Exposition aux allergènes et gènes.

Adnan Custovic, UK

Ces dernières années ont été marquées par l’utilisations de modèles simples, linéaires pour décrire l’asthme, par exemple.

L’inflammation des voies aériennes (entraînant un remodelage en cas de réitération) a été considérée comme étant à l’origine de l’hyperréactivité bronchique, et c’est l’association de cette HRB et du remodelage qui constituait l’asthme.

Cette conception, qui a été l’objet d’études en nombre incalculable, représentant une somme d’argent colossale, n’a finalement pas été fertile…

Une deuxième approche, fréquente, veut expliquer la maladie comme étant une conséquence d’une variation génétique.

Mais, en général, les résultats des études génétiques n’ont guère été probants.

Pour revenir à l’asthme, et son modèle linéaire environnemental, on a cherché à étudié les effets directs d’une exposition environnementale, avec des résultats hétérogènes…

• L’allaitement maternel :
  • Aurait un rôle protecteur (Kull et al, JACI 2005)
  • Augmenterait le risque (Sears et al, Lancet 2002)
  • N’aurait aucune influence (Burgess et al, Pediatrics 2006)
• La possession d’un chat :
  • Serait une bonne chose (Hesselmar et al, CEA 1999)
  • Serait une mauvaise chose (Noertjojo et al, JACI 1999)
  • Ne serait ni bonne ni mauvaise (Rhodes et al, JACI 2001)

Alors qui croire ?

– Première histoire, d’endotoxine, de CD14 et de Der p 1

L’exposition aux endotoxines était protectrice pour une première étude, n’avait pas d’effets pour une deuxième, et augmentait le risque pour une troisième.

Si on regarde le profil de reconnaissance d’une partie du récepteur complexe pour les endotoxines, on observe une variation du sCD14 avec le génotype CD14.

• Chez les enfants allemands, on n’a pas retrouvé d’association entre CD14 et les IgE.
• Dans une communauté agraire du Dakota du Sud, l’asthme était fréquent et les allèles T étaient associées avec des tests cutanés positifs.

Au total on retrouvait une association pour certaines populations et pas pour d’autres.

Simpson et al, (AJRCCM 2006), n’ont pas retrouvé d’associations entre les sensibilisations et le génotype CD14.

L’exposition aux endotoxines diminuait le risque de sensibilisation IgE médiée.

Si l’on regarde les conséquences d’une exposition aux endotoxines pour les allèles CC, CT et TT on obtient 3 courbes différentes, décroissantes toutes les trois.

• Pour une exposition faible aux endotoxines, l’allèle C est l’allèle « risque » pour une sensibilisation.
• En cas d’exposition moyenne, il n’y a pas d’association entre le génotype CD14 et d’éventuelles sensibilisations.
• En cas de forte exposition, on retrouve une corrélation…

En bref, cela permet de comprendre les résultats des études précédentes.

Custovic et Simpson, en 2009, ont retrouvé un risque accru de sensibilisation aux acariens à l’âge de 8 ans, chez des enfants exposés précocement aux acariens ; la prise en compte des divers phénotypes CD14 a permis de préciser les choses.

Beaucoup d’études ont regardé les effets d’un contrôle environnemental.

• Woodcock et al (AJRCCM 2004) ont mis en évidence une augmentation significative des sensibilisations aux acariens dans le groupe qui suivait des mesures de contrôle de l’environnement (aucun effet en matière de sensibilisation aux chats ou aux chiens).

Les allèles TT avaient un pourcentage faible de sensibilisation aux acariens, tandis que les allèles CC + CT avaient un très fort pourcentage de sensibilisation.

– Deuxième histoire, d’eczéma, de chats et d’exposition à Fel d 1

En l’absence de mutation FLG, on n’observait pas d’effets de la présence d’un chat à la naissance sur l’eczéma (Bisgaard et al, PLoS Med, 2008).

En fait, la présence d’un chat à la naissance augmentait le risque d’eczéma seulement en cas de mutation FLG, comme cela a été confirmé par Custovic et Simpson en 2009.

La relation entre génotype et phénotype dans l’allergie et dans l’asthme n’est pas linéaire ou unidirectionnelle, mais modulée par divers facteurs environnementaux.

En matière d’allergie ou d’asthme (et dans d’autres maladies complexes) la prédisposition génétique doit être prise en compte lors de l’établissement des effets d’expositions environnementales (incluant l’exposition aux allergènes).

Comment doit s’orienter la recherche ?

• Revenir au tableau noir
  • Il faut développer des recommandations sur mesure ciblant les individus susceptibles.
  • Il faut abandonner le concept « d’une taille pour tous » en faveur d’interventions et de traitements individualisés.
• Etudier les interactions des gènes et de l’environnement chez des populations soigneusement définies.
  • Phénotypage longitudinal méticuleux
  • Mesures simultanées de l’exposition environnementale.
• Etudes de cohortes.

Prévention de l’allergie, de l’éviction à l’induction de tolérance

Définition de la tolérance :

• Forme quelconque de l’immunité ne déclenchant pas la réponse délétère ou inflammatoire que vous êtes en train d’étudier. (Peter Medawar 1963).

L’éviction allergénique pour prévenir l’allergie : quel est le problème avec l’éviction primaire ?

– 1ère partie : Chat et autres animaux domestiques.

Avec les allergènes de chat et de chien, l’exposition au domicile est facilement mesurable et est suffisante pour sensibiliser.

Les domiciles ayant un chat sont associés avec une prévalence de sensibilisation identique ou plus faible.

Conséquence : L’éviction du chat ne diminue pas et ne peut pas diminuer le risque de sensibilisation.

A quelle quantité d’allergènes de chat est-on réellement exposé ? A-t-on besoin de lécher le chat pour entraîner l’induction de la tolérance ?

– 2ème partie : acariens.

L’exposition détermine la prévalence de sensibilisation.

Dans certaines études (pas toutes) la quantité d’allergènes d’acariens dans la chambre de l’enfant prédit la sensibilisation et le risque d’asthme (Sporik et al. NEJM 1990, Illi et al. Lancet 2006).

Cependant, les études d’éviction, même bien conduites ne préviennent pas la sensibilisation.

A Norbotten, pas de sensibilisation aux acariens au delà de la classe 3.

Conséquences : la diminution de l’exposition au domicile peut échouer à prévenir la sensibilisation parce que l’exposition adéquate survient en d’autres lieux.

On peut faire la remarque qu’une exposition à Der p 1 n’est jamais isolée, c’est aussi et en même temps, une exposition à Der p 2, à de l’ADN d’acarien, à de l’ADN de bactérie, à des endotoxines et à de la chitine.

Chez les enfants exposés, il y a diverses formes de tolérance :

• Pas de réponse : pas d’IgE ni d’IgG, IgE totales basses, pas de réponse aux tests cutanés. Pour les cellules T ?
• Réponse Th2 modifiée (au chat ou au chien). IgE totales basses avec réponse cellulaire T. IgG + IgG4 et pas d’IgE ou IgG + IgG4 avec IgE basses.
• Enfants non allergiques, non asthmatiques dans des villages avec forte exposition aux helminthes et aux arthropodes. IgE totales élevées et IgE spécifiques vis-à-vis des Ascaris, d’oligosaccharides et de quelques allergènes.

L’étude de Norbotten en 2008 :

• Répartition des IgE spécifiques de 145 « siffleurs » et 818 « non-siffleurs » âgés de 18 ans.
• Moyenne géométrique des IgE totales chez ces sujets de 18 ans.
  • Pour 145 asthmatiques , moyenne des IgE totales à 209 pour ceux qui avaient des IgE pour le chat, le chien ou le cheval, et de 23.2 pour ceux qui n’en avaient pas.
  • Pour 816 non asthmatiques, les chiffres deviennent 128 et 24.8.
• Parmi ceux qui n’ont pas d’IgE vis-à-vis de mammifères,
  • Avec des IgG pour Fel d 1, moyenne des IgE totales à 16.8 UI/ml
  • Pas d’IgG pour Fel d 1, moyenne des IgE totales à 18.4 UI/ml
• La fréquence de consommation médicamenteuse au cours des 12 derniers mois (quotidienne, fréquente, intermittente, inexistante) était proportionnelle aux titres d’IgE en UI/ml.

La présence d’un chat prédit les IgG pour Fel d 1, mais aucun facteur ne change la relation entre les IgE et l’asthme.

Le déclin progressif des IgG sur deux ans chez des collégiens partis de chez eux ne modifie pas les IgE, qui restent constantes, voir qui augmentent. (Erwin et al, en préparation).

L’immunothérapie sublinguale (SIT) est-elle un modèle calqué sur l’induction naturelle de tolérance ?

• Dans quelques études, SIT n’est pas seulement efficace cliniquement mais provoque des changements durables de certains paramètres immuns, comme l’augmentation d’IL-10 (Bohle et al. JACI 2007) ou encore une augmentation de la production de TGF béta (O’Hehir)
• Les doses quotidiennes utilisées en SIT peuvent être comparées aux doses estimées d’exposition naturelle.
  • Chat : naturelle = 1-2 microg, SIT = 2-4 microg
  • Acariens : naturelle = 10 nanog, SIT = 20 microg
  • Pollens : naturelle = 10 nanog, SIT = 1-2 microg

Si l’on regarde les changements dans la proportion d’enfants avec sibilants dans différents pays entre 1960 et 2000 (données ISAAC et ECRHS) on observe plus de 20% de croissance pour la Nouvelle-Zélande, l’UK, de 5 à 10% de croissance pour la Suède, l’Allemagne ou l’Espagne et moins de 1% de croissance en Papouasie Nouvelle-Guinée, Ethiopie ou au Kenya.

Dans un village du Kenya, la moyenne des IgE totales avoisinait 1000 UI/ml.

Les IgE anti-oligosaccharides galactose alpha-1,3-galactose (alpha-gal).

• Ces anticorps ont été mis en évidence chez des patients à risque élevé de réactions anaphylactiques au traitement par anticorps monoclonal (Cetuximab) (Chung et al. NEJM 2008).
• Ces anticorps sont fréquemment observés (15-20%) dans le Sud-est des USA (Virginie, Caroline du Nord, Tennessee)
• Ces IgE expliquent également le syndrome d’anaphylaxie retardée au bœuf, porc ou mouton survenant chez des adultes (Commins et al JACI 2009)
• Enfin, elles ne sont pas associées à l’asthme.

L’étude de Van Nunen et al (Med J Australia, 2009) a rapporté l’association entre des morsures d’une tique (Ixodes holocyclus) et l’allergie à la viande rouge.

• Les auteurs on suggéré que les tiques pouvaient véhiculer des antigènes d’animaux qu’ils auraient mordu auparavant.

En fait on peut noter des augmentations très importantes des IgE anti- galactose alpha-1,3-galactose (alpha-gal). Ces IgE anti-alpha-gal sont prédictrices des IgE totales parmi les sujets ayant une histoire de morsures de tiques.

Chez des écoliers de 10-11 ans d’un village du Kenya, on retrouve des IgE totales à 1055 et 70% d’IgE vis-à-vis du chat (alors qu’il n’y a pas de chat dans le village…)

• Ces positivités s’expliquent par les IgE anti alpha-gal.

La place des arthropodes ectoparasites dans l’allergie a été sous-estimée.

• La réponse IgE aux tiques peut entraîner
  • Une anaphylaxie lors de piqures ultérieures,
  • Une anaphylaxie retardée à la viande de bœuf
  • Des élévations significatives des IgE totales.
  • L’apparition d’IgE anti alpha-gal.
• Mais la réponse IgE aux tiques n’est pas corrélée à l’OAS (Oral allergy syndrom), ni aux symptômes par exposition aux animaux, ni au risque d’asthme.
• Ainsi, la réponse aux arthropodes peut, au moins en partie, expliquer l’absence de symptômes allergiques parmi les enfants ayant des IgE totales élevées dans les pays développés.

En conclusion :

• Les allergènes des acariens induisent une forte prévalence et des forts titres d’IgE, fortement corrélés à l’asthme.
• Dans les pays où il n’y a pas d’acariens, de blattes ou d’Alternaria, Les chiffres sont plus bas pour les IgE mais les IgE contre le chat et le chien prédominent.
• La tolérance au chat peut être une absence de réponse ou une réponse IgG sans IgE avec des IgE totales entre 20 et 30 UI/ml.
• SIT avec extrait de chat peut être similaire à l’exposition naturelle, dans ses effets et ses mécanismes.
• Les IgE anti alpha-gal donnent des résultats positifs pour le chat et le chien et sont fréquemment rencontrés dans diverses parties du monde.
  • Ces IgE sont reliées à l’anaphylaxie.
  • Comme les autres IgE anti-CCD, les IgE anti alpha-gal ne sont pas associées à l’asthme ni aux symptômes dus au chat.
  • Les IgE anti alpha-gal peuvent aider à expliquer pourquoi les enfants Africains qui n’ont pas de symptômes allergiques ont des IgE à 1000 UI/ml.

Epidémiologie de l’allergie d’Est en Ouest.

Erika on Mutius (Allemagne)

Si l’on dresse une cartographie de la variation de prévalence des symptômes atopiques durant les 12 derniers mois chez les 13-14 ans, on voit se dessiner un gradient du Sud au Nord et de l’Est à l’Ouest, les augmentations de plus de 9% se situant préférentiellement au Nord et à l’Ouest.

La prévalence de l’asthme observée dans plusieurs villes d’Europe (Bjorkten et al, Eur Resp J. 1998 ; 12 : 432) suit une décroissance démonstrative d’Ouest en Est, que ce soit pour des manifestations permanentes ou pour des sibilants occasionnés par l’exercice physique.

Le même type d’observation peut être fait au niveau des pays : la décroissance des prévalences des sibilants et des sensibilisations atopiques suit un gradient Ouest-Est, de la Suède à la Pologne et à l’Estonie (Braback et al, Arch Dis Child 1995 ; 72 :487-93).

Peu après la chute du mur de Berlin, en 1989, l’occasion a été donnée de faire une étude épidémiologique portant sur une même population soumise à une pollution très différente.

• En effet, en 90, on notait des taux de SO2 extrêmement élevés à Leipzig, sans aucune commune mesure avec les taux faibles de SO2 enregistrés à Munich.
• La différence était dans le même sens, quoique moins marquée, pour les particules totales en suspension dans l’air.
• Seul les taux de NO2 étaient un peu plus importants à Munich, en rapport avec le trafic automobile.

L’objectif de cette étude était clair : montrer que la pollution importante à l’Est était responsable d’un taux élevé de manifestations allergiques.

Mais la surprise fut que la prévalence de l’asthme, persistant ou non, de l’hyperréactivité bronchique, des pollinoses, de l’atopie, des allergies au chat ou aux acariens, s’est révélée plus importante en Allemagne de l’Ouest qu’en Allemagne de l’Est.

De 89 à 96, la décroissance des taux de SO2 à Leipzig a été régulière, rejoignant des valeurs comparables à Dresde, restant toutefois plus importants qu’à Munich.

Dans cette période, les symptômes bronchiques (bronchites, toux) et l’asthme se sont faits moins fréquents.

En 95, on a montré la corrélation entre les polluants (combinaison de SO2, oxydes d’azote et particules en suspension) et les infections respiratoires supérieures. (Von Mutius et al, Eur Resp J)

Dans le même temps, l’atopie, les pollinoses et les allergies aux acariens et aux chats augmentaient significativement.

Toujours dans cette période de 90 à 96, le tabagisme maternel, le chauffage central, le chauffage au gaz, les moquettes murales augmentaient tandis que les tapis isolés et les chauffages par les poêles diminuaient…(Von Mutius et al, Lancet 1998)

Il n’a pas été retrouvé de corrélation entre les pollinoses ou l’atopie et divers facteurs comme le type de chauffage, l’exposition aux chats ou le tabagisme passif ; une légère corrélation était mise en évidence avec le sexe mâle et les ATCD familiaux d’atopie.

Finalement, pour la période 2003-2006, on ne retrouvait pratiquement pas de différence en Allemagne, entre l’Est et l’Ouest, dans les prévalences de l’asthme, du rhume des foins, de l’atopie ou des sensibilisations.

Mais il n’y a pas que l’Allemagne : une étude s’est intéressé à la prévalence de l’atopie chez les enfants en Karélie, dont une partie se trouve en Russie et l’autre en Finlande.

L’asthme, le rhume des foins et les positivités des tests cutanés étaient beaucoup plus fréquents du côté Finnois (Von Hertzen et al, JACI 2006).

Cette différence s’explique par des expositions microbiennes très différentes.

En Pologne, l’étude menée à Sobotka visait à comparer milieux urbains et villages.

L’asthme, la rhinite allergique et les positivités aux prick tests étaient bien plus fréquents en milieu urbain qu’en milieu rural (Majkowska-Wojciechowska et al, Allergy 2000).

Une étude similaire de Mongolie (Viinanen et al, Allergy 2007) retrouvait des résultats comparables pour l’asthme, les rhinoconjonctivites allergiques, les fortes et les faibles sensibilisations.

La prise en compte des migrations des populations (respectivement village à village, village à ville, ville à ville) retrouvait des fréquences croissantes d’asthme, de rhinoconjonctivite allergique et de sensibilisation.

En résumé,

• les différences géographiques observées en terme de prévalence d’atopie et d’asthme étaient reliées à l’affluence et au degré d’urbanisation.
• A l’intérieur des zones rurales des fermes, la consommation de lait cru de vache, d’eau contaminée aussi bien que l’exposition aux parasites étaient inversement corrélées à l’atopie et à l’asthme.
• Les causes d’augmentation de prévalence de l’asthme et de l’atopie dans les zones urbaines allemandes n’ont pas été élucidées, mais on peut faire l’hypothèse d’une relation à la taille de la famille, à la nutrition, à l’augmentation du trafic, etc…

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Session intitulée : Dissection des outils diagnostiques en allergologie, modérée par SGO Johansson et Reto Crameri.

Tests cutanés : in vivo veritas. Gabrielle Pauli, France.

Historique des tests cutanés :

• 1873 : Blackley applique du pollen sur la peau abrasée d’un patient allergique au pollen.
• 1909 : Smith utilise la technique de scarification de Von Pirquet pour administrer un aliment allergénique.
• 1911 : Noon et Freemann utilisent le scratch test ; Cook utilise les tests intracutanés.
• 1924 : Lewis et Grant décrivent le prick test.
• 1972 : Pepys modifie le prick test et contribue à son usage généralisé.
• Dans les années 1990 : évaluation de la précision des prick tests selon différents dispositifs.
• 1994-1996 : Prick-tests et intradermo tests aux allergènes recombinants. Aspergillus par Moser, Bet v 1, Bet v 2 par Menz, Pauli.

Skin Prick test (SPT)

Un biotest humain pour détecter les IgE spécifiques liées à des cellules.

Il s’agit d’une réaction de type I : elle se développe rapidement, atteint un pic après 10 à 20’ et persiste quelques heures.

Une réponse retardée œdémateuse peut se produire après plusieurs heures.

La réaction de type I indique la probabilité que d’autres organes (nez, bronches, yeux, tractus gastro-intestinal) puissent montrer une réponse inflammatoire allergique au même produit allergisant ou à un produit allergisant croisant après une exposition naturelle.

Plusieurs techniques existent pour réaliser des tests cutanés :

• scratch
• Prick (3 nanolitres)
• Intradermoréaction (IDR) (10-50 microlitres)

Les tests épicutanés (patch tests)sont la méthode de choix pour investiguer l’hypersensibilité par contact.

Les tests cutanés peuvent mesurer :

• La sensibilité du patient : c’est la dose d’ « allergène » requise pour causer une réponse cutanée définie (en général une papule de 3mm)
• La réactivité du patient : C’est la réponse cutanée à une dose définie d’ « allergène » (C’est en général ce qui est utilisé en pratique quotidienne).

Les deux mesures sont dépendantes du dispositif utilisé, de l’expérience du professionnel, de celui qui pose les tests, de la puissance des extraits allergéniques et de la réactivité à l’histamine.

Une papule de réactivité variant de 1 mm peut différer de plus de 10 000 fois en sensibilité (Turkeltaub).

Il convient donc d’être prudent dans l’évaluation des changements en cours de désensibilisation avec la comparaison des papules obtenues avec une seule concentration.

Chez 30 patients, les sensibilités à rBet v 1 variaient de 3x10-5 microg/ml à 6x10-1 microg/ml ( Pauli, Clin Exp Allergy 2000).

Au total, les performances cliniques des tests cutanés impliquent de prendre en compte :

• La sensibilité clinique : pourcentage de tests positifs qui présentent la maladie (rhinite, asthme, troubles gastro-intestinaux).
• La spécificité : pourcentage de tests négatifs qui ne présentent pas la maladie.
• Les faux positifs étant représentés par 1 – spécificité.

Avec des pré requis en termes de précision, de sensibilité des SPT, de dispositifs, de méthode, de professionnalisme de ceux qui font les tests et de puissance des extraits allergéniques.

Le vrai gold standard :

• Peut être clinique : réponse anaphylactique après une piqûre d’insecte ou la prise d’un médicament, ou encore pollinose au bouleau bien définie pendant le pic pollinique.
• DBPCFC (Double Blind Placebo Controled Food Challenges) chez des patients présentant une allergie alimentaire.
• Secondairement : score nasal symptomatique pour une rhinite perannuelle chez des patients sensibilisés aux acariens, scores cliniques et PEF dans l’asthme professionnel et enfin, tests de provocation au niveau d’organes cibles (nez, bronches, yeux).

Performance clinique :

1. distinguer les patients atteints de maladie allergique sensibilisés à un « allergène » spécifique de ceux qui n’ont pas de symptômes reliés à cet « allergène ».
2. Identifier des patients qui vont guérir spontanément.
3. Prédire la sévérité de la maladie.
4. Eliminer le diagnostic d’allergie.
5. Prédire les résultats des tests de provocation.
6. Evaluer les changements induits par l’immunothérapie.

1- Il y a des faux positifs par les irritants, les secrétagogues non spécifiques que sont la morphine et la vancomycine et par des extraits trop concentrés en IDR.

L’étude de Pastorello et al, publiée dans le JACI en 95 nous montre que l’on peut essayer de définir des niveaux distinguant les patients avec symptômes des patients avec une allergie asymptomatique à des aéroallergènes communs.

Gold standard : Histoire « définie » de rhinite, d’asthme ou des deux : n = 267 sympt. n= 232 non sympt. Analyse de courbes ROC.

Le seuil optimal (meilleure sensibilité et spécificité) a été de

• 32mm² pour les allergènes saisonniers (soit un diamètre d’environ 6.4mm).
• 31mm² pour les allergènes perannuels (soit un diamètre d’environ 6.2mm).

Ces résultats ne sont évidemment valables que pour cette étude…

L’analyse des courbes ROC permet d’évaluer le risque d’avoir des symptômes de pollinose et d’asthme en fonction de la réponse aux tests cutanés.

• Diamètre moyen 2mm : 56% de sensibilité et 83% de spécificité
• Diamètre moyen 3mm : 38% de sensibilité et 92% de spécificité
• Diamètre moyen 5mm : 16% de sensibilité et 98% de spécificité

Gold standard : deux questions

• avez-vous jamais eu un rhume des foins ou de l’asthme ?
• Cela a-t-il été confirmé par un médecin ?

Est-ce que la présence de tests positifs chez des sujets asymptomatiques prédit l’incidence de nouveaux cas d’une manière prospective ?

Il s’agit d’une étude chez des enfants avec un diagnostic médical de rhinite saisonnière ou non (n = 1100 enfants de 5-7 et 8-10 ans).

• Graminées OR = 22.6
• Chat OR = 4.6
• Bouleau OR = 4.2
• Acariens OR = 4.3

Les SPT font mieux dans la prédiction négative que dans la prédiction positive pour le rhume des foins : NPV = 98.6%, PPV = 16.7%

2. Identifier des patients qui vont guérir spontanément.

Exemple de l’allergie à l’arachide à travers une jeune cohorte d’enfants (n=297) suivis longitudinalement depuis moins de deux ans jusqu’à huit ans en durée.

Un test de provocation ouvert est réalisé quand SPT est inférieur PPV. Ces enfants ont présenté une réaction clinique depuis moins de 12 mois.

On a observé 21.4% de rémission à 5 ans et 34.2% à 7 ans.

L’indicateur prédictif le plus sensible d’une persistance de la sensibilisation à l’arachide a été l’augmentation des réponses aux SPT entre 1 et 4 ans.

3. Prédire la sévérité de la maladie.

Ex 1 : Sévérité et sensibilisation à des allergènes moléculaires spécifiques de l’arachide.

• 30 patients, 25 DBPCFC avec détermination de la dose déclenchante (ED = eliciting dose). Les symptômes sont appréciés selon la classification de Muller (de 1 à 4)
• Chez les patients avec des symptômes sévères, on observait une réactivité prédominante à Ara h 1 et Ara h 3 à 100 microg/ml mais une réactivité à Ara h 2 et Ara h 6 plus forte à 0.1 microg/ml.

Ex 2 : Sévérité d’une rhinoconjonctivite saisonnière et SPT.

• Pas de corrélation entre SPT pré saisonniers et un quelconque score symptômes ou un score de qualité de vie.
• Pas de corrélation non plus entre les SPT pré saisonniers effectués de façon quantitative (5 dilutions) et n’importe quel score symptômes ou un score de qualité de vie.

Ex 3 : Réactivité allergénique et sévérité de l’asthme.

• Etude rétrospective, 29 adultes, 79 enfants, SPT non quantitatifs.
• Evaluation du pourcentage de tests positifs et du diamètre moyen chez les patients dont la sévérité augmentait.
• Chez les enfants, aucune association avec la sévérité de l’asthme.
• Chez les adultes, corrélation exclusivement entre la sévérité de l’asthme et l’augmentation du diamètre de la réponse SPT aux acariens, et le nombre de tests positifs. (Akermann et al. J Asthma 2003).

Ex 4 : Rhinite perannuelle, asthme et sensibilisation aux acariens.

• Corrélation positive entre l’intensité des symptômes de rhinite (mais pas de l’asthme) et
  • SPT aux acariens.
  • Nombre de tests positifs.
• Les corrélations trouvées sont plutôt faibles, mais ceci est lié aux difficultés d’évaluer la sévérité de la maladie qui dépend aussi de :
  • L’exposition allergénique
  • L’hyperréactivité non spécifique
  • L’utilisation de médicaments
  • La perception des symptômes

4. Eliminer le diagnostic d’allergie.

La valeur prédictive négative (NPV) des SPT dépend de la qualité des extraits.

Elle peut être améliorée par :

• L’utilisation d’extraits standardisés
• L’utilisation d’allergènes moléculaires qui sont des marqueurs d’une source allergique spécifique (pour le moment seulement disponible dans des tests in vitro).
• L’utilisation d’aliments natifs en allergie alimentaire (en général supérieurs aux extraits commerciaux).

Des SPT faux négatifs peuvent être confirmés ou invalidés par des IDR.

Ex 1 : Des tests cutanés positifs obtenus exclusivement par IDR ont été validés par exposition réaliste au chat dans 6 cas sur 26 (avec test de provocation) (Wood. JACI 1999).

Ex 2 : Dans l’allergie à la souris, les doses seuils de Mus m 1 en test de provocation par voie nasale sont plus élevées chez les travailleurs ayant exclusivement une IDR positive.

Pour les médicaments et le venin, des SPT négatifs doivent être confirmés par IDR.

• 10% des patients ayant présenté une réaction systémique après piqure d’Hyménoptère ont des SPT négatifs.
• En hypersensibilité médicamenteuse, la NPV des tests cutanés aux médicaments est de 89,9%, si on considère tous les médicaments testés par tests de provocation orale (87% pour les béta lactames).

5. Prédire les résultats des tests de provocation.

Le but serait de pouvoir éviter les tests de provocation, consommateurs de temps, d’argent et parfois risqués.

De plus les tests de provocations ne miment pas une exposition naturelle.

La méthode utilisée a été de calculer les probabilités prédictrices des résultats des tests de provocation par analyse des courbes ROC et régression logistique.

Les points de décision en matière de diamètre de la papule doivent être déterminés pour chaque allergène.

Ils ne peuvent être valables que pour une étude donnée, étant variables au sein d’une population étudiée.

En allergie respiratoire, l’hyperréactivité non spécifique semble être le principal déterminant de la réponse bronchique immédiate aux allergènes.

Résultats des tests à Der p 1.

• Ex 1 : prédiction d’une réponse positive en test de provocation spécifique si la concentration du test cutané est entre 0.56 et 1.12 10-6 UI Der p 1/ml (par analyse des courbes ROC) Ollier et al. Clin Allergy 1989.
• Ex 2 : Faible corrélation entre la PD20 d’un allergène et le seuil de l’allergène en SPT. (Van der Veen JACI 1998).

On a également étudié l’éosinophilie induite et la magnitude des SPT…

En allergie alimentaire, les SPT seuls ne fournissent pas suffisamment de preuves du caractère pertinent de l’allergie alimentaire puisque seulement une partie des patients ayant des SPT positifs réagissent aux tests de provocation.

Une régression logistique a été utilisée pour calculer les probabilités de prédiction d’un TP positif chez des patients avec une taille de papule donnée.

Ex 1 : Chez 385 enfants, 735 tests de provocation (TP) ont été réalisés avec du lait de vache, des œufs, du blé et du soja.

Résultats : 43% de TP positifs.

Pour la capacité des SPT à prévoir la positivité des TP :

	œufs%	lait%	blé%	soja%
Sensibilité	93	85	65	21
Spécificité	59	75	77	88
PPV	80	76	52	29
NPV	83	83	85	83
Efficience	83	78	74	81

Ex 2 : Prédiction de réactions cliniques sévères. 116 TP ouverts ayant donné 24 réactions cliniques (dont 9 ont nécessité de l’épinéphrine).

Etude réalisée chez des enfants de 10 à 47 mois, allergiques au lait de vache

SPT sup à 7mm : 5 risques prédits de réaction clinique sévère.
SPT inf à 4mm : prédiction correcte de TP négatifs

Les IgE spécifiques au delà de 25.4 kU/l avaient aussi une haute PPV.

Ex 3 : Etudes chez des enfants avec divers « allergènes » :

Le diamètre de la papule pour 100% de diagnostics variait selon les aliments :

• Lait de vache : sup ou égal à 8mm
• Œufs : sup ou égal à 7mm
• Arachide : sup ou égal à 8mm

Ces seuils pour les réponses aux SPT étaient également âge-dépendants.

Ex 4 : Etudes avec 3 principales protéines du lait de vache et du lait de vache natif, n = 104, 70 TP ouverts, 34 DBPCFC

Le diamètre de papule pour 85% de diagnostic de l’allergie (régression logistique) était de :

• 12mm pour la lactalbumine
• 9mm pour la caséine
• 10mm pour la béta-lactoglobuline
• 15mm pour le lait de vache

Un grand nombre de SPT positifs pour les trois protéines (12 sur 13) avaient un TP positif (PPV 93%), ce qui peut réduire le nombre de TP.

6. Evaluer les changements induits par l’immunothérapie.

Identification des patients supposés répondre favorablement à une immunothérapie allergénique (SIT)

• Par l’élimination des patients multisensibilisés.
• Par l’évaluation du degré de sensibilité des patients (pouvant expliquer les réactions systémiques pendant la phase de progression).

Evolution des SPT pendant la SIT.

• Diminution des réactions immédiates et retardées
• Dimension réduite de la papule et de l’érythème : un marqueur de tolérance ?

Conclusion : « in vivo veritas »

Les SPT constituent un des outils majeurs du diagnostic des affections IgE médiées.

Pertinence :

• PPV d’environ 50% (latex, Hyménoptères, aliments, pénicilline et pollens des Graminées)
• NPV peut excéder 95%.

Les SPT ont été utilisés pour :

• La standardisation des allergènes (à côté de techniques in vitro)
• La validation de nouveaux allergènes moléculaires comme rBet v 1.
• Des études pharmacologiques (notamment des anti-histaminiques).
• Des études épidémiologiques (prévalence de sensibilisations).

Mais ceci nécessite toujours l’évaluation des performances analytiques des tests.

Inventaire in vitro des tests IgE. Markus Ollert, Allemagne.

On peut observer qu’il y a une relation inverse entre les décroissances des principales maladies infectieuses (Hépatite A, tuberculoses…) et l’augmentation des troubles immunitaires (Maladie de Crohn, asthme, …) de 1950 à 2000.

Le schéma bien connu de la balance Th1-Th2 avec les Treg au milieu et le cortège de cytokines et d’anticorps qui leur sont accolés :

• Th2 : IL-4, IgE
• Treg : IL-10, IgG4, IgA
• Th1 : IL-12, IgG1

Dans les affections IgE-médiées, la balance penche du côté des Th2…

L’IgE tient évidemment une place centrale depuis les travaux de Johansson qui l’avait mis en évidence dans une étude sur un myélome atypique (et ceux d’Ishizaka).

Sous les pressions conjuguées de l’environnement et de la génétique, la réponse IgE peut entraîner des maladies allergiques comme l’asthme ou la rhinite.

Les sous-classes d’immunoglobines (Ig) diffèrent par leurs structures et leurs fonctions.

• Les taux sériques d’IgM sont aux alentours de 1.5 mg/ml alors que ceux des IgE sont aux environs de 0.00005 mg/ml…

Chez l’adulte, les valeurs normales sont : 20-100 UI/mL (2.4ng/ml = 1 UI/mL).

Les formats des tests pour les IgE spécifiques :

• Singleplex, en phase solide ou fluide, pour la détection d’un seul extrait ou allergène.
• Multiplex, panel d’extraits allergéniques et technologies microtests ou « microbead ».

La deuxième édition des guidelines pour les performances et l’utilité clinique des tests IgE : Matsson PNJ et al. CLSI I/LA20-A2. 2009 ;29(9) :1-145.

Les tests actuels singleplex de troisième génération sont représentés par Immulite 2000 et UniCap 250.

Pour un aliment donné, on peut obtenir des courbes de probabilité en ce qui concerne la relation IgE et réactivité clinique.

On a comparé les tests IgE et les SPT (Ollert, Weissenbacher Rakoski Ring, Clin Chemistry 2005).

Les concordances entre les différentes techniques :

Allergène	n	IML mediane (kU/L)	CAP	concordance IML/CAP (%)
D1	99	0.50	0.84	90.9
D2	75	0.79	0.52	85.3
E1	99	0.25	NA	88.9
G3	78	5.25	2.96	94.9
G6	99	0.51	1.13	89.9
T3	94	0.66	0.47	89.4
W6	96	NA	NA	87.5
I1	63	0.79	0.72	87.3
I3	63	4.11	1.27	76.2
TOUS	766	0.64	0.53	88.3

Les concordances avec les résultats des SPT sont assez bonnes à l’exception de W6, l’armoise.

Le futur des tests IgE : 4e génération de tests.

Après avoir été basés sur des extraits naturels de sources allergéniques, ce sont les molécules allergéniques qui vont occuper le devant de la scène.

Même si les allergènes ne représentent qu’environ 0.2% des protéines connues, le nombre d’allergènes nouvellement identifiés suit une courbe de croissance quasi exponentielle. (Mari, Clin Exp Allergy 2008)

Tests diagnostiques

• multiplex « Bead-array » system :
  • Un premier laser excite les marqueurs moléculaires
  • Un deuxième laser excite les microsphères.
• Multiplex microarray chip systems

Approche systématique des problèmes dans l’allergie au venin d’abeille.

8 patients sous SIT avec venin d’abeille.

• Année d’initiation de SIT : 2000-2005
• Tests cutanés positifs.
• Patient positifs = anaphylaxie au moins de grade 2.
• sIgE (i1) inf à 0.35 kU/L

12 patients « contrôle » sous SIT avec extrait de venin d’abeille

• sIgE (i1) sup à 0.35 kU/L
• Autres critères identiques.

Api m 1 :

• Pour les patients « sIgE-négatifs », 8/8 sont IgE négatifs pour nApi m 1.
• Pour les patients « sIgE-positifs », 10/12 sont IgE positifs pour nApi m 1.

Api m 3 (Grunwald et al. JACI 2006) :

• Pour les patients « sIgE-négatifs », 7/8 sont IgE positifs pour rApi m 3.
• Pour les patients « sIgE-positifs », 10/12 sont IgE positifs pour rApi m 3.

Au total, avec un seuil classique pour l’extrait, tout est négatif
Avec un seuil plus sensible, quelques uns ont des IgE spécifiques positives entre 0.1 et 0.35.

En testant la réactivité pour des allergènes (Api m 1, Api m 2, Api m 3, Api m 5) on obtient des positivités tout à fait nettes …

Sont ensuite évoquées les techniques de « phage display ».

Au final, pour un usage rationnel des tests IgE pour les recombinants :

• amélioration des sera de référence (IgE, IgG4)
• Spécificité anticorps, disponibilité et qualité cohérentes.
• Surmonter les problèmes de disponibilité des sera réactifs à certains allergènes.
• Monitoring des modulations immunes pendant le traitement.
• Comparaison des tests sérologiques d’allergie, inter-tests et intra-tests.
• Sérum de référence synthétique.
• Envisager la question de la présentation des épitopes dans les tests IgE (épitopes pertinents).

En résumé :

• L’IgE est là et restera là en tant que paramètre central du diagnostic in vitro de l’allergie.
• La détection des IgE doit être encore améliorée, basée sur des molécules et de nouvelles technologies d’immunotests.
• C’est dire que l’importance des IgE ne peut que croître…

Tests de provocation muqueux : toujours pertinents ? Jorg Kleine-Tebbe, Allemagne

– Mécanismes
– Sites de provocation
– Comparaisons
– Recommandations

Test de provocation nasal (NPT)

Pour tout ce que vous aimeriez savoir sur le NPT, se reporter au travail de Togias, Corren, Wagenmann : Nasal provocation testing in Middleton’sAllergy – Principles and Practice ; Mosby 2009.

Le seuil de déclenchement diminue d’un facteur 5 si on répète les NPT aux « allergènes ».

Au cours de la saison pollinique, en raison du priming effect, les seuils de NPT diminuent de plus de 20 fois en raison de l’exposition pollinique saisonnière (Klimek et al. Laryngo Rhino Otol 1997).

Les NPT attirent les leucocytes (ne pas oublier les basophiles)

De 1H après un NPT jusqu’à 12H après, on observe une augmentation des éosinophiles et des neutrophiles.

On a édité des guidelines pour les NPT, avec des conduites à tenir selon que la diminution du flux dépassait ou non 30%...

Mais une question demeure : s’agit-il de données quantitatives ou juste d’un jouet coûteux ?

L’utilisation d’un débitmètre nasal inspiratoire de pointe (PNIF) (Ehnage, Thesis 2008) ne permet de retrouver qu’une très faible corrélation entre les scores symptômes et la rhinomanométrie. (Hauser, Wagenmann, data on file).

En pratique, on retrouve une grande Variabilité des résultats des NPT et il existe un fossé entre les résultats des tests diagnostiques et la sévérité des symptômes pendant la saison (Radcliffe, Church, Holgate et al. Clin Exp Allergy 2006).

Par ailleurs, on a une association modérée entre les SPT et NPT (Niederberger et al. J Invest Dermatol 2001).

Combien de molécules de Bet v 1 vont provoquer une réaction nasale ?

La cavité nasale représente une surface de 150 à 200 cm2.

Doses de Bet v 1 :

• 1 pulvérisation de 15 microL x 10 microg/ml = 150 nanog Bet v 1

150 nanog/150 cm2 = 1 ng/cm2 = 10 pg/mm2 = 6 x 10-16 M per mm2 de muqueuse = 2 x 10 puissance 9 (billion) de molécules de Bet v 1 / mm2 de muqueuse.

Ceci est à rapporter à l’incroyable sensibilité de la muqueuse des voies respiratoires basses.

0.5m² pour la surface des voies aériennes proximales, 2m² pour les voies aériennes distales.

Dose d’Amb a 1 :

• 5 respiration de 15 microL x 1 microg/ml = 75 ng Amb a 1.

75 ng / 2.5 m2 = 30 ng/m2 = 3 pg/cm2 = 0.3 fg/mm2 = 0.7 x 10 puissance -20 M per mm2 de muqueuse, soit 6000 molécules d’Amb a 1 / mm2 muqueuse.

Si l’on recherche une association entre la sensibilité respiratoire (PC20 d’Amb a 1 en microg/ml) et la sensibilité cutanée (IDR, « end point titration ») en Amb a 1 microg/ml, on n’obtient qu’une association modérée, dans laquelle il faut peut-être prendre en compte l’influence de la réponse endo-organe.

Enfin, il faut parler des productions locales d’IgE dans la rhinite persistante non allergique (PNAR).

Rondon, Blanca et al. (JACI 2007) l’ont évalué par les concentrations en Der p 1 ainsi que les réponses au NPT à l’extrait de Dermatophagoides pteronyssinus.

Ainsi peut-on évoquer l’atopie vs « l’entopie » : réponse allergique systémique vs réponse locale (Powe et Jones, Clin Exp Allergy 2003).

« L’entopie » serait une maladie allergique localisée de la muqueuse avec absence de réponse systémique.

Après NPT on observe un switch des cellules B et des classes d’IgE au niveau de la muqueuse nasale (Takhar, Durham, Gould et al. J Immunol 2005).

In vivo, certains auteurs ont observé au microscope des migrations de leucocytes dans la conjonctive (Kirveskari, Renkonen et al. Nature Med 2001).

Tandis que, tout récemment, on a pu photographier des molécules de Bet v 1, liées et transportées après test de provocation conjonctivale (Renkonen J, Renkonen R et al. Allergy 2009).

Avec des observations similaires au niveau de la muqueuse nasale (Joenvaara, Renkonen, Renkonen et al. JACI 2009, in press).

Bet v 1 infiltre la muqueuse nasale, augmentant les protéines spécifiques à ce niveau.

Au final, quel composant génétique va déterminer la maladie clinique ?

C’est une partie à trois, avec l’immunorégulation, l’atopie et les tissus spécifiques.

Muller, Fokkens et al. (Allergy 2009) se sont demandé si l’IL-10 était ce qui était en cause dans les réponses positives aux NPT.

Les tests de provocations muqueux servent à quoi ?

• Comprendre la physiopathologie
• Elaborer un modèle pour les réponses immédiates et retardées.
• Lire les études médicamenteuses.
• Donner des éléments sur la conformation de l’allergie clinique

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Bases moléculaires et structurelles de la réactivité croisée entre les extraits allergéniques.

Heimo Breiteneder, Autriche.

Plan :

• 1. Familles de protéines
• 2. Les 4 règles de la réactivité croisée
• 3. Les protéines hautement conservées
• 4. Les protéines moins conservées

1. Les familles de protéines.

On peut définir des superfamilles

• Superfamille des prolamines,
• Superfamille des cupines,
• Superfamille des Bet v 1, incluant la famille Bet v 1 et la sous-famille des PR-10.

Les protéines peuvent être classées en familles et superfamilles sur la base de leurs séquences et de leurs structures (Breiteneder et al. JACI 2004, Radauer et al. JACI 2007, Radauer et al. JACI 2008).

La base de données de familles de protéines Pfam dans sa version 23.0 de Juillet 2008 définit 10340 familles de protéines.

• http://pfam.sanger.ac.uk/

La base de données SCOP 1.73 (26 Sept. 2007) définit 3464 familles de protéines et 1086 conformations.

• http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/

Les allergènes sont présents dans 2% des 10340 familles de protéines définies par la version 23.0 de Pfam.

Les allergènes sont trouvés dans 5% des 3464 familles de protéines définies par la version 1.73 de SCOP et ils représentent 10% des 1086 structures identifiées.

La base de données AllFam liste les familles de protéines qui contiennent des allergènes.

• http://www.meduniwien.ac.at/allerge...

La classification des allergènes en familles de protéines fournit un cadre utile pour l’étude systématique des réactivités croisées au sein de leurs divers membres.

La réactivité croisée tire son origine de la biologie évolutive des protéines.

2. Les quatre règles des réactivités croisées.

– Règle 1 : Les réactivités croisées ne s’observent qu’entre membres d’une même famille de protéines.

– Règle 2 : Les protéines ayant une forte identité de structure et de séquence font preuve d’un haut degré de réactivité croisée.

• Exemples : homologues de Bet v 1, profilines, polcalcines, tropomyosines, parvalbumines.

– Règle 3 : La réactivité croisée de protéines moins conservées dépends soit des relations taxonomiques des sources allergéniques respectives, soit de similarités de structure.

• Exemples : protéines reliées à Ole e 1, 2S albumines, nsLTP1s, cupines, caséines.

– Règle 4 : L’IgE-réactivité croisée est une fonction de similarité de structure de surface accessible aux anticorps.

• L’étude de la structure de surface des allergènes est une manière plus précise de prédire la réactivité croisée entre des allergènes ou des protéines données que la simple comparaison de séquences.
• Effectivement, on peut avoir de faibles identités de séquence et un pourcentage plus élevé de surface extérieure conservée aboutissant à une inhibition non négligeable, comme on peut le voir dans le tableau ci-dessous :

Allergène	Bet v 1	Cor a 1	Mal d 1	Gly m 4	Api g 1
Identité séquence	100%	67%	57%	48%	40%
Surface ext. conservée	100%	76%	56%	47%	53%
ELISA inhib.	96%	60%	38%	23%	40%

3. Protéines hautement conservées.

A) Protéines PR-10.

La famille PR-10 est représentée par l’allergène majeur du pollen de bouleau, Bet v 1.

Des allergènes PR-10 croisants sont présents dans le pollen des arbres de l’ordre des Fagales et dans des aliments d’origine végétale (fruits, légumes, « nuts » que l’on peut traduire par fruits à coque et/ou arachide et épices).

La famille de protéine Bet v 1 comprend 11 sous-familles avec des membres chez les végétaux et les bactéries.

Les expositions sont le fait de protéines appartenant à 4 sous-familles.

• Dicot PR-10
• Monocot PR-10 type II
• Cytokinin specific binding proteins (CSBP)
• Major latex proteins/RRP

Les allergènes qui croisent avec Bet v 1 ne sont connus que dans la sous-famille PR-10.

Les 11 sous-familles de la famille Bet v 1 :

• Dicot PR-10
• Monocot PR-10 type I
• Monocot PR-10 type II
• Conifer PR-10
• Cytokinin specific binding proteins (CSBP)
• Norclaurine synthases
• Major latex proteins/RRP
• Moss PR-10
• Plant polyketide cyclase-like
• Bacterial polyketide cyclase-like/bet v 1 subfamily
• Bacterial Bet v 1-related minor group

B) Profilines.

Ce sont des allergènes des plantes croisants et ubiquitaires, responsables de multiples « sensibilisations » aux pollens et aux aliments végétaux.

H.Breiteneder doit utiliser le mot « sensibilisation » dans le sens « présence d’IgE se liant aux produits en question » et non « synthèse d’IgE consécutive à une exposition à un ou plusieurs produits en question »

Les IgE des patients sensibilisés aux profilines se lient aux profilines de beaucoup de plantes-sources avec une affinité similaire ; les liaisons aux IgE peuvent s’inhiber mutuellement.

Cependant, la signification clinique de telles sensibilisations croisées reste encore mal définie.

Quelques profilines allergéniques de pollens d’arbres :

• Bet v 2 pour le bouleau (Betula verrucosa)
• Cor a 2 pour le noisetier (Corylus avelana)
• Ole e 2 pour l’olivier (Olea europaea)
• Pho d 2 pour le palmier dattier (Phoenix dactylifera)

Quelques profilines allergéniques de pollens de Graminées :

• Cyn d 12 pour le chiendent pied de poule (Cynodon dactylon)
• Hor v 12 pour l’orge vulgaire (Hordeum vulgare)
• Ory s 12 pour le riz (Oryza sativa)
• Phl p 12 pour la fléole (ou phléole) (Phleum pratense)

Quelques profilines allergéniques de pollens d’herbacées :

• Amb a 8 pour l’ambroisie élevée (Ambrosia artemisiifolia)
• Art v 4 pour l’armoise commune (Artemisia vulgaris)
• Che a 2 pour le chénopode blanc (Chenopodium album)
• Par j 3 pour la pariétaire diffuse (Parietaria judaïca)

Quelques profilines allergéniques alimentaires :

• Pyr c 4 pour la poire (Pyrus communis)
• Pru av 4 pour la cerise (Prunus avium)
• Mal d 4 pour la pomme (Malus domestica)
• Api g 4 pour le céleri (Apium graveolens)
• Dau c 4 pour la carotte (Daucus carota)
• Lyc e 1 pour la tomate (Lycopersicon esculentum)
• Cap a 2 pour le poivron (ou piment) (Capsicum annuum)
• Cor a 2 pour la noisette (Corylus avelana)
• Hel a 2 pour le tournesol (Helianthus annuus)
• Ara h 5 pour l’arachide (Arachis hypogaea)

C) Polcalcines.

Les polcalcines sont présentes dans une large variété de plantes non reliées taxonomiquement (Graminées, autres herbacées et arbres) et sont des allergènes hautement croisants.

La structure tridimensionnelle fondamentalement identique de Che a 3, Phl p 7 et Bet v 4 explique la large réactivité croisée des IgE des patients allergiques (Verdino et al. J Immunol 2008).

Quelques exemples de polcalcines allergéniques :

• Aln g 4 pour l’aulne (Alnus glutinosa)
• Bet v 4 pour le bouleau
• Ole e 3 pour l’olivier
• Che a 3 pour le chénopode
• Syr v 3 pour le lilas (Syringa vulgaris)
• Cyn d 7 pour le chiendent pied de poule
• Phl p 7 pour la fléole

D) Tropomyosines.

Les tropomyosines sont des allergènes inhalés chez les arthropodes (acariens, blattes) et des allergènes alimentaires chez les crustacés, les mollusques et les parasites des poissons comme Anisakis simplex.

Les séquences des tropomyosines sont hautement conservées, ce qui explique la fréquence des sensibilisations croisées entre les sources allergéniques contenant des tropomyosines.

Les tropomyosines des vertébrés ne sont pas allergéniques.

Quelques exemples de tropomyosines inhalées :

• Der p 10 pour l’acarien Dermatophagoides pteronyssinus
• Lep d 10 pour Lepidoglyphus destructor
• Bla g 7 pour la blatte germanique Blatella germanica

Quelques exemples de tropomyosines ingérées :

• Cra g 1 pour l’huître Crassostrea gigas
• Met e 1 pour la crevette glissante Metapenaeus ensis
• Cha f 1 pour le crabe Charybdis feriatus

Certaines tropomyosines ne sont pas allergéniques (Jenkins et al. JACI 2007) :

• Tropomyosine du cochon, 98% d’identité de séquence avec la tropomyosine humaine.
• poulet, 95% d’identité de séquence
• thon, 93% d’identité de séquence

E) Parvalbumines.

Les parvalbumines de poisson sont des allergènes alimentaires majeurs croisants, induisant des réponses IgE chez la plupart des sujets allergiques au poisson.

Les parvalbumines des vertébrés supérieurs ne se lient pas à priori avec des IgE humaines.

Quelques exemples de parvalbumines ingérées :

• Cyp c 1 pour la carpe Cyprinus carpio
• Sal s 1 pour le saumon Salmo salar
• Gad m 1 pour le cabillaud Gadus morhua

Quelques exemples de parvalbumines ingérées non allergéniques :

• Vache, 90% d’identité de séquence
• Lapin, 87% d’identité de séquence
• Poulet, 78% d’identité de séquence

4. Protéines moins conservées.

A) Protéines reliées à Ole e 1.

Ole e 1 croise avec les allergènes majeurs des Oléacées (Frêne, troëne et lilas).

Ole e 1 ne montre pas ou très peu de réactivité croisée avec les allergènes homologues des pollens d’herbacées, y compris les Graminées.

Quelques protéines Ole e 1-like allergéniques (croisant avec Ole e 1 : 82 à 91% d’identité de séquence) :

• Fra e 1 pour le frêne
• Lig v 1 pour le troene
• Ole e 1 pour l’olivier
• Syr v 1 pour le lilas

Quelques protéines Ole e 1-like allergéniques (ne croisant pas avec Ole e 1 : faible identité de séquence, de 29 à 34%).

• Che a 1 pour le Chénopode
• Lol p 11 pour l’ivraie
• Pla l 1 pour le plantain lancéolé

B) nsLTP1.

Les nsLTP de type 1 affichent une large distribution et son considérées comme des panallergènes.

Les nsLTP1 des Rosacées sont hautement croisantes.

Pru p 3 (pêche), Pru ar 3 (abricot) et Mal d 3 (pomme) sont des allergènes majeurs en zone méditerranéenne.

Les réactivités croisées entre Pru p 3 de la pêche et Art v 3 du pollen d’armoise, Jug r 3 de la noix, Bra o 3 du chou et Zea m 14 du maïs s’étendent à travers les familles botaniques.

Ces réactivités croisées sont une conséquence de la haute similarité structurale des nsLTPs en question.

Exemples de nsLTP1s allergéniques par inhalation :

• Art v 3 de l’armoise
• Amb a 6 de l’ambroisie
• Ole e 7 de l’olivier
• Par j 1 des pariétaires
• Pla a 3 du platane

Exemples de nsLTP1s allergéniques par ingestion :

• Mal d 3 de la pomme
• Pru ar 3 de l’abricot
• Pru av 3 de la cerise
• Pru d 3 de la prune
• Pru p 3 de la pêche
• Vit v 1 du raisin
• Cor a 8 de la noisette
• Jug r 3 de la noix
• Aspa o 1 de l’asperge
• Bra o 3 du chou
• Lac s 1 de la laitue
• Zea m 14 du maïs

C) 2S albumines.

Certaines 2S albumines de divers aliments végétaux incluant des fruits à coque, des légumes et des oléagineux sont des allergènes.

Bien que les 2S albumines aient une forte similarité de structure, la réactivité croisée ne semble pas commune dans cette famille de protéines.

Des réactivités croisées correspondant à une haute identité de séquence ont été rapportées :

• Entre Sin a 1 (moutarde) et Bra n 1 (colza).
• Entre diverses 2S albumines d’espèces des Brassicacées incluant colza, navet et moutarde.

Exemples de 2S albumines allergéniques :

• Ana o 3 de la noix de cajou
• Ber e 1 de la noix du Brésil
• Jug n 1 du noyer noir
• Jug r 1 de la noix
• Ara h 2 de l’arachide
• Cic a 2S du pois chiche
• Sin a 1 de la moutarde
• Ses i 1 du sésame

Comment les composants peuvent révéler une réactivité croisée en allergie.

Markus Ollert Allemagne

Un peu de terminologie :

• Réactivité croisée : réactivité à une source sans exposition préalable.
• Co-reconnaissance (incluant la réactivité croisée) : co-exposition naturelle à divers allergènes homologues ; le sensibilisateur primaire n’est pas toujours clair.
• Co-sensibilisation : IgE pour des épitopes non partagés entre des sources ou des molécules (habituellement détectée par des extraits).

Structures de base pour des réactivités croisées :

• Epitope allergénique par modification post translationnelle.
• Epitope allergénique conformationnel.
• Epitope allergénique séquentiel.

Pour les questions touchant aux réactivités croisées, on pourra se rapporter à la revue suivante : « Allergic cross-reactivity : from gene to the clinic » Ferreira, Hawranek, Gruber, Wopfner, Mari, Allergy 2004.

Exemples de réactivité croisée basée sur la structure des protéines :

• Bet v 1, Pru av 1 (PR-10)
• Bet v 2, Hev b 8 (Profilines)

Même si les allergènes ne représentent qu’une faible proportion des protéines connues à l’heure actuelle, le nombre des allergènes identifiés augmente de façon quasi-exponentielle (Mari Clin Exp Allergy 2008).

Vascularite d’hypersensibilité : un cas clinique.

Test de provocation ouvert au kiwi ou à l’ananas : vascularite disséminée 6H après.

Mise en évidence d’une bande correspondant à sIgG-Act c 1 alors que les sIgE sont négatives.

La comparaison des séquences des cystéines protéases, broméline du kiwi et actinidine d’ananas, apprécient l’identité de séquence.

Allergie au venin d’Hyménoptères.

• Plusieurs familles sont concernées :
  • Apidés : Apis, Bombus.
  • Vespidés : Vespa, Vespula, Dolichovespula, Polistes
  • Myrmicidés : Solenopsis, Pogonomyrmex.
• Conséquences cliniques de l’allergie au venin d’Hyménoptères :
  • Prévalence : 2-4% (sensibilisation : 25-30%)
  • Mortalité : environ 0.2-0.5/année/1 Mio.
  • Anaphylaxie :
    Urticaire généralisée, angioedème, chute de la tension artérielle, perte de la fonction pulmonaire, choc anaphylactique, arrêt cardiaque.
• Approche égalitaire des allergènes :
  • Grunwald et al. Molecular cloning and expression in insect cells of honeybee venom allergen acid phosphatase (Api m 3). JACI 2006.
  • Blank et al. Identification, recombinant expression and characterization of the 100 kDa high molecular weight hymenoptera venom allergens Ves v 3 et Api m 5. in revision
• Allergènes de venin d’Hyménoptères dont la structure primaire est connue (Janvier 2004) :

Allergène	Organisme	kDa	Séquence connue	Expression recombinante
Phospholipase A2, Api m 1	Apis mellifera	20	+	+
Hyaluronidase, Api m 2	Apis mellifera	43	+	+
Phosphatase acide, Api m 3	Apis mellifera	49	Fragments peptides	+
Mélittine, Api m 4	Apis mellifera	3	+	Synthétique
100kDa Allergène C, Api m 5	Apis mellifera	100	+	+
Phospholipase A1, Ves v 1	Vespula spp.	35	+	+
Hyaluronidase, Ves v 2	Vespula spp.	45	+	+
100kDa Allergène, Ves v 3	Vespula spp.	100	+	+
Protéase du venin, Ves v 4	Vespula spp.	44	+	+
Antigène 5, Ves v 5	Vespula spp.	25	+	+

• Problèmes et questions :
  • sIgE négatifs et/ou TC négatifs en dépit d’une histoire convaincante d’anaphylaxie.
  • Double positivité, sIgE et/ou TC.
  • Echec de l’immunothérapie au venin d’Hyménoptères (abeille plus que vespidés).
  • Prédiction du succès de SIT
  • Durée de SIT
  • Effets secondaires systémiques des SIT(abeille plus que vespidés).
• Réactivité croisée entre Api m 5 et Ves v 3
• Plus de 50% des patients sensibilisés au venin d’abeille et de Vespidés ont une IgE réactivité pour rApi m 5 ou rVes v 3.
• Glycotopes spécifiques d’espèce.
  • Principale glycosylation chez les mammifères.
  • Principale glycosylation chez les plantes (MMXF3 ; HRP)
  • Principale glycosylation chez les insectes (MMF3F6 : Api m 1).
• Immunoréactivité CCD.
  • Un antiserum polyclonal HRP reconnaît spécifiquement une alpha (1,3)-core-fucosylation.
  • Api m 5 produit par des cellules HighFive et Sf9 d’insectes diffère significativement par le degré de reconnaissance par l’antisérum HRP.
  • L’Api m 5 natif fait preuve d’une IgE réactivité comparable à l’Api m 5 dérivé de cellules HighFive.
  • L’expression d’allergène dans des cellules Sf9semble convenir pour éviter les réactivités anti-CCD.

Conclusion :

• La réactivité croisée peut être identifiée par l’usage approprié de molécules allergéniques.
• Des méthodes doivent être inclues :
  • Inhibition
  • Données de séquence
  • Données de structure
  • Tests cellulaires

Composants allergéniques en immunothérapie : où démarrer et où aller ?

Susanne Vrtala, Autriche

Position paper OMS 1998 :

• L’immunothérapie spécifique, c’est l’administration de quantités croissantes de vaccins allergéniques à un sujet allergique, atteignant une dose qui est efficace pour l’amélioration des symptômes en cas d’expositions ultérieures.

Toute la pratique de l’immunothérapie vient des travaux initiaux de Noon, publiés dans le Lancet en 1911 : « Prophylactic inoculation against hayfever. »

Les extraits allergéniques utilisés pour le diagnostic et l’immunothérapie représentent un mélange mal défini de composants allergéniques et non allergéniques.

Exemples :

• Faux positifs aux SPT avec un extrait de chien en raison d’une contamination par des allergènes d’acariens (Dermatophagoides pteronyssinus) Van der Veen, Mulder, Wittemann, Van Ree, Aalberse, Jansen, Van der Zee, JACI 1996.
• La comparaison de la composition en protéines d’extraits de D.pteronyssinus provenant de différentes sociétés montre une grande hétérogénéité de ces compositions avec des variations importantes de la concentration en allergènes.

C’est dire l’attente autour des recombinants dont S.Vrtala rappelle les principales étapes de fabrication.

Les avantages inhérents à l’utilisation des recombinants en immunothérapie spécifique :

• Eviter les problèmes de standardisation des extraits.
• Inclusion des protéines pertinentes seulement.
• Exclusion du risque d’agents infectieux.
• Optimisation du dosage de tous les composants d’une préparation allergénique.
• Base pour développer des variants hypoallergéniques.

1. Bouleau

Les avantages d’une SIT avec rBet v 1 par rapport à une SIT avec de l’extrait de pollen de bouleau sont illustrés par l’étude : « Efficacy of recombinant birch pollen vaccine for the treatment of birch allergic rhinoconjunctivitis ». Pauli, Larsen, Rak, Horak, Pastorello, Valenta, Purohit, Arvidson, Kavina, Schroeder, Mothes, Spitzauer, Montagut, Galvain, Melac, André, Poulsen, Malling, JACI 2008.

Elaboration de vaccins hypoallergéniques pour le traitement de l’allergie au pollen de bouleau.

• Deux fragments de recombinants de Bet v 1 : AA 1-74, AA 75-160 (Vrtala et al. J Clin Invest 1997, Vrtala et al., J Immunol 2000).
• Un recombinant trimère de Bet v 1. Vrtala et al. FASEB 2001.

125 patients ont été inclus dans une étude multicentrique en double aveugle, contrôlée contre placebo, d’immunothérapie avec recombinants hypoallergéniques dérivés de Bet v 1 (rBet v 1 fragments, rBet v 1 trimère).

Les centres participant à l’étude : Vienne, Strasbourg et Stockholm.

Seuls les patients ayant reçu un traitement actif ont développés des anticorps IgG spécifiques.

L’immunothérapie avec des dérivés de Bet v 1 modifiés génétiquement induit des anticorps IgG qui inhibent la dégranulation des basophiles induite par l’allergène.

2. Acariens

Rappel des groupes d’allergènes des acariens.

Groupe	Fonction biochimique	kDa	Fréq. liaison IgE
1	Cystéine protease	25	80-100
2	?	14	80-100
3	Trypsin	25	10-100
4	Amylase	60	30-70
5	?	14	20-70
6	Chymotrypsin	25	40-70
7	?	24-29	30-60
8	Glutathione-S-transférase	26	10-80
9	Collagenolytic serine protease	24	90
10	Tropomyosin	37	10-60
11	Paramyosin	103	50-80
12	?	14	50
13	Fatty acid binding P	15	10-20
14	Vittellogenin/apolipophorin-like	177	90
15	Chitinase	60	70
16	Gelsolin	55	50
17	Ca binding EF P	53	35
18	Chitinase	50	60
19	Antibact. peptide homologue	7	10
20	Arginine kinase	40	20-40
21	?	14	30

Une combinaison de Der p 1 et Der p 2 permet le diagnostic de pratiquement tous les patients allergiques aux acariens.

Pays	N	% nDer p 1 et/ou rDer p 2	Même chose + rDer p 5 et/ou rDerp 7
Autriche	56	100	100
France	55	100	100
Italie	67	99	99
Suède	65	97	100

Quelle relevance clinique pour chaque allergène des acariens ? D’autant que les positivités ne se limitent pas à Der p 1 et Der p 2 ; par exemple le pourcentage de patients ayant Der p 1 et/ou Der p 2 positifs et nDer p 4, rDer p 5, 7, 8, 10 et 14 tombe à 30%...

Un nouvel allergène d’acarien Der p 23 fait preuve d’activité allergénique.

3. Graminées

Tableau des allergènes majeurs des pollens de Graminées

Allergène	kDa	Fonction	Distribution	fréq. de reco. des IgE
Phl p 1	31-35	sim. Expansines/glycoprot.	pollen Gram.	90%
Phl p 2	10-12	?	pollen Gram.	40-60%
Phl p 5	32-38	Ribonuclease	pollen Gram.	65-85%
Phl p 6	13	P-particle associated	pollen Gram.	60-70%
Phl p 4	55	BBE-like	pollen Gram.Arbres Herb.+Alim végétaux	80%
Phl p 13	55-60	Polygalacturonase	pollen Gram	50%

Les tests cutanés révèlent des activités différentes des allergènes de pollen de Graminées. Westrischnig, Horak, Swoboda, Balic, Spitzauer, Kundi, Fiebig, Suck, Cromwell, Valenta, Eur J Clin Invest 2008.

Allergène	SPTC100 moyenne	SPTC100 25-75 percentile
rPhl p 1	73.7microg/ml	34.8-160.8 microg/ml
rPhl p 2	29.7	13.2-67.9
rPhl p 5	38.6	21.9-62.3
nPhl p 4	191.1	122.2-721.0
nPhl p 13	237.4	148.8-340.9

SPTC100 = concentration estimée de l’allergène induisant une aire de papule de 100 mm2.

Voir l’étude « Allergen-specific immunotherapy with recombinant grass pollen allergens » Jutel, Jaeger, Suck, Meyer, Fiebig, Cromwell, JACI 2005.

Les recombinants utilisés : Phl p 1, 2, 5 et 6.

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Compte-rendu offert grâce au soutien du laboratoire ALK