Alergen

Alergen

Alergen to każdy antygen pochodzenia zewnętrznego, który może wywołać reakcję alergiczną (czyli uczulenie) – zarówno tę zależną od przeciwciał IgE, jak i niezależną od nich. Alergeny różnią się między sobą zarówno pod względem budowy chemicznej, jak i strukturalnej. Mogą mieć pochodzenie roślinne lub zwierzęce, a także być prostymi związkami chemicznymi, takimi jak leki. Większość alergenów to białka lub glikoproteiny o masie cząsteczkowej od 10 kDa do 40 kDa, choć znane są również alergeny o masie mniejszej (około 3 kDa) oraz większej (do 100 kDa). Wielkość cząsteczek alergenu wpływa na ich immunogenność oraz zdolność do przenikania przez błony śluzowe.

Typologia

Alergeny klasyfikujemy na:

• wziewne (aeroalergeny, inhalacyjne) – to alergeny obecne w powietrzu, które dostają się do organizmu przez drogi oddechowe. Należą do nich czynniki alergogenne występujące w zamkniętych pomieszczeniach (np. kurz, który zawiera szczątki roślin, roztoczy, szczątki zwierząt, karaluchów oraz grzybów pleśniowych) oraz te występujące na zewnątrz (np. pyłki roślin, zarodniki grzybów pleśniowych);
• pokarmowe – substancje białkowe zawarte w pokarmach roślinnych i zwierzęcych, które dostają się do organizmu wraz z pożywieniem, jak np. owoalbumina (albumina jaja kurzego), mogą wywołać niepożądane reakcje kliniczne. Około 220-250 milionów ludzi na świecie może cierpieć na alergię pokarmową;
• kontaktowe – wywołujące reakcję alergiczną po bezpośrednim kontakcie ze skórą osoby uczulonej. Do tej grupy zalicza się m.in. lateks, niektóre metale (nikiel, chrom), substancje zapachowe, dodatki do gumy, formaldehyd, parafenylenodiaminę, konserwanty kosmetyków, środki dezynfekujące oraz tworzywa sztuczne.
• leki – szczególnie antybiotyki beta-laktamowe (takie jak penicyliny, cefalosporyny, sulfonamidy), kwas acetylosalicylowy oraz inne niesteroidowe leki przeciwzapalne. Reakcje niepożądane na leki występują u około 10% populacji globalnej oraz u 20% pacjentów hospitalizowanych. Ponadto, ponad 10% skutków ubocznych to nieprzewidywalne reakcje nadwrażliwości.

W zależności od okresu ekspozycji, alergeny dzielimy na:

• sezonowe (np. pyłki roślin, grzyby pleśniowe)
• całoroczne (np. roztocze kurzu domowego, alergeny zwierząt domowych).

Nomenklatura

Alergeny nie wykazują szczególnych podobieństw, dlatego trudno jest ocenić, czy dana substancja może być alergenem. Zastosowano jednak ujednolicone nazewnictwo alergenów, które zostało opracowane przez Podkomitet Nazewnictwa Alergenów Międzynarodowej Unii Towarzystw Immunologicznych. Składa się ono z trzech elementów:

• skrót nazwy rodzajowej organizmu, z którego pochodzi alergen (pierwsze trzy litery nazwy rodzajowej)
• skrót nazwy gatunkowej tego organizmu (pierwsza litera nazwy gatunkowej)
• liczba arabska oznaczająca konkretny antygen danego organizmu (zwykle według kolejności odkrycia danego alergenu). W przypadku kilku izoform alergenu do liczby dodaje się małe litery alfabetu łacińskiego (np. Der p 1 oznacza antygen nr 1 wyizolowany z Dermatophagoides pteronyssinus). Alergeny najsilniej uczulające oznaczone są cyfrą 1 i noszą miano alergenów głównych, które uczulają ponad 50% pacjentów danej grupy. Der p 1 jest alergenem głównym, gdyż u ponad 50% pacjentów uczulonych na kurz stwierdza się również uczulenie na ten alergen. Alergeny uczulające mniej niż 50% osób w danej grupie są określane jako alergenami słabymi.

Najczęściej uczulające alergeny

Najczęściej występujące alergeny to:

• dym papierosowy i smog – smog miejski zawiera kurz o silnym potencjale alergizującym, a także węglowodory aromatyczne, które są obecne w dymie papierosowym i odpowiadają za jego właściwości alergogenne.
• roztocze – szczególnie gatunki z rodzajów Dermatophagoides oraz Euroglyphus. Alergeny pochodzące z roztoczy to enzymy jelitowe obecne w ich odchodach (grupa 1 alergenów roztoczy) oraz białka tkanek (grupa 2 alergenów roztoczy).
• kurz – jego potencjał alergizujący często związany jest z obecnością roztoczy, ich odchodów lub fragmentów tkanek. Gatunkiem odpowiedzialnym za alergiczne właściwości kurzu jest Dermatophagoides pteronyssinus.
• pyłki roślin – wywołujące alergie szczególnie często od marca do października, głównie pyłki drzew wiatropylnych (np. brzoza, olcha, wierzba, topola, dąb), traw i zbóż oraz chwastów (bylica, komosa, pokrzywa, babka lancetowata). W Polsce najczęściej uczulają trawy i chwasty niż pyłki drzew, co związane jest z powszechnością tych roślin i dłuższym okresem pylenia.
• sierść zwierzęca – najsilniejsze właściwości uczulające mają alergeny kota (ponad 50% osób uczulonych na alergeny zwierzęce). Następnie wymienia się alergeny psa, świnki morskiej, myszy i królika, które znajdują się zarówno w sierści, złuszczonym naskórku, jak i w wydzielinach (ślina) oraz wydalinach (mocz i kał) tych zwierząt.
• jad owadów błonkoskrzydłych – wywołuje reakcje miejscowe oraz ustrojowe. Łagodne reakcje ogólnoustrojowe mogą ograniczać się do skóry (np. nagły rumień, pokrzywka, obrzęk naczynioruchowy), podczas gdy cięższe reakcje mogą prowadzić do skurczu oskrzeli, obrzęku krtani oraz spadku ciśnienia tętniczego (anafilaksja), co może zagrażać życiu. Reakcje śmiertelne występują u około 50% osób bez wcześniejszych reakcji układowych.
• alergeny pokarmowe – głównie: alergeny mleka krowiego, jajek, ryb i skorupiaków, soi oraz pszenicy, orzechów, zwłaszcza orzeszków ziemnych.
• grzyby mikroskopijne – grzyby z rodzajów Alternaria i Cladosporium, a także Penicillium i Aspergillus są głównymi źródłami alergenów pleśniowych. Najczęstszą przyczyną uczuleń są alergeny Alternaria alternata, a u większości chorych występuje nadwrażliwość na alergeny kilku gatunków grzybów. Objawy zazwyczaj obserwuje się przez cały rok, z wyraźnym nasileniem latem i jesienią, co związane jest z cyklem występowania zarodników grzybów w powietrzu.
• pasożyty, np. owsik.

Alergeny reagujące krzyżowo

Fragmenty budowy antygenów nazywane są epitopami, które łączą się bezpośrednio z przeciwciałem. Alergeny mają charakter wieloważny, co oznacza, że jeden alergen może posiadać wiele (od kilku do kilkudziesięciu) epitopów rozpoznawanych przez układ immunologiczny. O reaktywności krzyżowej mówimy, gdy jedno przeciwciało (lub receptor komórki T) reaguje z dwoma alergenami, ponieważ mają one identyczne lub bardzo zbliżone epitopy. Wówczas swoiste przeciwciała IgE nie dostrzegają różnic między nimi. Reakcja krzyżowa występuje, gdy inny alergen wywołuje reakcję alergiczną, a jej przyczyną są sekwencje aminokwasów oraz homologia sekwencji białek antygenów. Wysoka homologia (70% lub więcej) między białkami wskazuje na wysokie prawdopodobieństwo reakcji krzyżowej, podczas gdy niska homologia (poniżej 50%) uznawana jest za rzadką. Homologia białek może dotyczyć zarówno blisko spokrewnionych alergenów (np. między pyłkami różnych roślin), jak i niespokrewnionych (np. na linii rośliny – warzywa/owoce).

Najczęściej obserwowane przypadki to:

• osoby uczulone na pyłek brzozy (orzechy/leszczyny) z równoczesnym uczuleniem na jabłka, morele, wiśnie, czereśnie, seler, marchew i pietruszkę;
• osoby uczulone na trawy, które reagują również na melony, arbuzy, pomidory, soję i pomarańcze;
• pacjenci uczuleni na bylicę z równoczesnym uczuleniem na banany i arbuzy;
• chorzy uczuleni na lateks, którzy doświadczają objawów alergii po spożyciu bananów, fig, awokado i kiwi;
• osoby uczulone na sierść kota, które reagują również na wieprzowinę;
• alergicy nadwrażliwi na trawy z równoczesnym uczuleniem na pomidory, melony, pietruszkę, soję, imbir, tymianek oraz orzeszki ziemne.

Rola alergenów w reakcji alergicznej

Alergeny wywołują swoistą nadwrażliwość organizmu (alergię) u osób z predyspozycją do alergii, znaną jako skaza atopowa. Mają zdolność stymulowania organizmu do produkcji swoistych przeciwciał IgE lub komórek, które reagują na określony alergen. Przy pierwszym kontakcie osoby z uczulającym czynnikiem (poprzez połknięcie lub wdychanie) alergen zostaje rozpoznany przez makrofagi, które są kluczowe w obronie immunologicznej organizmu. Informacja o zetknięciu z alergenem jest przekazywana do limfocytów B, które przekształcają się w plazmocyty i wytwarzają immunoglobuliny typu E (IgE), odpowiedzialne za reakcję alergiczną. Przeciwciała IgE są specyficzne dla danego alergenu i występują tylko u osób uczulonych na tę substancję. W wyniku ponownego kontaktu z tym samym antygenem, przeciwciała IgE wiążą się z mastocytami w skórze i błonach śluzowych, a następnie przechwytują alergen. Przyłączenie alergenu do przeciwciał powoduje degranulację mastocytów i bazofili, co prowadzi do uwolnienia substancji chemicznych, głównie histaminy, odpowiedzialnych za rozwój stanu zapalnego. To z kolei prowadzi do różnych form odpowiedzi zapalnej, zależnych od zajętego narządu (np. nos – katar sienny, oko – alergiczne zapalenie spojówek, skóra – pokrzywka). Testy skórne (punktowe, śródskórne, płatkowe), badania na obecność swoistych przeciwciał (RAST, RIA, FEIA) oraz prowokacje alergenowe wykrywają uczulenie na poszczególne alergeny.

Choroby alergiczne wywoływane przez alergeny

Reakcja zapalna na kontakt z alergenem może przybierać różne formy kliniczne, w tym:

• alergiczny nieżyt nosa – zespół objawów (wyciek wodnistej wydzieliny, świąd, upośledzenie drożności nosa, kichanie, zaburzenia węchu) wywołanych przez alergiczne zapalenie błony śluzowej nosa, które może być spowodowane alergenami wziewnymi – całorocznymi i/lub sezonowymi;
• alergiczne zapalenie spojówek – schorzenie rozwijające się na podłożu reakcji alergicznej w obrębie spojówki oka, a czasami także skóry powiek i rogówki, objawiające się przekrwieniem i obrzękiem spojówek, łzawieniem i świądem w wyniku kontaktu z alergenem (np. pyłek roślinny, lek, roztocze);
• astma oskrzelowa – przewlekła choroba zapalna dróg oddechowych, w której proces zapalny zachodzi w błonie śluzowej drzewa oskrzelowego, prowadząc do nadreaktywności oskrzeli, co skutkuje świszczącym oddechem, dusznością i kaszlem. Jej rozwój mogą wywoływać alergeny pyłków roślin, kurzu domowego, pleśni, substancje odzwierzęce oraz zanieczyszczenia powietrza i dym papierosowy;
• pokrzywka i obrzęk naczynioruchowy – zaburzenia w mikrokrążeniu skóry, polegające na rozszerzeniu naczyń i zwiększeniu ich przepustowości, co prowadzi do obrzęku. Mogą być wywołane przez alergeny pokarmowe, dodatki do żywności, leki, alergeny kontaktowe (np. sierść kota) oraz pyłki roślin (szczególnie te podobne do alergenów zjadanych owoców i warzyw – zespół alergii jamy ustnej);
• atopowe zapalenie skóry – najczęstsza choroba zapalna skóry, zwykle diagnozowana w dzieciństwie, związana z zaburzeniami funkcjonowania układu immunologicznego oraz zmianami w budowie skóry. W patogenezie AZS kluczowe są alergeny pokarmowe, jak również powietrzne (roślinne, zwierzęce, kurz, pleśń, pochodzenia grzybiczego i bakteryjnego);
• alergiczny wyprysk kontaktowy – zmiany skórne powstałe w wyniku reakcji alergicznej typu komórkowego, charakteryzujące się grudką wysiękową i pęcherzykiem, które występują najczęściej na skórze stykającej się z alergenem (np. lekiem, gumą, niklem);
• wstrząs anafilaktyczny – ciężka, zagrażająca życiu ogólna reakcja nadwrażliwości na alergen (np. leki, lateks, pokarm, jad owadów), która manifestuje się objawami ze strony skóry (pokrzywka, obrzęk naczynioruchowy), układu oddechowego (duszności, świsty wdechowe), układu krążenia (spadek ciśnienia krwi, przyspieszenie akcji serca), układu pokarmowego (kurczowe bóle brzucha, wymioty) oraz układu nerwowego (zasłabnięcia, utrata przytomności). Objawy anafilaksji mogą wystąpić w ciągu kilku minut po kontakcie z antygenem, a ich nawroty mogą występować po 4-12 godzinach.

Profilaktyka antyalergenowa i leczenie

Obowiązujące w Europie zalecenia prewencyjne dotyczące dzieci z wysokim ryzykiem rozwoju alergii, które jeszcze nie wykazują objawów, obejmują:

• karmienie piersią;
• eliminację z diety silnych alergenów pokarmowych, zwłaszcza mleka krowiego i białka jaj;
• eliminację alergenów roztoczy i naskórka zwierząt z otoczenia;
• eliminację dymu tytoniowego z otoczenia.

Ostatnie dwa zalecenia są obowiązkowe również w późniejszym wieku – dla dzieci starszych i dorosłych. Największe znaczenie ma eliminacja pokarmów uczulających z diety, co jest skuteczne u dzieci oraz u około 20% dorosłych atopików. Korzyści z eliminacji alergenów domowych są dyskusyjne, ponieważ kurz domowy zawiera nie tylko roztocza, ale także inne alergeny (zarodniki pleśni, pióra, naskórek zwierząt, karaluchy) i występuje nie tylko w domach, lecz także w biurach, szkołach, salach zabaw itp.

W leczeniu chorób alergicznych wywołanych przez alergeny kluczową rolę odgrywają:

• leczenie przyczynowe – immunoterapia swoista stosowana w chorobach atopowych, gdy nie ma możliwości eliminacji alergenu. Polega na kontrolowanym podawaniu pacjentowi stopniowo zwiększających się dawek alergenu, aż do momentu, gdy organizm przestaje na niego reagować.
• leczenie objawowe – powszechnie stosowane i skuteczne, zwłaszcza w przypadku alergii na alergeny wziewne. Lekami pierwszego wyboru są leki przeciwhistaminowe drugiej generacji, takie jak bilastyna, desloratadyna czy lewocetyryzyna. W odróżnieniu od leków pierwszej generacji, nie wpływają one na ośrodkowy układ nerwowy i nie mają wpływu na sprawność psychomotoryczną pacjentów. Wynika to z ich wyższego powinowactwa do receptora histaminowego H1. W przypadku astmy oskrzelowej można monitorować jej przebieg, stosując kromoglikan, nedokromil sodowy, preparaty teofiliny o przedłużonym działaniu, antagonisty leukotrienów oraz krótko i długo działające sympatykomimetyki lub aerozole steroidowe.

Przypisy

Bibliografia

Anna Zawadzka-Krajewska: ABC chorób wieku dziecięcego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2011. Brak numerów stron w książce.

Bogdan Romański. Choroby atopowe na przełomie wieków – epidemiologia, profilaktyka, leczenie. „Alergia Astma Immunologia”. 3 (1), s. 13, 1998. [zarchiwizowane z adresu].