Тайны весенней аллергии с позиции молекулярного анализа

Современное состояние проблемы 
Весенняя сенсибилизация: пыльца деревьев как основной триггер 
Молекулярная аллергология: от гена к аллергену 
Географическое распространение аллергенных деревьев 
Основные аллергенные деревья и их молекулярные особенности 
Молекулярная диагностика - современный подход к аллергологии 
Возможности лабораторной диагностики: исследование Молекулярная диагностика аллергии с ALEX² 

Молекулярная диагностика аллергических заболеваний открывает новые горизонты в ведении пациентов с поллинозом. В статье рассмотрены современные подходы к диагностике весенней аллергии с акцентом на молекулярный анализ аллергенов пыльцы деревьев. Подробно описаны основные виды аллергенных растений, их молекулярные компоненты и механизмы перекрестных реакций. Статья будет полезна аллергологам, терапевтам, семейным врачам и педиатрам, которые сталкиваются с диагностикой и ведением пациентов с сезонными аллергическими проявлениями. 

Современное состояние проблемы 

За последнее столетие аллергические заболевания превратились из достаточно редких состояний в пандемическую проблему здравоохранения. Согласно консервативным оценкам, примерно полмиллиарда людей во всем мире страдают от аллергического ринита. Пыльцевые аллергены считаются основным фактором риска как сезонного аллергического ринита, так и бронхиальной астмы, тогда как бытовые аллергены чаще провоцируют круглогодичный ринит. Однако исследования показывают, что более 50% пациентов с круглогодичным аллергическим ринитом также сенсибилизированы к пыльцевым аллергенам, хотя профили сенсибилизации значительно варьируют в зависимости от географического расположения. 

Весенняя сенсибилизация: пыльца деревьев как основной триггер 

Весной именно пыльца деревьев становится причиной развития патологических симптомов. Среди аллергенных деревьев выделяют представителей порядков Fagales (Букоцветные), Lamiales (Ясноцветные), Proteales (Протейные) и Pinales (Сосновые). Сенсибилизация к пыльце обычно ограничивается ветроопыляемыми растениями, которые составляют примерно 10-18% всех растений. 

Эти растения эволюционировали таким образом, чтобы производить мелкую, обезвоженную пыльцу с хорошими аэродинамическими свойствами, что позволяет ей распространяться на сотни километров и длительное время циркулировать в воздухе. Важно отметить, что аллергенные белки обычно легко высвобождаются во время регидратации пыльцы на слизистых оболочках дыхательных путей. 

Молекулярная аллергология: от гена к аллергену 

Более 25 лет назад был клонирован ген, кодирующий основной аллерген пыльцы березы Bet v 1, что стало началом эры молекулярной аллергологии. С тех пор идентифицировано и признано подкомитетом по номенклатуре аллергенов ВОЗ/МСИТ (международный союз иммунологических обществ) 53 аллергена пыльцы деревьев. 

Молекулярное профилирование аллергической сенсибилизации помогло выяснить иммунологические механизмы перекрестной реактивности аллергенов, а достижения биохимии выявили структурные и функциональные аспекты аллергенных белков. Новые аллергенные виды деревьев и их аллергены постоянно идентифицируются, что делает исследования в этой области высококонкурентными и важными для клинической практики. 

Географическое распространение аллергенных деревьев 

Аллергенные деревья распространены практически по всему миру: 

• Умеренные климатические пояса Европы, Северной Америки и Азии 
• Средиземноморская зона 
• Северная Африка 
• Части Южной Америки и Южной Африки 
• Индийский субконтинент 
• Части Австралии 

Интересно, что в регионах тропического климата аллергия на пыльцу деревьев практически отсутствует. 

Основные аллергенные деревья и их молекулярные особенности 

Букоцветные (Fagales) 
Пыльца Букоцветных является основной причиной зимне-весеннего поллиноза в умеренном климатическом поясе Северного полушария. Большинство видов имеют древовидный или кустарниковый вид с очень мелкими однополыми цветками, которые часто растут в виде сережкообразных или колосовидных соцветий. 

Основные аллергены пыльцы Fagales: 

• Bet v 1 (береза) 
• Aln g 1 (ольха) 
• Car b 1 (граб) 
• Ost c 1 (хмель-граб) 
• Cor a 1 (лесной орех) 
• Fag s 1 (бук) 
• Cas s 1 (каштан) 
• Que a 1 (дуб) 

Эти аллергены относятся к белкам класса 10 (PR-10), которые включают большую группу аэроаллергенов и распространенных пищевых аллергенов. Белки PR-10 кодируются разнообразным мультигенным семейством, имеют небольшой размер (около 160 аминокислот), схожую вторичную структуру и являются преимущественно внутриклеточными и цитозольными. 

Рисунок 1. Белки PR-10 в 3D-модели 

Более 90% лиц с аллергией на березу вырабатывают антитела IgE против Bet v 1, причем 60% из них реагируют исключительно на этот аллерген. Недавние исследования выявили структурное сходство Bet v 1 с белками семейства липокалинов, к которым относится большинство аллергенов животного происхождения. 

Перекрестные реакции с пищевыми продуктами 
У 50-93% пациентов с аллергией на березовую пыльцу также развиваются аллергические реакции на некоторые продукты порядка Розоцветных. Симптомы проявляются в виде орального аллергического синдрома (ОАС), и его возникновение обычно связано с предшествующей сенсибилизацией к пыльцевым аллергенам порядка Букоцветные. 

Минорные аллергены пыльцы березы 
Кроме Bet v 1, идентифицированы также минорные аллергены березовой пыльцы: 

• Bet v 2 (профилин) 
• Bet v 3 і Bet v 4 (полкальцины) 
• Bet v 6 (изофлавонредуктаза) 
• Bet v 7 (циклофиллин) 

Сенсибилизация к Bet v 6 среди пациентов с аллергией на березовую пыльцу достигает около трети. Кроме того, гомологичные аллергены (Cor a 6) были идентифицированы в пыльце орешника. По данным исследований ELISA, 14% пациентов с аллергией на пыльцу орешника и березы реагируют на рекомбинантный Cor a 6. 

Недавно глутатион-S-трансфераза березовой пыльцы (GST) была идентифицирована как новый IgE-связывающий белок, с уровнем сенсибилизации 13% среди пациентов с аллергией на березовую пыльцу. 

Семейство Платановые (Platanaceae) 
Представители семейства Платановые также содержат значимые аллергены. Эти листопадные деревья имеют редуцированные цветки с шаровидной структурой. Виды Platanus являются важными источниками аэроаллергенов. 

Благодаря устойчивости к болезням и загрязнению воздуха платаны широко используются как декоративные деревья в США и Западной Европе. На сегодня только виды Platanus acerifolia (лондонский платан) и Platanus orientalis (платан восточный) признаны аллергенными деревьями ВОЗ/МСИТ. 

В течение сезона цветения уровень пыльцы платана может достигать 14% от общего количества атмосферной пыльцы в некоторых районах, например, в Испании. 

Аллергены пыльцы платана: 

• Pla a 1 (ингибитор растительной инвертазы) - основной аллерген, к которому сенсибилизированы до 92% моносенсибилизированных пациентов 
• Pla a 2 (полигалактуроназа) - второй основной аллерген, к которому сенсибилизированы более 84% пациентов 
• Pla a 3 (неспецифический белок переноса липидов, nsLTP) - признается 27,3% пациентов с аллергией на пыльцу платана 

Сосновые (Pinales) - актуальность для Украины 
Анализируя природную структуру лесов Украины, можно понять, что для нашей страны важными аллергенными деревьями являются представители порядка Сосновые. 

​​​​​​​​​​​​​​Рисунок 2. Природная структура лесов Украины 

Сосновые относятся к голосеменным и включают семь семейств: Araucariaceae, Cephalotaxaceae, Pinaceae, Podocarpaceae, Sciadopityaceae, Taxaceae и Cupressaceae. Однако лишь некоторые роды семейства Cupressaceae содержат клинически значимые аллергены по определению МСИТ. 

В Средиземноморской зоне и на юге США Cupressus sempervirens (средиземноморский кипарис) и Cupressus arizonica (аризонский кипарис) являются значительными источниками пыльцевых аллергенов, вызывая сенсибилизацию у 2,4-35,4% общей популяции и до 42,7% лиц с аллергиями в Италии. 

Основные аллергены кипарисовых: 

• Cup a 1 и Cup s 1 - пектатные лиазы с 95,1% идентичностью последовательностей 
• Cry j 1 (японский кедр или криптомерия) и Cha o 1 (японский кипарис) - имеют 78,6% идентичность 

Аллергены пектатлиазы демонстрируют высокую перекрестную реактивность, однако с определенными особенностями: пациенты часто демонстрируют эксклюзивный паттерн эпитопа IgE к аллергену той пектатлиазы, с которой они фактически контактируют, с ограниченной перекрестной реактивностью между различными кластерами аллергенов. 

Кроме пектатных лиаз, основными аллергенами в пыльце Сосновых являются полигалактуроназы (Cha o 2, Cry j 2 и Jun a 2) с идентичностью последовательностей 71-82% и общими перекрестно-реактивными эпитопами IgE. 

Паналергены: проблема диагностики 
Диагностика пыльцевой аллергии, связанной с деревьями, может оказаться сложной, особенно с учетом проблемы сенсибилизации к паналергенам. Паналергенами считаются вездесущие экспрессируемые аллергенные белки. 

Важнейшие паналергены пыльцы деревьев относятся к семействам: 

• Профилины — цитозольные белки, присутствующие во всех эукариотических клетках, связывающие актин и другие лиганды 
• Полкальцины — специфические для пыльцы белки, связывающие кальций, с вероятной ролью в регуляции внутриклеточного уровня кальция и прорастании пыльцы 

Клиническое значение профилинов и полкальцинов зависит от уровней воздействия, географических факторов и возраста пациентов, что затрудняет формулировку общих выводов. Например, анализ уровня сенсибилизации к Bet v 2 выявил 5-7% реактивности у пациентов с аллергией на березовую пыльцу из стран Северной Европы, тогда как пациенты из Центральной и Южной Европы демонстрируют сенсибилизацию до 45%. 

Молекулярная диагностика - современный подход к аллергологии 

Достижения в области молекулярной аллергологии проложили путь к диагностике аллергии на основе молекул, что выходит за рамки традиционной ботанической идентификации аллергенных деревьев. Это стало важным шагом для понимания аллергенов пыльцы деревьев и сложного взаимодействия аллергической сенсибилизации и перекрестной реактивности. 

Современное понимание механизмов аллергии на пыльцу деревьев подтверждает, что это преимущественно проблема промышленно развитых обществ в пределах умеренных климатических поясов, где наиболее мощными аллергенами являются эндемичные растения. Однако, наряду с выявлением новых аллергенных видов деревьев, становится очевидным, что аллергия на пыльцу деревьев может стать значительной проблемой также и для обществ в субтропических климатических зонах. 

Возможности лабораторной диагностики: исследование Молекулярная диагностика аллергии с ALEX² 

Современное исследование Молекулярная диагностика аллергии с ALEX²  позволяет выявить сенсибилизацию к пыльце многих видов деревьев и их аллергокомпонентов, что является важным для точной диагностики и дальнейшего лечебного подхода. Это исследование включает определение: 

1. Общего IgE 
2. Специфических IgE к широкому спектру аллергенов и их компонентов - 295 аллергенов из 165 источников. 
3. Автоматический блок неспецифических антител против перекрестно-реактивных углеводных детерминант (CCD) 

А также позволяет:   

• Выявить конкретные молекулы аллергенов, вызывающих реакции.   
• Прогнозировать тип и тяжесть аллергии.   
• Планировать эффективную аллерген-специфическую иммунотерапию (АСИТ).   
• Использовать блокировку CCD, что обеспечит отсутствие ложноположительных результатов  
• Применить диагностику в любой сезон года и в период обострения.   
• Определить семейство белков, к которому относится аллерген, что является важным инструментом для понимания вероятных перекрестных реакций  
• Стоимость определения специфического IgE к отдельному аллергену/аллергокомпоненту в панели АЛЕКС является наиболее привлекательной среди большинства аллерготестов.  

​​​​​​​

Почему Молекулярная диагностика аллергии с ALEX² важна для вашей практики?   

• Содержит 117 экстрактов и 178 молекулярных аллергенов.  
• Диагностирует до 99% всех известных аллергенов.   
• Позволяет принимать обоснованные решения о назначении АСИТ.   
• Помогает предотвращать прогрессирование аллергии и ее осложнений.   
• Предоставляет точные данные для персонализации лечения.  

​​​​​​​​​​​​​​

Перечень аллергенов деревьев, доступных для диагностики в лаборатории ДІЛА: 

​​​​​​​Понимание молекулярных механизмов аллергии на пыльцу деревьев и выявление конкретных аллергенов, вызывающих сенсибилизацию, является критически важным для разработки точной диагностики и персонализированных подходов к терапии. Современные методы молекулярной диагностики, которые предлагает медицинская лаборатория ДІЛА, позволяют врачам не только установить факт сенсибилизации, но и выявить конкретные молекулярные мишени, что расширяет возможности аллергологов в подборе оптимальной тактики ведения пациентов. 

Научный прогресс в сфере молекулярной аллергологии позволяет нам сегодня лучше понять "тайны весенней аллергии" и предложить пациентам более точные диагностические и терапевтические решения. 

*В случае возникновения вопросов просим обращаться на горячую линию: 0 800 217 887
7:00 - 20:00