Alergia pokarmowa zależna od IgE – rola diagnostyki molekularnej opartej na komponentach alergenowych

Wynikiem tej aktywacji jest degranulacja komórek efektorowych z uwolnieniem we wczesnej fazie reakcji alergicznej szerokiej gamy mediatorów inicjujących burzliwe objawy kliniczne.

Epidemiologia i historia naturalna alergii na pokarmy

Według aktualnych badań epidemiologicznych objawy alergii pokarmowej występują niemal u 5% populacji dorosłych oraz u 8% dzieci. ¹ Uzyskane dane potwierdzają, że wzrost częstości występowania objawów uczulenia na pokarmy jest odpowiedzialny za gwałtowny wzrost zapadalności na choroby alergiczne w ostatnim dziesięcioleciu określany drugą falą epidemii alergii (po pierwszej fali w latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku wywołanej wzrostem częstości astmy i alergicznego nieżytu nosa z dominującym uczuleniem na alergeny powietrznopochodne). ²

Znakomita większość alergicznych reakcji na pokarmy jest wywołana zaledwie przez 8 alergenów – białka mleka krowiego, białka jaja kurzego, pszenicę i soję u dzieci oraz orzeszki ziemne, skorupiaki, ryby i orzechy drzew u dorosłych. ³ Najczęstszymi alergenami wywołującymi objawy kliniczne alergii pokarmowej u dzieci są białka mleka krowiego (2-3% populacji dziecięcej). ⁴ Historia naturalna alergii na pokarm dostarcza dowodów, że objawy alergii na białka mleka krowiego, białka jaja, pszenicę i soję ustępują wraz z wiekiem – nawet u 80-90% uczulonych dzieci do końca 3 roku życia. ⁵ Z drugiej strony, jeżeli objawy alergii na białka mleka będą nadal występowały w 3 r.ż., wówczas tylko połowa z tych dzieci będzie tolerowała mleko w 12 r.ż. ⁶

O alergii na pokarmy należy myśleć w przypadku dzieci z dodatnim rodzinnym wywiadem atopowym oraz obecnością przewlekłych objawów klinicznych, zazwyczaj obejmujących różne układy, a zwłaszcza w przypadku dzieci z umiarkowaną lub ciężką postacią atopowego zapalenia skóry lub z przewlekłymi zaburzeniami przewodu pokarmowego, które nie odpowiadają na dotychczasowe standardowe leczenie. ⁷

Prewencja alergii pokarmowej

Eksperci American Academy of Allergy Asthma and Immunology (AAAAI) oraz European Academy of Allergy and Clinical Immunology (EAACI) uważają, że najważniejszym czynnikiem chroniącym przed rozwojem alergii pokarmowej jest wyłącznie karmienie naturalne do 4-6 miesiąca życia dziecka. ^{3, 8} Jeżeli niemowlę karmione piersią jest zdrowe, nie należy rekomendować szczególnej diety dla matki karmiącej, ponieważ restrykcyjna dieta nie tylko nie daje ochrony przed rozwojem chorób atopowych u dziecka, lecz nawet zwiększa ryzyko rozwoju alergii pokarmowej. ^{3, 9}

U dzieci z grupy dużego ryzyka rozwoju choroby atopowej – jeżeli nie jest możliwe karmienie naturalne – karmienie mieszanką o wysokim stopniu hydrolizy może chronić przed rozwojem atopowego zapalenia skóry, jednak nie daje ochrony przed rozwojem astmy czy alergicznego nieżytu nosa. ³ Równocześnie podkreśla się, że im wcześniej i więcej pokarmów innych niż mleko matki wprowadzi się do diety dziecka w 1 r.ż., tym bardziej zmniejsza się ryzyko rozwoju alergii pokarmowej oraz astmy do 5 r.ż. ^{10, 11}

Najczęstsze fenotypy kliniczne alergii na pokarmy

Objawy alergii na pokarmy mogą wystąpić natychmiast, w ciągu pierwszej godziny od spożycia pokarmu, lub wystąpić z opóźnieniem po kilku godzinach, co jednak wcale nie oznacza, że te ostatnie nie mogą mieć równie ciężkiego przebiegu klinicznego. W 50-70% przypadków objawy kliniczne dotyczą skóry i/lub przewodu pokarmowego, w 20-30% układu oddechowego.

Fenotypem klinicznym alergii pokarmowej, który występuje najszybciej po spożyciu pokarmu i może bezpośrednio zagrażać życiu dziecka, jest anafilaksja. Mechanizm anafilaksji jest zwykle, choć nie zawsze, zależny od IgE. W populacji polskich dzieci alergenami pokarmowymi najczęściej wywołującmi reakcje anafilaktyczne są białka mleka krowiego oraz alergeny białka jaja kurzego. Jednym z rodzajów anafilaksji jest anafilaksja powysiłkowa związana z działaniem alergenów pokarmowych, z których najważniejszy wydaje się gluten. ¹

Duża grupa fenotypów klinicznych alergii na pokarmy obejmuje objawy ze strony przewodu pokarmowego. U osób uczulonych na pyłek roślin, zwłaszcza brzozy, obserwuje się zespół alergii jamy ustnej (oral allergy syndrome, OAS). Po spożyciu niektórych świeżych owoców lub warzyw osoby te mogą odczuwać świąd i pieczenie warg oraz śluzówki jamy ustnej w związku z reakcjami krzyżowymi między alergenami pokarmowymi a alergenami pyłku roślin. Stosunkowo częstą jednostką chorobową jest zapalenie prostnicy i okrężnicy, które objawia się niewieką domieszką świeżej krwi w stolcu niemowlęcia przy bardzo dobrym ogólnym stanie dziecka. Objawy wywołane są niezależną od przeciwciał IgE reakcją alergiczną na białka mleka krowiego i ustępują szybko po zmianie diety dziecka. Alergeny pokarmowe są także przyczyną poważniejszych objawów przewlekłych (dysfagia, ulewania, refluks żołądkowo-przełykowy, wymioty, bóle brzucha, biegunka, zaburzenia wzrastania), które mogą być wynikiem zapalenia jelita cienkiego i okrężnicy wywołanego przez białka pokarmowe lub eozynofilowego zapalenia poszczególnych pięter przewodu pokarmowego. Większość powyższych reakcji nie jest zależna od IgE, jedynie w przypadku zapalenia eozynofilowego przewodu pokarmowego wykryto u części chorych mechanizm zależny od IgE.

Tabela 1. Najczęstsze fenotypy kliniczne alergii na pokarmy⁸

Alergia na pokarmy może być również przyczyną objawów ze strony skóry i tkanki podskórnej – mogą to być zależne od IgE reakcje natychmiastowe (pokrzywka, obrzęk naczynioruchowy) czy rzadko spotykane kontaktowe zapalenie skóry. Jednak najczęstszym fenotypem alergii na pokarmy jest atopowe zapalenie skóry, które tylko w części przypadków wywołane jest przez reakcje zależne od IgE (tzw. prawdziwie atopowe atopowe zapalenie skóry).

Objawy alergii na pokarmy dotyczące układu oodechowego są związane w większości z obrzękiem krtani lub astmą, w dużej częsci w wyniku reakcji z udziałem przeciwciał IgE (tab. 1).

Zasady rozpoznawania alergii pokarmowej

Tabela 2. Patomechanizm immunologiczny w alergii na pokarmy

W procesie diagnostycznym alergii na pokarmy kluczowe jest określenie, czy objawy chorobowe mogą być związane z reakcją mediowaną przez przeciwciała IgE, gdyż informacja ta zdecydowanie ułatwia diagnostykę różnicową (tab. 2). W przypadku alergii na białka mleka krowiego jednak tylko 27% reakcji zachodzi z udziałem przeciwciał IgE, natomiast w 52% reakcji mechanizm jest niezależny od IgE, pozostałe to postaci mieszane, zależne lub niezależne od IgE. ⁷ Kolejnym krokiem jest określenie stopnia ciężkości objawów klinicznych, gdyż pozwala to na szybkie wyodrębnienie chorych z objawami alarmowymi, ponieważ ta grupa wymaga szybkiego i intensywnego leczenia.

Powyższe cele diagnostyczne można osiągnąć, przeprowadzając szczegółowy wywiad lekarski, wnikliwe badanie przedmiotowe oraz wiarygodne badania diagnostyczne, do których należą punktowe testy skórne z alergenami komercyjnymi i natywnymi, ocena stężenia w surowicy przeciwciał IgE swoistych dla alergenów pokarmowych (ImmunoCAP) oraz diagnostyka molekularna oparta na ocenie obecności przeciwciał w stosunku do poszczególnych komponentów alergenowych (ImmunoCAP ISAC).

Tabela 3. Przydatność procedur diagnostycznych w rozpoznawaniu alergii na pokarmy³

Wykonywanie atopowych testów płatkowych budzi kontrowersje, ponieważ brakuje standaryzacji zarówno preparatów diagnostycznych, jak i kryteriów oceny wyników tych testów. ³ Mało przydatna jest też ocena całkowitego stężenia IgE w surowicy, natomiast ze względu na możliwość wystąpienia wstrząsu anafilaktycznego w diagnostyce alergii na pokarmy nie należy rutynowo wykonywać testów śródskórnych. ³ Nie zaleca się także oznaczania stężenia swoistych dla alergenów pokarmowych przeciwciał w klasie IgG, wykonywania testów cytotoksycznych czy biochemicznej analizy włosów ze względu na brak wiarygodnych badań klinicznych oceniających wartość i powtarzalność tych metod diagnostycznych (tab. 3). ³

Ponieważ nawet dokładny wywiad lekarski jest często mylący, a badania diagnostyczne często niewystarczające, nadal złotym standardem w diagnostyce alergii na pokarmy jest doustny test prowokacji z danym alergenem, w większości otwarty lub wykonany metodą podwójnie ślepej próby kontrolowanej placebo (w warunkach klinicznych). ^{3, 8}

Tabela 4. Parametry wysokiego ryzyka (95%) dodatniej próby prowokacyjnej w alergii na pokarmy

Rycina 1. Algorytm diagnostyczny w alergii na pokarmy (zmodyfikowany przez autorów).^3,12

Przed wykonaniem testu prowokacji konieczna jest 2-4 tygodniowa dieta eliminacyjna z oceną poprawy klinicznej lub jej braku po zastosowaniu tejże diety. Testu prowokacji nie powinno się wykonywać w przypadku dużego prawdopodobieństwa wystąpienia reakcji zależnej od IgE, określonego na podstawie szczegółowego wywiadu, badania przedmiotowego oraz wykonanych skórnych testów punktowych, atopowych testów płatkowych czy oceny stężenia swoistych alergenowo IgE w surowicy (tab. 4). ^{3, 12} Jeżeli udział przeciwciał IgE w wywoływaniu objawów jest wątpliwy i w wywiadzie nie było anafilaksji, test prowokacji z danym alergenem pokarmowym jest konieczny, chociaż w zależności od danych z wywiadu i obrazu klinicznego powinien być wykonywany w warunkach pozwalających na natychmiastową pomoc medyczną, zawsze pod nadzorem lekarskim. W przypadku jednoznacznego udziału mechanizmów niezależnych od IgE doustny test prowokacji jest podstawą rozpoznania, chociaż jeżeli wcześniej po podaniu badanego pokarmu występowały reakcje anafilaktyczne, do rozpoznania wystarczy dokładnie zebrany wywiad oraz ustąpienie objawów po zastosowaniu diety eliminacyjnej. ¹ W przypadku eozynofilowego zapalenia poszczególnych pięter przewodu pokarmowego konieczna jest endoskopia przewodu pokarmowego z biopsją i oceną patomorfologiczną wycinka (ryc. 1).

Zasady leczenia alergii pokarmowej

Podstawą leczenia objawów alergii na pokarm jest dieta eliminacyjna do 9-12 miesiąca życia, trwająca co najmniej 6 miesięcy. Zwykle jeżeli objawy ustąpią, próbę prowokacyjną z danym pokarmem można przeprowadzać nie częściej niż co 4-6 miesięcy. Do leczenia objawów alergii pokarmowej wprowadza się obecnie nowe metody terapeutyczne prowadzące do indukcji tolerancji immunologicznej, m.in. dietę złożoną z pokarmów poddanych obróbce wysokotermicznej („pieczone” jajo, mleko), podawanie mieszanek ziół chińskich, immunoterapię doustną lub podjęzykową oraz immunoterpię podskórną rekombinowanymi alergenami głównymi. ¹³

Rycina 2. Wskazania do zastosowania mieszanki elementarnej w alergii na białka mleka krowiego.

W przypadku objawów alergii na białka mleka krowiego u niemowlęcia i braku możliwości karmienia naturalnego postępowaniem z wyboru jest zastosowanie mieszanki o wysokim stopniu hydrolizy. Wyjątkiem jest eozynofilowe zapalenie przełyku/żołądka/jelit, ciężka postać alergii na białka mleka krowiego (np. atopowe zapalenie skóry ciężkiego stopnia, ciężki przebieg zapalenia jelita cienkiego i okrężnicy wywołanego przez białka pokarmowe) oraz przebyta reakcja anafilaktyczna na białka mleka krowiego. Wówczas zaleca się rozpoczynanie leczenia dietetycznego od mieszanki elementarnej (aminokwasowej). Mieszankę elementarną stosuje się też w przypadku objawów uczulenia na hydrolizaty (10% niemowląt karmionych mieszanką o wysokim stopniu hydrolizy) (ryc. 2). W przypadku gdy dziecko z objawami alergii na białka mleka krowiego jest karmione piersią, zaleca się matce zastosowanie diety bezmlecznej z równoczesną suplementacją wapnia.

Diagnostyka molekularna oparta na komponentach alergenowych w ropoznawaniu alergii pokarmowej

Tabela 5. Przykłady rodzin homologicznych alergenów pokarmowych

Tabela 6. Wybrane główne alergeny pokarmowe¹⁶

Tabela 7. Wybrane alergeny pokarmowe należące do rodziny PR-10

Tabela 8. Wybrane alergeny pokarmowe należące do rodziny profilin

Tabela 9. Wybrane alergeny pokarmowe pochodzenia roślinnego z grupy dużego ryzyka anafilaksji

Tabela 10. Wybrane alergeny pokarmowe pochodzenia zwierzęcego z grupy dużego ryzyka anafilaksji

Tabela 11. Wybrane alergeny będące markerami przetrwałej alergii pokarmowej¹⁷

W ciągu ostatnich kilku lat diagnostyka alergii pokarmowej zależnej od przeciwciał w klasie IgE wzbogaciła się o nową metodę diagnostyczną opartą na ocenie występowania w surowicy chorego przeciwciał skierowanych przeciwko tzw. komponentom alergenowym. Dotychczasowe metody wykrywania swoistych alergenowo przeciwciał w klasie IgE pozwalały na określenie występowania przeciwciał w stosunku do ekstraktu alergenu natywnego. Jednak ekstrakt alergenu natywnego pochodzi z całego źródła alergenowego i jest mieszaniną polisacharydów, lipidów oraz białek, niekoniecznie będących częścią alergenu. Natomiast w obrębie danego alergenu można wyróżnić komponenty alergenowe złożone z łańcuchów polipeptydowych ułożonych w struktury przestrzenne tworzące tzw. alergeny większe lub mniejsze. Z kolei w każdym alergenie mniejszym lub większym wyróżnia się tzw. epitopy, czyli ułożone przestrzennie lub liniowo łańcuchy aminokwasów. Epitopy mają zdolność bezpośredniego wiązania się z przeciwciałem, a także z wiążącym antygen receptorem limfocytów T lub receptorem limfocytów B. Każdy alergen większy lub mniejszy może posiadać wiele epitopów, przeciwko którym skierowane są swoiste dla nich przeciwciała. Epitopy są w większości swoiste dla danego źródła alergenowego, stąd wykrycie przeciwciał przeciwko epitopom swoistym pozwala na jednoznaczne określenie istotnego alergenu. Jednak część epitopów może mieć strukturę zbliżoną do struktury epitopów znajdujących się w innych źródłach alergenowych, nawet odległych gatunkowo. Komponenty alergenowe, których epitopy mają podobną strukturę, nazywamy alergenami homologicznymi. Stopień homologii poszczególnych alergenów warunkuje możliwość wystąpienia reakcji krzyżowych, ponieważ przeciwciało rozpoznaje jedynie epitop, nieależnie od źródła alergenowego, do którego dany epitop należy. ¹⁴ W przypadku homologii alergenów mniejszej niż 30% reakcje krzyżowe są mało prawdopodobne, natomiast są wysoce prawdopodobne w przypadku homologii przekraczającej 80%. Komponenty alergenowe o istotnym wysokim stopniu homologii tworzą rodziny białek; niektóre rodziny z racji powszechnego występowania nazywane sa panalergenami. W przypadku alergii na pokarmy istotny jest stopień homologii alergenów w obrębie rodziny białek przenoszących lipidy (lipid transfer proteins, LTP), rodziny profilin złożonej z białek homologicznych do alergenu bylicy Art v 4 oraz rodziny białek PR-10 (pathogenesis related) będącej homologami dla głównego alergenu brzozy Bet v 1 (tab. 5). W celu ujednolicenia nomenklatury alergenów ich nazwę tworzy się od łacińskiej nazwy rodziny i gatunku, z których pochodzą, np. w przypadku głównego alergenu orzecha arachidowego nazwa Ara h 2 oznacza rodzinę (Arachis), gatunek (hypogaea) oraz kolejność identyfikacji alergenu (2). Poszczególne alergeny różnią się między sobą zdolnością do inicjowania reakcji alergicznej czyli alergogennością, wytrzymałością epitopów na działanie temperatury oraz ich odpornością na trawienie, stąd też znaczenie kliniczne poszczególnych alergenów jest bardzo zróżnicowane. Najważniejsze znaczenie kliniczne mają te alergeny, które są zdolne do wywołania reakcji anafilaktycznej. Najbardziej anafilaktogenne są białka magazynowe (storage proteins), w mniejszym stopniu LTP, a w najmniejszym stopniu białka PR-10 oraz profiliny, które wywołują głównie objawy zespołu alergii jamy ustnej.

Diagnostyka molekularna w alergologii za pomocą techniki mikromacierzy (immuno solid-phase allergen chip, ISAC) pozwala na oznaczenie przeciwciał przeciwko stu kilkudziesięciu oczyszczonym alergenom natywnym lub alergenom rekombinowanym, uzyskanym za pomocą technologii biologii molekularnej. ¹⁵

W przypadku alergii pokarmowej test ISAC umożliwia:

• wykazanie obecności przeciwciał w stosunku do komponentu swoistego dla jednego źródła alergenowego, dając odpowiedź na pytanie, jaki alergen jest główną przyczyną objawów klinicznych, i potwierdzając uczulenie pierwotne (tab. 6)
• wykazanie obecności przeciwciał w stosunku do komponentu dającego reakcje krzyżowe, wskazując na możliwość reakcji na alergeny pochodzące z różnych źródeł alergenowych, nawet odległych gatunkowo (tab. 7 i 8)
• wykazanie obecności przeciwciał w stosunku do komponentu należącego do rodziny białek zapasowych, rodziny białek przenoszących lipidy lub wykazanie obecności przeciwciał w stosunku do komponentu termostabilnego i/lub opornego na trawienie, stwarzając możliwość określenia ryzyka wystąpienia i stopnia ciężkości reakcji anafilaktycznej (tab. 9 i 10)
• wykazanie obecności przeciwciał w stosunku do komponentu, który stwarza większe ryzyko dłuższego przetrwania uczulenia, dając możliwość oceny dalszego przebiegu klinicznego uczulenia oraz perspektywę uzyskania tolerancji danego alergenu (tab. 11)

Diagnostyka molekularna oparta na komponentach alergenowych jest szczególnie przydatna do oceny etiologii objawów alergii pokarmowej u chorych z uczuleniem na wiele alergenów, chorych z niejasnym lub ciężkim obrazem klinicznym choroby, a zwłaszcza u pacjentów, u których wystąpiła anafilaksja lub którzy są nią zagrożeni. I chociaż interpretacja wyników uzyskanych za pomocą diagnostyki molekularnej jest trudna i wymaga dużej wiedzy o znaczeniu klinicznym występowania przeciwciał w stosunku do poszczególnych komponentów alergenowych, to wydaje się, że informacje, które ta metoda diagnostyczna niesie ze sobą, są obecnie niezbędne do prawidłowego rozpoznania i leczenia chorób alergicznych, a zwłaszcza alergii pokarmowej zależnej od przeciwciał klasy IgE.

Konflikt interesów

Autorzy nie zgłaszają żadnych konfliktów interesów związanych z treścią artykułu.