ОРИГІНАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ: КЛІНІЧНІ НАУКИ

ORIGINAL RESEARCH: CLINICAL SCIENCES

DOI

УДК: 616-056.3-07:57.088-07](477.83)

ОСОБЛИВОСТІ МОЛЕКУЛЯРНИХ ПРОФІЛІВ ПАЦІЄНТІВ З АЛЕРГІЄЮ – МЕШКАНЦІВ МІСТА ЛЬВОВА І ЛЬВІВСЬКОЇ ОБЛАСТІ

Світлана Зубченко

Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, Львів, Україна, svitlana_zu@meta.ua

Вступ. Знання та методи дослідження в галузі діагностики алергопатології постійно удосконалюються. Згідно з консенсусом WAO-ARIA-GALEN, молекулярна діагностика – су- часний метод, в основі якого є визначення сенсибілізації організму до різних виділених і очи- щених рекомбінантних і нативних білків. Знання молекулярного профілю пацієнта дає змогу підвищити точність діагностики і на цій підставі визначати етіологічні терапевтичні заходи, профілактичні рекомендації щодо способу життя та поліпшення його якості.

Мета нашої праці – проаналізувати особливості молекулярних профілів пацієнтів з алергією

мешканців міста Львова та Львівської області.

Матеріали та методи. Групу дослідження становили 100 пацієнтів з алергічною симптоматикою, 52,0% жінок і 48,0% чоловіків, віком 25,2±9,5 років, 39,0% осіб – мешкан- ців міста Львова і 51,0% осіб – мешканців сільської місцевості Львівської області. Виконува- ли загальні клінічні й інструментальні дослідження. Специфічні алергологічні дослідження: шкірні прик-тести до аероалергенів (Inmunotek, Іспанія), рівень загального сироваткового IgE, екстрактів алергенів і специфічних IgE до компонентів алергенів визначали за допомогою колориметричного ферментного аналізу (Macro Array Diagnostic) ALEX, Австрія.

Результати досліджень та обговорення. За результатами шкірних прик-тестів найвищий (56,0%) рівень сенсибілізації був до екстракту суміші трав, найнижчий (20,0%) до екстракту цвілевих грибків. У 52,0% пацієнтів виявлена полісенсибілізація, у 6,0% – моно, у 5,0% – результати ШПТ були негативними. Результати молекулярних досліджень: полісенсибілізація
у 77,0% осіб, моносенсибілізація – в 11,0 %, а в 12,0% – ALEX негативний. Особливості моносенсибілізації – найчастіше (37,0%) виявлена до харчових алергенів м’яса й аероалергенів пилку трав (27,0%); до риби і домашніх тварин спостерігалась лише у мешканців міста. Гіпер- IgE-синдром виявлений у 45,0% осіб (від 138,2 МО/мл до 2315,7 МО/мл). Серед груп джерел алергенів найчастіше визначена сенсибілізація до пилку трав (49,0%), дерев (43,0%), домашніх тварин (38,0%), КДП (37,0%), а найменше – до алергенів молока (3,0%), тарганів (2,0%) та інших алергенів (1,0%). Розподіл груп білків за частотою виявлення такий: PR 10 (30,0%), NPC2 (28,0%), ліпокаліни (16,0%), полькальцини (15,0%) і профіліни (14,0%) випадків.

Висновки. Компонентне дослідження сенсибілізуючого профілю пацієнтів з алергією дає змогу вносити персоніфіковані рекомендації у спосіб життя пацієнтів, призначати етіотропну алерген-імунотерапію з прогнозом її ефективності.

Ключові слова: Mолекулярна діагностика, мажорний алерген, перехресна реактивність, сенсибілізуючий профіль, алергенні білки

Оригінальні дослідження: клінічні науки Original research: clinical sciences

FEATURES OF THE MOLECULAR PROFILE OF ALLERGIC PATIENTS – RESIDENTS OF LVIV AND LVIVSKYJ REGION

Svitlana Zubchenko

Danylo Halytsky Lviv National Medical University, Lviv, Ukraine, svitlana_zu@meta.ua

Introduction. Knowledge and investigation methods in the field of allergopathy diagnosis are constantly improving. According to the WAO-ARIA-GALEN consensus, molecular diagnostics is a modern method, which implies determination of body sensitization to different isolated and pu- rified recombinant and native proteins. The knowledge of a patient’s molecular profile enables to improve the accuracy of the diagnosis and, thus, determine etiological therapeutic measures and preventive recommendations for lifestyle and improvement of its quality.

The aim of our research was to analyze peculiarities of molecular profiles of allergic patients – residents of Lviv city and region.

Materials and methods. An investigation group included 100 patients with allergy symptoms, 52.0% of women and 48.0% of men aged 25.2±9.5 years; 39.0% of individuals were residents of Lviv and 51.0% were residents of rural areas in Lviv region. General clinical and instrumental investigations were performed. Specific allergological examinations were performed – skin prick tests to aeroallergens (Inmunotek, Spain), total serum IgE, extracts of allergens and specific IgE to allergen components, which were identified by means of colorimetric enzymatic assay (Macro Array Diagnostic) ALEX, Austria.

Test results and their discussion. Based on the results of skin prick-tests, the highest (56.0%) sensitization level was observed to an extract of herb mixture, and the lowest (20.0%) – to an extract of mould. Polysensitization was detected in 52.0% of patients, mono – in 6.0%, skin prick-test results were negative in 5.0% of patients. Results of molecular tests: polysensitization – in 77.0% of individuals, monosensitization – in 11.0%; ALEX was negative in 12%. Peculiarities of monosensitization: it was most frequent (37.0%) to meat allergens and aeroallergens of herb pollen (27.0%); only in urban residents: to fish and domestic animals. Hyper-IgE-syndrome was detected in 45.0% of individuals (from 138.2 IU/ml to 2315.7 IU/ml). Among groups of allergen sources, sensitization to herb pollen (49.0%), trees (43.0%), domestic animals (38.0%), house dust mites (37.0%) was common, while sensitization to milk allergens (3.0%), cockroaches (2.0%), and other allergens (1.0%) was the most common. Distribution of protein groups by the incidence of detection was the following: PR 10 (30.0%), NPC2 (28.0%), lipocalins (16.0%), polcalcins (15.0%), and profilins (14.0%).

Conclusions. Component examination of sensitization profile of allergic patients enables to suggest personal recommendations for patient lifestyle, administer etiotropic allergen immunotherapy with prognosis of its efficacy.

Disclosures. No conflicts of interest, financial or otherwise, are declared by the author.

Key words: Molecular diagnostics, major allergen, cross reactivity, sensitization profile, allergenic proteins

Вступ. Знання та методи дослідження в га- лузі діагностики алергопатології постійно удосконалюються. Сьогодні для практичних алергологів настав час їх узагальнити, щоб

підвищити точність діагностики і на цій під- ставі визначати етіологічні терапевтичні захо- ди, профілактичні рекомендації щодо способу життя пацієнтів з алергічними хворобами.

Оригінальні дослідження: клінічні науки Original research: clinical sciences

Згідно з консенсусом WAO-ARIA-GALEN, моле- кулярна (компонентна) діагностика – сучасний метод, в основі якого є визначення сенсибілі- зації організму до різних виділених і очище- них рекомбінантних (r) і нативних (n) білків [4]. Найважливіша особливість цього методу

можливість виявлення первинних видоспе- цифічних алергенів і маркерів перехресної реактивності чи паналергенів. За наявності у пацієнта сенсибілізації лише до первинних ви- доспецифічних (мажорних) алергенів ефект від алерген-імунотерапії (АІТ) може досягати 85-90%. Натомість виявлення значних титрів sIgE до мінорних алергенів за відсутності сен- сибілізації до головного алергену свідчить про неефективність АІТ [6, 16].

Мета наших досліджень – проаналізувати особливості молекулярних профілів пацієн- тів з алергією – мешканців міста Львова і Львівської області.

Матеріали та методи. У рандомізований спосіб обстежено 163 хворих, які звернулись на консультативний прийом у Львівський регіональний медичний центр клінічної іму- нології та алергології впродовж 2017-2018 років із попередньою стратифікацією за на- явністю алергічної симптоматики. У групу для подальшого дослідження увійшло 100 хворих з відповідною симптоматикою, з них 52 (52,0%) жінок і 48 (48,0%) чоловіків, вік яких становив 25,2±9,5 років. Серед па- цієнтів було 39,0% осіб – мешканців міста Львова і 51,0% осіб – мешканців сільської місцевості Львівської області.

Усім пацієнтам проведено комплексне клі- ніко-лабораторне обстеження, інструмен- тальні, цитологічні та специфічні алерго- логічні дослідження. Шкірні прик-тести (ШПT) виконували екстрактами алерге- нів (Inmunotek, Іспанія), формулювання й оцінку результатів проводили відповідно до європейських вимог [3]. Оцінку функції зо- внішнього дихання виконували на підставі результатів спірометрії (Vitalograf ALPHA № AL011734, Німеччина).

Рівень загального сироваткового IgE, екстр- актів алергенів і специфічних IgE до компо- нентів алергенів (sIgE) визначали за допомо- гою колориметричного ферментного аналізу (Macro Array Diagnostic) ALEX, Австрія.
Дослідження проводилось відповідно до 7-го перегляду принципів Гельсінської де- кларації прав людини (2013), Конвенції Ради Європи про права людини і біомедици- ну та відповідних законів України.

Результати досліджень аналізували з ви- користанням методу варіаційної статисти- ки за допомогою програми STATISTICA 6 (Statsoft, USA) із застосуванням t-критерію Стьюдента.

Результати досліджень та обговорення Згідно з першим етапом алергодіагностики – усім пацієнтам проведено ШПТ екстрактами суміші різних груп респіраторних алергенів. Зауважимо, що хворим зі шкірними проява- ми в анамнезі ШПТ проводили у фазі ремісії. За результатами ШПТ виявлено: у 56,0% хворих була сенсибілізація – до екстракту суміші трав, у 47,0% – до алергенів весня- них дерев, у 43,0% – до алергенів домашніх тварин (кіт, собака), у 43,0% – до алерге- нів кліщів домашньої пилу (КДП), у 32,0% – суміші бур’янів, у 20,0% – цвілевих грибків (A. Alternata). У 52,0% пацієнтів виявлено полісенсибілізацію, у 6,0% – моно, у 5,0% – результати ШПТ були негативними.

Пацієнтам зі скаргами на кашель і періо- дичну задишку проведено оцінку функції зо- внішнього дихання – відхилень у показниках спірометричних досліджень не виявлено.

Наступний етап нашої роботи – проведен- ня молекулярних досліджень за допомогою мультиплексного методу виявлення сенси- білізації до 160 екстрактів алергенів, 122 алергенних молекул і рівня загального IgE (ALEX).

Як засвідчили результати досліджень, полі- сенсибілізація виявлена у 77,0% осіб, моно- сенсибілізація – в 11,0% хворих, а в 12,0%
жодної сенсибілізації (до наявних в ALEXі екстрактів і компонентів) не виявлено (рис. 1). Загалом серед моносенсибілізованих осіб найчастіше (37,0%) виявлена сенсибі- лізація харчовими алергенами м’яса (кроли- ка) й аероалергенами пилку трав (27,0%), решту – порівну по 9,0% становили алерге- ни домашніх тварин, риби, КДП і цвілевих грибків.

Оригінальні дослідження: клінічні науки Original research: clinical sciences

Дослідження загального сироваткового IgE виявили, що в більшої половини (55,0%) хворих цей показник був у межах норми (IgE<100 МО/мл). У 45,0% осіб з алергопа- тологією збільшені рівні загального IgE ко- ливались у межах від 138,2 МО/мл до 2315,7 МО/мл. У 4 (33,3%) пацієнтів з негативним ALEX-дослідженням значення загально- го IgE було також більше від норми. Цей факт можна пояснити тим, що збільшення загального сироваткового IgE буває також при паразитарній інвазії, аутоімунних, онко- логічних, імунодефіцитних процесах тощо. У багатьох випадках клінічна симптомати- ка зазначених патологічних станів подібна до алергічної. Відтак ці пацієнти увійшли до групи тих, які потребують диференцій- них анамнестичних, клінічних обстежень і, відповідно, додаткових лабораторно-інстру- ментальних досліджень.

Рис. 1. Результати дослідження ALEX

Провівши аналіз груп джерел алергенів, ми виявили, що найчастіше серед пацієнтів гру- пи дослідження спостерігалась сенсибіліза- ція до аероалергенів: пилку трав (49,0%), дерев (43,0%), домашніх тварин (38,0%), КДП (37,0%), а найменше – до алергенів молока (3,0%), тарганів (2,0%) та інших
алергенів (1,0%) (рис. 2).

Щодо груп білків, то розподіл, як і варто було очікувати, виявився таким: найчастіше була сенсибілізація до родини патогенез-а- соційованих білків 10 (англ. pathogenesis- related proteins, PR-10) – 30,0% випадків, NPC2 білків (англ. Niemann-Picktype C2
proteins – members of the MD-2-related lipid recognition family) – 28,0%, а також – лі- покалінів – 16,0%, полькальцинів (або кальцій 2+–зв’язуючих білків) – 15,0% і профілінів – 14,0% випадків (рис. 3).

Рис. 2. Розподіл за частотою виявлення груп джерел алергенів

Рис. 3. Розподіл за частотою виявлення груп алерген- них білків

Наступним етапом нашої роботи було про- ведення детального порівняльного аналізу за групами компонентів алергенів і їх роз- поділом залежно від місця проживання сен- сибілізованої особи.

Результати досліджень виявились та- кими.
Нами встановлено, що частота поширен- ня головних алергенів пилків трав стано- вила 48,1%. Розподіл між поширеністю компонентів алергенів був таким: мажорні компоненти тимофіївки лучної та пажитни- ці багаторічної – ß-експансини (rPlh p 1 – 37,0%; nLol p 1 – 37,0%), експансини – rPlh
p 2 (14,0%), білки 5 і 6 груп трав (rPlh p
5.0101 – 25,0%; rPlh p 6 – 6,0% випадків).

Оригінальні дослідження: клінічні науки Original research: clinical sciences

У меншій кількості виявлено мінорні алерге- ни трав, відповідальні за перехресні реакції між пилками – профіліни rPlh p 12 – 6,0% і полькальцини – rPlh p 7 – 4,0% випадків. Відомо, що полькальцини – маркери полі- сенсибілізації, однак не володіють пере- хресною реактивністю з харчовими алерге- нами [6, 17].

Серед компонентів дерев найчастіше вияв- лена сенсибілізація до головних (мажорних) алергенів берези rBet v 1 (29,0%), вільхи rAln g 1 (23,0%) і ліщини rCor a 1.0103 (10,0%). Ці компоненти належать до роди- ни термолабільних білків PR-10, а відтак, між ними існують перехресно-реактивні ре- акції [2, 12]. Також ці білки можуть мати перехресну активність з подібними білками низки фруктів, овочів, горіхів, сої і є відпо- відальними за «pollen-food syndrome» [14]. Саме цим фактом і пояснюється наявність оральних алергічних реакцій (OAS) у 10,0% наших пацієнтів при споживанні переліче- них харчових продуктів у сирому вигляді. Були також виявлені мінорні алергени де- рев – профіліни rBet v 2, однак з меншою (7,0%) частотою, які відповідальні за пе- рехресні реакції, в тім числі з алергенами латексу Hev b 8 [15]. У 6,0% пацієнтів ви- явлена також сенсибілізація до мажорних компонентів ясеня (rFra e 1), які належить до nOle e 1 – подібних білків і можуть мати перехресні реакції до подібних білків, у тім числі – оливкових дерев.

Компоненти домашніх тварин виявлені у 37,6% осіб. Мажорні компоненти домашніх тварин були представлені секретоглобулі- ном кота rFel d 1 – 33,0%, ліпокаліном кота rFel d 4 – 3,0% і ліпокаліном собаки rCan f 1 – 6,0% [18, 19]. Цікаво, що алерген rFel d 1 проявлявся лише у моносенсибілізованих осіб, що збігалося з результатами досліджен- ня екстрактів алергенів кота за ШПТ. Мінорні алергени домашніх тварин, які відповідальні за перехресні реакції між різними групами тварин (коні, коти, миші), були менше по- ширені, а саме – ліпокалін rCan f 2 – 6,0% і альбумін nCan f 3 – 3,0% випадків [13, 20].

Сенсибілізація до КДП була у 34,0% осіб. Поширені мажорні алергени з групи NCP2 білків – секретів репродуктивного каналу кліщів – rDer p 2 – 29,0%, rDer f 2 – 20,0%
випадків і фекальних цистеїнових протеаз rDer p 1 – 26,0%, rDer f 1 – 26,0% випадків [5]. Мажорний компонент з високими алер- генними властивостями rDer p 23 виявлений у 22,0% осіб, серед яких у 4-х осіб у вигляді моносенсибілізації. У жодного з обстежених осіб не визначено мінорного алергену rDer p 10, що відповідальний за перехресні ре- акції з морськими продуктами, тарганами та нематодами [1, 21].

Щодо алергенів пилку бур’янів, то вони ви- являлися у 28,1% досліджених осіб. Найпо- ширенішими сенсибілізуючими молекулами були головні алергени полину – дефензин rArt v 1 – 15,0%, амброзії – пектат ліаза rAmb a 1 – 12,0% і мінорний компонент амб- розії з групи дефензинів – rAmb a 4 – 5,0% [6]. Факт виявлення алергенів, у тім числі мажорних, до пилків амброзії вкотре роз- віює міф про відсутність алергії до цієї рос- лини у мешканців західних регіонів Украї- ни. За літературними даними, у зв’язку з сучасними екологічними проблемами, різко змінюються географія поширеності, початок і тривалість пилкування різних рослин, зо- крема Ambrosia trifida.

Серед харчових алергенів поширеними були компоненти яблука – білки родини PR-10 – rMal d 1 – 10,0% випадків, а також білки ро- дини nsLTP (англ. non-specific lipid transfer proteins) – rMal d 3 (яблука) – 8,0%, n/rPru p 3 (персика) – 7,0%, Act d 10 (ківі) – 4,0%, які відповідальні за системні алергічні ре- акції. Сенсибілізація до компонентів горіхів така – білки родини PR-10 - rCor a 1.0401 (фундук) – 18,0% і nAra h 8 – 11,0%, та білки 11S глобуліни nAra h 9 – 5,0%, nsLTP – nAra h 3 – 3,0%. Компоненти алергенів риби були більше поширеними серед мешканців міста (23,1%) проти сільських мешканців (11,5%) і представлені термостабільними ß-парвальбумінами коропа Сyp c 1 – 9,0% та атлантичної тріски Gad m 1 – 9,0%. По- ширеною (у 13,75% випадків) виявле- на сенсибілізація до м’яса кролика – Oru- meat – 13,0% та сироваткового альбуміну волового м’яса – nBos d 6 – 6,0% випадків [10]. Сенсибілізація до алергенів коров’я- чого молока представлена термолабільни- ми мажорними білками ß -лактоглобуліном nBos d 5 – 3,0%, α-лактоглобуліном nBos d 4 – 1,0% і термостабільним білком казеїном

Оригінальні дослідження: клінічні науки Original research: clinical sciences

nBos d 8 – 1,0% випадків [8]. Сенсибіліза- ція до курячих яєць представлена термос- табільним компонентом – овомукоїдом nGal d 1 – 3,0% і термолабільним компонентом
овальбуміном nGal d 2 – у 3,0% випадків.

У 15,9% мешканців Львова й області ви- явлена сенсибілізація до цвілевих грибів. Найпоширенішим алергеном був грибок Alternaria alternatа, а саме компонент з ро- дини білків Alt a 1-Family – rAlt a 1 – 15,0% випадків [7, 22].

Сенсибілізація алергенами латексу виявле- на в 11,0% осіб. Серед компонентів латексу був лише профілін nHev b 8 – 5,0%, який володіє перехресною реактивністю з харчо- вими та пилковими алергенами [15].

Щодо інсектних алергенів, то ми сенсибілі- зували 9,6% осіб. Головними алергенами виявились компоненти отрути бджоли медо- носної з родини білків фосфоліпази А2 – r/ nApi m 1 – 6,0%, родини Icarapin Variant 2
rApi m 10 – 6,0% і гіалуронідаза rApi m 2 у 3,0% випадків. Відомо, що головні алергени отрути бджоли медоносної відповідальні за ускладнені локальні та тяжкі системні реак- ції, в тім числі анафілаксію [9, 11].

Ми проаналізували результати отриманих ШПТ до екстрактів різних груп аероалер- генів і компонентних досліджень до анало- гічних алергенів. Порівняльний аналіз ви- явив, що розбіжність між позитивними ШПТ до екстрактів аероалергенів (сумішей трав, дерев, бур’янів, КДП, кота, собаки, цвілевих грибків) і результатами компонентних дослі- джень становила в середньому 5,7%. Це по- яснюється наявністю в комерційних екстрак-

тах молекул з перехресною реактивністю, а також гіперчутливістю шкіри при іншій су- путній патології (наявності паразитарної чи іншої грибкової інфекцій, аутоімунних проце- сів тощо). Зауважимо також, що у пацієнтів з негативними компонентними дослідженнями ALEX, ШПТ були також негативні.

Отож, визначення індивідуального профілю сенсибілізації пацієнта має принципове клі- нічне значення у пацієнтів з полісенсибілі- зацією та в осіб з моносенсибілізацією для діагностики ймовірних перехресних реакцій, вибору правильної тактики лікування з про- гнозом ефективності та припису персоніфі- кованих рекомендацій щодо способу життя.

Висновки

1 У пацієнтів з алергопатологією (Львів, Львівська область) полісенсибілізація вияв- лена у 77,0%.

Серед 11,0% моносенсибілізованих осіб найчастіше виявлені алергени м’яса (кроли- ка), пилку трав, домашніх тварин.
У 45% – виявлено гіпер IgE- синдром.
Найпоширеніші джерела алергенів – пи- лок трав, дерев, алергени домашніх тварин, кліщів домашнього пилу.
Найпоширеніші групи білків – PR 10, NPC 2, Lipocalin.
Компонентне дослідження сенсибілізую- чого профілю пацієнтів з алергією дає змо- гу вносити персоніфіковані рекомендації у спосіб життя пацієнтів, призначати еті- отропну алерген-імунотерапію з прогнозом її ефективності.