Molekulare

Allergiediagnostik bei

Insektengift-Allergie

PD Dr. med. Johannes Huss-Marp

Thermo Fisher Scientific

2

Insektengift-Allergie

• Häufigster Auslöser schwerer anaphylaktischerReaktionen bei Erwachsenen

• In Deutschland leiden ca. 3 % der Bevölkerungan einer Anaphylaxie auf Bienen- oder Wespengift

• Sensibilisierungsrate 18 – 25 %

2

3

KLINISCHER FALL

Julia, 45 Jahre

Anamnese:

Stich durch unbekanntes Insekt in Mittelfinger der rechten Hand.Nach Minuten generalisierter Juckreiz & Rötungen, Atemnot und Engegefühl im Hals. Versorgung durch Notarzt.

Diagnostik/Prick-Testergebnisse:

Bienengift (100 μg/ml) ++Wespengift (300 μg/ml) ++

4

KLINISCHER FALL

Julia, 45 Jahre

Anamnese:

Stich durch unbekanntes Insekt in Mittelfinger der rechten Hand.Nach Minuten generalisierter Juckreiz & Rötungen, Atemnot und Engegefühl im Hals. Versorgung durch Notarzt.

Diagnostik/Prick-Testergebnisse:

Bienengift (100 μg/ml) ++Wespengift (300 μg/ml) ++

ImmunoCAP® Testergebnisse:

Bienengift (i1) 5,9 kUA/l (CAP-Klasse 3)

Wespengift (i3) 1,3 kUA/l (CAP-Klasse 2)

Gesamt-IgE 16,7 kUA/l

Tryptase 5,4 μg/l

Welche Diagnose? Welche SIT?

5

Gliederung

1 Grundlagen der Molekularen Allergiediagnostik

2 Darstellung der klinischen Relevanz an Fällen

3 Umsetzung im klinischen Alltag

4 Zusammenfassung

5

6

Biene ODER Wespe?

7

Sensibilisierung gegen

Bienen- UND Wespengift

in bis zu 40 % der Fälle

Hemmer W. Kreuzreaktivität auf Bienen und Wespengift. Hautarzt 2008;59:194-199

8

Diagnostischer Algorithmus Insektengift-Allergie

9

Hauttests

Prick IC

sIgE

i1, i3, CCD MUXF3

Tryptase

ANAMNESE

Diagnostischer Algorithmus Insektengift-Allergie

SIT

THERAPIEENTSCHEIDUNG

10

Hauttests

Prick IC

sIgE

i1, i3, CCD MUXF3

Tryptase

ANAMNESE

Diagnostischer Algorithmus Insektengift-Allergie

SIT

THERAPIEENTSCHEIDUNG

Ggf. zelluläre Tests (BAT) oder weiterführende Tests

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Weitere diagnostische Verfahren

SIT

THERAPIEENTSCHEIDUNG

Western Blot

• Semiquantitiativ• Geringe Standardisierung• Produkt derzeit nicht verfügbar

IgE-Inhibition

• Etabliertes Verfahren• Für Sonderfälle

Molekulare

Allergiediagnostik

Diagnostischer Stich

• Ethisch nicht vertretbar• Logistische Probleme

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Weitere diagnostische Verfahren

SIT

THERAPIEENTSCHEIDUNG

Western Blot

• Semiquantitiativ• Geringe Standardisierung• Produkt derzeit nicht verfügbar

IgE-Inhibition

• Etabliertes Verfahren• Für Sonderfälle

Molekulare

Allergiediagnostik

Diagnostischer Stich

• Ethisch nicht vertretbar• Logistische Probleme

13

Klinischer Nutzen

Molekularer Allergiediagnostik

• Identifiziert Allergene, nicht Allergenträger

• Kreuzreaktivität vs. Spezies-spezifischer Sensibilisierung

• Hilft bei Auswahl der richtigen Therapie

13

14

Ein Allergenträger …

15

16

…enthält Tausendevon Molekülen…

17

…enthält Tausendevon Molekülen…

… von denen nur einige

Allergene sind.

18

Molekulare Allergiediagnostik= Diagnostik auf Ebene der Einzelallergene

Allergenquelle Kreuzreaktive Allergen-komponente

Spezifische Allergen-komponente

Allergenextrakt

19

Molekulare Grundlageeiner Doppelsensibilisierung?

3 Möglichkeiten

20

1. Echte spezies-spezifische Doppelsensibilisierung auf Biene- und Wespengift

2. Kreuzreaktive Kohlenhydratseitenketten

(Crossreactive Carbohydrate Determinants, CCD)

IgE Reaktivität gegen Glyko-Epitope*

* Alberse et al. Allergy 2001, Hemmer et al. Clin Exp Allergy 2004, Jappe et al. Allergy 2006

Molekulare Grundlageeiner Doppelsensibilisierung

3. Sensibilisierung gegen Allergne mit homologen Peptidsequences

im Bienen- und Wespengiftallergenen= Ähnlichkeit auf Proteinebene zwischen Bienen- und Wespengift

21

~ 55 % Sequenzhomologie

~ 53 % Sequenzhomologie

3. Sensibilisierung gegen Allergne mit homologen Peptidsequences

im Bienen- und Wespengiftallergenen= Ähnlichkeit auf Proteinebene zwischen Bienen- und Wespengift

Allergene mit hoher Sequenzhomologie/

Bienengift: Dipeptidyl peptidase IV (Api m 5) Wespengift: Dipeptidyl peptidase IV (Ves v 3)

Bienengift: Hyaluronidase (Api m 2)Wespengift: Hyaluronidase (Ves v 2)

King et al. JACI 1996, King et al. IAAI 2000, Blank et al. J Immunol 2010

Molekulare Grundlageeiner Doppelsensibilisierung?

22

Bienengift versus Wespengift

Quelle: Prof. Dr. Thilo Jakob, Forschergruppe Allergologie, Universitäts-Hautklinik Freiburg; adaptiert nach www.Allergome.org

23

Bienengift-spezifische Allergene:

z.B. Api m 1, Api m 3, Api m 4, Api m 10

Wespengift-spezifische Allergene:

z.B. Ves v 1, Ves v 5

Bienengift versus Wespengift

Rekombinante Herstellungvon Insektengiftallergenen

ohne kreuzreaktive Zuckerseitenketten

ermöglicht eine spezifische Diagnostik:

Quelle: Prof. Dr. Thilo Jakob, Forschergruppe Allergologie, Universitäts-Hautklinik Freiburg

24

Insektengiftkomponente

Bienengift

• rApi m 1 – Phospholipase A2Spezifischer Marker für Bienengift-Sensibilisierung

25

Insektengiftkomponenten

Wespengift

• rVes v 1 – Phospholipase A1

Spezifischer Marker für Wespengift-Sensibilisierung, v.a. Gemeine Wespen und Hornissen. Zwischen Phospholipase A1 der Wespe und der Hornisse besteht eine Kreuzreaktivität.

• rVes v 5 – Antigen 5

Spezifischer Marker für Wespengift-Sensibilisierung, v.a. Gemeine Wespen und Hornissen. Zwischen Antigen 5 der Wespe, der Hornisse und der Feldwespe besteht eine Kreuzreaktivität.

Feldwespengift

• rPol d 5 – Antigen 5

Spezifischer Marker für Wespengift-Sensibilisierung, v.a. Feldwespen. Zwischen Antigen 5 der Wespe, der Hornisse und der Feldwespebesteht eine Kreuzreaktivität.

26

ImmunoCAP® Insektengifte

Gesamtextrakt

• i1 Bienengift

• i3 Wespengift

• i77 Feldwespengift

ImmunoCAP® Insektengifte

Allergenkomponenten

• rApi m 1 Bienengift (i208)

• rVes v 1 Wespengift (i211)

• rVes v 5 Wespengift (i209)

• rPol d 5 Feldwespengift (i210)

…

27

• 123 Patienten mit anaphylaktischer Insektengiftreaktion (Stichereignis lag bis zu 10 Jahre zurück)

• Untersuchung von sIgE gegenüber Bienengift, Wespengift, CCDs sowie Api m 1 und ves v 5 (ImmunoCAP i208, i209)

Hofmann, SC et al. J Allergy Clin Immunol 2011;127:265-7

28

Herkömmliche extraktbasierte Diagnostik

123 Patienten mit anaphylaktischer Insektengiftreaktion und positivem Prick-Test.(34 Bienenstich-, 59 Wespenstichreaktionen, 30 nicht identifiziertes Insekt)

Bienengiftextrakt: i1 (BV)

Wespengiftextrakt: i3 (WV)

Hofmann, SC et al. J Allergy Clin Immunol 2011;127:265-7 Quelle: Prof. Dr. Thilo Jakob, Forschergruppe Allergologie, Universitäts-Hautklinik Freiburg

BV (i1) single positive

BV + WV double negative

n=64

n=18

n=32

n=9

WV (i3) single positive

BV + WV double positive

29

Herkömmliche extraktbasierte Diagnostik

123 Patienten mit anaphylaktischer Insektengiftreaktion und positivem Prick-Test.(34 Bienenstich-, 59 Wespenstichreaktionen, 30 nicht identifiziertes Insekt)

Bienengiftextrakt: i1 (BV)

Wespengiftextrakt: i3 (WV)

Hofmann, SC et al. J Allergy Clin Immunol 2011;127:265-7 Quelle: Prof. Dr. Thilo Jakob, Forschergruppe Allergologie, Universitäts-Hautklinik Freiburg

BV (i1) single positive

BV + WV double negative

n=64

n=18

n=32

n=9

WV (i3) single positive

BV + WV double positive

In 52 % der Fälle Unklarheit:

Echte Doppelsensibilisierung

ODER Kreuzreaktion?

30

Mehrwert durch Molekulare Allergiediagnostik

Herkömmliche Diagnostik Molekulare AllergiediagnostikApi m 1 (i208) Ves v 5 (i209)

BV + WV

double

negative

n=64

n=9

BV + WV

double

positive

19 %

39 %

6 %

36 %

Api m 1

positive

Ves v 5

positive

Api m 1 +

Ves v 5

positive

Double negative

31

Mehrwert durch Molekulare Allergiediagnostik

Herkömmliche Diagnostik Molekulare AllergiediagnostikApi m 1 (i208) Ves v 5 (i209)

BV + WV

double

negative

n=64

n=9

BV + WV

double

positive

19 %

39 %

6 %

36 %

Api m 1

positive

Ves v 5

positive

Api m 1 +

Ves v 5

positive

Double negative

58 % mono-sensitized

36 % trulydouble-sensitized

32

Mehrwert

sIgE gegenüber Api m 1 and Ves v 5

erlaubt die Diskriminierung

zwischen echter Doppelsensibilisierung

und Kreuzreaktivität

Sens.: 79 % Api m 1, 90 % Ves v 5 Spez.: 100 % Api m 1, 93 % Ves v 5

33

• Testresultate abhängig von Kollektiv, Region etc.

(Einschlusskriterien bei Patientenauswahl!)

• Api m 1 und Ves v 5 nicht immer ausreichend um Bienen- & Wespengift-Allergiker zu unterscheiden

• Testung einer Kombination von Allergenkomponentenempfohlen um diagnostische Lücke zu verkleinern

Molekulare Allergiediagnostikbei Insektengift-Allergie

Sturm GJ et al. J Allergy Clin Immunol 2011, Hofmann, SC et al. J Allergy Clin Immunol 2011, Korosec P et al. J Allergy Clin Immunol 2011

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Hofmann, SC et al. J Allergy Clin Immunol 2011;127:265-7 Quelle: Prof. Dr. Thilo Jakob, Forschergruppe Allergologie, Universitäts-Hautklinik Freiburg

Kombination von Allergenkomponenten

steigert Sensitivität!

Molekulare Allergiediagnostikbei Insektengift-Allergie

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Hofmann, SC et al. J Allergy Clin Immunol 2011;127:265-7 Quelle: Prof. Dr. Thilo Jakob, Forschergruppe Allergologie, Universitäts-Hautklinik Freiburg

Kombination von Allergenkomponenten

steigert Sensitivität!

Molekulare Allergiediagnostikbei Insektengift-Allergie

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John Freeman

Im Jahre 1911 Publikation der ersten Arbeit zur spezifischen Immuntherapie (SIT)

Molekulare Allergiediagnostik bei Insektengiftallergie: Spezifische Immuntherapie (SIT)

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Empfohlene ImmunoCAP-Diagnostik vor SIT bei Hymenopterengiftallergie

i1 Bienengift

i3 Wespengift

Tryptase

i1 & i3 positiv

i208 r Api m 1 (Biene)

i211 rVes v 1i209 rVes v 5 (Wespe)

O214 CCD MUXF3

i208, i209 & i211 positiv

Wespengift-

sensibilisierung

Doppelsensibilisierung

auf Bienen- und Wespengift

Bienengift-

sensibilisierung

Indikationsstellung zur SIT in Zusammenschau mit Anamnese, Hauttests, Tryptasekonzentration und ggf. weiteren Befunden

38

KLINISCHER FALL

Julia, 45 Jahre

Anamnese:

Stich durch unbekanntes Insekt in Mittelfinger der rechten Hand.Nach Minuten generalisierter Juckreiz & Rötungen, Atemnot und Engegefühl im Hals. Versorgung durch Notarzt.

Diagnostik/ImmunoCAP®Allergenkomponenten:

Bienengift (rApi m 1) 4,7 kUA/l

Wespengift (rVes v 1) < 0,1 kUA/l

Wespengift (rVes v 5) < 0,1 kUA/l

CCD MUXF3 1,3 kUA/l

Diagnose: Bienengiftallergie

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KLINISCHER FALL

Thomas, 68 Jahre

Anamnese:

Stich durch unbekanntes Insekt in die rechte Schulter.Nach ca. 30 Minuten Auftreten von allgemeinem Hitzegefühl, Juckreiz, generalisiertem Exanthem, Gesichtsschwellung, Schwindel.

Besserung der Symptomatik nach einer Behandlung durch den Hausarzt mit intravenösen Glukokortikosteroidenund oralem Antihistaminikum.

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KLINISCHER FALL

Konventionelle Diagnostik

Prick-Testergebnisse:

Bienengift (100 μg/ml) +Wespengift (100 μg/ml) +

ImmunoCAP® Testergebnisse:

Bienengift (i1) 3,5 kUA/l

Wespengift (i3) 4,0 kUA/l

Gesamt-IgE 460,0 kUA/l

Tryptase 1,1 μg/l

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KLINISCHER FALL

Erweiterte Diagnostik

mit ImmunoCAP® Allergenkomponenten

Die Testergebnisse mit ImmunoCAP®Allergenkomponenten:

Bienengift (rApi m 1) 3,9 kUA/l

Wespengift (rVes v 1) 1,1 kUA/l

Wespengift (rVes v 5) 3,7 kUA/l

CCD MUXF3 < 0,1 kUA/l

Diagnose: Bienen- und Wespengiftallergie

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• Herkömmliche Diagnostik lässt Lücke bei Insektengiftallergie.

• IgE-Inhibitionstests sind etabliertes, jedoch aufwändiges Verfahren für unklare Fälle.

• Molekulare Allergiediagnostik kann dazwischen liegende Lücke schließen.

• Zusätzlich zu rApi m 1, rVes v 1 und rVes v 5 sind weitere Einzelallergene in Vorbereitung.

Zusammenfassung

43

Zusammenfassung

1. Molekulare Allergiediagnostik =Verfeinerte Diagnostik auf Allergenebene

2. Liefert Informationen zu Sensibilisierungsprofilen, Risikoabschätzung & Kreuzreaktivitäten

3. Bessere Entscheidungsgrundlage für Provokationstestung,Karenzempfehlung & optimale Therapie

Bessere Patientenversorgung

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Vielen Dank für Ihre

Aufmerksamkeit!