The spectrum of sensitization in children with respiratory allergic diseases living in the Rostov region, according to molecular allergodiagnostics

Full Text

ОБОСНОВАНИЕ

Аллергические заболевания являются глобальной проблемой [1]. По данным Всемирной организации здравоохранения, аллергопатология, именуемая как «неинфекционная эпидемия», наносит стойкий вред здоровью, влечёт за собой социально-экономическое бремя для общества и государства [2]. В связи с этим большое значение имеет своевременная достоверная диагностика аллергических заболеваний, являющаяся основой профилактики.

Диагностика аллергии ― многоэтапный процесс: на первом этапе проводится всесторонний анализ клинических данных, на втором ― выполняются тесты in vivo (кожные тесты) и in vitro с использованием экстрактов аллергенов, на третьем ― применяют молекулярные технологии [3].

Широкое внедрение ДНК-технологий с конца XX века привело к тому, что удалось охарактеризовать и клонировать молекулы аллергенов и определить их антигенные детерминанты, что явилось основанием для нового вида диагностики IgE-опосредованных заболеваний ― молекулярной диагностики (МА). Молекулярная диагностика, согласно международному согласительному документу WAO-ARIA-GA²LEN, это подход, используемый для картирования аллергенной сенсибилизации пациента на молекулярном уровне с применением очищенных рекомбинантных натуральных аллергенных молекул (компонентов аллергенов) вместо экстрактов аллергенов [4]. В настоящее время метод молекулярной аллергодиагностики позволяет идентифицировать все наиболее значимые группы аллергенов (бытовые, эпидермальные, пыльцевые, пищевые, инсектные, лекарственные), при этом интерес представляет изучение регионального спектра сенсибилизации населения [5, 6]. Особое внимание уделено изучению пыльцевых аллергенов, роль которых наиболее значима при развитии таких широко распространённых патологий, как аллергический ринит и бронхиальная астма [7]. Проведение данного вида обследования помогает врачам и пациентам не только выявить мажорные аллергены, но и разработать персонифицированные подходы к аллергенспецифической иммунотерапии [8, 9].

Цель исследования ― определение профиля (спектра) сенсибилизации у детей с аллергическими заболеваниями, проживающих на территории Ростовской области, методом молекулярной аллергодиагностики.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Проведено открытое многоцентровое проспективное контролируемое нерандомизированное исследование.

В исследование включены пациенты в возрасте от 1 месяца жизни до 18 лет, имеющие клинические проявления бронхиальной астмы и/или аллергического ринита.

Всем детям было проведено комплексное клинико-лабораторное обследование. Для выявления факторов риска развития аллергических заболеваний особое внимание уделялось данным анамнеза жизни и анамнеза заболевания (продолжительность заболевания, частота обострений за предшествующий обследованию год, наиболее значимые аллергены и триггеры, наличие и продолжительность базисной терапии, сопутствующая патология), также проведён ряд инструментальных исследований (пульсоксиметрия, пикфлоуметрия и спирография).

Верификация диагноза аллергического ринита и бронхиальной астмы проведена на основании клинико-анамнестических данных, а также результатов дополнительных методов исследования в соответствии с действующими клиническими рекомендациями [10, 11].

Критерии соответствия

Критерии включения: девочки и мальчики в возрасте от 1 месяца до 18 лет с установленным диагнозом бронхиальной астмы или аллергического ринита; наличие подписанного пациентом (в возрасте старше 15 лет) или родителями (для детей младше 15 лет) информированного согласия на проведение исследования.

Критерии невключения: отсутствие информированного согласия; наличие сопутствующей хронической бронхолёгочной патологии; крайне тяжёлое состояние больного, требующее проведения реанимационных мероприятий; отказ от проведения необходимых лечебных и диагностических мероприятий; указание на проведение аллергенспецифической иммунотерапии в анамнезе; применение системной терапии кортикостероидами, циклоспорином, биологическими препаратами за 6 месяцев до и в течение всего периода исследования.

Условия проведения

В исследовании принимали участие дети, находящиеся на стационарном (детское отделение клиники ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России) или аллергологическом амбулаторном лечении (Клинико-диагностический центр «Здоровье») в медицинских учреждениях Ростова-на-Дону.

Продолжительность исследования

Включение пациентов в репрезентативную группу производилось в период с 01.09.2023 по 30.12.2023.

Описание медицинского вмешательства

Проведено клинико-анамнестическое и лабораторное обследование детей с респираторными аллергическими заболеваниями, проживающих на территории Ростовской области. Для определения спектра сенсибилизации у данной группы был проведён забор крови из кубитальной вены с последующим применением метода молекулярной диагностики (аллергочип Allergy Explorer 2, ALEX2; Macro-Array Diagnostics GmbH, Австрия).

ALEX2 ― многокомпонентный тест на основе нанотехнологий, который позволяет одновременно определить уровень антител к аллергенным молекулам и экстрактам аллергенов в крови и получить практически полную картину сенсибилизации для каждого пациента. В основе методики лежит твердофазный иммуноферментный анализ на аллергочипе ALEX2. В состав мультикомпонентного аллергочипа ALEX2 входят 300 диагностических параметров, что позволяет определить сенсибилизацию к 120 экстрактам аллергенов и 180 молекулам аллергенов, а также концентрацию общего иммуноглобулина Е (IgE) в крови.

При выявлении диагностически значимых титров антител, специфических IgE к аллергенам, рекомендовано разделение полученных результатов на классы сенсибилизации в зависимости от уровня его концентрации: I класс (низкий уровень сенсибилизации) ― 0,3–1 кUA/L; II класс (умеренный уровень сенсибилизации) ― 1–5 кUA/L; III класс (повышенный уровень сенсибилизации) ― 5–15 кUA/L; IV класс (высокий уровень сенсибилизации) ― более 15 кUA/L.

Основной исход исследования

Первичной конечной точкой исследования была оценка профиля сенсибилизации к экстрактам аллергенов и молекулам аллергенов, входящих в состав ALEX2. Панель аллергенов ALEX2 покрывает все основные источники аллергенов, вызывающих реакции I типа (аллергены пыльцы различных злаков, деревьев, сорняков, клещей домашней пыли; плесени и дрожжевых грибов; различных продуктов растительного и животного происхождения; перхоти домашних животных и скота; латекса, аллергены и яды насекомых; перекрёстные аллергены). Оценка профиля сенсибилизации к отдельным молекулярным компонентам значительно повышает информативность обследования.

Этическая экспертиза

Проведение данного исследования согласовано и одобрено локальным этическим комитетом (выписка из протокола № 13/22 от 08.09.2022). Пациентам, включённым в исследование, была предоставлена подробная информация о целях и процедуре проведения исследования. Всеми включёнными в данное исследование больными подписана форма информированного согласия (у детей до 15 лет согласие подписывали родители или другие законные представители ребёнка).

Статистический анализ

Размер выборки исследования предварительно не рассчитывался. Для сбора и хранения данных использовали индивидуальные регистрационные карты. Статистическая обработка результатов проводилась с применением пакета программ Microsoft Office Excel 2003 и Statistica 12.0 for Windows. Достоверность различий между группами по среднеарифметическим величинам при нормальном законе распределения определяли по критерию Стьюдента (t). В случае если распределения показателей отличалось от нормального, нами был использован непараметрический критерий Манна–Уитни (M-U). При этом во всех случаях расчётов достоверным считался результат при t >2, при котором р <0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Объекты (участники) исследования

Проведено комплексное обследование 67 детей с респираторными проявлениями аллергии, проживающих на территории Ростовской области, с применением аллергочипа Allergy Explorer 2 (ALEX2). Средний возраст обследованных пациентов составил 11,16±4,49 года. В группе обследованных пациентов преобладали мальчики ― 39 (58,2%), девочек было 28 (41,8%). Аллергический ринит верифицирован у 23 (34,3%) больных, бронхиальная астма ― у 25 (37,3%), сочетание двух патологий имели 19 (28,4%) пациентов.

Основные результаты исследования

По данным проведённых нами исследований установлено, что сенсибилизацию к пыльце сорняков имели 40,3% (n=27), к домашним животным ― 32,8% (n=22), к пыльце деревьев ― 32,8% (n=22), пыльце злаковых ― 26,9% (n=18), фруктам и утероглобину ― по 47,8% (n=32), к плесени и дрожжевым грибам ― 44,8% (n=30), липокалину ― 38,8% (n=26) детей. Немного реже встречалась аллергия к профилину ― 14,9% (n=10), латексу ― 13,4% (n=9), пылевым и амбарным клещам ― 23,9% (n=16), орехам и семенам, домашнему скоту, белкам суперсемейства PR-10 (pathogenesis-related proteins), сывороточному альбумину ― по 19,4% (n=13), бобовым культурам и молоку ― по 14,9% (n=10). Гораздо реже регистрировалось наличие сенсибилизации к яйцу, рыбе и морепродуктам, мясу домашних животных и насекомых, запасным белкам ― по 13,4% (n=9), к злакам, овощам, белкам-переносчикам липидов (lipid transfer proteins, LTPs), к специям, муравью, пчеле, осе, таракану, парвальбумину, тропомиозину, аргининкиназе ― по 6% (n=4), к перекрёстно-реактивным углеводным детерминантам (cross-reactive carbohydrate determinants, CCD) ― 3% (n=2); табл. 1.

 

Таблица 1. Спектр сенсибилизации к аллергенам у детей с респираторными аллергическими заболеваниями, проживающих на территории Ростовской области, n=67

Table 1. Spectrum of sensitization in children with respiratory allergic diseases living in the Rostov region, n=67

Аллерген	Пациенты с положительным результатом, n (%)	Класс сенсибилизации
		4	3	2	1
Пыльца злаковых трав	18 (26,9)	5 (7,5)	2 (3,0)	7 (10,4)	4 (6,0)
Пыльца деревьев	22 (32,8)	7 (10,4)	6 (9,0)	7(10,4)	2 (3,0)
Пыльца сорных трав	27 (40,3)	12 (17,91)	9 (13,43)	3 (4,5)	3 (4,5)
Домашние пылевые клещи и амбарные клещи	16 (23,88)	5 (7,46)	0	5 (7,46)	6 (8,96)
Плесень и дрожжевые грибы	15 (22,4)	9 (13,4)	4 (6,0)	0	2 (3,0)
Бобовые культуры	5 (7,5)	0	1 (1,5)	1 (1,5)	3 (4,5)
Пищевые злаки	3 (4,5)	0	1 (1,5)	2 (3,0)	0
Специи	2 (3,0)	0	0	1 (1,5)	1 (1,5)
Фрукты	16 (23,9)	5 (7,5)	2 (3,0)	9 (13,4)	0
Овощи	3 (4,5)	0	1 (1,5)	1 (1,5)	1 (1,5)
Орехи и семена	6 (9,0)	1 (1,5)	1 (1,5)	3 (4,5)	1 (1,5)
Молоко	5 (7,5)	0	0	3 (4,5)	2 (3,0)
Яйцо	4 (6,0)	2 (3,0)	1 (1,5)	1 (1,5)	0
Рыба и морепродукты	4 (6,0)	0	1 (1,5)	1 (1,5)	2 (3,0)
Мясо домашних животных и насекомых	4 (6,0)	1 (1,5)	2 (3,0)	0	1 (1,5)
Муравей, пчела, оса	2 (3,0)	0	0	0	2 (3,0)
Таракан	2 (3,0)	0	0	0	2 (3,0)
Домашние животные	23 (34,3)	10 (14,9)	6 (9,0)	4 (6,0)	3 (4,5)
Домашний скот	6 (9,0)	2 (3,0)	0	4 (6,0)	0
Латекс	9 (13,4)	1 (1,5)	3 (4,5)	3 (4,5)	2 (3,0)
Фикус и хмель	0	0	0	0	0
CCD	1 (1,5)	0	0	0	1 (1,5)
Паразит	0	0	0	0	0
Прокальцин	0	0	0	0	0
Профилин	10 (14,9)	4 (6,0)	1 (1,5)	5 (7,5)	0
PR-10	6 (9,0)	1 (1,5)	2 (3,0)	3 (4,5)	0
Семейство Ole e1	0	0	0	0	0
LTPs	3 (4,5)	1 (1,5)	0	1 (1,5)	1 (1,5)
Запасные белки	4 (6,0)	1 (1,5)	1 (1,5)	2 (3,0)	0
Липокалин	13 (19,4)	6 (9,0)	3 (4,5)	1 (1,5)	3 (4,5)
NPC2	3 (4,5)	0	0	1 (1,5)	2 (3,0)
Сывороточный альбумин	6 (9,0)	1 (1,5)	4 (6,0)	0	1 (1,5)
Парвальбумин	2 (3,0)	0	1 (1,5)	1 (1,5)	0
Тропомиозин	2 (3,0)	0	0	0	2 (3,0)
Утероглобин	16 (23,9)	7 (10,4)	6 (9,0)	2 (3,0)	1 (1,5)
Аргининкиназа	2 (3,0)	0	0	2 (3,0)	0

 

При изучении уровня сенсибилизации установлено, что наиболее высокие значения уровня специфического иммуноглобулина Е (specific immunoglobulin E, sIgE) ― реакции 4-го класса ― отмечались к аллергенам домашних животных (n=10; 14,9%), пыльце сорняков, плесени и дрожжевым грибкам (n=9; 13,4%), пыльце деревьев, утероглобину (n=7; по 10,4%) и липокалину (n=6; 9,0%).

Дополнительные результаты исследования

Проведённый молекулярный анализ показал, что среди пыльцевых аллергенов превалировала аллергическая реакция на пыльцу амброзии: повышение уровня IgE к аллергокомпоненту Amb a 1 зарегистрировано у 27 (40,3%) детей, тогда как сенсибилизация к крапиве (Urt d) отмечалась в 23 (34,33%) случаях, к пролеснику однолетнему (Mer a 1) ― в 16 (23,88%); рис. 1.

 

Рис. 1. Спектр сенсибилизации к компонентам аллергенов пыльцы злаковых и сорных трав у обследованных пациентов c аллергическими заболеваниями (n=67).

Fig. 1. The spectrum of sensitization to allergen components of pollen of cereals and weeds in the examined patients with allergic diseases (n=67).

 

Важно отметить, что достаточно часто встречалась положительная реакция на аллергокомпоненты Тимофеевки луговой (Phl p), при этом реакция на специфические аллергокомпоненты Phl p 1, Phl p 2 и Phl p 5 была положительной у 2,99%, 10,45% и 1,49% соответственно, повышение уровня sIgE к маркеру перекрёстной реактивности Phl p 7 (полкальцин) отмечено у 2,99%, достаточно часто (в 20,90% случаев) встречалась сенсибилизация к компоненту Phl p 12 (профилин), что свидетельствует о наличии преимущественно перекрёстной аллергической реакции. Следует также отметить, что наиболее распространённая сенсибилизация к аллергокомпоненту Amb a 1 часто (10,45%) сопровождалась положительной реакцией к Amb a 4, который относится к группе дефензинов. Данный факт требует пристального внимания специалистов, так как сенсибилизация к этому компоненту обусловливает развитие перекрёстной реактивности у больных аллергическими заболеваниями.

Анализ частоты сенсибилизации к аллергокомпонентам пыльцы деревьев показал, что наиболее часто среди обследованных больных отмечалась сенсибилизация к аллергену финиковой пальмы Pho d 2 (22,39%), криптомерии японской (19,4%), пыльце грецкого ореха (11,94%), в то время как истинную аллергию к пыльце берёзы (положительный компонент Bet v 1) имели только 6 (8,96%) больных (рис. 2), при этом аллергокомпонент Bet v 2 был положительным у 10 (14,93%) детей. Принимая во внимание тот факт, что данная молекула относится к белкам-профилинам, можно говорить о высокой вероятности наличия перекрёстной реактивности у этих пациентов.

 

Рис. 2. Спектр сенсибилизации к аллергенам пыльцы деревьев у обследованных пациентов c аллергическими заболеваниями (n=67).

Fig. 2. Spectrum of sensitization to tree pollen among the examined patients with allergic diseases (n=67).

 

Частота встречаемости сенсибилизации к аллергенам клещей домашней пыли и плесневых грибов была примерно одинаковой ― от 1,49% до 5,97%, за исключением молекулы Alt a 1 (Alternaria alternata) ― сенсибилизацию к ней имели 14 (20,89%) обследованных пациентов, и одинаково часто встречались антитела к Blo t 5 (Blomia tropicalis) и Gly d 2 (Glycyphagus domesticus) ― у 16 (23,88%) пациентов (рис. 3).

 

Рис. 3. Спектр сенсибилизации к аллергенам домашней пыли и грибов у обследованных пациентов c аллергическими заболеваниями (n=67).

Fig. 3. Sensitization to house dust and fungi allergens in the examined patients with allergic diseases (n=67).

 

Нежелательные явления

В ходе исследования нежелательные явления отсутствовали.

ОБСУЖДЕНИЕ

Резюме основного результата исследования

По результатам проведённых нами исследований установлено, что значимую роль в развитии аллергических заболеваний у обследованных пациентов играют пыльцевые аллергены. Пыльца растений является одним из наиболее распространённых аллергенов.

Обсуждение основного результата исследования

Актуальность заявленной проблемы объясняется широкой распространённостью и прогрессирующим ростом заболеваемости пыльцевой аллергией во многих странах [12–15]. В последние годы достаточно много внимания уделяется разработке тест-систем, а также препаратов для аллергенспецифической иммунотерапии к белкам берёзы и амброзии. Эти два аллергена занимают лидирующие позиции в спектре сенсибилизации у людей, проживающих в южных районах Российской Федерации [16].

Проведённое нами исследование ещё раз показало, что именно аллерген амброзии занимает лидирующие позиции в спектре сенсибилизации у обследованных нами детей с аллергопатологией, проживающих на территории Ростовской области. В 70-е годы XХ века в Ростовской области аллергия на пыльцу амброзии была выявлена лишь в 13,4% случаев, на полынь ― в 48,2%, на подсолнух ― в 24%. Через 30 лет среди обследованных взрослых больных, проживающих в Ростове-на-Дону, сенсибилизация к пыльце амброзии обнаружена уже у 82,1%, к полыни ― у 54,6%, подсолнуху ― у 38,2% пациентов [17]. По данным 2004 года, пыльцевая сенсибилизация превалировала среди детей 13–14 лет, проживающих в Ростовской области, где в старшей группе данный показатель увеличился по сравнению с 1997 годом почти втрое (с 21,8% до 71,2%), а к бытовым аллергенам сенсибилизация выявлялась в 61,7% случаев [17]. По данным наших исследований, проведённых в 2015–2018 годах, пыльца амброзии продолжала доминировать в числе пыльцевых аллергенов у детей, проживающих в данном регионе [16]. Однако следует отметить, что в этих работах представлены результаты обследования с помощью метода иммуноферментного анализа. В данной же работе представлены результаты обследования больных с использованием метода молекулярной аллергодиагностики, который отличается более высокой достоверностью и информативностью [18, 19].

Полученные результаты позволили не только определить спектр сенсибилизации у обследованных пациентов, но и выявить доминирующие аллергокомпоненты, что важно как для проведения аллергенспецифической иммунотерапии [20], так и разработки вакцин для данной терапии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проведённого исследования установлено, что наиболее часто у детей с респираторными аллергическими заболеваниями, проживающих в Ростовской области, определялась сенсибилизация к пыльце сорных трав (превалировала аллергическая реакция на пыльцу амброзии).

Использование современного метода аллергодиагностики позволило не только определить класс сенсибилизации, но и идентифицировать аллергокомпоненты, которые играют ведущую роль в развитии патологии. Благодаря молекулярным методам диагностики аллергии практикующие врачи аллергологи-иммунологи могут не только подобрать рациональную и максимально эффективную фармакотерапию, но и прогнозировать течение заболевания, а также профилактировать развитие обострений.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования подготовке статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: О.Е. Семерник ― концепция и дизайн исследования, подготовка и написание текста статьи; А.А. Лебеденко ― обзор литературы, сбор и анализ литературных источников, редактирование статьи; А.М. Сарычев, А.В. Бахтин, С.В. Мальцев ― обследование и наблюдение пациентов, сбор и анализ литературных данных; Н.А. Гребенкина ― анализ полученных лабораторных данных; Г.Ю. Спириденко ― сбор и анализ литературных источников, статистическая обработка данных.

ADDITIONAL INFORMATION

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors’ contribution. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work. O.E. Semernik ― concept and design of the study, writing the text of the article; A.A. Lebedenko ― literature review, collection and analysis of literary sources, editing the article; A.M. Sarychev, A.V. Bakhtin, S.V. Maltsev ― examination and observation of patients, collection and analysis of literary data; N.A. Grebenkina ― analysis of the obtained laboratory data; G.Yu. Spiridenko ― collection and analysis of literary sources, statistical data processing.

About the authors

Olga E. Semernik

Rostov State Medical University

Author for correspondence.
Email: semernick@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3769-8014
SPIN-code: 1890-5470

MD, Dr. Sci. (Medicine), Assistant Professor

Россия, 29 Nachitsevanskij lane, 344022 Rostov-on-Don

Alexander A. Lebedenko

Rostov State Medical University

Email: leb.rost@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4525-1500
SPIN-code: 5493-6114

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Россия, 29 Nachitsevanskij lane, 344022 Rostov-on-Don

Alexey M. Sarychev

Clinical and Diagnostic Center “Health”

Email: sarichevam@gmail.com
ORCID iD: 0009-0007-9041-3077

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Россия, 21st Line st., 8344019, Rostov-on-Don

Natalia A. Grebenkina

Rostov State Medical University

Email: grebenkinan@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-0842-4399

MD

Россия, 29 Nachitsevanskij lane, 344022 Rostov-on-Don

Andrey V. Bakhtin

Rostov State Medical University

Email: pro@bahtin-doc.ru
ORCID iD: 0009-0001-7906-6971
SPIN-code: 4249-4096

MD

Россия, 29 Nachitsevanskij lane, 344022 Rostov-on-Don

Stanislav V. Maltsev

Rostov State Medical University

Email: steve30@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7614-9053
SPIN-code: 7042-7222

MD, Cand. Sci. (Medicine), Assistant Professor

Россия, 29 Nachitsevanskij lane, 344022 Rostov-on-Don

Galina Yu. Spiridenko

Rostov State Medical University

Email: Galina.Spiridenko2015@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6585-0784
SPIN-code: 8443-9308

MD

Россия, 29 Nachitsevanskij lane, 344022 Rostov-on-Don

References

Supplementary files