Vorteile der Komponentendiagnose - Phadia.com Companies/Germany/Veranstaltungen - Handouts... · Probleme in der Diagnostik mit Allergenextrakten •Die Extrakte variieren bzgl. Allergengehalt.

Vorteile der Komponentendiagnostik

Dr. Christian Lupinek

Inst. f. Pathophysiologie und Allergieforschung

Medizinische Universität Wien

8. Wiener Komponentenschule

2. September 2016

Diagnose der Typ I Allergie

Allergen- extrakte

Serologie und Provokationstests

Allergen- moleküle (=Kompo-nenten)

Anamnese

ASIT? Allergen-vermeidung?

(Notfall-) Medikation?

Woraus bestehen Allergenextrakte?

Allergenquelle Allergenextrakt nicht-allergene Komponenten

Allergene

Probleme in der Diagnostik mit Allergenextrakten

• Die Extrakte variieren bzgl. Allergengehalt.

• Wichtige Allergene können fehlen oder in

nur sehr geringen Mengen vorhanden sein.

• Sie enthalten viele unbestimmte

Bestandteile.

• Kontamination mit Allergenen aus anderen

Allergenquellen ist möglich.

• Neue Richtlinien für die Zulassung von SPT-

Testlösungen manche Extrakte nicht

mehr verfügbar.

SPT Ergebnisse mit verschiedenen Extrakten unterscheiden sich zum Teil erheblich

Zusammenfassung der Hauttestergebnisse von 10 Gräserpollenallergikern

M. Focke et al., Clin Exp Allergy, 2008

Jeder Patient ist anders

Sens.profile von 10 Gräserpollen-allergikern

R. Valenta et al., Clin Exp Allergy, 1999

Diagnose mit Allergenextrakt Komponentendiagnostik mit rekombinanten Allergenen

Identifikation der Allergenquelle Identifikation des krankheitsauslösenden Moleküls

Was ist Komponentendiagnostik?

Was ist Komponentendiagnostik?

1

3

4

5

6

7

8

9

2

1 4 7

2 5 8

3 6 9

1 4 7

5 8

3 6 9

2

1. Charakterisierung von Allergenen

2. Herstellung rekombinanter Allergene

3. Messen von allergen-spezifischen Antikörpern

Haupt- und Nebenallergene

• Hauptallergene – bei >50% der Patienten IgE nachweisbar

– z.B. Birkenpollen: Bet v 1 Gräserpollen: Phl p 1, Phl p 4, Phl p 5, Phl p 6

• Nebenallergene – bei ≤50% der Patienten IgE nachweisbar

– oft verantwortlich für Kreuzreaktionen

– z.B. Profiline: Bet v 2 (Birke) Phl p 12 (Gräser)

Kreuzreaktive Allergene

Grundlage: Antikörper, die gegen ein bestimmtes Allergen gerichtet sind, erkennen ein ähnliches Protein einer anderen Allergenquelle.

• IgE Kreuzreaktivität ist dafür verantwortlich, dass es IgE Reaktivität zwischen verschiedenen Allergenquellen gibt.

• Beispiele:

Profilin: Bet v 2 (Birke), Phl p 12 (Gräser)

Ca2+-bindende Allergene: Bet v 4 (Birke), Phl p 7 (Gräser)

Kreuzreaktion von Bet v 1, dem Hauptallergen der Birke, mit Allergenen aus anderen Allergenquellen

L. Kazemi-Shirazi et al., Int Arch Allergy Immunol, 2002

Profiline sind kreuzreaktive Moleküle in vielen eukaryotischen Zellen

L. Kazemi-Shirazi et al., Int Arch Allergy Immunol, 2002

Markerallergene

„Spezies-spezifische“ Markerallergene

Genuine Sensibilisierung gegen eine spezielle

Allergenquelle

Kreuzreaktive Markerallergene

Kreuzsensibilisierung

L. Kazemi-Shirazi et al., Int Arch Allergy Immunol, 2002

Markerallergene in Bäumen, Gräsern und Unkräutern

Worin unterscheiden sich Testsysteme für die serologische Allergiediagnostik?

1) Extrakt- vs. Komponenten-basierte Tests.

2) Singleplex vs. Multiplex Technologien.

3) Menge an immobilisiertem Allergen.

Überschuss an immobilisiertem Allergen

keine Kompetition zwischen Allergen-

spezifischem IgE und IgG, nahezu vollständige

Bindung des spez. IgE

http://www.immunocapinvitrosight.com/

Singleplex Tests zur Detektion von Allergen-spezifischem IgE und IgG

R. Hiller et al., FASEB J, 2002

Gereinigte Allergenmoleküle

Allergen-Microarray

Multiplex Tests zur Detektion von Allergen-spezifischem IgE und IgG

1. Sensibilisierungs-Profil

2. Intensität der Signale (festgelegt durch Affinität und Konzentration der Antikörper)

3. Detektion von verschiedenen Isotypen, Kompetition zw. Antikörpern versch. Isotypen, die an das selbe Epitop binden

Multiplex Tests zur Detektion von Allergen-spezifischem IgE und IgG

Birch Ash Plane tree Grass Alternaria Mugwort Ragweed

Quelle: www.pollenwarndienst.at

Beispiel: Patient mit RC von Frühling bis Herbst

Allergie gegen Birke ± Esche ± Platane ± Gräser ± Alternaria ± Beifuß ± Ambrosia…?

Microarray-Ergebnisse entschlüsseln komplexe Sensibilisierungsprofile

Fallbeispiel: Fedenko et al., PAI 2016

Vladimir E., 6 Jahre alt • Erste Anzeichen von AD mit 3 Monaten, Exazerbation nach Konsum von Milch (Kuh, Ziege), rohem Gemüse und Früchten, Hühnerfleisch, Hühnerei, Soya und Weizen

• Bis zum 4. LJ permanenter, jedoch milder Verlauf, dann schwere Exazerbation (Auslöser unklar)

• Seither schwere, permanente Symptome system. und topische Corticosteroide in steigender Dosis, Antihistaminika, nur kurzfristige Effekte

• 5. LJ: weitere Verschlechterung der AD erstmals Allergiediagnostik E. Fedenko et al., Pediatr Allergy Immunol, 2016

MAST –test (multiple-allergosorbent allergy testing, Hitachi, USA)

Fallbeispiel: Fedenko et al., PAI 2016

Therapieumstellung: • Gabe von Ciclosporin (75mg/d) moderate Wirksamkeit Dosissteigerung (100mg/d)

• Schwere Herpes Simplex Eruption Gabe von Aciclovir, Ciclosporin zwischenzeitlich gestoppt

Ernährung: • Seit dem 4. LJ stark eingeschränkte Diät (Schweinefleisch,

Buchweizen, gekochtes Gemüse) • Im 4. LJ schweres Angioödem und Urtikaria nach Verzehr

von Schweinefleisch, welches in Erbsensuppe gekocht wurde

Fallbeispiel: Fedenko et al., PAI 2016

E. Fedenko et al., Pediatr Allergy Immunol, 2016

Fallbeispiel: Fedenko et al., PAI 2016

E. Fedenko et al., Pediatr Allergy Immunol, 2016

Fallbeispiel: Fedenko et al., PAI 2016

ISAC – Zusammenfassung: • Sens. gegen bestimmte Nahrungsmittel

Hühnerei: Gal d 1, 2, 3 Kuhmilch: Bos d 4, 5, 8 Speicherproteine versch. Nüsse Erdnuss: Ara h 1, 2, 3, 6 Soya: Gly m 5, 6 Weizen: Tri a 11, 14, 19

• Keine/schwache Sens. gegen Fisch, Rindfleisch, Schweinefleisch, Hühnerfleisch, Shrimps

• Sens. gegen LTP (inkl. Weizen-LTP) • Respiratorische Allergene: nur Bet v 1, Asp f 6, Hev b 1

und 6

E. Fedenko et al., Pediatr Allergy Immunol, 2016

Therapieumstellung: • Ciclosporin gestoppt • Nur topische Therapie

(Corticosteroide, Hautpflege) und Antihistaminika

• Ernährung mit Aminosäurepräparation (Neocate) schrittweise Nahrungsmittel, die im ISAC negativ bzw. nur schwach pos. waren, in die Diät wieder eingeführt (Fisch, Hühnerfleisch, Schweinefleisch, Rindfleisch, Erdäpfel, Reis)

Rasche Besserung der Hautsymptomatik, seither keine Exazerbationen

Fallbeispiel: Fedenko et al., PAI 2016

E. Fedenko et al., Pediatr Allergy Immunol, 2016

1. Sensibilisierungs-Profil

2. Intensität der Signale (festgelegt durch Affinität und Konzentration der Antikörper)

3. Detektion von verschiedenen Isotypen, Kompetition zw. Antikörpern versch. Isotypen, die an das selbe Epitop binden

Multiplex Tests zur Detektion von Allergen-spezifischem IgE und IgG

Keine klinische

Verbesserung

Allergen-spezifische Immuntherapie (AIT)

Keine Immunantwort auf bestimmte

Allergene?

Unzureichende Immunantwort

auf die Impfung?

Zusammensetzung der Vakzine?

Monitoring der Allergen-spezifischen Immuntherapie

Sehr hoher Ausgangswert

des spez. IgE vor Beginn der AIT?

Monitoring der Allergen-spezifischen Immuntherapie

Blockierende Antikörper

S. Flicker et al., Int Arch Allergy Immunol, 2003

Extrakt-basierte IgG-Serologie

Komponenten-basierte IgG-Serologie (ImmunoCAP)

Monitoring der Allergen-spezifischen Immuntherapie

Blockierende Antikörper

Serologische Tests mit Allergenüberschuss

C. Lupinek et al., Curr Treat Options Allergy, 2016

Serologische Tests mit geringen Allergenmengen

Microarrays detektieren blockierende Antikörper

C. Lupinek et al., Curr Treat Options Allergy, 2016

Geringer Titer blockierender Antikörper

Microarray

ImmunoCAP

Hoher Titer blockierender Antikörper

Menge inkorporierter Allergenmoleküle

C. Lupinek et al., Curr Treat Options Allergy, 2016

Patient 1

SCIT (Birke and Gräser)

IgE

IgG1

IgG4

Bet v 1 t1 (1.2.2010) t3 (13.8.2010) t2 (25.5.2010)

Grass

Egg

IgE

IgG1

IgG4

Patient 2

SCIT (Birke und Gräser)

t1 (5.1.2010) t3 (29.6.2010) t2 (12.4.2010)

Egg

Bet v 1

Grass

Cyn d 1

Milk

IgE

IgG1

IgG4

Patient 3

SCIT (Gräser) t1 (5.1.2010) t3 (27.7.2010) t2 (20.4.2010)

Egg

Bet v 1

Grass

Komponentenbasierte Diagnostik liefert wertvolle diagnostische Informationen

• Erstellung eines individuellen Sensibilisierungsprofils des Patienten

• DD: Ko-Sensibilisierung – Kreuz-Sensibilisierung

• Größere Treffsicherheit bei der Indikationsstellung für eine Immuntherapie

• Verlaufskontrolle der Immuntherapie

Der MeDALL-Chip

Calibrated for detection of allergen-specific IgE, IgG,

IgG4 and IgA

The MeDALL micro-array comprises 176 different allergens

IgE-concentration (ng/ml)

ISU

0 100 200 300 400 500 600 7000

50

100

150

IgE-concentration (ng/ml)

ISU

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

Hohe Sensitivität des MeDALL-Chips für IgE

0.1UA/ml ≙ 0.24ng/ml

IgG-concentration (ng/ml)

ISU

-G

0.0 0.1 0.2 0.30.0

0.5

1.0

1.5

2.0 IgG-concentration (ng/ml)

ISU

-G

0 200 400 600 800 10000

50

100

150

200

Hohe Sensitivität des MeDALL-Chips für IgG

Birth cohorts analysed using the MeDALL-Chip

… - analysed … - pending

Until now, 8750 sera

were analysed

M. Westman et al., J Allergy Clin Immunol, 2014

Sensitisation to PR-10 proteins as a model for the prediction of allergic diseases

Danksagung

Dept. of Pathophysiology and Allergy Research, Medical University of Vienna Rudolf Valenta Eva Wollmann Renata Kiss Sandra Pahr Alexandra Baar Yvonne Resch

Phadia Multiplexing/Thermo Fisher Scientific, Uppsala, Sweden Thomas Schlederer Daniel Ebner Christian Harwanegg

Partners from MeDALL birth-cohorts

BAMSE (Karolinska Institute, Stockholm, Sweden): Magnus Wickman Marianne van Hage Inger Kull Niklas Andersson

ECA (Oslo, Norway)

PIAMA (Netherlands)

ROBBIC (Rome and Bologna, Italy)

EGEA (France)

BiB (Bradford, England)

INMA (Catalonia, Spain)

MeDALL Coordinators Jean Bousquet Josep M. Antó Delphine Smagghe