Таємниці весняної алергії з позиції молекулярного аналізу

​​​​​​​Сучасний стан проблеми 
Весняна сенсибілізація: пилок дерев як основний тригер 
Молекулярна алергологія: від гена до алергену 
Географічне поширення алергенних дерев 
Основні алергенні дерева та їх молекулярні особливості 
Молекулярна діагностика — сучасний підхід до алергології 
Можливості лабораторної діагностики: дослідження Молекулярна діагностика алергії з ALEX² 

Молекулярна діагностика алергічних захворювань відкриває нові горизонти у веденні пацієнтів з полінозом. У статті розглянуто сучасні підходи до діагностики весняної алергії з акцентом на молекулярний аналіз алергенів пилку дерев. Детально описані основні види алергенних рослин, їхні молекулярні компоненти та механізми перехресних реакцій. Стаття буде корисна алергологам, терапевтам, сімейним лікарям та педіатрам, які стикаються з діагностикою та веденням пацієнтів із сезонними алергічними проявами. 

Сучасний стан проблеми 

За останнє століття алергічні захворювання перетворилися з досить рідкісних станів на пандемічну проблему охорони здоров'я. Згідно з консервативними оцінками, приблизно півмільярда людей у всьому світі страждають від алергічного риніту. Пилкові алергени вважаються основним фактором ризику як сезонного алергічного риніту, так і бронхіальної астми, тоді як побутові алергени частіше провокують цілорічний риніт. Проте дослідження показують, що понад 50% пацієнтів із цілорічним алергічним ринітом також сенсибілізовані до пилкових алергенів, хоча профілі сенсибілізації значно варіюють залежно від географічного розташування. 

Весняна сенсибілізація: пилок дерев як основний тригер 

Навесні саме пилок дерев стає причиною розвитку патологічних симптомів. Серед алергенних дерев виділяють представників порядків Fagales (Букоцвітні), Lamiales (Ясноткоцвітні), Proteales (Протейні) і Pinales (Соснові). Сенсибілізація до пилку зазвичай обмежується вітрозапильними рослинами, які складають приблизно 10-18% всіх рослин. 

Ці рослини еволюціонували таким чином, щоб виробляти дрібний, зневоднений пилок з хорошими аеродинамічними властивостями, що дозволяє йому поширюватися на сотні кілометрів і тривалий час циркулювати в повітрі. Важливо відзначити, що алергенні білки зазвичай легко вивільняються під час регідратації пилку на слизових оболонках дихальних шляхів. 

Молекулярна алергологія: від гена до алергену 

Понад 25 років тому був клонований ген, що кодує основний алерген пилку берези Bet v 1, що стало початком ери молекулярної алергології. З того часу ідентифіковано та визнано підкомітетом з номенклатури алергенів ВООЗ/МСІТ (міжнародний союз імунологічних товариств) 53 алергени пилку дерев. 

Молекулярне профілювання алергічної сенсибілізації допомогло з'ясувати імунологічні механізми перехресної реактивності алергенів, а досягнення біохімії виявили структурні та функціональні аспекти алергенних білків. Нові алергенні види дерев та їх алергени постійно ідентифікуються, що робить дослідження в цій галузі висококонкурентними та важливими для клінічної практики. 

Географічне поширення алергенних дерев 

Алергенні дерева поширені практично по всьому світу: 

• Помірні кліматичні пояси Європи, Північної Америки та Азії 
• Середземноморська зона 
• Північна Африка 
• Частини Південної Америки та Південної Африки 
• Індійський субконтинент 
• Частини Австралії 

Цікаво, що в регіонах тропічного клімату алергія на пилок дерев практично відсутня. 

Основні алергенні дерева та їх молекулярні особливості 

Букоцвітні (Fagales) 
Пилок Букоцвітних є основною причиною зимово-весняного полінозу в помірному кліматичному поясі Північної півкулі. Більшість видів мають деревоподібний або чагарниковий вигляд з дуже дрібними одностатевими квітками, які часто ростуть у вигляді сережкоподібних або колосоподібних суцвіть. 

Основні алергени пилку Fagales: 

• Bet v 1 (береза) 
• Aln g 1 (вільха) 
• Car b 1 (граб) 
• Ost c 1 (хміль-граб) 
• Cor a 1 (лісовий горіх) 
• Fag s 1 (бук) 
• Cas s 1 (каштан) 
• Que a 1 (дуб) 

Ці алергени належать до білків класу 10 (PR-10), які включають велику групу аероалергенів і поширених харчових алергенів. Білки PR-10 кодуються різноманітною мультигенною родиною, мають невеликий розмір (близько 160 амінокислот), схожу вторинну структуру і є переважно внутрішньоклітинними та цитозольними. 

Рисунок 1. Білки PR-10 у 3D-моделі 

Понад 90% осіб з алергією на березу виробляють антитіла IgE проти Bet v 1, причому 60% з них реагують виключно на цей алерген. Недавні дослідження виявили структурну схожість Bet v 1 з білками сімейства ліпокаліну, до яких належить більшість алергенів тваринного походження. 

Перехресні реакції з харчовими продуктами 
У 50-93% пацієнтів з алергією на березовий пилок також розвиваються алергічні реакції на деякі продукти порядку Розоцвітних. Симптоми проявляються у вигляді орального алергічного синдрому (ОАС), і його виникнення зазвичай пов'язане з попередньою сенсибілізацією до пилкових алергенів порядку Букоцвітні. 

Мінорні алергени пилку берези 
Крім Bet v 1, ідентифіковані також мінорні алергени березового пилку: 

• Bet v 2 (профілін) 
• Bet v 3 і Bet v 4 (полкальцини) 
• Bet v 6 (ізофлавонредуктаза) 
• Bet v 7 (циклофілін) 

Сенсибілізація до Bet v 6 серед пацієнтів з алергією на березовий пилок сягає біля третини. Крім того, гомологічні алергени (Cor a 6) були ідентифіковані у пилку ліщини. За даними досліджень ELISA, 14% пацієнтів з алергією на пилок ліщини та берези реагують на рекомбінантний Cor a 6. 

Нещодавно глутатіон-S-трансфераза березового пилку (GST) була ідентифікована як новий IgE-зв'язуючий білок, з рівнем сенсибілізації 13% серед пацієнтів з алергією на березовий пилок. 

Родина Платанові (Platanaceae) 
Представники родини Платанові також містять значущі алергени. Ці листопадні дерева мають редуковані квітки з кулеподібною структурою. Види Platanus є важливими джерелами аероалергенів. 

Завдяки стійкості до хвороб і забруднення повітря платани широко використовуються як декоративні дерева в США і Західній Європі. На сьогодні лише види Platanus acerifolia (лондонський платан) та Platanus orientalis (платан східний) визнані алергенними деревами ВООЗ/МСІТ. 

Протягом сезону цвітіння рівень пилку платану може досягати 14% від загальної кількості атмосферного пилку в деяких районах, наприклад, в Іспанії. 

Алергени пилку платана: 

• Pla a 1 (інгібітор рослинної інвертази) — основний алерген, до якого сенсибілізовано до 92% моносенсибілізованих пацієнтів 
• Pla a 2 (полігалактуроназа) — другий основний алерген, до якого сенсибілізовано понад 84% пацієнтів 
• Pla a 3 (неспецифічний білок перенесення ліпідів, nsLTP) — визнається 27,3% пацієнтів з алергією на пилок платана 

Соснові (Pinales) — актуальність для України 
Аналізуючи природну структуру лісів України, можна зрозуміти, що для нашої країни важливими алергенними деревами є представники порядку Соснові. 

​​​​​​​​​​​​​​Рисунок 2. Природна структура лісів України 

Соснові належать до голонасінних і включають сім родин: Araucariaceae, Cephalotaxaceae, Pinaceae, Podocarpaceae, Sciadopityaceae, Taxaceae та Cupressaceae. Проте лише деякі роди родини Cupressaceae містять клінічно значущі алергени за визначенням МСІТ. 

У Середземноморській зоні та на півдні США Cupressus sempervirens (середземноморський кипарис) і Cupressus arizonica (аризонський кипарис) є значними джерелами пилкових алергенів, викликаючи сенсибілізацію у 2,4-35,4% загальної популяції і до 42,7% осіб з алергіями в Італії. 

Основні алергени кипарисових: 

• Cup a 1 і Cup s 1 — пектатні ліази з 95,1% ідентичністю послідовностей 
• Cry j 1 (японський кедр або криптомерія) і Cha o 1 (японський кипарис) — мають 78,6% ідентичність 

Алергени пектатліази демонструють високу перехресну реактивність, проте з певними особливостями: пацієнти часто демонструють ексклюзивний патерн епітопу IgE до алергену тієї пектатліази, з якою вони фактично контактують, з обмеженою перехресною реактивністю між різними кластерами алергенів. 

Крім пектатних ліаз, основними алергенами в пилку Соснових є полігалактуронази (Cha o 2, Cry j 2 і Jun a 2) з ідентичністю послідовностей 71-82% та спільними перехресно-реактивними епітопами IgE. 

Паналергени: проблема діагностики 
Діагностика пилкової алергії, пов'язаної з деревами, може виявитися складною, особливо з урахуванням проблеми сенсибілізації до паналергенів. Паналергенами вважаються всюдисущі експресовані алергенні білки. 

Найважливіші паналергени пилку дерев належать до сімейств: 

• Профіліни — цитозольні білки, присутні у всіх еукаріотичних клітинах, що зв'язують актин та інші ліганди 
• Полкальцини — специфічні для пилку білки, що зв'язують кальцій, з ймовірною роллю в регуляції внутрішньоклітинного рівня кальцію та проростанні пилку 

Клінічне значення профілінів і полкальцинів залежить від рівнів впливу, географічних факторів і віку пацієнтів, що ускладнює формулювання загальних висновків. Наприклад, аналіз рівня сенсибілізації до Bet v 2 виявив 5-7% реактивності у пацієнтів з алергією на березовий пилок з країн Північної Європи, тоді як пацієнти з Центральної та Південної Європи демонструють сенсибілізацію до 45%. 

Молекулярна діагностика — сучасний підхід до алергології 

Досягнення в галузі молекулярної алергології проклали шлях до діагностики алергії на основі молекул, що виходить за рамки традиційної ботанічної ідентифікації алергенних дерев. Це стало важливим кроком для розуміння алергенів пилку дерев і складної взаємодії алергічної сенсибілізації та перехресної реактивності. 

Сучасне розуміння механізмів алергії на пилок дерев підтверджує, що це переважно проблема промислово розвинених суспільств у межах помірних кліматичних поясів, де найбільш потужними алергенами є ендемічні рослини. Однак, поряд з виявленням нових алергенних видів дерев, стає очевидним, що алергія на пилок дерев може стати значною проблемою також і для суспільств у субтропічних кліматичних зонах. 

Можливості лабораторної діагностики: дослідження Молекулярна діагностика алергії з ALEX² 

Сучасне дослідження Молекулярна діагностика алергії з ALEX²  дозволяє виявити сенсибілізацію до пилку багатьох видів дерев та їх алергокомпонентів, що є важливим для точної діагностики та подальшого лікувального підходу. Це дослідження включає визначення: 

1. Загального IgE 
2. Специфічних IgE до широкого спектру алергенів та їх компонентів – 295 алергенів зі 165 джерел. 
3. Автоматичний блок неспецифічних антитіл проти перехресно-реактивних вуглеводних детермінант (CCD) 

А також дозволяє:   

• Виявити конкретні молекули алергенів, що викликають реакції.   
• Прогнозувати тип та тяжкість алергії.   
• Планувати ефективну алерген-специфічну імунотерапію (АСІТ).   
• Використовувати блокування CCD, що забезпечить відсутність хибнопозитивних результатів  
• Застосувати діагностику у будь-який сезон року та в період загострення.   
• Визначити сімейство білків, до якого відноситься алерген, що є важливим інструментом для розуміння ймовірних перехресних реакцій  
• Вартість визначення специфічного IgE до окремого алергену/алергокомпоненту в панелі АЛЕКС є найбільш привабливою серед більшості алерготестів.  

​​​​​​​

Чому Молекулярна діагностика алергії з ALEX² важлива для вашої практики?   

• Містить 117 екстрактів та 178 молекулярних алергенів.  
• Діагностує до 99% всіх відомих алергенів.   
• Дозволяє приймати обґрунтовані рішення щодо призначення АСІТ.   
• Допомагає запобігати прогресуванню алергії та її ускладнень.   
• Надає точні дані для персоналізації лікування.  

​​​​​​​​​​​​​​

Перелік алергенів дерев, що доступні для діагностики в лабораторії ДІЛА: 

​​​​​​​Розуміння молекулярних механізмів алергії на пилок дерев та виявлення конкретних алергенів, що викликають сенсибілізацію, є критично важливим для розробки точної діагностики та персоналізованих підходів до терапії. Сучасні методи молекулярної діагностики, які пропонує медична лабораторія ДІЛА, дозволяють лікарям не тільки встановити факт сенсибілізації, але й виявити конкретні молекулярні мішені, що розширює можливості алергологів у підборі оптимальної тактики ведення пацієнтів. 

Науковий прогрес у сфері молекулярної алергології дозволяє нам сьогодні краще зрозуміти "таємниці весняної алергії" та запропонувати пацієнтам більш точні діагностичні та терапевтичні рішення. 

*У разі виникнення питань просимо звертатись на гарячу лінію: 0 800 217 887
7:00 - 20:00