The role of atopy patch test with aeroallergens in allergic diseases diagnostics

Full Text

Введение

Аллергия является системной воспалительной реакцией на аллерген, возникающей в результате сложного взаимодействия между генетическими факторами и окружающей средой. Отличительной особенностью классических IgE-опосредованных аллергических заболеваний, таких как аллергический ринит (АР), бронхиальная астма (БА), пищевая аллергия (ПА), атопический дерматит (АтД), анафилаксия, являются реакции немедленного типа, обусловленные активацией тучных клеток и базофилов образующимися комплексами аллерген – IgE антитело. Вместе с тем результаты исследований последних лет свидетельствуют о важной роли Т-лимфоцитов при таких заболеваниях, как атопический дерматит, БА и назальный полипоз [1, 2]. Показано, что аллергенспецифический IgE-ответ запускает активацию аллергенспецифических Т-лимфоцитов, принимая, таким образом, непосредственное участие в Т-клеточноопосредованном аллергическом воспалении [3, 4]. Результат такого типа взаимодействия приводит к дифференцировке наивных CD4⁺ Т-лимфоцитов в Т-хелперы 2-го типа (Th2), к секреции цитокинов ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-13, повышенной продукции IgE и развитию различных связанных с ним воспалительных реакций [5, 6]. Интересен тот факт, что исследования, проведенные с не-IgE-реактивными фрагментами аллергенов, свидетельствуют о том, что поздняя фаза аллергического воспаления может протекать и без вовлечения IgE при таких заболеваниях, как БА, АР и АтД [7]. В литературных источниках последних лет все чаще фигурирует термин «Т2-зависимые заболевания», который характеризует участие не только IgE-опосредованной реактивности, но и клеточноопосредованного иммунного ответа в развитии аллергии. Т2-иммунный ответ характеризуется вовлечением в иммунный ответ помимо Th2-клеток с В-лимфоцитами еще и врожденных лимфоидных клеток 2-го типа, которые в свою очередь участвуют в активации клеточных факторов врожденного иммунитета, таких как эозинофилы, базофилы, тучные клетки, а также ИЛ-4 и/или ИЛ-13 активированные макрофаги. Т2-ответ ассоциирован с некоторыми клеточными медиаторами, такими как ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-9, ИЛ-13. Цитокины, синтезируемые эпителиальными клетками, тимический стромальный лимфопоэтин (ТСЛП), ИЛ-25, ИЛ-33 усиливают или опосредуют Т2-ответ. Отличительными признаками Т2-воспаления являются эозинофилия и гиперпродукция IgE, что доказывает участие этого механизма в развитии аллергии. Помимо классических аллергических заболеваний (БА, АР, ПА, АтД) Т2-воспаление принимает участие в патогенезе широкого спектра болезней с не до конца изученной этиологией, таких как хроническая крапивница, эозинофильный эзофагит, назальный полипоз, при которых отмечаются эозинофилия и повышение уровня IgE [5].

Выявление сенсибилизации к аллергенам есть ключевой аспект диагностики аллергических заболеваний. Согласно теории атопического марша, у детей раннего возраста к первым проявлениям атопии относятся АтД и ПА, позднее у них развиваются АР и БА. Причем стартовой сенсибилизацией у детей наиболее часто является сенсибилизация к пищевым аллергенам – белкам коровьего молока, яйца, сои и др., в более позднем возрасте развивается сенсибилизация к ингаляционным аллергенам – клещам домашней пыли, пыльце растений, а также к бактериальным и грибковым аллергенам.

Для выявления IgE-опосредованной аллергии традиционно применяются кожные prick-тесты с бытовыми, эпидермальными, пыльцевыми и грибковыми аллергенами, а также лабораторные методы диагностики для определения уровня аллергенспецифических IgE в сыворотке крови [8]. Как правило, у большинства больных аллергическими заболеваниями удается выявить спектр истинной сенсибилизации вышеперечисленными диагностическими методами, однако в некоторых случаях, в частности при тяжелых формах АтД и БА, эти классические диагностические приемы не всегда бывают информативными. Это объясняется тем, что патогенез АтД и БА не всегда ограничивается исключительно IgE-опосредованной гиперчувствительностью, в их основе лежит комплекс сложных взаимодействий между генетической предрасположенностью к аллергии, генетическими дефектами барьерной функции кожи и слизистых, факторами окружающей среды, патогенетическим влиянием инфекционных агентов, а также сложные иммунные механизмы [9]. В работах последних лет показано участие как IgE-опосредованного, так и клеточного иммунного ответа, причем чаще при хронических, тяжелых формах заболеваний, протекающих на инфекционном коморбидном фоне [5, 10].

В недавно проведенных исследованиях представлены доказательства роли Т-клеточноопосредованных иммунных механизмов в развитии респираторных и кожных симптомов аллергии, которые можно оценить аппликационным тестом, при этом результаты prick-тестов и определение аллергенспецифических IgE могут быть неинформативными [11].

Кожный аппликационный тест с ингаляционными аллергенами

Атопический кожный аппликационный тест – АКАТ (atopy patch test – APT) представляет собой диагностический прием нанесения на кожу тестируемого аллергена, способного вызвать реакцию гиперчувствительности замедленного типа (IV тип), опосредованную клеточными иммунными механизмами, которая проявляется экзематозной реакцией через 48–72 ч [12]. Аппликационные тесты впервые были предложены Jadassohn в 1896 г. для диагностики аллергического контактного дерматита на лекарственные ртутьсодержащие препараты [13].

Попытки применения аппликационных тестов с аэроаллергенами у больных АтД впервые были предприняты американскими учеными Mitchell и соавт. в начале 80-х годов ХХ века [14]. В дальнейшем был проведен ряд исследований, в которых применялись нестандартизованные методы выполнения аппликационных проб, различавшиеся по способам аппликации и подготовки кожных покровов, по применению дополнительных веществ, которые позволяют увеличивать способность исследуемого аллергена проникать через кожу, например лаурилсульфата [15–17]. В 1989 г. Ring и соавт. разработали методику кожного аппликационного тестирования с ингаляционными аллергенами у лиц с АтД и ввели термин «atopy patch test». С использованием АКАТ впервые было показано, что аллергены клещей домашней пыли (D. pteronyssinus) способны вызывать экзематозные поражения кожи у больных АтД [12]. Позднее методика АКАТ была стандартизована в ряде многоцентровых исследований, были определены оптимальные концентрации аллергенов, вспомогательные вещества, временные интервалы, способы подготовки кожи и критерии оценки результатов. В нескольких многоцентровых исследованиях проводилось сравнение положительных результатов АКАТ с другими диагностическими методами – данные анамнеза, prick-тесты, определение уровня аллергенспецифических IgE радиоаллергосорбентными тестами (РАСТ). При сравнении полученных результатов выявлено, что в исследуемой когорте больных АтД частота положительных результатов АКАТ варьировала от 39% с аллергеном клещей домашней пыли (КДП) до 11% с аллергеном пыльцы березы. Также было установлено, что только у 7% пациентов с АтД одновременно были выявлены положительные результаты АКАТ, prick-тестов и наличие аллергенспецифических IgE, тогда как положительные результаты АКАТ, но отрицательные результаты prick-тестов и отсутствие аллергенспецифических IgE в сыворотке крови отмечено у 17% больных. Авторы этого исследования сделали вывод, что постановка АКАТ с ингаляционными аллергенами может расцениваться как дополнительный метод диагностики in vivo наряду с prick-тестами и определением аллергенспецифических IgE [18, 19].

В 2003 г. Европейской целевой группой по АтД [European Task Force of Atopic Dermatitis (ETFAD)] были разработаны противопоказания, критерии оценки для постановки АКАТ с ингаляционными и пищевыми аллергенами, которые применяются до настоящего времени и считаются надежными с учетом чувствительности, специфичности и воспроизводимости метода [20, 21] (см. таблицу).

 

Таблица. Противопоказания, протокол и оценка результатов АКАТ, согласно рекомендациям ETFAD [21]

Противопоказания для АКАТ	• Применение топических глюкокортикостероидов (ТГКС) в период за 7 дней до постановки теста • Терапия ультрафиолетовым облучением за 4 нед до тестирования • Применение пероральных ГКС • Применение системной иммуносупрессивной терапии (циклоспорин А, такролимус и т. д.) • Прием антигистаминных препаратов в период за 5 дней до проведения теста
Протокол КАТ	• Место постановки теста – кожа верхней части спины • Недопустимо резкое удаление клейкой ленты или обработка кожи ацетоном для исключения неспецифического раздражения кожи • Использование 12-миллиметровых камер Финна (емкостей из алюминия или полипропилена) на специальной клейкой ленте на основе поликрилата (Scanpor), исключающее раздражение кожи • Использование очищенных аллергенов, измеряемых в биологических единицах или по содержанию главного аллергена (мкг/мл) • Использование вазелина в качестве основного вещества-носителя • Интерпретация результатов через 48–72 ч
Оценка результатов АКАТ	• «–» – отрицательный • «?» – сомнительный (только эритема) • «+» – эритема, инфильтрация • «++» – эритема, единичные папулы • «+++» – эритема, множественные распространенные папулы • «++++» – эритема, везикулезные высыпания

 

Иммунологические механизмы АКАТ

На протяжении последних десятилетий была продемонстрирована способность АКАТ воспроизводить патофизиологические механизмы АтД. Биопсия показала, что через 24 ч после аппликации аллергена КДП происходила инфильтрация кожи Th2-лимфоцитами, секретирующими ИЛ-4 и ИЛ-13, а через 48 ч появлялись воспалительные дендритные эпидермальные клетки, и цитокиновый профиль менялся на Th1-тип с преимущественным присутствием IFN-ã, что и происходит в типичных очагах хронического воспаления при АтД [22].

Кроме того, с использованием иммуногистохимического анализа были обнаружены IgE на клетках Лангерганса в биоптатах кожи, взятых как из участков положительного АКАТ с аллергенами КДП, так и из участков визуально неизмененной кожи, что подтверждает роль IgE несущих клеток Лангерганса в развитии реакции воспаления в месте постановки АКАТ [22, 23].

Роль АКАТ в диагностике кожной и респираторной аллергии

Ингаляционные аллергены представляют особый интерес в патогенезе АтД. Одним из основных аргументов, указывающих на то, что ингаляционные аллергены действительно важны в развитии АтД, является улучшение состояния кожи при уменьшении экспозиции аллергенов и, наоборот, ухудшение при контакте с причинно-значимыми аллергенами [24]. Так, в рандомизированном двойном слепом плацебоконтролируемом исследовании пациентов с АтД и сенсибилизацией к аллергенам пыльцы злаковых трав подвергали воздействию пыльцы ежи сборной в условиях провокационной камеры в течение четырех часов двух последовательных дней. Концентрация пыльцы составляла 4000 пыльцевых зерен/м³. Было отмечено ухудшение состояния у большинства пациентов с АтД по сравнению с контрольной группой. Данное исследование позволило подтвердить концепцию контактного воздействия пыльцевых аллергенов, способных вызвать обострение заболевания у больных АтД с сенсибилизацией к этим аллергенам, но не респираторных симптомов [25].

На основании результатов проведенных исследований можно полагать, что АКАТ играет важную роль в идентификации причинно-значимых аллергенов у лиц с АтД, при котором клеточноопосредованная гиперчувствительность имеет не менее важное значение, чем IgE-зависимое воспаление. Поэтому недостаточно проведения диагностики, направленной на определение только немедленного типа аллергической реакции и включающей кожные тесты (скарификационные, prick-тесты) с ингаляционными аллергенами и лабораторные методы выявления аллергенспецифических IgE.

В ряде исследований показано, что АКАТ отражает характер иммунных реакций при АтД. Имеются сообщения о положительных результатах АКАТ у пациентов с аллергенспецифической пролиферацией Т-клеток и экспрессией активационных маркеров в периферической крови in vitro на стимуляцию аллергенами клещей домашней пыли, эпидермальными аллергенами и пыльцевыми аллергенами [26]. Постановка АКАТ у лиц с АтД вызывала миграцию воспалительных эпидермальных дендритных клеток в место реакции на аллерген. Трансэпидермальная потеря воды (ТЭПВ) значительно увеличивалась через 48 и 72 ч на участках кожи, где выполнялся АКАТ, по сравнению с контрольной группой. Хорошо известно, что у лиц с респираторными аллергическими заболеваниями без АтД в анамнезе сенсибилизация к аллергенам клещей домашней пыли происходит через респираторный тракт и приводит к развитию Тh2-иммунного ответа с последующей продукцией аллергенспецифических IgE. Эта сенсибилизация характеризуется положительными результатами prick-тестов и наличием аллергенспецифических IgE. У больных АтД, напротив, при экспозиции клещей домашней пыли внутри помещений в обычных концентрациях главный аллерген клеща D. pteronissinus (Der p 1) проникает через поврежденный эпидермальный барьер. Проникновению аллергена способствуют его протеолитическая активность и наличие филаггринзависимой дисфункции эпидермального барьера. Действуя контактным путем, аллерген КДП способен инициировать обострение АтД, однако такая реакция отличается по механизму от реакции немедленного типа, лежащей в основе респираторных аллергических заболеваний, что подтверждается положительным результатом АКАТ с аллергеном КДП, но отрицательными prick-тестами и отсутствием аллергенспецифических IgE в сыворотке крови [27].

У некоторых пациентов с установленным диагнозом «неаллергический АтД», отрицательными результатами prick-тестов и отсутствием аллергенспецифических IgE (метод ImmunoCAP, Phadia) к ингаляционным аллергенам был проведен АКАТ с пыльцевыми аллергенами и аллергенами КДП и получен положительный результат. Данные исследования приоткрывают завесу над «неаллергическим АтД», поскольку ранее пациентов с отрицательными результатами prick-тестов и отсутствием аллерген-специфических IgE относили к больным с «неаллергическим» АтД [28].

Опубликованы результаты исследований, демонстрирующих роль АКАТ у пациентов с респираторной аллергией. Guler и соавт. сообщили, что 25% детей с АР или БА и отсутствием АтД в анамнезе наряду с положительными результатами prick-тестов с аллергенами D. pteronyssinus имели положительные результаты АКАТ с аллергенами КДП. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в развитии респираторных симптомов аллергии также принимают участие клеточноопосредованные механизмы гиперчувствительности [29].

В исследовании, опубликованном Fuiano и соавт. в 2008 г., приняли участие 297 детей (178 мальчиков и 119 девочек), которые были разделены на 4 группы: 39 детей с АтД, 78 детей с АтД и респираторными аллергическими заболеваниями (АР и БА), 131 ребенок с АтД в анамнезе и респираторными аллергическими заболеваниями, 49 детей в качестве контрольной группы [30]. Всем пациентам были выполнены prick-тесты и АКАТ с экстрактом аллергенов КДП. Преимущественно положительные результаты АКАТ обнаруживались у пациентов с АтД (p<0,001) по сравнению с другими группами больных. Многофакторный анализ показал высокие значения отношения шансов (ОШ) относительно вероятности наличия АтД у пациентов с положительными результатами АКАТ (ОШ 21,9). Такая вероятность была отмечена у пациентов с АтД и респираторными симптомами (ОШ 21,9) и у пациентов с респираторными симптомами и АтД в анамнезе (ОШ 22,8) [28]. Авторы предположили, что иммунные механизмы, лежащие в основе положительного АКАТ, связаны с патогенезом развития АтД. В другом исследовании, включающем 465 детей (279 мальчиков и 186 девочек) в возрасте от 0,4 до 17,6 года (в среднем 6,6±3,8 года), было выполнено то же разделение на группы, что и в предыдущем исследовании: группа А – с АтД (40 пациентов); группа B – с АтД и респираторными симптомами (156 пациентов); группа С – с респираторными симптомами и АтД в анамнезе (203 пациента); контрольная группа только с респираторными симптомами (66 пациентов). Положительный АКАТ c аллергенами клещей домашней пыли встречался достоверно чаще в группах с АтД (группы A и B) или с АтД в анамнезе (группа C), чем в контрольной группе, тогда как больных с положительными prick-тестами и наличием аллергенспецифических IgE, выявленных радиоаллергосорбентным тестом, было значительно больше в контрольной группе [30]. Полученные существенные различия в ответ на АКАТ у пациентов с разными клиническими проявлениями аллергии позволяют предположить, что иммунные механизмы, лежащие в основе клинических проявлений гиперчувствительности к аллергенам КДП, относятся к разным типам иммунологических реакций.

В другое исследование были включены 468 детей и подростков с респираторными симптомами с АтД или без него в анамнезе и 53 ребенка в контрольную группу. Всем участникам исследования были выполнены prick-тесты, АКАТ и измерены аллергенспецифические IgE к ингаляционным аллергенам (аллергены пыльцы трав, пыльцы кипариса, пыльцы сорных трав, споры плесневых грибов, аллергены клещей домашней пыли и эпидермальные аллергены) методом РАСТ. Для каждого теста были рассчитаны специфичность, положительные и отрицательные прогностические значения. АКАТ имел специфичность 98,2%, положительную прогностическую ценность 99,2% и отрицательную прогностическую ценность 16,1%, по сравнению с 94,3, 96,8 и 11% для prick-тестов; 96,2, 97,9 и 11,5% для аллергенспецифических IgE в сыворотке крови соответственно. Исходя из полученных результатов, авторы предположили, что у пациентов с АтД и респираторными симптомами, сенсибилизированных к ингаляционным аллергенам, АКАТ имеет более значимую диагностическую ценность по сравнению с prick-тестами и определением аллергенспецифических IgE in vitro [31].

Zhao и соавт. оценивали частоту положительных результатов АКАТ с аллергенами клещей Dermatophagoides у студентов-добровольцев из университета в Пекине. Всего в исследовании принял участие 201 человек, из них положительные АКАТ имели 25,9%. Только у 13,6% студентов без АтД, ринита и БА в анамнезе результат АКАТ оказался положительным, тогда как у студентов с ринитом или БА в анамнезе он оказался положительным в 56,1% случаев (p<0,05). Это подтверждает, что АКАТ с аллергенами клещей домашней пыли имеет важное диагностическое значение не только у больных с АтД, но и с респираторной аллергией [32].

В одном из исследований показано, что инъекции коротких линейных пептидов главного аллергена кошки Fel d 1, содержащих эпитопы Т-клеток и не обладающих IgE-реактивностью, способны непосредственно вызывать позднюю фазу аллергического воспаления у пациентов с БА [33]. Последующие исследования продемонстрировали, что при наличии АтД в анамнезе отмечается высокий риск развития заболеваний с Т-клеточноопосредованной гиперчувствительностью, в том числе АР и БА [34].

В клиническом исследовании Campana и соавт. использованы для постановки АКАТ гипоаллергенные Т-клеточные эпитопы, содержащие фрагменты главного аллергена пыльцы березы Bet v 1 для выявления IgE-независимого Т-клеточноопосредованного ответа в коже у пациентов с аллергией на пыльцу березы и с различными клиническими проявлениями, без аллергии на пыльцу березы, но с аллергией к другим аллергенам, и у пациентов без атопии [10]. В ходе исследования установлено, что у 11 (73%) из 15 пациентов с аллергией к пыльце березы и АтД результат АКАТ с rBet v 1 оказался положительным, у 10 пациентов (66,6%) отмечались поздние экзематозные реакции на смесь гипоаллергенных фрагментов rBet v 1, что свидетельствует о Т-клеточно-опосредованном механизме реакции при кожном аппликационном тестировании. Авторы пришли к выводу, что не-IgE- опосредованные механизмы могут играть важную роль при хроническом аллергениндуцированном воспалении кожи. Неожиданным оказался тот факт, что Т-клеточноопосредованный тип гиперчувствительности отмечался у 4 (80%) из 5 пациентов, страдающих аллергическим риноконъюнктивитом и аллергией к пыльце березы, но без явлений АтД в анамнезе. Вместе с тем у пациентов с аллергией к пыльце березы и АтД отмечалась высокая пролиферация Т-клеток с экспрессией хемокиновых рецепторов, таких как кожный лимфоцитарный антиген (СLA⁺) и хемокиновый рецептор 4-го типа (CCR4⁺) по сравнению с пациентами без АтД, но с аллергией к пыльце березы. Исходя из результатов этого исследования, можно сделать вывод, что гипоаллергенные фрагменты rBet v 1 инициируют Т-клеточноопосредованные реакции не только у пациентов с АтД и с аллергией к пыльце березы, но также и у лиц без АтД, но с респираторными проявлениями, что можно установить только при постановке АКАТ [10].

Заключение

Таким образом, несмотря на общеизвестный факт, что в основе большинства аллергических заболеваний ключевую роль играет Th2-зависимый тип реакций, результаты последних исследований свидетельствуют о том, что клеточноопосредованные реакции также могут вносить существенный вклад в патогенез развития этих заболеваний. Данные литературы демонстрируют важность проведения АКАТ с ингаляционными аллергенами у пациентов с разными аллергическими заболеваниями. При помощи использования АКАТ можно получить важные данные о характере иммунного ответа у пациентов с аллергией, опосредованной аэроаллергенами.

Недооценка диагностической значимости АКАТ может приводить к гиподиагностике аллергии, что особенно важно для такого заболевания, как АтД. Кроме того, недавние исследования продемонстрировали, что АКАТ с аллергенами может быть положительным также у пациентов с респираторной аллергией. В некоторых случаях только положительные результаты АКАТ при отсутствии данных за IgE-обусловленную сенсибилизацию к ингаляционным аллергенам позволяют установить аллергическую природу заболевания и выявить причинно-значимые аллергены, что обусловливает необходимость пересмотра стандартных методов алергодиагностики и включения данного теста в алгоритм аллергологического обследования больных аллергическими заболеваниями.

About the authors

Eugeniy V. Smolnikov

NRCI Institute of Immunology FMBA of Russia

Author for correspondence.
Email: qwertil2010@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1302-4178

Graduate student in the Department of Skin Allergy and Immunopathology

Russian Federation, Moscow

Alla O. Litovkina

NRCI Institute of Immunology FMBA of Russia

Email: dr.litovkina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5021-9276

Graduate student in the Department of Skin Allergy and Immunopathology

Russian Federation, Moscow

Ksenia I. Kolykhalova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: kolykhalovaaa@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1389-5566

Student

Russian Federation, Moscow

Olga G. Elisyutina

NRCI Institute of Immunology FMBA of Russia

Email: el-olga@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4609-2591

Leading researcher of the Department of Skin Allergy and Immunopathology

Russian Federation, Moscow

Elena S. Fedenko

NRCI Institute of Immunology FMBA of Russia

Email: efedks@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3358-5087
SPIN-code: 5012-7242
Scopus Author ID: 6603386923
ResearcherId: P-6912-2015

Head of the Department of Skin Allergy and Immunopathology

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files