Нове слово в алергології: молекулярний марш алергії

6–7 квітня 2017 р. у Києві на базі ДУ «Інститут педіатрії, акушерства і гінекології НАМН України» відбулась науково-практична конференція з міжнародною участю «Актуальні питання та практичні аспекти дитячої пульмонології та алергології: стандарти медичної допомоги». В роботі конференції взяли участь провідні українські фахівці з алергології – професори Л.В. Беш, О.М. Охотнікова, С.М. Недельська, О.О. Рєчкіна, С.В. Зайков, І.В. Гогунська, В.А. Кліменко – та зарубіжні спікери: професор Оділія Рудзевічієне (керівник Центру дитячої пульмонології та алергології Університетського дитячого шпиталю, м. Вільнюс, Литва), професор Алла Наконечна (провідний консультант, лікар-алерголог-імунолог Клініки алергології та імунології Королівського госпиталю Університету Ліверпуля, Великобританія), Хав’єр Алковер (директор інноваційної групи наукової лабораторії «Діатер», м. Мадрид, Іспанія) та професор Вікторія Гариб (відділення патофізіології та алергології відділу імунопатології Медичного університету, м. Відень, Австрія).

Вікторія Гариб, яка є засновником Міжнародної мережі Університету молекулярної алергології та імунології Віденського медичного університету, представила принципово нову інформацію – її доповідь була присвячена молекулярному маршу алергії.

Вікторія Гариб

Вікторія Гариб

Спікер почала свою доповідь з того, що зупинилась на деяких еволюційних аспектах розуміння алергічних реакцій. Так, алергологам давно відома класифікація алергічних реакцій за Джеллом – Кумбсом і роль IgE в алергічних реакціях. Вважалось, що IgE відносяться до джерела алергії і зв’язуються з ним, але тільки тепер спеціалісти знають, що джерело алергії має багатокомпонентну природу і що насправді визначення IgE здійснюється не до загального екстракту джерела алергії, а до конкретної алергенної молекули.

Джерело алергену, екстракт є неоднорідним, він складається з різних груп алергенів, одна з яких алергенна, друга – ні. Більше того, в складі алергенних молекул теж існує декілька груп, основні з них – специфічні алергенні молекули. Коли ми виявляємо специфічні IgE саме до цих молекул, ми називаємо такі реакції тригерними, і вони є винуватцями розвитку алергічної патології. Друга група молекул називається перехресно-реактивними молекулами – це специфічні IgE, які виробилися спочатку проти конкретного алергену; в силу того що вони дуже схожі, вони можуть зв’язуватися з подібною структурою алергенної молекули з іншого джерела алергенів, тобто існують видоспецифічні і перехресні компоненти.

Також раніше лікарі не знали, що в складі джерела алергену існують лабільні алергени, з якими пов’язаний розвиток саме локальних реакцій, та стабільні алергени, які пов’язані з системними реакціями. Якщо умовно розбити шкалу алергенних молекул, які нам відомі, можна побачити, що максимально стабільними алергенами є білки запасу, за ними – LTP (неспецифічні білки-переносники ліпідів) → PR 10 Bet v 1-гомологи (PR 10, patogenesis-related protein family 10; патогенез-­асоційована родина білків 10) → профіліни (з мінімальною активністю) → CCD (CCD cross-reactive carbohydrate determinants; перехресно-реагуючі карбогідратні детермінанти). Така компонентна молекулярна алергодіагностика дає змогу покращити рекомендації щодо виключення контакту з алергеном.

Щодо молекулярного маршу, спікер продемонструвала принципіально нові дані 2016–2017 рр. – результати дослідження шведської когорти новонароджених (проект BAMSE) – проспективне популяційне дослідження когорти 4 089 новонароджених, які народились упродовж 1994–1996 рр. у Стокгольмі (Щвеція). Спочатку зазначена когорта була призначена для вивчення факторів ризику розвитку бронхіальної астми, алергічних захворювань і функції легень в дитячому віці, а також для вивчення факторів, які мають значення для прогнозу при патології, яку виявили. Але у зв’язку з тим що збереглася велика кількість зразків сироваток учасників дослідження, було прийняте рішення провести дослідження зразків сироватки в рамках молекулярної алергодіагностики.

Дизайн дослідження був таким: група дітей, які були сенсибілізовані, та група дітей, які впродовж усього життя сенсибілізовані не були. В групі сенсибілізованих дітей визначали групу, яка все ж таки захворіла і демонструвала клінічні прояви. Сенсибілізацію виявляли за допомогою алерген-специфічних IgE до сукупності загальних інгаляційних алергенів завдяки Phadiatop (коти, собаки, кінь; береза, тимофіївка, полинь, кліщі домашнього пилу та ін.), також застосовували харчовий тест fx5 (молоко, яйце, тріска, соя, арахіс, пшениця), дослідження проводили у віці 4, 8 та 16 років.

Тож, в ході дослідження було показано, що сенсибілізація до інгаляційних алергенів з віком зростає, а до харчових – знижується, що корелює з клінічними симптомами сенсибілізації. Крім того, клінічні прояви у сенсибілізованих дітей зростають з віком. Так, якщо серед сенсибілізованих дітей віком до 1 року лише 28% демонстрували клінічну картину – екзему (атопічний дерматит), астму або риніт, то в 16 років у тих самих дітей клінічна симптоматика виявлялась вже у 51% випадків.

Надалі дослідники задались питанням: що виступає ранніми маркерами тяжкості харчової алергії в 16 років? Було показано, що діти, в яких була наявна сенсибілізація до 2 років, демонстрували клініку харчової алергії у 93%, а діти, у яких спостерігали розвиток сенсибілізації між 2 та 4 роками життя, – лише у 7% випадків. Також статистично достовірно було показано, що маркерами харчової алергії в 16 років поряд з дерматологічними та респіраторними симптомами є сенсибілізація до арахісу і горіхів, кісточкових фруктів. Отже, IgE є предиктором харчової алергії, і, якщо у дітей в 4 роки виявили зазначену сенсибілізацію (за IgE, який перевищує 0,35 kUA/L), з високою достовірністю можна стверджувати, що в 16 років у дитини розвинеться клінічна картина харчової алергії, тобто діти з ранніми проявами харчової алергії та IgE-реактивністю в 4 роки знаходяться в достовірній групі ризику щодо харчової алергії в 16 років.

Таким чином, до факторів ризику розвитку харчової алергії відносяться: обтяжений сімейний анамнез (наявність алергічної реакції у батьків); рання алергічна поліморбідність; реактивність до арахісу та горіхів; підвищені рівні специфічних IgE. До речі, головним джерелом анафілаксії у підлітків є арахіс та горіхи. Загалом понад 17 млн осіб в Європі страждають на харчову алергію, у зв’язку з чим проводять спеціальні компанії для роз’яснення конкретного джерела анафілаксії.

Якщо подивитись на всі відомі алергени арахісу, можна побачити, що вони нерівноцінні і належать до різних білкових структур, і якщо розбити молекули на шкалу лабільних та стабільних алергенів, то побачимо, що найбільш небезпечні молекули – Ara h 1, Ara h 2, Ara h 3, Ara h 6, які відносять до групи білків запасу; Ara h 9 – до білків LTP, і теж можуть спричинювати клінічно тяжкі реакції; Ara h 8 – подібні до структури головного алергену берези, належать до PR10-протеїнів і частіше пов’язані з локальними симптомами; Ara h 5 – до профілінів, і також сприяють розвитку локальних реакцій при вживанні арахісу.

При аналізі еволюції розвитку алергічної реакції на кожний компонент можна спостерігати певну різницю. Так, наприклад, якщо сенсибілізація до Ara h 1, Ara h 2, Ara h 3, Ara h 6 в популяції дітей віком від 4 до 16 років майже не змінюється, то сенсибілізація до Ara h 8 у дітей з віком зростає, тобто еволюція сенсибілізації до алергенних молекул арахісу є різною у різних алергенів.

На підставі даних досліджень було виявлено 2 принципово різних фенотипи алергії на арахіс. Перша група – це група дітей, яка реагувала лише на білки запасу – Ara h 2-молекулу; і можна побачити: якщо в 4 роки у дитини розвинулась сенсибілізація, надалі у 89% дітей спостерігатимуться клінічні симптоми. Друга група дітей – яка реагувала на Ara h 8-молекулу, що є аналогом головної молекули берези. Серед таких дітей тільки 8% в 16 років будуть демонструвати клінічні прояви.

Таким чином, на підставі молекулярного профілю сенсибілізації ми можемо передбачати розвиток алергічного захворювання у дітей, зокрема алергічних реакцій до арахісу; більше того, можемо передбачати, які саме симптоми можуть бути. Так, діти, які реагують (IgE) на білки запасу – Ara h 1, Ara h 2, Ara h 3, Ara h 6, – демонструють тяжку симптоматику на вживання арахісу, а діти, які реагують на Ara h 8-молекулу, частіше за все мають локальну симптоматику у вигляді орального алергічного синдрому. Щодо Ara h 9-молекули, вона є неоднозначною для різних країн, оскільки в країнах Середземномор’я ініціатором сенсибілізації до LTP є персик; у таких дітей теж можливі тяжкі клінічні симптоми («що таке» Ara h 9 в популяції в Україні, поки що невідомо).

Отже, IgE-сенсибілізація до арахісу може бути такою, що загрожує життю, або слабкою чи взагалі безпечною, в залежності від молекулярного профілю сенсибілізації: Ara h 1, Ara h 2, Ara h 3 – відповідають за тяжкі симптоми; Bet v 1-гомологи (Bet v 1, Cor a 1, Pru p 1, Ara h 8) – за оральний алергічний синдром. Тож, відповідно, підходи до лікування таких пацієнтів будуть принципово різними.

Щодо більш точних значень IgE, які можуть бути предикторами розвитку симптомів алергії на арахіс в 16 років на молекулярному рівні: якщо в 4 роки у пацієнта рівень IgE до Ara h 2 ≥ 2,0 ISU-E (згідно з ISAC-тестом), або IgE до трьох молекул ≥ 0,3 ISU-E, або IgE до екстракту ≥ 15,5 kU/L (методом ImmunoCAP), у таких пацієнтів розвиток клінічної картини імовірний в 95% випадків. Група шведських вчених запропонувала наступний перерахунок показників IgE до компонентів алергену, що його визначають різними методами: IgE до Ara h 2 – 2,0 ISU-E (ISAC) = 4,1 kU/L (ImmunoCAP).

Ще один надзвичайно важливий параметр – це кількість молекул в джерелі алергену. Тож з 2010 р. розпочалась розширена програма по лейблингу – маркуванню щодо кількості джерела алергену в тому чи тому продукті харчування, існують навіть референс-дози, допустимі дози; більше того, вказується перерахунок як на цілу упаковку продукту, так і на 100 г. Влітку 2017 р. планується перегляд даного підходу з переходом на обов’язкове маркування продуктів харчування щодо кількості певного алергену, який є винуватцем розвитку серйозних захворювань.

Що стосується маршу алергії при пилковій сенсибілізації, доповідачем було наведено дані дослідження 2015 р., в ході якого було виявлено дітей з сенсибілізацією до Bet v 1, яким проводили дослідження у віці 4, 8 і 16 років. Так, було виявлено, що зростає не лише кількість дітей, сенсибілізованих до головного алергену берези, а також і клінічні прояви: у віці 4 років – це 2,5%, а 16 років – вже 17,8% дітей з клінічними проявами сенсибілізації до берези. Таким чином, ми можемо проводити не лише діагностику, а й прогнозувати алергію на пилок берези. Якщо у пацієнтів у віці 4 років виявляють Bet v 1-специфічні IgE на рівні 15 ISU-E, то у віці 8 років у 98% з них розвинеться алергічна реакція, асоційована з зазначеною сенсибілізацією.

Був також продемонстрований молекулярний спредінг та прогностичний рівень доклінічної IgE-відповіді до тимофіївки у дітей з полінозом. У дослідженні взяли участь 820 дітей, що народились у 1990 р., їх відстежували до 13 років, і у 117 з них розвинувся сезонний алергічний риніт. В даному процесі брали участь наступні алергенні молекули: першими, на які виробляються IgE при полінозі, асоційованому з сенсибілізацією до тимофіївки, є молекули-тригери: Phl p 1, Phl p 5; згодом приєднуються Phl p 2, Phl p 6, Phl p 11, а полкальцини та профіліни є маркерами тяжкості та тривалості захворювання (Phl p 7, Phl p 12). Якщо ми будемо виявляти дітей на ранньому етапі розвитку сенсибілізації, коли ще є сенсибілізація тільки до Phl p 1, Phl p 5, ми зможемо зупинити молекулярний спредінг розвитку алергічної реакції, в тому числі і клінічних проявів.

Еволюція алергії до кліщів домашнього пилу у дітей також має свої особливості. Існує багато молекул, які є важливими в діагностиці алергії до кліщів домашнього пилу. Якщо всі ці молекули розбити за ступенем значущості і ступенем їх еволюції, можна побачити, що це 3 групи молекул: A, B і С. Від самого початку у дитини розвивається сенсибілізація до 3 молекул кліщів домашнього пилу – група А: Der p 2, Der p 1, Der p 23, всі вони є мажорними, головними, тригерними алергенами. Після цього приєднується молекулярний марш розвитку сенсибілізації до інших молекул – група В: Der p 5, Der p 7, Der p 4, Der p 21; і в останню чергу – тропоміозини, які є перехресними реагентами і які теж свідчитимуть про тяжкість і тривалість сенсибілізації до кліщів домашнього пилу. Отже, предикторами кліщової алергії є Der p 2, Der p 1, Der p 23.

Сенсибілізація до котів та собак: за даними шведського дослідження BAMSE у дітей у віці від 4 до 16 років було продемонстровано зростання сенсибілізації до котів (з 6,4 до 19,0%) та собак (з 4,8 до 22,6%). Клінічна динаміка симптомів алергії до котів та собак також наростала. Існує 8 компонентів різних алергенів в складі екстракту алергенів котів, і вони самі по собі нерівнозначні щодо клінічних проявів: якщо дитина сенсибілізована до Fel d 1, Fel d 4, в неї розвивається інгаляційна алергія (риніт, кон’юнктивіт і астма); якщо моносенсибілізація до Fel d 2 (альбумін) – розвивається перехресна реакція на собачий альбумін, а також на альбумін свині, і в такої дитини може спостерігатись синдром «свинина–яловичина»; діти, які сенсибілізовані лише до Fel d 5, належать до групи ризику щодо відстроченої анафілаксії на червоне м’ясо, оскільки Fel d 5-молекула – це IgA кота, і в його складі є альфа-гал, саме до якого і спостерігається відстрочена анафілаксія на червоне м’ясо. Тобто різний профіль сенсибілізації, різні молекули, різні підходи, різні прогностичні маркери.

Щодо алергенів собак: існує 6 алергенів собак, 4 з них – ліпокаліни. Якщо порівнювати сенсибілізацію до алергенів кота та собаки: в першу чергу організм реагує на вироблення IgE до Fel d 1-молекули – головної молекули алергенів котів, пізніше приєднується Fel d 2 і Fel d 4; при сенсибілізації до алергенів собак: перша молекула, на яку реагують всі, в тому числі й діти, – це Can f 5-молекула, і вже пізніше – Can f 1, Can f 6, Can f 3, Can f 2. Тобто враховуючи значне превалювання у дітей IgE до алергенів Fel d 1 і Can f 5, в принципі можна було зробити висновок, що Can f 5-молекула також може бути предиктором.

Після того як порівняли ступінь сенсибілізації з клінічною картиною, було показано, що, не дивлячись на високу частку сенсибілізації дітей до Can f 5 порівняно з іншими алергенами собаки, лише в десятої частини з них розвинулась симптоматика алергії на собаку в старшому віці. Отже предиктором алергії на котів є Fel d 1-молекула, предиктором клінічних проявів алергії на собаку – Can f 1, а не Can f 5.

Прогноз розвитку клінічних проявів сенсибілізації до алергенів котів та собак може бути наступний: якщо дитина в 4 роки одночасно сенсибілізована до 3 компонентів алергенів котів, вірогідність розвитку клінічної симптоматики, а саме тяжкої астми, у підлітковому віці становить 95%; якщо є сенсибілізація до екстракту алергенів котів – вірогідність розвитку клінічної картини становить 50%; одночасно до 3 компонентів алергенів собаки – вірогідність 81%; до екстракту алергенів собаки – вірогідність 30%.

Таким чином, молекулярна алергодіагностика більш детально і конкретно може дати прогноз щодо розвитку клінічної картини сенсибілізації в майбутньому, допомагає сформулювати відповідні рекомендації. Свого часу такі прогнози спонукали вчених вивести гіпоалергенну породу собак задля зниження загальної сенсибілізації, але «гіпоалергенні собаки» – це міф! При дослідженні «гіпоалергенних» порід собак було виявлено, що рівень молекули Can f 1в зразках їх шерсті не є нижчим, ніж у «не гіпоалергенних» порід.

Вчені з Техаського університету пішли іншим шляхом, а саме Duane Kraemer, професор фізіології тварин та фармакології (Texas A&M Universiti), створив першу в світі клоновану кішку, «нокаутувавши» Fel d 1 (Fel d 1-gen-negative cat). Такі коти активно продаються (400–500 кошенят на рік), їх вартість сягає 3 950 $ США. Однак якщо проаналізувати епідеміологічні дослідження, можна побачити, що хворіють не лише ті діти, яки мають котів вдома, – молекулу Fel d 1 можна виявити навіть в домашньому пилу людей, у яких немає домашніх тварин, тобто ми приносимо ці алергени на собі ззовні.

Наприкінці доповіді спікер ознайомила аудиторію з думкою президента Міжнародного мережевого університету молекулярної алергології та імунології (The International Network of Universities for Molecular Allergology and Immunology; INUNIMAI) Віденського медичного університету Рудольфа Валєнти щодо виключної важливості мікрочіпової діагностики в педіатричній алергології. По-перше, тому що для проведення повного дослідження сенсибілізації і комбінації алергенів необхідно всього 30 мкл крові; крім того, ми можемо передбачати розвиток алергічного захворювання на підставі профілю сенсибілізації. По-друге, результати дослідження можна застосовувати для створення профілактичних вакцин. Так, професор Валєнта запропонував розробити одну єдину вакцину, оскільки молекул, які є тригерами, небагато, і якщо їх всі об’єднати, можна створити профілактичну алерговакцину для щеплення дітей груп ризику розвитку алергічної патології, так само як існують профілактичні вакцини проти інфекційних захворювань.

Завершуючи свою доповідь, Вікторія Гариб оголосила додаткові завдання, що стоять перед спеціалістами, які займаються молекулярною алергологією:

• великомасштабні популяційні багатоцентрові дослідження для подальшого виявлення контингенту пацієнтів з максимальною користю від застосування методов молекулярної діагностики;
• вибір алергенів повинен бути оцінений в дослідженнях різних географічнх зон;
• оцінка економічної ефективності порівняно з традиційними методами діагностики та лікування;
• виявлення нових важливих алергенних молекул та їх клінічна оцінка;
• підготовка наукових та клінічних кадрів з фокусом на розвиток нової «молекулярної ери» в алергології;
• розробка клінічних алгоритмів для запобігання помилковим інтерпретаціям, удосконалення знань в галузі молекулярної алергології як такої, що швидко розвивається.

Наступного року відзначатиметься п’ятиріччя Міжнародного мережевого університету молекулярної алергології та імунології Віденського медичного університету; платформа Університету охоплює багато країн (країни пострадянського простору, балканські, європейські та ін.). Одною з актуальних задач Університету є створення Паспорту сенсибілізації школяра, оскільки профіль сенсибілізації після 7 років вже майже не змінюється. За наявності такого паспорту можна передбачати розвиток алергічної патології або втручатися на етапі молекулярного спредінгу.

В Україні координатором INUNIMAI є професор Валентина Чопяк. Також до міжнародної платформи увійшли 2 українських університети – Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького та ДУ «Інститут отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка НАМН України». В Україні також доступні методи молекулярної алергодіагностики – мережа лабораторій «Діла», яка застосовує технологію ImmunoCAP^®, а також лабораторія клініки «Форпост», на базі якої можливе проведення компонентної діагностики як методом ImmunoCAP, так і ISAC-тест. На базі самої клініки, яка є філіалом INUNIMAI, працює Українська школа молекулярної алергології та імунології, яка безпосередньо готує спеціалістів з молекулярної алергології. Лекторами школи є відомі українські професори Тетяна Уманець, Інна Гогунська та ін.

Загалом конференція пройшла на високому науковому рівні, програма заходу була насичена, аудиторія мала змогу отримати багато сучасної інформації і можливості для дискусій як під час секційних засідань, так і в кулуарах.

Підготувала Анна Артюх