Allergie und Allergiediagnostik - Wo stehen wir heute?

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1 11. März 2015 Allergie und Allergiediagnostik - Wo stehen wir heute? Dr. Volker von Baehr Institut für Medizinische Diagnostik Berlin - Potsdam MVZ GbR, Berlin

2 Was ist Allergie? Allergie ist: eine Fehlfunktion des Immunsystems mit gesteigerter Immunantwort im Sinne einer krankmachenden Überempfindlichkeit gegenüber für den Organismus harmlosen Fremdstoffen. Allos (griech.) anders ; Ergon (griech.) Empfindung

3 Eine wichtige Aufgabe des Immunsystems ist die: in ihrer Stärke angepasste Reaktion des Organismus gegenüber Fremdreizen die Erhaltung der Toleranz gegenüber für den Organismus harmlosen Fremdstoffen.

4 Es gibt nicht die Allergie sondern 4 verschiedene Typen Atopie Anaphylaxie Granulozytopenie Thrombozytopenie Anämie Exogen allergische Alveolitis Kontaktallergie, Systemische Typ IV- Allergie IgE BDT keine Allergietests möglich IgG-Nachweise auf Schimmelpilze, Tierallergene etc. Lymphozytentransformationstest

5 Typ I-Allergie (IgE-vermittelte Soforttypallergie) Allergen Allergenspezifische IgE-Antikörper Ausschüttung vasoaktiver Mediatoren (z.b. Histamin) innerhalb von Sekunden bis Minuten Labordiagnostik = Suche nach Allergen-spezifischen IgE-Antikörpern im Blut gegen: Pollen Tierallergene Insektengifte Schimmelpilze und Milbenallergene u.v.a.m.

6 Die IgE-Labordiagnostik erfolgt voll-automatisiert auf mehr als 600 Allergene Scheinscan CAP-System / UniCAP Thermofischer (früher Phadia)

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8 Welche Aussage hat das Gesamt-IgE? IgE ist kein Allergie-Screeningmarker IgE ist ein Risiko-Marker für die Entwicklung der Atopikerkarriere Nahrungsmittelallergie Atopisches Ekzem Allergische Rhinitis Allergisches Asthma

9 21% der Patienten mit mindestens einer nachgewiesenen IgE-Sensibilisierung (CAP-Klasse >2) haben ein normales Gesamt-IgE Normwert in dieser Alternsgruppe Nicht-Sensibilisierte n= Jahre Typ I-Sensibilisierte n= Jahre 21 % 6,4 % Auswertung Laboranalysen im IMD-Berlin Jan-August 2014

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11 Probleme der klassischen spezifischen-ige-analytik 1. erlaubt keine Differenzierung zwischen Sensibilisierungen auf (relevante) Speicherproteine/Lipid-Transferproteine und den (nur) Kreuzreaktionen 2. nur machbar auf die von der Diagnostika-Industrie auf den Automaten etablierten Allergene 3. bei höhermolekularen Allergenen hat der IgE-Nachweis eine geringere Sensitivität 4. der IgE-Test erfasst keine nicht-ige-vermittelten Pseudoallergien

12 Probleme der klassischen spezifischen-ige-analytik 1. erlaubt keine Differenzierung zwischen Sensibilisierungen auf (relevante) Speicherproteine/Lipid-Transferproteine und den (nur) Kreuzreaktionen 2. nur machbar auf die von der Diagnostika-Industrie auf den Automaten etablierten Allergene 3. bei höhermolekularen Allergenen hat der IgE-Nachweis eine geringere Sensitivität 4. der IgE-Test erfasst keine nicht-ige-vermittelten Pseudoallergien

13 Die klassische Typ-I-Allergie-IgE-Diagnostik erfolgt auf native Allergenextrakte Gefriertrocknung Lyophilisation Bindung an Test-CAP s

14 Herkömmliche Extrakt-basierte Allergiediagnostik Molekulare Allergiediagnostik Pricktest IgE-Nachweis im Labor

15 Im Gesamtextrakt einer Allergenquelle finden sich sowohl spezifische als auch kreuzreaktive Allergenkomponenten. Bet v1 Bet v4 Ara h1 Ara h8 Mal d3 Mal d1

16 Allergietestung auf Allergenextrakte Die Molekulare Allergietestung misst spezifisches IgE auf die einzelnen Allergenkomponenten

17 Einsatzgebiete der Molekularen Allergiediagnostik 1. Pollenassoziierte Nahrungsmittelallergien 2. Bienen- vs. Wespengiftallergie 3. Sojallergie 4. Erdnussallergie 5. Kuhmilchallergie 6. Wheat-Dependent Exercise-Induced Anaphylaxis (WDEIA)

18 Einsatzgebiete der Molekularen Allergiediagnostik 1. Pollenassoziierte Nahrungsmittelallergien 2. Bienen- vs. Wespengiftallergie 3. Sojallergie 4. Erdnussallergie 5. Kuhmilchallergie 6. Wheat-Dependent Exercise-Induced Anaphylaxis (WDEIA)

19 Beispiel: Weiterdifferenzierung bei Erdnussallergie = nur Kreuzreaktion zu Birkenpollen

20 PR-10 Proteine oft assoziiert mit leichten lokalen Symptomen (Orales Allergiesyndrom) Gegen Pollen, Obst und Gemüse empfindlich gegen Hitze und Verdauung systemische Reaktionen sehr selten Ara h8

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22 Ein positiver IgE-Befund auf Ara h2 spricht für ein hohes Risiko für systemische Reaktionen

23 Probleme der klassischen spezifischen-ige-analytik 1. erlaubt keine Differenzierung zwischen Sensibilisierungen auf (relevante) Speicherproteine/Lipid-Transferproteine und den (nur) Kreuzreaktionen 2. nur machbar auf die von der Diagnostika-Industrie auf den Automaten etablierten Allergene 3. bei höhermolekularen Allergenen hat der IgE-Nachweis eine geringere Sensitivität 4. der IgE-Test erfasst keine nicht-ige-vermittelten Pseudoallergien

24 Diese Probleme lösen zelluläre Tests zum Nachweis allergen-spezifischer IgE-Antikörper Basophilen-Degranulationstest (CAST -Methodik) Gewinnung von Basophilen aus Patientenblut durch Dichtegradientenzentrifugation Priming der Basophilen mit Interleukin-3 zur Erhöhung der Testempfindlichkeit IL-3 Zugabe der Testallergene nach Zentrifugation Bestimmung der Leukotriene im Überstand, Wert > 200 pg/ml bedeutet Sensibilisierung Typ I Übertrag von 1,2 x 10 6 Zellen 10 Min 40 Min Ficoll

25 Eine wichtige Indikation ist der Nachweis von Hymenophterengiftallergien Biene oder Wespe? Oder keines von beidem?

26 Sinnvolle Folgediagnostik:

27 Eine Testung auf Medikamente ist oft nur im BDT möglich, weil die meisten Wirkstoffe nicht auf den Allergieautomaten etabliert sind.

28 Kunststoffallergien vom Typ I können nur im BDT nachgewiesen werden.

29 Der BDT kann auch auf mit eingesendete Nativmaterialien durchgeführt werden.

30 Auswahl an Allergenen die im BDT standardisiert testbar sind Institut für Medizinische Diagnostik Berlin-Potsdam 30

31 Probleme der klassischen spezifischen-ige-analytik 1. erlaubt keine Differenzierung zwischen Sensibilisierungen auf (relevante) Speicherproteine/Lipid-Transferproteine und den (nur) Kreuzreaktionen 2. nur machbar auf die von der Diagnostika-Industrie auf den Automaten etablierten Allergene 3. bei höhermolekularen Allergenen hat der IgE-Nachweis eine geringere Sensitivität 4. der IgE-Test erfasst keine nicht-ige-vermittelten Pseudoallergien

32 Trotz typischer Klinik kein Nachweis von spezifischem IgE gegenüber Schimmelpilzen im Blut des Patienten Diagnose falsch?

33 Widersprüchliches Ergebnis?

34 Wie erklärt sich dieser Widerspruch? Erklärung 1: Patient hat sehr hoch-affine (bindungsfreudige) IgE-Antikörper die zum überwiegenden Teil auf Zellen (Basophilen und Mastzellen) gebunden sind und deshalb im Serum nicht nachweisbar sind. Freie IgE-Antikörper, klinisch ohne Bedeutung aber im CAP-Test nachweisbar Fce-zellgebundene IgE-Antikörper, klinisch entscheidend, aber nicht im CAP-Test nachweisbar (nur im BDT oder über Provokationsteste)

35 Erklärung 2: Patient hat möglicherweise hohe IgG-Titer auf die Schimmelpilze, welche die Immunreaktion im ELISA-Test stören. Dieses Problem tritt vor allem bei höhermolekularen Allergenen auf (z.b. auch Nahrungsmittel, Tierallergene).

36 Hohe IgG-Antikörper-Titer können die CAP-Analyse stören und für falsch negative IgE-Nachweise im Serum verantwortlich sein. 1. Schimmelpilze sind im IgE-Test an den Boden der Testplatte gebunden 2. Serumzugabe mit IgG- und IgE-Antikörpern 3. Bei hohen IgG-Titern Beladung der Allergenkomponenten, damit Blockade der IgE-Bindung 4. Sekundär Anti-IgE (Fc)-Antikörper bindet nicht an IgG, daher negatives Testergebnis

37 Der BDT-Test ist trotzdem positiv, weil die Allergenbindung an das zellgebundene IgE hier nicht gestört wird. freies Allergen IgG-Komplexgebundenes Allergen Mastzellaktivierung Histaminfreisetzung

38 Bei Nahrungsmitteln ist der BDT wertvoll, wenn die IgE-Diagnostik unauffällig ist.

39 Beim BDT ist die Untersuchung auf Patienten-eigene Allergene möglich

40 Probleme der klassischen spezifischen-ige-analytik 1. erlaubt keine Differenzierung zwischen Sensibilisierungen auf (relevante) Speicherproteine/Lipid-Transferproteine und den (nur) Kreuzreaktionen 2. nur machbar auf die von der Diagnostika-Industrie auf den Automaten etablierten Allergene 3. bei höhermolekularen Allergenen hat der IgE-Nachweis eine geringere Sensitivität 4. der IgE-Test erfasst keine nicht-ige-vermittelten Pseudoallergien

41 Nahrungsmitteladditiva sind typische Pseudoallergene Folgeuntersuchung

42 Zelluläre Allergietests sind die perfekte Ergänzung zum Nachweis des spezifischen IgE s er ist ein klassischer in vitro-provokationstest erfasst die relevanteren zellgebundenen IgE-Antikörper und nicht nur die freien im Serum Allergen Allergenspezifische IgE-Antikörper die im BDT erfasst werden Allergenspezifische IgE-Antikörper die im ELISA erfasst werden vorhandene IgG-Antikörper stören den Test nicht Einsatz nativer Allergene möglich auch Pseudoallergien werden erfasst

43 Kann man die Aktivität einer Typ I-Allergie über Blutanalysen bestimmen?

44 Eosinophilen Cationisches Protein (ECP) und/oder Histamin (im Heparinblut) sind besser geeignet als die Gesamt-IgE-Spiegel.

45 Es gibt vier Typen der Allergie Atopie Anaphylaxie Granulozytopenie Thrombozytopenie Anämie Exogen allergische Alveolitis Kontaktallergie, Systemische Typ IV- Allergie IgE BDT Keine Labortests möglich IgG-Nachweise auf Schimmelpilze, Tierallergene etc. Lymphozytentransformationstest

46 Indikationsgebiete des LTT in der Allergiediagnostik: Verdacht auf Typ IV-Allergie (Spättypallergie) bei folgenden Fragestellungen: Medikamentenallergie Allergie auf Zahnersatz- und Implantatmaterialien (Metalle, Acrylate, andere Inhaltsstoffe) Umweltschadstoffe Schimmelpilze (sofern keine Typ I-Allergie vorliegt) Nahrungsmittel (bei V.a. nicht-ige-bedingte Allergie)

47 Typ I-Allergie Allergenspezifische IgE-Antikörper Allergen Ausschüttung vasoaktiver Mediatoren (z.b. Histamin) innerhalb von Sekunden bis Minuten Typ IV-Allergie Allergen (oft Haptene 2+ wie Metalle, Medikamente o.ä.)) Makrophage Zellproliferation Entzündung IFN-g, IL-2, IL-17 Gewebeschaden nach ca. 48 h beginnende Entzündung (lokal und/oder systemisch)

48 Während einer 6-tägigen Zellkultur proliferieren antigenspezifische T-Lymphozyten im LTT Tag 0 Klonal proliferierte antigenspezifische T-Lymphozyten

49 Medikamentenallergien sind zu 60% Typ IV-Allergien

50 Metallallergien sind immer vom Typ IV

51 Acrylatallergien (Kunststoffallergie) zu 80%% Typ IV

52 Allergien vom Typ IV gegenüber Implantatmaterialien Nehmen an Bedeutung zu.

53 Bei Kontaktallergien ist der Epikutantest anzuwenden, bei systemischen Sensibilisierungen der LTT. 1. Kontaktallergien (der Haut) die Haut im Kontaktbereich ist unmittelbar betroffen z.b. Schmuck, Berufsallergien, Pflaster-, Klebstoff oder Farbenallergien Epikutantest 2. Systemische Sensibilisierung Aufnahme in den Organismus erfolgt: über Schleimhäute (Mundschleimhaut, Gastrointestinaltrakt): z.b. Medikamente, Metalle aus Dentallegierungen, Dentalkunststoffe, durch endogene Exposition: z.b. Implantatmaterial, Zemente, Stents, Spirale, Herzschrittmacher... LTT

54 Zusammenfassung Man muss zwischen den vier Allergietypen differenzieren und die richtige Diagnostik durchführen. Das Gesamt-IgE ist kein Screeningmarker. Die Molekulare Allergiediagnostik trennt echte Allergien von (nur) Kreuzreaktivitäten. Der Basophilen-Degranulationstest (BDT) weist zellgebundene IgE- Antikörper nach und wird durch blockierende IgG nicht beeinflusst. Die Allergieaktivität lässt sich durch ECP und/oder Histamin evaluieren. Typ IV-Allergien werden mit dem Epikutantest (bei Hautmanifestation) bzw. dem Lymphozytentransformationstest (LTT) nachgewiesen. 54