Allergi (diagnostikk in vivo og in vitro) Nettverksundervisning 10. juni 2010 kl 9.15-10 Kst. overlege Eli Taraldsrud

Allergi, historikk 1906 Clemens Peter Freiherr von Pirquet, Østerrike: allergi (gr. allos= annen og ergon= reaksjon) 1921 Prausnitz og Küstner: overføring ved serum PK-testen 1923 Coca and Cooke: atopi (gr. et annet sted) 1965 Gell og Coombs: hypersensitivitetsreaksjoner 1965 WHO: IgE (Ishizaka, USA; Bennich og Johansson, Sverige; Humphrey og Stanworth, England) Clemens von Pirquet

Allergi, sensibilisering Nature Rev Immunology 2008; Galli et al.

Tidlig fase allergisk inflammasjon Nature Rev Immunology 2008; Galli et al.

Sen fase allergisk inflammasjon Nature Rev Immunology 2008; Galli et al.

Basofile og mastceller Basofil granulocytt Mastcelle

IgE antistoffet Nature Rev Immunology 2008; Gould et al.

Hypersensitivitetsreaksjoner – ”An EAACI position statement from the EAACI nomenclature task force” (EAACI= European Academy of allergy and Clinical Immunology) Allergy 2001; Johansson et al et al.

Allergener Antigener som kan utløse en hypersensitivitetsreaksjon, NB! europeisk definisjon Glykoproteiner, lipoproteiner, insektsgifter, medikamenter Sensibilisere, binde IgE antistoffer, utløse en hypersensitivitetsreaksjon Komplette og inkomplette allergener Major allergen og minor allergen J Allergy Clin Immunol 2007, Chapman

Et allergen skal kunne defineres utvetydig Nukleotid- og aminosyresekvens Molekylvekt Isoelektrisk punkt Sekundær struktur Ha en homogen form i renset tilstand Være definert ved monospesifikke antistoffer Kan produsere IgE responser ved in vitro testing og biologisk testing Det individuelle allergene proteinet kan identifiseres ved en rekke ulike metoder som Western blot, isoelektrisk fokusering. Pasienter kan danne IgE antistoffer mot ett allergen med spesifisitet mot ulike bestanddeler av allergenet

Eksempel på et pasientpanel som reagerer på peanøttallergen Bildekilde: Anne Omholt, Phadia

Allergennomenlatur Inndeling i grupper: t= treepollen, w= weed, m= micro-organisms, f= food Allergenekstrakter: t3 = bjørk Allergenkomponenter: t3: Bet v1, Bet v2, Bet v3, osv.... Nomenklaturen er basert på et Linnèisk system og ivaretas av WHO/IUIS http://www.allergen.org/ Allergenkodene administreres av CLSI = ”Clinical and Laboratory Standards Institute” gjennom dokumentet: I/LA20-A2 ”Analytical Performance Characteristics and Clinical Utility of Immunological Assays for Human Immunoglobulin E (IgE) Antibodies and Defined Allergen Specificities; Approved Guideline-Second Edition

Testing i ulike format av allergen NCCLS I/LA20-A 1997

IgE kryssreaktivitet Adaptiv immunrespons rettet mot et antigen som resulterer i reaktivitet mot strukturelt beslektede antigener Samme antistoff reagerer med ulike antigener Kryssreaktivitet er et spørsmål om affinitet Grad av kryssreaktivitet Konsekvens av kryssreaktivitet - falske positive, men også oralt allergisk syndrom Forskjell mellom kryssreaktivitet og ko-sensitisering Bonds, Curr Opin Allergy Clin Immunol 2008; 8: 82-86 Allberse, Allergy, 2001;56:478-490

Diagnostikk av type 1 hypersensitivitetsreaksjoner Diagnostisk hudtesting Allergenspesifikk IgE testing Allergenspesifikk IgE testing, multitest Tryptase ECP BHR ”Basophil histamin release” / BAT ”Basophile activation test” In vivo provokasjonstesting Testing av inne- og utemiljø

Prikktesting eller SPT (= Skin Prick Test) J Allergy Clin Immunol 2010, Hamilton

SPT metodevariasjon Allergenkonsentrasjon Teknikk Hudens beskaffenhet Medikamenter Blødninger i hud, dermografisme Allergenekstraktet, kontaminasjon Anafylaksiberedskap

SPT prestasjon SPT og serologisk testing regnes som ekvivalente mtp. sensitivitet og spesifisitet ved utredning av luftveisallergier og matvareallergier Kombineres metodene oppnås den beste sensitiviteten (Allergy Asthma Proc. 2009 Jul-Aug;30(4):386-96, ) Comparison of serum-specific IgE (ImmunoCAP) and skin-prick test results for 53 inhalant allergens in patients with chronic rhinitis

Serologiske undersøkelser

Metodisk utfordring ved påvisning av IgE antistoffer RAST Radioallergosorbent test utviklet i 1967 1. Inkubasjon 4 timer: s-IgE i serum bindes til fast fase 2. Inkubasjon 16-18 timer: IgE detekteres med et anti-IgE antistoff merket med radioaktivt Jod

Testing i ulike format av metode IMMULITE 2000, Siemens, Berlin ImmunoCAP 250/1000, Phadia, Uppsala HYCOR Ultra-Sensitive EIA System, HYCOR, USA

ISAC Immuno solid-phase allergen chip

Komponentoppløst diagnostikk- Mulige anvendelsesområder Diagnostikk av kryssreaktivitet Prediksjon av alvorlige matvarereaksjoner Prediksjon av alvorlige kliniske hypersensitivitetsreaksjoner Prognose av matvareallergi Veiledning ved tilrettelegging av immunterapi

Hva slags informasjon gir allergenspesifikk IgE?

Diagnostisk 1: Sammenheng mellom nivå av allergen spesifikke IgE og allergisk reaksjon på matvare Sampson, J Allergy Clin Immunol, 1997, Sampson, J Allergy Clin Immunol 2001, Eigenmann, Pediatr Allergy Immunol, 2000

Diagnostisk 2: Sammenheng mellom nivå av allergen spesifikke IgE og allergisk reaksjon i luftveiene-prediktiv verdi (Søderstrøm, Allergy; 58:921-928)

Prediktivt 1: Sammenheng mellom nivå av allergen spesifikke IgE og allergisk reaksjon i luftveiene- prediktiv verdi Sensibilisering mot midd økte risiko 3,4-19,7 ganger for utvikling av astma senere i livet (Peat, J Allergy Clin Immunol 1999;103:3-10) Sensibilisering mot egg hadde positiv prediktiv verdi for utvikling av astma på 95 % (Wahn, Pediatr Allergy Immunol, 1997; 8:16-20) Bakgrunnen for begrepet ”Allergimarsjen”

Bruk av IgE screening assay (også kalt paneler) Testing på opptil 15 ulike allergenspesifisiteter samtidig Få/ ingen tegn til atopi hos pasient gir høy negativ prediktiv verdi på testen Økte verdier av Phadiatop eller F x 5 er assosiert med økt sannsynlighet for IgE-mediert allergisk manifestasjon hos 4-åringer (Wickman, Pediatr Allergy Immunol 2003; 14:441-7) Vist seg å være et bedre verktøy for diagnostikk av atopi enn total IgE

Anafylaktisk reaksjon Definisjon av anafylaksi Ormegift, anestesimidler, radiokontrastmidler, antibiotika, matvarer

Tryptase biologisk funksjon Tryptase= enzym (Serinesterase) Frigjøres fra mastceller i akuttfasen av en allergisk reaksjon Forekommer som inaktive monomerer (α-tryptase) og aktive tetramerer (β-tryptase). Aktiverer matrixmetalloproteinase Mastceller inneholder 300-700 x mer tryptase enn granulocytter og eosinofile Halveringstid i serum er 2 timer

Tryptase ved diagnostikk Måler total tryptase= α-tryptase og β-tryptase Stabilt høye nivåer ses ved mastocytose Ved anafylaksi vil økningen skyldes økt β-tryptase, økningen er omtrent 3 ganger basalnivået Tryptase når toppnivå et par timer etter mastcelleaktivering Målingen presterer bedre dersom en tar utgangspunkt i sammenligning av målt nivå ved reaksjon med målt nivå ved base-line Enrique, Allergy 1999: Sensitivitet: 35,3 %, spesifisitet: 93,31 % ved cut-off= 13,50 ng/mL

ECP =(eosinofilt cationisk protein) Eosinofile granulocytter (EG) innholder granula med basiske proteiner ECP er et protein som er toksisk for parasitter og frigjøres ved aktivering av EG Økte mengder EG produseres i benmargen ved Th2-responser via cytokiner Økte mengder ECP synes å reflektere økt mobilisering av EG fra benmargen ECP øker ved inflammatoriske tilstander som astma, allergisk rhinokonjunktivitt, atopisk eksem blant annet Serum/ plasma evt. andre sekreter Komplisert prøvetakingsprosedyre

Diagnostisk verdi av ECP målt i serum/plasma Diagnostikk av matvareallergi (Saarinen, Clin Exp Allergy 2001)- Liten diagnostisk verdi Diagnostikk av astma (Njå, Allergy 2001)- Liten diagnostisk verdi Diagnostikk av matvareintoleranse (Winqvist, Allergy 19889) –Liten diagnostisk verdi Monitorering av allergisk inflammasjon, kanskje uavklart (Venge, Allergy 2004)

Cellulære undersøkelser: Basofil aktivering

Basofil histamin frigjøringstest BHR Prøvemateriale: fullblod, isolerte MNC (basofile granulocytter), serum Metode: direkte provokasjon på pasientens egne celler eller passiv sensibilisering av donorceller med pasientserum Stimuli: allergenekstrakter, medikamenter, stoffer, anti-IgE Måling: Histamin, tryptase, leukotrien Målemetode: RIA, ELISA, HPLC

CAST ELISA Bühlmann laboratorier – eksempel på kommersiell test

Prestasjon B HR Clin Exp Allergy 2001, editorial; Crockard

Prestasjon Basolfil leukotrien tester Clin Exp Allergy 2001, editorial; Crockard

Basofil aktivering (BAT) målt med flowcytometri CD63 eller CD203c Lokalisert i granula på innsiden av cellemembranen Stimulering med allergener Farging anti-CD63, anti-IgE evt. CD45 Akvirering med flowcytometer min. 500 BG

”Gating”-strategi ved BAT flowcytometri Journal of Immunology 2007, Ocmant et al

Basotest, Orpegen Pharma – eksempel på kommersiell BAT Stimulering med gresspollen Negativ kontroll Positiv kontroll fMLP

Prestasjon BAT målt med flowcytometri Clin Exp Allergy 2001, editorial; Crockard

Tekniske aspekter BHR/ BAT Prøvemateriale Allergenekstrakter Tidkrevende og kostbare Variasjon, behov for standardisering

In vivo provokasjonstesting

In vivo bronkoprovokasjonstesting

In vivo nasal provokasjonstesting

Dobbelt-blind placebo-kontrollert matvare provokasjonstest DBPCFC

Allergener i innemiljøet

Allergener i utemiljøet

Slutt