Principali sindromi allergiche e quadri clinici

ALLERGOPATIE DA INALANTI: Asma bronchiale, Rinite, Congiuntivite, Dermatite atopica

REAZIONI AVVERSE AD ALIMENTI: Orticaria, Angioedema, Shock anafilattico, Asma, Manif. Gastroenteriche

REAZIONI AVVERSE A FARMACI: Orticaria, Angioedema, Shock anafilattico, Asma, Manif. Gastroenteriche

ALLERGOPATIE DA VELENO DI IMENOTTERI: Orticaria, Angioedema, Shock anafilattico

DERMATITE DA CONTATTO: Dermatite eczematosa

1921: alcuni componenti del siero reagivano specificamente contro gli allergeni

1960: l’attività biologica delle reagine poteva essere neutralizzata da antisieri di coniglio diretti contro il siero totale di individui atopici ma non da antisieri

specifici contro le quattro classi anticorpali note (IgA IgG IgM IgD)

1967 scoperta del mieloma multiplo IgE.  

Livelli sierici delle IgE variano da 0,1 a 0,4 microgrammi/ml nei soggetti normale e raramente

superano i livelli di 1 negli allergici.  

Type I (IgE) Hypersensitivity

Sensitization– IgE production– Mast cell Fc receptors (FcRε) bind IgE

Allergen triggers mast cell degranulation – Acute phase bronchospasm, edema – Late phase inflammation

Chronic Tcell/eosinophil infiltrate

atopia : predisposizione ereditaria a sviluppare reaz. Ipersensibilità immediata in risposta ad antigeni

ambientali. 

Individui atopici sono caratterizzati da alti livelli di IgE circolanti e da un numero di eosinofili superiori alla

norma.Essi sono più suscettibili a manifestazioni allergiche

quali la febbre da fieno, l’asma e l’eczema. 

La predisposizione genetica allo sviluppo di risposte atopiche è stata mappata su diversi

loci.Un locus situato sul cromosoma 5q è associato

alla regione che codifica per molte citochine IL3,IL4,IL5,IL9,IL13 GMCSF; un secondo locus

sul cromosoma 11q è associato alla regione che codifica per la regione beta del recettore ad

alta affinità per le IgE. 

L’atopia prevede un’eredità multigenica.

IgE

IgE formate da 2 catene pesanti e da due catene leggere con peso di 190kDa più

pesanti rispetto alle IgG perché dominio in più nella regione costante che rende possibile il

legame ai recettori glicoproteici espressi sulla membrana di mastcellule e basofili.

 L’emivita delle IgE nel siero è di solo 2-3

giorni ma una volta legate ai recettori rimangono stabili per molte settimane.

RECETTORI AD ALTA AFFINITA’: o       su mastcellule e i basofilio     RECETTORI A BASSA AFFINITA’:il cross legame di questi recettori attiva linfociti B, macrofagi alveolari e eosinofili

Struttura chimica degli allergeni

Gli allergeni possono essere:• Di natura proteica (antigeni completi)• Di natura non proteica: polisaccaridi, sost.

Chimiche semplici (antigeni incompleti o apteni) in grado di coniugarsi a proteine dell’organismo (carrier) per favorire la sensibilizzazione

Caratteristiche allergeniche legate ad un gruppo determinante antigenico = epitopo

Epitopo: 8-15 aa• Epitopi sequenziali o continui resistenti al

clivaggio enzimatico• Epitopi conformazionali o discontinui

distrutti dal clivaggio enzimatico

pollini

• Rappresentano gli elementi maschili che fecondano gli ovuli delle piante superiori

• Dimensioni: 5-200 micron• Quando i pollini inalati raggiungono le

mucose il loro involucro protettivo lipidico e polisaccaridico viene disciolto dalle secrezioni mucose e

Allergeni pollinici contenuti insieme ad enzimi nell’intina dei granuli

acari• Artropodi di piccole dimensioni (200-300 micron) classe Aracnidi genere Dermatophagoides specie pteronyssinus e farinae• Habitat naturale: polvere di casa,imbottiture,vestiti,tessutiTemperature non eccessivamente fredde ed ambienti

relativamente umidi• Fonte di alimentazione: forfora umanao animale, miceti, granuli

di polline• Vita media 2-4 mesi con 1 o 2 accoppiamenti dopo i quali la

femmina depone 20-50 uova• Sono stati identificati vari determinanti antigenici. Es: der p1

(nelle feci) der p2 (nelle feci, nelle gh. Sessuali), der f1 (nelle feci) ecc

miceti

• Atmosferici:presenti sul terreno in particolari zone agricole ove svolgono un ruolo nei processi di decomposizione di vegetali (alternaria, cladosporium)

• Domestici: presenti in ambienti poco ventilati, condizionatori, umidificatori, carti da pareti, ecc (aspergillus)

Allergeni di origine animale

• Fel d1: principale allergene del gatto prodotto dalle cellule sebacee (maggior produzione se maschio) e si accumula su epidermide e peli (si disperde facilmente nell’aria e si accumula nei materiali tessili e scompare molto lentamente)

• Can f1: ottenuto dal pelo e dalla forfora del cane

• Altri da derivati epidermici e forfora di cavallo, bovini, conigli

MEDIATORI: PRIMARI: sintetizzati prima che avvenga la

degranulazione e sono immagazzinati nei granuli (istamina, proteasi, fattore chemiotattico per gli eosinifili,

per i neutrofili, eparina).

SECONDARI: sintetizzati dopo oppure derivati dalla digestione enzimatica dei fosfolipidi di membrana

durante il processo di degranulazione (fattore attivante le piastrine, leucotrieni, prostaglandine, varie citochine).

I domini citoplasmatici dei recettori sono legati ad alcune proteino- tirosinocinasi.  l’aggregazione

o        attiva le cinasi inducendo fosforilazione dei residui tirosinici delle seguenze ITAM e queste fosforilazioni inducono la produzione di vari secondi messaggeri

responsabili della degranulazione

o        entro 15 secondi si può osservare la metilazione di vari fosfolipidi di membrana, evento responsabile di una maggiore fluidità di membrana e della formazione dei

canali per il Ca

o        l’aumento del Ca raggiunge un picco entro 2 minuti dall’aggregazione. Questo aumento è dovuto sia ad un maggiore ingresso di calcio extracellulare sia a un

maggior rilascio di calcio dalle riserve intracellulari del retticolo endoplasmatico.

o        il flusso di calcio ha come conseguenza la formazione di acido arachidonico che verrà convertito in prostaglandine e leucotrieni.

o        il flusso di calcio promuove l’assemblaggio dei microtubuli necessari per lo spostamento dei granuli verso la membrana plasmatica (farmaci che bloccano il flusso

di calcio).

o        15 secondi dopo il cross legame si forma AMPc e le proteincinasi AMPc dipendenti fosforilano le proteine della membrana dei granuli alterando la permeabilità

dei granuli all’acqua e al calcio

o        rigonfiamento dei granuli che facilita la loro fusione alla membrana plasmatici e il rilascio delle sostanze. Poi la caduta dell’AMPc sembra necessaria per continuare

la degranulazione (aumento dell’AMPc con farmaci).  

Le manifestazioni cliniche dei disordini di ipersensibilità di tipo I sono correlate agli effetti biologici dei mediatori

  mediatori = sostanze farmacologicamente attive che

agiscono sia sui tessuti vicini sia su popolazioni di cellule effettrici secondarie: eosinofili, neutrofili, linfociti T, monociti e

piastrine.  

Quando questi mediatori vengono rilasciati in risposta a infezioni parassitari l’effetto di questi mediatori è utile

all’ospite; al contrario in risposta ad un allergene inducono una risposta inappropriata i cui effetti negativi superano di

molto qualsiasi effetto positivo

Amine vasoattive• Mediatori preformati• Composti non lipidici a basso peso

molecolare (1 gruppo amminico) • Azione di breve durata• Istamina che legandosi al recettore effetti

diversi in diversi tipi cellulari: legame all’endotelio 1)contrazione cellulare e fuoriuscita del plasma negli spazi extravascolari 2)produz. di sost rilassante muscolatura liscia vasale =vasodilatazione 3) contrazione della muscolatura liscia intestinale e bronchiale

Mediatori lipidici

• Mediatori neosintetizzati• Metaboliti dell’acido arachidonico• Prostaglandina D: si lega a recettori sulla

muscolatura liscia vasodilatatrice e broncocostrittrice(aspirina)

• Leucotrieni: si lega a recettori sulla muscolatura liscia prolungata broncocostrizione

IgE

IL-4

IL-5

Allergicresponse

EosinophilsCD4

APC

CD80/86

Th2

T cell

Allergen

CD3HLA

CD28

B-cell

IgE

IL-4 IL-13

IL-5

Allergicresponse

Eosinophils

CD4

APC

T cell

Allergen

CD3HLACD80/86

CD28

B-cell

Th2

CCR3CCR4 CCR8

Eotaxin-1, -2RANTESMCP-1, -3, -4

CCR3

VLA-4

VCAM-1

Basophils

Mast cells

T-helper cell subtypes classified by cytokine production

TH0 IL-2

TH1 IFN- , TNF- TNF- , GM-CSF, IL-2, IL-3, IL-10, IL-13

TH2 IL-4, IL-5, IL-9, IL-25 TNF- , GM-CSF, IL-2, IL-3, IL-10, IL-13

Tr1 (TH3) TGF- , IL-10

Th17 .......IL17

IL-10

Naturally-occurring versus inducible TNaturally-occurring versus inducible TR R cellscells

TGF-b?

Periphery

ALLERGIC DISEASESGenetic Background

• Family history

• Twin Studies

• Complex, polygenic

Environmental Factors

Studies concentrated in Africa demonstrate that in Ghanaian children, exercise induced bronchospasm was found more commonly in urban rich than in urban poor or rural children, suggesting that environmental factors such as wealth, lifestyle and housing are important

The “hygiene hypothesis”

Addo Yobo EO et al. Thorax. 1997

Atopic eczema appears to be a disease of the advantaged social classes The effect could be explained on the basis of high maternal educational status

Intake of mineral or vitamin supplements,Increased tendency to visit the doctorPrescribed medicines

Williams et al., 1994

Social class

Experimental evidences suggest that exposure to Mycobacterium tuberculosis may reduce the risk of developing asthma

Infections

Shirakawa T et al Science 1997

Keeping pets do not increase the risk of being sensitized to pet allergens

Henriksen AH et al Respiratory Medicine. 2001

Allergens

Cytokines and chemokines in allergy and asthma

Interleukin 4

• Induces B cell switching to IgE

• Upregulates IgE receptors on mast cells

• Increases VCAM-1 on vascular endothelium

• Promotes Th2 T Lymphocyte polarisation

• Induces mucus secretion

• ? Role of IL-4 antagonism in asthma

Interleukin 5

• Major factor responsible for terminal differentiation of eosinophils from bone marrow precursors

• IL-5 induces:

a) airway hyperresponsiveness

b) sputum eosinophilia

• Role of anti-IL-5 in asthma?

Activates eosinophils by inducing the expression of CD69 cell surface protein and prolonging eosinophil survival

Upregulates the expression of  1-integrin and VCAM-1

and the production of IL-6 and MCP-1 from human lung fibroblasts.

Decreases the transcription of IFN- and of IL-12.

It is possible that IL-13 acts like IL-4 and suppresses the development of Th1 cells by downregulating IL-12 production by monocytes, thereby favouring the development of Th2 cells

Interleukin 13

Early phase reaction

• Mast cell degranulation, release of histamine, leukotriene C4/D4, platelet activating factor, prostaglandin D2, give rise to acute symptoms:

• Nasal Itch• Sneezing• Acute Rhinorrhoea• Bronchospasm

Precursors of late phase reaction

• Mast cell secretion of cytokines and chemokines• Stimulation of endothelial cells by histamine,

leukotrienes and PAF to secrete cytokines and chemokines

• Activation of counter-ligands on endothelial cells to interact with blood cells which roll, adhere and then transmigrate

Late phase reaction

• Sub-epithelial cell accumulation of CD4(+), Th2 lymphocytes, monocytes, eosinophils and basophils which become activated by the cytokine/chemokine network as well as by antigen stimulation of high and low affinity IgE receptors

Mediators and symptoms in allergic rhinitis

Mast cell

B cell

T cell

(mast cell) Eosinophil

IL-4

IL-3, -5

GM-CSF

VCAM-1

IgE

Immediate rhinitis symptoms• Itch, sneezing

• Watery discharge

• Nasal congestion

Chronic rhinitis symptoms• Nasal blockage

• Loss of smell

• Nasal hyperreactivity

HistamineLeukotrienesProstaglandinsBradykinin, PAF

Allergen

Minimal persistent inflammation

• Minimal persistent inflammation is present even in the absence of symptoms when patients are exposed to pollen or perennial allergens

Allergy: a disease remodeling airways

Tissue modeling and remodeling coexist in a dynamic process

Bousquet et al JACI 2004

Remodeling

Cultures of bronchial epithelial cells and fibroblasts have shown that, in addition to proinflammatory mediator release, injury to the epithelium causes the release of fibroproliferative and profibrogenic growth factors. Including TGF- 2 and other

members of the TGF- superfamily which promote the proliferation of the underlying fibroblasts.

Davies et al JACI 2003

Le allergopatie respiratorie• Sono tra le manifestazioni più frequenti di malattie

allergica• Più del 25% della popolazione Mondiale ne manifesta

i sintomi• Si prevede una crescita annua del 20%

Principali allergeni responsabili

• Acari della polvere• Graminacee• Derivati epidermici di animali domestici• Muffe• Alberti• Parietaria

Who 2001

R i n i t e

Si definisce Rinite una situazione di flogosi

della mucosa nasale caratterizzata dalla

presenza di uno o più dei seguenti sintomi:

Starnuti

Prurito

Rinorrea

Congestione

Le recenti acquisizioni circa la complessità delle reazioni allergiche impongono una sinergia tra diagnosi clinica e strumentale per un precoce e corretto trattamento delle allergopatie respiratorie in modo da prevenirne la progressione e ridurne la gravità.

Wahn U. et al Allergy 2000

Diagnosi AllergologicaDiagnosi Allergologica

Diagnosi delle Allergopatie Diagnosi delle Allergopatie respiratorierespiratorie

Test in vivo• Test cutanei• Prove di funzionalità

respiratoria• Endoscopia • Diagnostica per immagini• Test di provocazione

specifica

Test in vitro• Determinazione delle IgE

totali• Determinazione delle IgE

specifiche• Determinazione della

releasability di mediatori

Diagnosi delle Allergopatie Diagnosi delle Allergopatie RespiratorieRespiratorie

Anamnesi• Test di I Livello

Prove cutaneeProve di Funzionalità Respiratoria

• Test di II LivelloEndoscopia

Dosaggio delle IgE specifiche• Test di III Livello

Test di provocazione specificaDiagnostica per immagini

Memorandum SIAIC

Test cutanei: Skin Prick TestTest cutanei: Skin Prick Test

• Rappresentano l’indagine più semplice, affidabile e meno costosa da effettuarsi nel caso di sospetta allergopatia respiratoria.

• Sono in grado di identificare La sensibilizzazione agli allergeni Il grado di positività della sensibilizzazione

• Consistono nell’applicazione di una goccia di estratto allergenico su pelle integra (in genere sull’avambraccio) seguita da una puntura degli strati superficiali della cute con lancetta sterile.

Skin Prick TestSkin Prick Test

Applicazione test cutanei

Risultati (10-15’ dopo)

Scelta degli allergeniAllergeni di prima scelta

per le sindromi allergiche da inalanti

• POLLINI: Graninacee (eventualmente miscela per le principali famiglie (Phleum, Cynodon, Lolium), Parietaria, alberi (Betulla, Olivo, Nocciolo, Ontano), composite (Assenzio)

• ACARI: Dermatofagoidi (pteronyssinus e farinae)

• DERIVATI EPIDERMICI: Cane, gatto (eventualmente altri animali in base all’anamnesi)

• MICOFITI: Alternaria, Aspergillo

Skin Prick Test: interpretazioneSkin Prick Test: interpretazione

L’esecuzione del test necessita dell’applicazione di Controllo positivo (istamina) per evitare falsi negativi Controllo negativo (solvente dell’estratto) per evitare falsi positivi

+ Eritema++ Pomfo ½ controllo positivo+++ Pomfo uguale o maggiore del controllo positivo ++++ Pomfo con pseudopodi

Memorandum SIAIC

Skin Prick Test: interpretazione

Reazioni cutanee positive

Correlate all’anamnesiSpecifiche Non correlate all’anamnesi Cause attribuibili al paziente Dermografismo

Aspecifiche (falsi positivi) Concentrazione Cause attribuibili agli estratti Sostanze irritanti

Skin Prick Test: interpretazione

Prove cutanee negative

Paziente non sensibilizzato

Ipotrofia cutanea Cause imputabili al paziente (falsi negativi) Assunzione di anti H1

Estratti diluiti Cause imputabili agli estratti (falsi negativi) Estratti scaduti

• Idroxizina (10 giorni)• Ketotifene (5 giorni)• Clorfeniramina (3 giorni)• Prometazina (3 giorni)• Loratadina (3 giorni)• Cetrizina (2 giorni)• Fexofenadina (2 giorni)• Desloratadina (2 giorni)

Farmaci da sospendere in caso di Farmaci da sospendere in caso di esecuzione di Skin Prick Testesecuzione di Skin Prick Test

Precauzioni:Precauzioni:

L’esecuzione degli Skin Prick Test è considerata una metodica affidabile e sicura, è comunque consigliabile avere in studio:

• Adrenalina iniettabile 1:1000• Ossigeno • Clorfeniramina iniettabile • Idrocortisone • Broncodilatatori (salbutamolo)

Memorandum SIAIC

Determinazione delle IgE Determinazione delle IgE specifichespecifiche

Sistema diagnostico in vitro che misura i livelli ematici delle IgE allergene-specifiche presenti nel siero o nel plasma umano Siero in esame +

allergene su supporto solido

Complesso IgE specifiche/allergene

Aggiunta di antisiero anti-IgE marcato con un rivelatore (sistema enzimatico, isotopo radioattivo…)

Indicazioni al dosaggio IgE Indicazioni al dosaggio IgE specifichespecifiche

EczemiDermografismoAssunzione di anti H1

Rischio di anafilassi (Latex)Complemento ai test cutanei

Determinazione delle IgE Determinazione delle IgE specifichespecifiche

Vantaggi

Assenza di rischio Maggiore specificità

dei test cutanei

Svantaggi

Costo elevatoMinore sensibilità

dei test cutaneiRischio di falsi

negativi (basse IgE totali, anticorpi competitivi)

Classi RASTClassi RAST

Classe10.35-0.7

Classe20.7-3.5

Classe3 3.5-17.5

Classe417.5-50

Classe550-100

Classe6>100

Classe 1 0.35- 2

Classe 2 2- 12

Classe 3 12-72

Classe 4 >72

IgE specifiche espresse in KUA/l

Determinazione delle IgE totaliDeterminazione delle IgE totali

• Un anticorpo anti-IgE umane è legato ad una micropiastra ed agisce come reagente di cattura delle IgE

• Il campione di siero sotto saggio è sottoposto alla cattura delle IgE

• Si testa in parallelo una curva di riferimento di IgE umane riferita allo standard internazionale, essa viene usata per estrapolare i risultati del campione

Condizioni che determinano un Condizioni che determinano un aumento delle IgE totaliaumento delle IgE totali

• Fumo di sigaretta

• Connettiviti

• AIDS

• Parassitosi

• Deficit di IgA

• Plasmocitoma IgE

Test di provocazione specificaTest di provocazione specifica

• Sono indagini utilizzate al fine di comprovare nell’organo colpito (congiuntiva, mucosa nasale o mucosa bronchiale) una sospetta sensibilizzazione che non ha potuto essere confermata altrimenti

• Si utilizzano quando vi è una discrepanza tra i dati anamnestici e i risultati delle indagini in vivo o in vitro

• Sono considerati test di III livello da eseguirsi solo sotto prescrizione specialistica

Test di provocazione specificaTest di provocazione specifica

•  Test di provocazione congiuntivale  

A livello congiuntivale vengono inoculate alcune gocce contenenti gli antigeni sospettati, dopo 10-20 min. si osserva se c’è un’infiltrazione delle congiuntive con prurito e lacrimazione.

• Test di provocazione nasale 

Analogo procedimento di quello evocato per i test oculari con valutazione di ostruzione nasale, starnuti e rinorrea

• Test di provocazione bronchiale

Analogo ai precedenti con determinazione della diminuzione del FEV1 simile a quella della provocazione con metacolina