Алергія на цвілеві гриби та дріжджі: клінічне значення та діагностичні можливості ALEX²

Автор: Олена Шарікадзе

Прогнозована кількість видів грибів у світі коливається від 0,6 до 1 мільйона, що робить їх одним із найбільш різноманітних царств живих організмів. Згідно з класифікацією медичної мікології, гриби, що мають клінічне значення, поділяються на три основні групи: дерматофіти, дріжджі та цвілеві гриби.

Дерматофіти викликають дерматофітію рогового шару шкіри, волосся та нігтів, володіючи унікальною здатністю харчуватися кератином завдяки продукції кератинази. Дріжджі представлені одноклітинними, кулястими грибами, які розмножуються брунькуванням; найпоширенішими асоційованими з ними захворюваннями є кандидоз (види Candida) та атопічний дерматит (види Malassezia).

Особливу клінічну увагу привертають цвілеві гриби (пліснява), які часто є етіологічним чинником респіраторних захворювань. Пліснява (Alternaria, Aspergillus, Cladosporium, Penicillium тощо) – це всюдисущі мікроорганізми, спори яких легко поширюються повітрям і швидко формують сенсибілізацію. Ці гриби можуть викликати широкий спектр патологічних станів: від алергічного риніту та астми до тяжких ускладнень, таких як алергічний бронхолегеневий аспергільоз (АБЛА) і гіперчутливий пневмоніт.

За даними міжнародних епідеміологічних досліджень, 10–15% пацієнтів із бронхіальною астмою сенсибілізовані до цвілевих грибів, причому поширеність значно зростає у вологому кліматі та при наявності плісняви в приміщеннях. Показано, що сенсибілізація до грибів частіше розвивається у осіб, які вже мають іншу сенсибілізацію або страждають на астму. Зокрема, Aspergillus fumigatus відіграє критичну роль у пацієнтів із тяжкою астмою. До групи підвищеного ризику також належать імуносупресовані хворі, пацієнти з тяжким перебігом COVID-19, муковісцидозом та хронічним обструктивним захворюванням легень (ХОЗЛ).

Актуальні огляди (Hurraß J. et al., 2024, Dtsch Arztebl Int, DOI:10.3238/arztebl.m2024.0018) підкреслюють медичне значення впливу цвілі та потребу в сучасних алгоритмах діагностики, де ключову роль може відігравати молекулярний підхід, зокрема технологія ALEX².

Біологічна характеристика цвілевих грибів та механізми їх поширення
Цвілеві гриби (пліснява) становлять велику групу мікроскопічних грибів, що активно розмножуються і швидко утворюють колонії. Їхні спори легко розносяться повітрям, водою або контактним шляхом і присутні практично скрізь – від приміщень до високогірних регіонів. Цвіль може рости на будь-якому матеріалі (дерево, скло, пластик, кахель) за наявності вологи або вологого середовища.

Особливості розмноження цвілевих грибів
1. Нестатеве розмноження (спороутворення) – найпоширеніший спосіб, при якому численні спори легко поширюються різними шляхами:

• Конідії – сухі, легкі спори, що формуються на конідієносцях (характерні для Aspergillus, Penicillium)
• Спорангіоспори – формуються всередині спорангію (властиві для Mucor)
• Фрагментація міцелію – частини гіф відламуються і утворюють нові колонії
• Хламідоспори – товстостінні клітини, стійкі до несприятливих умов

​​​​​​​

2. Статеве розмноження відбувається за несприятливих умов із утворенням зигоспор, аскоспор або базидіоспор (залежно від групи грибів). Ці структури володіють високою стійкістю до висихання, температурних коливань та УФ-випромінювання, забезпечуючи генетичну різноманітність і адаптацію до нових умов.

Швидке поширення
Спори цвілевих грибів надзвичайно легкі й численні: в 1 м³ повітря може міститися тисячі спор. Завдяки цьому вони швидко заселяють нові субстрати, включаючи органічні залишки, продукти харчування та будівельні матеріали.

Епідеміологія та клінічне значення грибкової сенсибілізації
Алергія до цвілевих грибів (Alternaria, Aspergillus, Cladosporium, Penicillium та ін.) і дріжджів (Candida, Malassezia) є значним викликом сучасної медицини. Спори грибів легко інгалюються і доволі швидко формують сенсибілізацію, яка пов'язана не лише з розвитком алергічного риніту чи астми, але й із тяжкими ускладненнями. Характерною особливістю алергії на плісняву є сезонність симптомів (літо–осінь) та можливість цілорічного перебігу у вологому кліматі або при наявності цвілі в приміщенні.

В останні роки епідеміологічні дослідження демонструють високу поширеність грибкової сенсибілізації серед пацієнтів з астмою, причому найчастіше фігурують роди Aspergillus та Alternaria. У межах типу Ascomycota кілька родів, включаючи Aspergillus, Penicillium, Alternaria та Cladosporium, поширені як у приміщеннях, так і на вулиці, становлячи потенційну небезпеку для прогресування астми.

Таблиця 1. Зв'язок грибкової сенсибілізації з тяжкою астмою

Примітка: OR (Odds Ratio) – відношення шансів, статистичний показник, який використовується для оцінки сили зв'язку між фактором та результатом. OR=1 означає відсутність зв'язку, OR>1 – фактор підвищує ймовірність події, OR<1 – фактор знижує ймовірність події. 

95% CI (Confidence Interval) – довірчий інтервал, діапазон значень, у якому з ймовірністю 95% знаходиться істинне значення параметра.
Джерело: https://doi.org/10.3389/fpubh.2025.1582643

Як видно з таблиці, сенсибілізація до A. fumigatus підвищує ризик тяжкої астми майже втричі (OR=2,98), що підкреслює клінічну важливість виявлення цього алергену.

Медичні аспекти впливу цвілі: сучасні настанови
Незважаючи на значну поширеність сенсибілізації до цвілевих грибів, кількість наукових публікацій, присвячених цій проблемі, залишається обмеженою. Одна з фундаментальних робіт – публікація Julia Hurraß із співавторами в Deutsches Ärzteblatt International (2024, DOI: 10.3238/arztebl.m2024.0018) – присвячена медичним аспектам впливу цвілі в приміщеннях.

Головна мета цієї роботи – надати лікарям алгоритм клінічної оцінки здоров'я пацієнтів, які зазнали впливу цвілі, на основі актуальних настанов та епідеміологічних даних. За визначенням авторів, цвіль – це умовний термін для мікроскопічних грибів, що утворюють гіфи та спори. У Німеччині кожне п'яте-шосте житло має проблеми з вологістю або цвіллю. Основними її видами є Aspergillus spp., Penicillium spp., Stachybotrys chartarum, Chaetomium spp. тощо.

Групи ризику розвитку грибково-асоційованих захворювань

• Імуносупресовані пацієнти (первинні та вторинні імунодефіцити)
• Пацієнти з тяжким COVID-19, грипом, муковісцидозом, ХОЗЛ
• Пацієнти з тяжкою астмою та АБЛА

Молекулярний профіль грибкової сенсибілізації: роль Alt a 1
Важливі дані отримані з аналізу 3349 осіб, чутливих до молекулярних компонентів грибів, які були протестовані методом ALEX² у 17 регіонах України протягом 2020–2022 років. Результати дослідження опубліковані в Frontiers in Allergy (2024) під назвою "Fungi-sensitized individuals have unique profiles where Alt a 1 dominates promoting response to grass, ragweed and cat allergens".

Дослідження визначило компонент Alt a 1 (Alternaria alternata) як головний тригер серед грибкових алергенів:

• 79,3% усіх обстежених мали сенсибілізацію до Alt a 1
• У 62% випадків Alt a 1 був єдиним виявленим грибковим алергеном

Особливо важливо, що 84,8% пацієнтів були полісенсибілізовані та мали унікальні алергологічні профілі (від 2 до кількох десятків молекул). Найчастіше додатково спостерігалась чутливість до трав (Phl p 2), амброзії (Amb a, Amb a 1), котячого алергену (Fel d 1) та криптомерії (Cry j 1).

У дітей (77,8% з обстежених) значно частіше зустрічалась комбінація Alt a 1 + Phl p 2 (83,2% з усіх таких випадків). Використання методу ALEX² дало змогу оцінити важливий взаємозв'язок між сенсибілізацією до плісняви та ризиком виникнення іншої сенсибілізації. Моделювання за допомогою байєсівського підходу показало, що Alt a 1 підвищує ймовірність сенсибілізації до Phl p 2. Молекула Alt a 1 визначена як "батьківський вузол" у графах ієрархії сенсибілізації, що свідчить про її ключову роль у розвитку полісенсибілізації.

Обмеження традиційної діагностики алергії на цвілеві гриби
Класичний клінічний алгоритм діагностики включає медичний анамнез, фізикальне обстеження, базову алергодіагностику (шкірні тести, визначення sIgE, sIgG) та, за необхідності, мікробіологічні, серологічні, радіологічні методи (які призначаються лише при підозрі на інвазивну інфекцію).

Традиційна діагностика, заснована на використанні екстрактів грибів для шкірних прик-тестів та визначення sIgE, має суттєві обмеження через варіабельність складу алергенів і низьку специфічність. Це пов'язано з наступними факторами:

• Екстракти містять суміш багатьох антигенів, у тому числі перехресно-реактивних
• Висока мінливість складу залежно від умов культивації
• Можливі хибнопозитивні результати при сенсибілізації до споріднених алергенів
• Не всі клінічно значущі молекули входять до складу екстрактів

​​​​​​​​​​​​​​

У цьому контексті сучасна молекулярна алергодіагностика відкриває нові можливості для персоналізованого підходу до пацієнта. Враховуючи, що за даними літератури більшість пацієнтів з алергічними хворобами та сенсибілізацією до плісняви мають полісенсибілізацію, ALEX² стає оптимальним діагностичним варіантом.

Можливості компонентної алергодіагностики: молекулярні характеристики грибкових алергенів
Грибкові алергени можна відрізнити від інших джерел алергенів (пилок, лупа тварин) за типовими сімействами білків, зокрема за субтилізиноподібними сериновими протеазами. Вони охарактеризовані переважно як основні алергени, але, на жаль, ці алергени наразі недоступні для рутинної діагностики.

Основні родини грибкових алергенів
Циклофіліни (грибкові ізомерази) включають 5 пептидил-проліл-цис-транс-ізомераз та 1 триозофосфат-ізомеразу. Білки родини циклофілінів були ідентифіковані як алергени у цвілі та пилку.

Енолази – родина білків Allfam, що наразі налічує 12 алергенів: 6 з них ідентифіковані у цвілі, 4 – у рибі, 1 – у латексі та один – у курки. Описані перехресні реакції між енолазами Alt a 6, Cla h 6 та Hev b 9. Поширеність сенсибілізації до грибкових енолаз становить близько 14–30% у осіб, сенсибілізованих до цвілі.

Дегідрогенази – пероксисомальні мембранні білки, що належать до родини редоксинних алергенів. Перехресно реактивні епітопи були описані для Asp f 3 та пероксисомального мембранного білка у Candida boidinii. Asp f 3 продемонстрував високий потенціал зв'язування sIgE (49–72%) у осіб, сенсибілізованих до Aspergillus, і є корисним для діагностичної диференціації між астмою та АБЛА.
Для діагностичної диференціації між астмою та АБЛА також важливо визначати молекулу Asp f 6 (*супероксиддисмутаза (MnSOD)) з Aspergillus fumigatus.

Alt a 1: ключова молекула грибкової алергії
Ключовою молекулою серед алергенів плісняви є Alt a 1 – основний алерген Alternaria alternata з поширеністю сенсибілізації понад 90%. Цей білок утворений як димер кислого глікопротеїну без відомої біохімічної функції, з унікальною структурою димерного білка, схожою на метелика, яка була виявлена виключно серед білків плісняви.

Серед пацієнтів, чутливих до Alternaria alternata, 92% повідомили про алергічний риніт і 64,2% – про астму. Таким чином, сенсибілізація до Alt a 1 тісно пов'язана з астмою та підвищенням прийому ліків від астми. Молекула Alt a 1 вважається маркером справжньої сенсибілізації, а наявність sIgE до Alt a 1 пов'язана з ризиком тяжкого перебігу астми та є основним критерієм для проведення алерген-імунної терапії (АІТ) проти Alternaria.

ALEX²: переваги мультиплексної молекулярної діагностики
Для уточнення анамнезу алергії, асоційованої з пліснявою, та визначення стратегії лікування рекомендується серологічне визначення специфічних IgE. Найбільш ефективним методом, за допомогою якого можна забезпечити високу специфічність (справжня vs перехресна сенсибілізація), прогностичну цінність, персоналізувати терапію і визначити доцільність АІТ, а також знизити кількість необґрунтованих призначень ліків, є ALEX².

Таблиця 2. Алергени плісняви та дріжджів у ALEX² і їх клінічне значення

*Mn-супероксиддисмутаза

Переваги дослідження ALEX² в діагностиці грибкової сенсибілізації
1. Висока специфічність
Визначає IgE до окремих молекул (Alt a 1, Asp f 6, Mala s 11 тощо), а не лише до екстрактів. Дозволяє відрізнити істинну сенсибілізацію від перехресних реакцій між різними грибами чи іншими джерелами (наприклад, енолази, супероксиддисмутази).

2. Широкий спектр алергенів
Панель включає екстракти та молекулярні компоненти грибів і дріжджів (Alternaria, Aspergillus, Cladosporium, Penicillium, Malassezia, Candida). Дає можливість одночасно оцінити повний профіль сенсибілізації пацієнта.

3. Клінічна значущість
Виявлення саме молекулярних маркерів дозволяє прогнозувати клінічні наслідки сенсибілізації та оптимізувати терапевтичний підхід.

4. Надійність та зниження хибнопозитивних результатів
Використання CCD-інгібіторів зменшує вплив перехресних вуглеводних детермінант (часта проблема при грибковій алергії). Це робить результати більш чистими та інтерпретованими.

5. Ефективність для лікаря і пацієнта
Потрібно лише 100 мкл сироватки для аналізу понад 295 алергенів (178 молекул + 117 екстрактів). Отримується єдиний звіт, зручний для пояснення пацієнту та прийняття клінічних рішень.

6. Практичні переваги
Дозволяє уникнути багаторазових тестів і знизити загальні витрати на обстеження. Використовується у міжнародних дослідженнях, що підвищує наукову й практичну довіру до методу.

Висновки

1. Сенсибілізація до цвілевих грибів і дріжджів є поширеною та клінічно значущою проблемою, що асоціюється з алергічними захворюваннями (астмою, ринітом) та тяжкими станами (АБЛА, гіперчутливий пневмоніт).
2. Класична діагностика, заснована на шкірних тестах та визначенні IgE до екстрактів, має суттєві обмеження через низьку специфічність і варіабельність складу алергенів.
3. Молекулярна алергодіагностика, зокрема метод ALEX², забезпечує високу специфічність, дозволяє відрізнити істинну сенсибілізацію від перехресних реакцій та оцінити клінічну значущість виявлених алергенів.
4. Виявлення ключових молекул (Alt a 1, Asp f 6, Mala s 11 тощо) за допомогою ALEX² дає змогу прогнозувати перебіг хвороби, оптимізувати терапію, визначити доцільність алерген-імунної терапії та персоналізувати підхід до пацієнта.
5. Використання ALEX² у клінічній практиці підвищує ефективність діагностики, знижує кількість хибнопозитивних результатів та полегшує прийняття обґрунтованих клінічних рішень, що особливо важливо у пацієнтів з полісенсибілізацією.

​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​

Література

1. Dramburg S, Hilger C, Santos AF, de las Vecillas L, Hoffmann-Sommergruber K, et al. EAACI Molecular Allergology User's Guide 2.0. Pediatric Allergy and Immunology. 2023;34(S28):e13854. doi:10.1111/pai.13854
2. Hilger C, Dramburg S, Santos AF, de las Vecillas L, Hoffmann-Sommergruber K, et al. The Molecular Allergology User's Guide 2.0: Update on relevant new content. Allergo Journal Int. 2023;32(Suppl). doi:10.1007/s40629-023-00260-x
3. Twaroch TE, Gunawardana N, Zieglmayer R, et al. Mold Allergens in Respiratory Allergy: From Structure to Therapy. Frontiers in Immunology. 2015.
4. Denning DW, O'Driscoll BR, Hogaboam CM, Bowyer P, Niven RM. The link between fungi and severe asthma: a summary of the evidence. European Respiratory Journal. 2006;27(3):615-626. doi:10.1183/09031936.06.00030405
5. Abel-Fernández E, Ugalde C, et al. Going over Fungal Allergy: Alternaria alternata and Its Allergens. J Fungi (Basel). 2023;9(5):582. doi:10.3390/jof9050582
6. Prester Lj. Dust-borne Asp f 1 and Alt a 1. Arh Hig Rada Toksikol. 2011;62:371-380.
7. Muthu V, Sehgal IS, Prasad KT, et al. Utility of recombinant Aspergillus fumigatus antigens in the diagnosis of ABPA: a systematic review and meta-analysis. Clin Exp Allergy. 2018;48:1107-1136.
8. Agarwal R, Chakrabarti A, et al. Allergic bronchopulmonary aspergillosis – review of current concepts. International Journal of Mycology & Respiratory Medicine. 2020.
9. Stevens DA, Moss RB, Kurup VP, et al. Allergic Bronchopulmonary Aspergillosis in Cystic Fibrosis: serologic studies of Asp f 4 and Asp f 6. Clin Infect Dis. 2003;37(Suppl 3):S225-S231.
10. Joest M, et al. Allergic bronchopulmonary aspergillosis in an atopic patient: use of IgE antibodies to Asp f 2, f 4, f 6 in diagnosis. Marcus Joest Case Report. 2021.
11. Barbosa D, Diaz-Perales A, Escribese MM, et al. Molecular allergology and its impact in specific allergy diagnosis and therapy. Allergy. 2021;76(12):3642-3658.
12. Salo PM, et al. Quantitation of Alternaria and Aspergillus allergens in commercial products and dust samples. J Allergy Clin Immunol.
13. Prester Lj, Macan J. Determination of Alt a 1 in poultry farms and a sawmill using ELISA. Medical Mycology. 2010;48:298-301.
14. EAACI Molecular Allergology User's Guide 2.0. Available at: https://eaaci-cdn-vod02-prod.azureedge.net