und wichtigsten Überlegungen beim Einsatz molekularer Allergiediagnostik diskutieren.

Definition von Allergenen 

  • Ein Allergen ist eine Substanz (üblicherweise ein Protein), an die Immunglobulin E (IgE)-Antikörper binden können.1

Allergen-Arten

  • Eine weitere Aufgliederung der Allergene erfolgt in:1 

Proteinfamilien und Kreuzreaktivitäten

  • Proteine können auf Grundlage der Ähnlichkeit ihrer Aminosäuresequenzen und dreidimensionalen Strukturen in Proteinfamilien eingeteilt werden.3
  • Obwohl es sich bei den meisten Allergenen um Proteine handelt, lösen nicht alle Proteine Allergien aus. Nur ein paar Proteinfamilien enthalten Allergene, zum Beispiel:  
    • Polcalcin-, Profilin-, Serumalbumin-, Lipocalin-, Parvalbumin-, PR-10 Protein- und nichtspezifische Lipidtransfer-Proteinfamilien1
  • Proteine aus derselben Familie können trotz des Vorkommens in verschiedenen Allergenquellen ähnliche IgE- und T-Zell-Erkennungsstellen (Epitope) aufweisen.2 Dies führt dazu, dass die gleichen IgE-Antikörper an mehrere Proteine binden und allergische Reaktionen auf Allergenquellen auslösen, denen eine Person möglicherweise sonst nie ausgesetzt wäre;2 diese immunologischen Reaktionen werden als Kreuzreaktionen bezeichnet.2,3
  • Kreuzreaktivitäten erfordern in der Regel eine Sequenzidentität zwischen den Proteinen von > 50 % und können wertvolle Informationen zu einer möglichen Sensibilisierung und zu klinischen Reaktionen auf viele verschiedene Quellen liefern.3
  • Außerdem können sich Patienten gegen mehrere Allergene sensibilisieren (wenn die Sensibiliserung nicht auf eine Kreuzreaktivität zurückzuführen ist) und mehrere IgE-vermittelte immunologische Reaktionen induzieren, was als Co-Sensibilisierung bezeichnet wird.4

Antikörper können mit nicht verwandten Antigenen in Proteinen kreuzreagieren, wenn sie identische oder ähnliche Epitope aufweisen

Allergenkomponenten

  • Fortschritte in der Molekularbiologie und der Proteinbiochemie haben dazu geführt, dass gereinigte oder rekombinante Allergenkomponenten (auch als “Einzelallergene” bezeichnet) für die Allergiediagnostik verfügbar sind).1,3
  • Der Einsatz solcher Komponenten in der Allergiediagnostik kann zu folgenden Ergebnissen führen:1,3
    • Verbesserte Standardisierung 
    • Größere analytische Sensitivität von In-vitro-Tests 
    • Verbesserte analytische Spezifität und Selektivität für die Assoziierung von Allergenen mit Risiko für schwere Reaktionen
    • Identifikation Spezies-spezifischer Allergene zur Bestimmung einer Primärsensibilisierung 
    • Identifikation der an Kreuzreaktionen beteiligten Allergene

Molekulare Allergologie – komponentenbasierte Diagnostik (CRD)

  • Die kommerzielle Produktion und Verfügbarkeit von mehr als 130 Allergenkomponenten2 hat den Weg für einen neuen In-vitro-IgE-Diagnostikansatz namens komponentenbasierte Diagnostik (CRD) geebnet.6
  • Die CRD beinhaltet die Messung des Spiegels von spezifischem IgE gegen (eine) individuelle Allergenkomponente(n). Die CRD kann in zwei verschiedenen Formen zum Einsatz kommen:1

 

Diagnostische Algorithmen einschließlich CRD1

 

Vorteile der CRD in der Routinediagnostik

Der Einsatz von Allergenkomponenten in der Diagnostik kann die klinische Interpretation verbessern. 

  • Beispielsweise kann die CRD in folgenden Situationen zum Einsatz kommen:
    • zur Lieferung von Informationen zum spezifischen Allergensensibilisierungsprofil des Patienten, einschließlich primärer (genuiner) Sensibilisierungen und Kreuzreaktivitäten6–8
    • unterstützung in der Entscheidung, dem Patienten die passende Immuntherapie bieten zu können – besonders in Fällen von Mehrfachsensibilisierung8,9
    • mögliches Vermeiden der unmittelbaren Notwendigkeit eines Provokationstests10

Bei der Verwendung von CRD zu beachtende Aspekte 

Die CRD liefert zusätzliche Vorteile zum Einsatz der auf Allergenextrakten basierenden Diagnostik, jedoch sollten bei der Wahl der CRD und der Interpretation der erzeugten Daten mehrere Empfehlungen berücksichtigt werden:

  • Die klinische Anamnese und Symptome des Patienten sollten verwendet werden, um die passenden Allergenkomponenten für die Austestung zu wählen.11
  • Die Interpretation aller Ergebnisse sollte in Verbindung mit der Anamnese und den Symptomen des Patienten erfolgen.11
  • Ein positives Ergebnis eines IgE-Sensibilisierungstests gegen eine Komponente impliziert nicht kausal, dass dieses Allergen klinisch relevant ist.12 Die Anamnese und Symptome des Patienten müssen eine solche Interpretation ebenfalls unterstützen.11
  • Die Ergebnisse können nicht von einem Patienten extrapoliert und auf die restliche Population projiziert werden – es handelt sich um ein personalisiertes Diagnoseinstrument.13
  • Wenn im Serum kein spezifisches IgE nachgewiesen wird, schließt dies eine Sensibilisierung aus.3
    • Die folgenden Faktoren müssen erfüllt sein, um eine Sensibilisierung ausschließen zu können: Gesamt-IgE-Spiegel im Serum >20 kU/I und die Eignung der Allergenkomponente bezogen auf Diagnose und Sensitivität der IgE-Testmethode wurde geprüft.
  • Bei niedrigen IgE-Spiegeln im Serum können Multiplex-Assays möglicherweise weniger empfindlich
    als Singleplex-Assays sein.8

Quellenangaben

  1. Matricardi PM et al. (Editors). Molecular Allergology User’s Guide. 2016. Zurich: European Academy of Allergy and Clinical Immunology.
  2. Canonica et al. World Allergy Organization Journal. 2013;6(17):1–17.
  3. Kleine-Tebbe J, Jakob T (Editors). Molecular Allergy Diagnostics. Springer Nature. 2017.
  4. Migueres M et al. Clinical and Translational Allergy. 2014;4(16).
  5. https://microbionotes.com/antigen-antibody-reaction/ (Accessed May 2019)
  6. Valenta R et al. Clinical and Experimental Allergy. 1999;29(7):896–904.
  7. Valenta R et al. Immunology and Cell Biology. 1996;74(2):187-94.
  8. Jakob T et al. Allergo J Int. 2015;24:320–32.
  9. Stringari G et al. J Allergy Clin Immunol. 2014;134(1):75–81.e2.
  10. Dang TD et al. J Allergy Clin Immunol. 2012;129(4):1056–63.
  11. Portnoy JM. Missouri Medicine. 2011;108(5):339–43.
  12. Alessandri C et al. Clin Transl Allergy. 2017;7(21).
  13. Dodig S, Čepelak I. Biochemia Medica. 2018;28(2): z1–z9.

 

 
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