Component Resolved DiagnosticsDSPAP 2011

Hotel Koldingfjord

Kirsten Skamstrup Hansen ovl.PhD.Pædiatrisk Klinik Gentofte

Allergicentret Gentofte Hospital

Terminologi

• Component Resolved Diagnostics (CRD)

• Component based microarray

• Allergen based microarray

• Molecular Diagnosis

Historie

• 1921 Prautznitz og Küstner• Overførbar serumfaktor

• 1967-69 IgE-antistof• Ishizaka, Denver, USA/Johansson, Stockholm, Sverige

• 1996-97• 3-D struktur Bet v 1 fra Birk, ALK, Hørsholm, DK

• Men komponenter ’gammel’ viden• ex. betydning af mælkeproteiner Høst, Odense

• 2010 de fleste ’major allergener’ karakteriserede• Sekvensbestemmelse, kloning

• Rene, rekombinante proteiner

• Mikroarrays

• Prospektiv undersøgelse af reaktiviteten overfor æble før og under en pollensæson

• 27 birkepollenallergikere

• Fødevareprovokationer før og under pollensæson: DBPCFC + åben prov

• SPT, IgE, HR, Immunoblot• oprenset Mal d 1 fra Golden Delicious æble

• Symptom- og medicinregistrering

• Resultater• Øget klinisk reaktivitet i pollensæson

• Test med oprenset Mal d 1 svagere respons –årsag major allergen koncentration lav!!!

Æble og birk

Skamstrup Hansen K, J Crom 2001

Sym

pto

msco

re

Før Under sæson

P<0.05

Pos prov

Neg prov

Fødevareprovokation æble

Sensibilisering og allergi

• IgE eller prik positiv = sensibilisering

• Symptomer = allergi

• Ingen IgE-test bedre end udgangsmaterialet

• Ingen IgE-test bedre end anamnese og provokation

Et allergen…

• Allergen• Antigen, som kan binde IgE…

• Allergenkilde• Kompleks matrix med mange antigener, både

• IgE-bindende og ikke-IgE-bindende

• Epitop• Aminosyresekvens på allergen, som kan binde IgE på mastcelleoverflade

• Allergenekstrakt• Oprenset fra allergenkilde

• ofte indeholdende flere forskellige allergenmolekyler og• forskellige isotyper af de enkelte molekyle• og andet…

• Recombinante allergener/komponenter

• Oprensede naturlige allergener/komponenter

ISAC - microarray

• 103 allergener fra 47 allergen kilder

• Rene proteiner• Flest rekombinante, få naturligt oprensede

• Markører i hjørner af biochip’pen

• 3-dobbelt bestemmelse

• 20 µl serum

• Semikvantitative resultater• ISU = ISAC Standardized Unit

• < 0.3 ISU til > 15 ISU

ImmunoCAP ISAC ® Immuno Solid phase Allergen Chip

• 2 år gammel pige

• Anafylaksi efter indtag af cashewnød

• Birk + kryds• Hasselnød• Hassel• El• Æble• Fersken• Ara h 8• Gly m 4

Case cashewnød

Case cashewnød

• Klinik• Fødevareprovokation positiv cashew, peanut

• Astma

• Rhinoconjunctivitis

• Blev jeg klogere af ISAC test?• Ana o 2 fra cashew negativ, men anafylaksi og pos provokation lav dosis

• Svær Bet v 1 sensibilisering?

• Ara h 2 svagt pos, og milde symptomer

• Sand multisensibilisering• flere allergenfamilier, flere arter, dyr, planter, mider• øget risiko for blivende allergisk sygdom, fortsat astma…

• Risikomarkører• Ara h 2 peanut

• Cor a 8 (LTP) hasselnød + andre LTP

• Fel d 1 større risiko for astma og Fel d 1, Bet v 1, Ara h 1, 2, 3 risiko for svær astma?

Von Haage M, foredrag, Stockholm, 2010

• Sensibiliseringsmønstre• Den enkelte patient

• mono- eller multisensibilisering

• krydsreaktivitet

• specifikke determinanter korreleret til sværhedsgrad og prognose

• Geografiske forskelle• pollentyper, klima

• spisevaner

• Antal tests måske reduceres• Ex. Bet v 1 forklarer OAS frugt, nødder

Fordele ved CRD

• Relativt få proteinfamilier• Struktur

• Funktion

• Vekslende grad af krydreaktivitet

• Ex. patogenesis related proteins• Ex. PR-10 ~ Bet v 1

• Relativt labile

• Ex. lagerproteiner

• Ex. Ara h 2

• Stabile

• Ex. lipid transfer proteins• Ex. LTP fra nødder, fersken etc.

• Stabile

Allergener

• Multicenter studie• Züric, Madrid, København

• Population• Hasselnøddeallergi med og uden pollenallergi (birk eller oliven)

• 20 hasselnød, 20 pollen minus hasselnød og 20 raske kontroller fra hvert center

• Ca 180 i alt

• Metoder• DBPCFC hasselnød, åbne provokationer kontroller

• IgE Phadia• Cor a 1, 2, 8, 9, 11, CCD, vicilin, bromelain + fuld ekstrakt• pollenallergen panel

Hasselnøddeallergi i Europa

• Resultater• Svære symptomer hyppigst i Spanien (5) mod 1 og 0 i Schweiz og DK

• LTP hyppigst i Spanien, men ikke pos hos alle med svære symptomer

• LTP Schweiz og DK ikke korreleret til sværhedsgrad af symptomer

Hasselnøddeallergi i Europa

LTPPR-10

DK Danmark

CH Schweiz

E Spanien

Skamstrup Hansen K et al. JACI 2009

Fordele ved CRD 2

• Adskille kliniske sygdomsenheder, samme allergen(kilde)• Ex. Hvede

• fødevareallergi hvede børn -5 gliadin (Tri a 19)• food-dependent, exercise-induced anaphylaxis hvede voksne Tri aA_TI + (Tri a 19)

• Specifik test før specifik behandling• Ex. Pollen

• birk = Bet v 1• græs = Phl p 1 og/eller 5• obs Alternaria og Profilin

• Ex. Insektstik• bi = Api m 1• hveps = Ves v 5 (ikke i ISAC nu)• obs CCD, hualuronidase

Pasuoluo K, JACI 2001, 2003

Battais F, Clin Exp all 2003

Matsuo H, J Immunol 2005

Heil C, Clin Exp All 2009

Andersson K, Int Arch All Imm 2009

De Graaf DC, J Proteomics 2009

Muller UR allergy 2009

Bilo BM, allergy 2009

Peanut

• Ara h 1, 2, 3, 6 primær sensibilisering• Ara h 8 PR-10

• Ara h 9 LTP

• Ara h 2 vigtigste allergen, børn med peanutallergi

• USA > Sverige > Spanien Ara h 1-3; Ara h 9 hyppig og tidligst debut i Spanien; Ara h 8 i Sverige

• Alle provokationspositive patienter positive Ara h 2

• Sensibilisering flere allergener risiko for svær reaktion

• Krydsreaktivitet• Mellem major-allergenerne

• Bælgfrugter, soya, lupin, mandel, paranød, (hasselnød)

Nicolau N, JACI 2010

Vereda A, JACI 2010

Bindslev-Jensen C, Eller E, Allergi-

centeret, OUH, u-publicerede data

Lewis SA, Clin Exp All 2005

Andre mulige applikationer

• Kat og hund• Fel d 1, 2, 3 primær sensibilisering

• Can f 1, 2, 5 primær sensibilisering

• Fel d 2 og Can f 3 (serum albumin) kryds med andre pattedyr

• Fel d 2 eller Can f 3 alene og ingen symptomer ved kontakt

• måske kan dyrene skånes!

• Latex• Hev b 1, 3, 5, 6 primær sensibilisering

• Obs profilin (Hev b 8) og CCD

Grönlund H, Int Arch All Immun 2009

Saarelainen S, Clin Exp Allergy 2004

Raulf-Heimsoth M, Clin Exp Allergy 2007

Pamies R, Ped Allergy Immunol 2006

…og mulige faldgruber

• De forkerte patienter• Milde symptomer

• Monosymptomatologi uden behov for behandling

• Allergi mælk/æg før provokation af småbørn• ovomocoid dog markør for mere blivende symptomer

• Forkerte allergener/komponenter• Bet v 1 ikke relevant udenfor birkezonen

• LTP kun interessant ved vurdering af sværere symptomer

• Positiv IgE bi/hveps, men ingen symptomer?

• Vi eksponeres ikke for rene komponenter…

• Fejlfortolkning af resultater• Profilin, CCD sjældent relevant i nord

• Positiv bi/hveps, ingen symptomer? Lægeansvar?

Overvejelser før CRD

• Hvornår?

• Når der er brug for mere viden om sensibiliseringsmønster

• Hvorfor?

• Vurdere risiko for svære symptomer, også ved provokation

• Prognose

• Uforklarede reaktioner

• Planlægning af specifik behandling

• Med hvad?

• Relevante komponenter eller irrelevante…

• Enkeltallergener eller ISAC

• Hvem bestiller og tolker?

• Kræver viden om allergener og allergensystemer

• Planlagt videre udredning/behandling, - ellers henvis

Konklusion

• CRD giver mulighed for vurdering af • Sensibiliseringsmønstre og sammenhæng mellem allergene komponenter

• Sammenhæng mellem sensibilisering og symptomer

• Måske udsige noget om risiko og prognose

• CRD en forudsætning for individualiseret behandling

• Fare for vis fejl- og overdiagnostisering

• Brug af enkeltkomponenter i forhold til arrays skal afklares

Fremtid

• ISAC • Flere komponenter

• Flere chips, mere målrettet forskellige sygdomsenheder?

• Flere kliniske studier før rutinebrug• Praktisk brugbare oplysninger eller ’aha’?

• Hvilke allergenfamilier?

• Hvilke symptomer?

• Mere forskning: Immunologi, genetik, epigenetik• Sammenhæng mellem sensibilisering og allergi

• Sammenhæng mellem eksposition, sensibilisering og allergi

• Epitope mapping

Laboratoriet for Medicinsk Allergologi &

Allergiklinikken, RH/Gentofte

Kollegerne i Zürich, Madrid, Uppsala og Langen

Phadia for scanninger og tekniske oplysninger

og

tak for jeres opmærksomhed!

Tak til