Значение молекулярной (компонентной) аллергодиагностики

Иммуноглобулины класса Е были открыты во второй половине XX века. Последующие исследования позволили определить роль иммуноглобулинов класса Е в развитии реакций гиперчувствительности 1-го типа. Была установлена значимость IgE опосредованного иммунного ответа в развитии большинства аллергических заболеваний.

На сегодняшний день диагностика аллергии и специфическая иммунотерапия основаны на применении экстрактов аллергенов. Экстракты аллергенов представляют собой сложные смеси, содержащие в составе помимо аллергенных белков, неаллергенные белковые молекулы и другие балластные вещества. В иммунологическом смысле аллерген - это антиген, способный связывать иммуноглобулины класса E. Аллергеном может называться источник аллергена (например, пыльцы березы), экстракт аллергенных белков или единственный аллергенный компонент из источника аллергена.

В конце 90-х годов для диагностики аллергии I типа вместо экстрактов аллергенов было предложено использовать отдельные аллергенные молекулы. Эта концепция получила название компонент-специфической диагностики, молекулярной или компонентной аллергодиагностики. Индивидуальные аллергенные белки были названы «аллергокомпоненты».

Аллергокомпоненты могут быть получены как путем выделения из природных источников (натуральные высокоочищенные аллергены), так и при помощи молекулярно-биологических методов (рекомбинантные аллергены). Данные белки могут быть использованы для детальной оценки профиля чувствительности пациента к конкретному аллергену, а также проведения аллергоспецифической иммунной терапии (АСИТ). Исследования показали, что замещение натуральных экстрактов на панели аллергенных компонентов приведет к улучшению аналитических параметров тест-систем и может вывести in vitro аллергодиагностику на качественно новый уровень.

Для описания частоты встречаемости аллергокомпонентов применяются термины «мажорные» и «минорные». Мажорные аллергокомпоненты это такие аллергенные молекулы, антитела к которым встречаются более чем у половины пациентов в популяции, реагирующей на данный источник. То есть аллергены с распространенностью более 50% называются мажорными, а менее 10% - минорными. Надо учитывать, что классификация аллергенов на мажорные и минорные полностью зависит от профиля сенсибилизации исследуемой популяции и аллергенных источников, преобладающих в данной географической области.

Для использования аллергокомпонентов в клинической практике и интерпретации результатов тестирования необходимо знать классификацию компонентов, а также их свойства. По классификации Всемирной Организации Здравоохранения в обозначении названия аллергена участвуют первые три буквы рода, первая буква вида, арабская цифра обозначает порядок открытия аллергенной молекулы.

Например, Betula verrucosa - Bet v 1. Bet - род, v - вид, 1 - порядковый номер аллергена.

Для обозначения способа получения компонента перед названием ставится буква «r» (recombinant), если белок рекомбинантный и буква «n» (native), если он натуральный (например, nArt v 1).

Похожие по структуре белки часто представлены в близкородственных видах и даже филогенетически далеких группах растений и животных. Антитела, формирующиеся против таких структур, могут связываться с похожими белками других видов, являясь, таким образом, причиной кросс-реактивности. Выявление маркеров кросс-реактивности (перекрестной активности), дает ценную информацию о возможно нескольких сенсибилизирующих источниках.

Важным свойством белка является его стабильность. Аллергены могут быть разделены на две группы: устойчивые к нагреванию и действию пищеварительных ферментов и не устойчивые. Аллергены, термически стабильные и способные сохранять свою иммуногенность после гидролиза пищеварительными ферментами, с наибольшей вероятностью будут вызывать тяжелые клинические реакции. В то время как неустойчивые к нагреванию и гидролизу аллергены, будут являться причиной мягких местных реакций или совсем не будут вызывать аллергических реакций, так как потеряют свои иммуногенные свойства в процессе пищеварения.

За два последних десятилетия было описано несколько белковых суперсемейств, представителей которых можно обнаружить в целом спектре природных источников. Так, большой интерес представляет мажорный аллерген пыльцы березы - Bet v 1, который относится к суперсемейству PR-10 (pathogenesis related protein). Данный белок обуславливает развитие специфической сенсибилизации более чем у 95% пациентов, страдающих от аллергии на пыльцу березы, которая, в свою очередь, является одной из самых распространенных причин развития ингаляционных форм аллергии. Белки суперсемейства PR-10 можно обнаружить в пыльце березы, пыльце лещины, яблоке, персике, моркови, арахисе, сое, киви и сельдерее. Высокая гомологичность белков обуславливает их значительное иммуногенное сходство, что является причиной проявления иммунологической кросс-реактивности аллергенов различной природы.

Классификация аллергокомпонентов

Таблица 1. Примеры первичных и перекрестно-реагирующих аллергокомпонентов

Аллергокомпоненты также были классифицированы по принадлежности к различным белковым семействам в соответствии с их функцией и структурой. В последние годы стало понятно, что большинство аллергокомпонентов принадлежат к ограниченному числу белковых семейств. Антитела IgE в одном белковом семействе часто проявляют кросс-реактивность и классификация аллергокомпонентов по белковым семействам может способствовать пониманию этого явления.

Специфическое лечение аллергических заболеваний. Прогноз эффективности АСИТ

На данный момент, аллерген-специфическая терапия может быть предложена только пациентам с аллергией на пыльцу, несмотря на то, что постоянно ведутся исследования специфической иммунотерапии пищевой аллергии. Молекулярная аллергодиагностика позволяет прогнозировать эффективность АСИТ для пациентов, имеющих специфические IgE к суммарному экстракту аллергена.

АСИТ будет эффективной в случае наличия специфических IgE к мажорным компонентам аллергена и отсутствии к минорным. В случае выявления специфических IgE к экстракту, (например, t3 «береза»), определение специфических антител к компонентам (Bet v 1, Bet v 2, Bet v 4) позволяет прогнозировать эффективность аллергоспецифической иммунотерапии.

Прогноз эффективности АСИТ на примере тестирования компонентов аллергенов пыльцы березы, t3 приведен ниже. В пыльце березы мажорным компонентом является Bet v 1, а минорными - Bet v 2 и Bet v 4.

Таблица 2. Прогноз эффективности АСИТ, береза

Эффективность АСИТ будет высокой для пациентов, имеющих IgE только к Bet v 1. В случае наличия специфических IgE как к мажорному, так и к минорным компонентам, эффективность будет средней. АСИТ будет малоэффективна в случае отсутствия IgE к мажорному компоненту.

Применение и преимущества компонентной аллергодиагностики

Одним из наиболее важных клинических применений молекулярной диагностики аллергии является её способность выявлять аллергены, к которым пациенты сенсибилизированы, в том числе первичные или видоспецифичные аллергены, а также маркеры перекрестной активности. Определение того, вызвана ли сенсибилизация первичным, видоспецифичным компонентом (истинная сенсибилизация), или перекрестно реагирующим, позволяет оценить риск развития аллергической реакции при воздействии различными источниками аллергенов.

Понимание структуры белка, принадлежности к белковому семейству, а также термостабильности и устойчивости к гидролизу, позволяет врачу прогнозировать переносимость различных пищевых продуктов, прогнозировать эффективность АСИТ и степень тяжести клинических реакций.

Внедрение практики применения аллергенных компонентов в лабораторной in vitro аллергодиагностике будет способствовать повышению специфичности и воспроизводимости проводимых анализов, а также получению знаний об индивидуальном профиле чувствительности пациента для назначения правильной и своевременной терапии.