Basofilaktiveringstestet är ett kompletterande in vitro-diagnostiskt test för utvärdering av IgE-medierade allergiska reaktioner baserat på detektion av basofilaktivering i närvaro av en specifik stimulans genom måttet av aktiveringsmarkörer genom flödescytometri.
Basofilaktiveringstestet (BAT) är ett kompletterande in vitro-diagnostiskt test som kan användas utöver klinisk historia, hudtest (ST) och specifik IgE (sIgE) bestämning vid utvärdering av IgE-medierade allergiska reaktioner mot mat, insektsgift, läkemedel samt vissa former av kronisk urtikaria. Emellertid är denna tekniks roll i de diagnostiska algoritmerna mycket varierande och inte väl bestämd.
BAT baseras på bestämning av basofilsvaret på allergen/läkemedels tvärbindande IgE-aktivering genom mätning av aktiveringsmarkörer (såsom CD63, CD203c) genom flödescytometri. Detta test kan vara ett användbart och kompletterande verktyg för att undvika kontrollerade utmaningstester för att bekräfta allergidiagnos, särskilt hos personer som upplever allvarliga livshotande reaktioner. I allmänhet bör BAT:s prestanda övervägas om i) allergenet/läkemedlet ger falskt positiva resultat i ST; ii) det inte finns någon allergen/läkemedelskälla att använda för bestämning av ST eller sIgE; iii) det finns diskordans mellan patienthistoria och ST- eller sIgE-bestämning; iv) symtom tyder på att ST kan leda till systemiskt svar; v) innan man överväger en CCT för att bekräfta det skyldige allergenet / läkemedlet. Testets huvudsakliga begränsningar är relaterade till icke-optimal känslighet, särskilt vid läkemedelsallergi, behovet av att utföra testet inte längre än 24 timmar efter provutvinning och bristen på standardisering mellan laboratorier när det gäller procedurer, koncentrationer och cellmarkörer.
IgE-medierad allergidiagnos baseras på klinisk historia, hudtester (STs), kvantifiering av serumspecifik IgE (sIgE) och, om det krävs och indikeras, kontrollerade utmaningstester (CCT)1,2,3,4,5,6. Klinisk historia kan dock vara opålitlig eftersom det kan saknas korrekt information, och STs och CCT är inte riskfria förfaranden som kan kontraindiceras hos patienter som upplever allvarliga livshotande reaktioner 1,2,3,4,5,6 . Dessa frågor, tillsammans med det faktum att bestämningen av sIgE genom validerade och kommersiella fluorenzymimmunanalyser endast är tillgänglig för få allergener och läkemedel, har belyst den viktiga rollen för andra in vitro-funktionella analyser såsom basofilaktiveringstest (BAT).
Basofiler är viktiga effektorceller som är involverade i IgE-medierade allergiska reaktioner som aktiveras vid tvärbindning av intilliggande sIgE bunden på receptorer med hög affinitet (FcεRI) på cellytan efter allergen / läkemedelsexponering. Basofilaktivering utlöser celldegranulering och frisättning av förformade och nya syntetiserade inflammatoriska mediatorer som ingår i intracytoplasmatiska sekretionsgranuler 7,8,9. BAT är en in vitro-metod som försöker efterlikna basofilaktiveringen i närvaro av en stimulans (allergen eller läkemedel) och bestämmer förändringar i uttrycket av basofilaktiveringsmarkörer genom flödescytometri 7,10. Det finns olika strategier för att identifiera basofiler (IgE+, CCR3+, CRTH2+, CD203c+) och för att mäta cellaktivering (främst uppreglering av CD63 och CD203c) med hjälp av kombinationer av fluorokrommärkta antikroppar 7,10. CD63, den bästa kliniskt validerade aktiveringsmarkören 11,12,13,14, är ett membranprotein förankrat vid sekretoriska granuler innehållande histamin som efter cellaktivering och fusion av granulerna med membranet uttrycks på basofilytan 15,16,17,18,19,20,21 . CD203c är en ytmarkör som är konstitutivt uttryckt på basofiler och uppreglerad efter FcεRI-stimulering, vilket också har visat tillförlitliga resultat i BAT 15,22,23,24,25. Dessutom verkar det samuttrycka med CD6326.
Under de senaste decennierna har BAT visat sig vara användbart vid diagnos av IgE-medierade allergiska reaktioner som induceras av olika utlösare som läkemedel, mat eller inhalationsmedel, liksom i vissa former av kronisk urtikaria, som beskrivs nedan. Positionen för denna teknik i de diagnostiska algoritmerna är emellertid mycket variabel och inte väl bestämd.
Läkemedelsöverkänslighet
BAT har visat sig vara användbart som ett kompletterande test för utvalda läkemedel och patienter, särskilt för dem som upplever allvarliga reaktioner på grund av att diagnostiskt värde för ST inte är väl etablerat för de flesta läkemedel, eftersom de är validerade och standardiserade för ett begränsat antal läkemedel27,28,29,30. Dessutom är kvantifiering av sIgE endast tillgänglig för ett begränsat antal läkemedel, med lägre känslighet än ST 27,28,29,30,31,32. Därför är diagnosen läkemedelsöverkänslighet vanligtvis beroende av drogprovokationstest, vilket kan kontraindiceras hos personer som upplever allvarliga livshotande reaktioner33.
Lovande resultat har rapporterats för användning av BAT hos utvalda patienter som rapporterar omedelbara överkänslighetsreaktioner mot olika läkemedel som betalactams (BLs)20,34,35,36,37,38,39, neuromuskulära blockerande medel (NMBA)19,22,40,41,42, 43,44,45, fluorokinoloner (FQ)46,47,48,49, pyrazoloner 50,51,52, radiokontrastmedel (RCM)53,54,55,56 och platinaföreningar 57,58,59 . BAT har rapporterats ha en känslighet och specificitet mellan 51,7–66,9 % respektive 89,2–97,8 %. och positiva och negativa prediktiva värden beskrivs ligga mellan 93,4% respektive 66,3%,27,31. Dessutom har BAT föreslagits som en prediktiv biomarkör för genombrottsreaktioner under desensibilisering med platinaföreningar, eftersom CD203c-uttrycket ökar jämfört med CD63 hos patienter med hög risk för biverkningar under läkemedelsdesensibilisering57.
Det är värt att notera att BAT endast är användbart vid överkänslighet mot läkemedel när reaktionen innefattar basofildegranulering. Därför är det inte användbart vid reaktioner som härrör från enzymatisk hämning av cyklooxygenas 142.
Födoämnesallergi
BAT har framstått som ett potentiellt diagnostiskt verktyg för födoämnesallergi eftersom bestämning av serum-sIgE till hela allergenextraktet eller enstaka allergener ofta är tvetydig, vilket kräver oral matutmaning för att bekräfta diagnosen, vilket, i likhet med läkemedelsöverkänslighet, är ett kostsamt och inte riskfritt förfarande60. Flera studier har visat relevanta resultat med komjölk 61,62, ägg 61,63, vete 64,65,66,67,68, jordnöt 63,69,70,71,72, hasselnöt 73,74,75,76 ,77, skaldjur78, persika 79,80,81, äpple21, selleri och morot 82,83.
Det främsta mervärdet av BAT vid diagnos av födoämnesallergi jämfört med STs och sIgE i serum är att det visar en högre specificitet och liknande känslighet. Således är BAT ett användbart verktyg för att skilja kliniskt allergiska patienter från sensibiliserade, men toleranta, patienter som har både hög specificitet (75-100%) och känslighet (77-98%)63,69,84. Känslighets- och specificitetsvärden beror på allergenet och andra faktorer som fenotyper (t.ex. oralt allergisyndrom kontra anafylaxi), ålder och geografirelaterade sensibiliseringsmönster63,85.
BAT med användning av enstaka allergenkomponenter kan potentiellt förbättra diagnostisk noggrannhet för vissa livsmedelsallergener61,80. Det finns studier med frölagringsproteiner (t.ex. Ara h 1, Ara h 2, Ara h 3 och Ara h 6 från jordnöt)86; lipidöverföringsproteiner (t.ex. Pru p 3 från persika och Ara h 9 från jordnötter)80,86; och Bet v 1 homologer (t.ex. Ara h 8 från jordnöt)87. Andra potentiella verktyg är relaterade till identifieringen av det skyldige allergenet i fall av pollen-matallergisyndrom 21,87,88, allergi mot rött kött 89 eller matberoende träningsinducerad anafylaxi66.
Intressant nog kan BAT ge information om svårighetsgraden och tröskeln för allergiska reaktioner eftersom patienter med allvarligare reaktioner uppvisar en större andel aktiverade basofiler, vilket observerats i studier av jordnöts- och komjölkallergiska patienter 84,90,91; och patienter som reagerar på spårmängder av allergenet visar en större basofilkänslighet 84,90,92. Dessa data tyder på att BAT kan vara användbart för att identifiera högriskallergiska patienter som kräver närmare uppföljning och mer intensifierad utbildning93. Dessutom har det rapporterats att BAT kan förutsäga svar på livsmedelsutmaningen 70,91,92,94 och tröskelvärden för reaktivitet90,95 för att avgöra när livsmedel säkert kan (åter)införas 84. Emellertid, dessa resultat är kontroversiella i vissa studier63,96 och mer forskning krävs.
Å andra sidan har BAT använts för att övervaka upplösningen av födoämnesallergi, antingen naturligt eller under immunmodulerande behandlingar, över tid, som hittills endast har bedömts genom oral livsmedelsutmaning, med tillhörande risker och kostnader 84,97,98,99,100,101,102,103,104,105,106 ,107,108. Dessutom har det också använts för att övervaka effekten av omalizumab vid födoämnesallergi eftersom basofilaktiveringen minskar under behandling med omalizumab, men det ökar efter avslutad behandling109.
Inhalationsallergi
BAT är sällan fördelaktigt vid inhalationsallergi eftersom diagnos rutinmässigt kan fastställas genom sIgE-kvantifiering och ST. I fall av lokal allergisk rinit (omätbara nivåer av sIgE och negativa ST med positiva näsprovokationstester) har BAT dock tillåtit diagnos i 50% av fallen110. Det har vidare rapporterats en korrelation mellan basofilkänslighet och svar på nasal/bronkial provokationstester, samt mellan astmans svårighetsgrad och effekt av behandling med omalizumab111,112.
BAT har också använts för att övervaka allergenimmunterapi för husdammkvalster och pollen, eftersom basofilkänsligheten minskar under immunterapi, sannolikt på grund av interferens av blockerande IgG-antikroppar 113,114,115,116,117.
Hymenopteragiftallergi
Diagnos av hymenoptera giftallergi baseras rutinmässigt på ST och serum sIgE. BAT har visat en hög känslighet (85-100%) och specificitet (83-100%) och det har rapporterats vara användbart i fall som ger tvetydiga resultat eller hos patienter med en suggestiv klinisk historia av giftallergi men omätbar sIgE och negativ ST118,119. BAT verkar dock inte förutsäga allvarlighetsgraden för dessa reaktioner 120 121.
Upp till 60% av patienterna uppvisar sIgE till både geting- och bigift, och identifieringen av dominerande allergen är avgörande för adekvat immunterapibehandling. I dessa fall har BAT rapporterats vara användbart vid identifiering av det dominerande allergenet 119,122,123,124. Även om sIgE till de viktigaste allergenerna hos bi- och getinggifter kan minska nyttan av BAT hos patienter med dubbel positivitet för båda gifterna, ger det användbar information främst hos patienter med negativa resultat i sIgE-bestämningar123.
Vissa studier tyder på att BAT kan vara användbart som en prediktiv biomarkör för biverkningar under uppbyggnadsfasen av giftimmunterapi eftersom detta behandlingsalternativ har rapporterats minska basofilkänsligheten. Reaktiviteten minskar dock inte och detta BAT-verktyg är numera kontroversiellt 13,120,125,126,127,128,129,130.
Urtikaria och angioödem
En delmängd av kroniska urtikariapatienter har en autoinmun patofysiologi på grund av IgE-autoantikroppar mot autoallergener och IgG-autoantikroppar som riktar sig mot FcεRI- eller IgE-FcεRI-komplex som finns på mastcellytan 131 132. I klinisk praxis har diagnos av denna typ av kronisk urtikaria förlitat sig på positivt autologt serum ST, vilket har risk för oavsiktlig infektion. BAT har föreslagits som ett in vitro-test för att diagnostisera och övervaka patienter med misstänkt kronisk urtikaria. Både CD63- och CD203c-uttryck på ytan av basofiler har rapporterats ökas efter stimulering med serum från kroniska urtikariapatienter, vilket visar detektion av aktiva autoantikroppar 133 134 135 136 137. Nyligen har det rapporterats att patienter med positiv BAT ofta upplever det mest aktiva sjukdomstillståndet, bedömt med urtikaria aktivitetspoäng, och kräver högre doser av antihistaminer tillsammans med tredje linjens behandlingar (ciklosporin A eller omalizumab), jämfört med dem med negativ BAT138.
BAT är ett kompletterande in vitro-diagnostiskt test för utvärdering av IgE-medierade allergiska reaktioner som har visat sig vara användbart vid diagnos av reaktioner som induceras av olika utlösare såsom läkemedel, mat eller inhalationsmedel, liksom i vissa former av kronisk urtikaria. I allmänhet bör BAT-prestanda övervägas om i) allergenet/läkemedlet ger falskt positiva resultat vid ST; ii) allergenet/läkemedlet inte är tillgängligt för användning för ST- eller sIgE-kvantifiering; iii) det…
The authors have nothing to disclose.
Vi tackar Claudia Corazza för hennes ovärderliga engelskspråkiga stöd. Detta arbete stöddes av hälsoinstitutet “Carlos III” (ISCIII) från MINECO (bidrag som medfinansieras av ERUF: “Una manera de hacer Europa”; Bidrag nr PI20/01715; PI18/00095; PI17/01410; PI17/01318; PI17/01237 och RETIC ARADYAL RD16/0006/0001; Andalusiens regionala hälsoministerium (bidrag nr PI-0127-2020, PIO-0176-2018; PE-0172-2018; PE-0039-2018; PC-0098-2017; PI-0075-2017; PI-0241-2016). ID är en klinisk prövare (B-0001-2017) och AA har ett Senior Postdoctoral Contract (RH-0099-2020), båda stöds av andalusiska regionala hälsoministeriet (samfinansierat av ESF: “Andalucía se mueve con Europa”).
5 mL Round Bottom Polystyrene Test Tube, without Cap, Nonsterile | Corning | 352008 | |
APC anti-human CD193 (CCR3) Antibody | BioLegend | 310708 | |
BD FACSCalibur Flow Cytometer | BD Biosciences | ||
Calcium chloride | Sigma-Aldrich | C1016 | |
FITC anti-human CD63 Antibody | BioLegend | 353006 | |
HEPES (1 M) | Thermo-Fisher | 15630106 | |
Lysing Solution 10x concentrated | BD Biosciences | 349202 | |
Magnesium chloride | Sigma-Aldrich | M8266 | |
N-Formyl-Met-Leu-Phe | Sigma-Aldrich | F3506 | |
PE anti-human CD203c (E-NPP3) Antibody | BioLegend | 324606 | |
Potassium chloride | Sigma-Aldrich | P9541 | |
Purified Mouse Anti-Human IgE | BD Biosciences | 555857 | |
Recombinant Human IL-3 | R&D Systems | 203-IL | |
Sheath Fluid | BD Biosciences | 342003 | |
Sodium chloride | Sigma-Aldrich | S3014 | |
TUBE 9 mL LH Lithium Heparin | Greiner Bio-One | 455084 | |
Tween 20 | Sigma-Aldrich | P1379 |