Аэроаллергены. Номенклатура аллергенов

20 Мая в 18:21 1733 0


Номенклатура аллергенов (WHO/IUIS) разработана (под редакцией J.N.Larsen, H.Lowenstein, 1994-99) Международным подкомитетом по Номенклатуре аллергенов.

Имеются определенные требования к представлению каждой новой формы аллергена: необходимо описать источник происхождения сырья; представить характеристику молекулярной массы, аминокислотной последовательности в структуре гликопротеина, которая сравнивается способом гомологии с известными последовательностями в существующих аллергенах, веденными в электронный банк данных; определить показатель изоэлектрической точки, характер углеводных компонентов в структуре аллергена, его IgE-связывающую активность с целью квалификации как главного, так и минорного аллергена.

С внедрением достижений молекулярной биологии в область идентификации аллергенов были получены новые сведения о структуре разных форм. Параллельно обновлялась и пополнялась новыми сведениями составленная в 1986 году Номенклатура аллергенов. Редакция варианта 1994 года дополнена в 1999 году новым списком включенных в нее аллергенов и их изоформ. Новая редакция составлена с учетом рекомбинантных и синтетических форм и их идентификации с применением метода cDNAb. Сохраняется требование таксономического названия рода, вида источника аллергена.

Сокращенное название аллергена составлено таким образом: первые три буквы латинского названия рода, далее — первая буква вида, арабская цифра (Der f1). Одна и та же цифра означает гомологичные аллергены разных видов. Изоформы и их варианты обозначают дополнительными четырьмя цифрами. Первые две из них характеризуют изоаллерген, а следующие две — вариант. Учитывая возможность получения синтетических и рекомбинантных форм аллергенных пептидов, введены дополнительные буквенные маркеры, соответственно: r — рекомбинантная форма, n — аллерген получен на основе природного источника, s — синтетический аналог аллергена.

Пыльцевые аллергены

Пыльцевые аллергены — важнейшие аллергены растительного происхождения. Пыльца — мужские половые клетки растения. Вегетативные части растения и плоды могут также обладать аллергенными свойствами, но в менее выраженной степени. Пыльца растений образуется в микроспорангиях (пыльниках).

Созревшая пыльца с помощью ветра попадает в воздушное пространство. Наиболее аллергенна пыльца ветроопыляемых растений, размеры пыльцевых зерен у которых имеют небольшие размеры, а количественные показатели в десятки раз превышают те же уровни пыльцы насекомоопыляемых растений.

Известно, что в структуре пыльцевого зерна наиболее аллергенными являются: экзина, митохондриальные, рибосомальные структуры, ядро. Поверхность экзины имеет разнообразные шипики, выросты, зубчики и др., которые определяют специфическую структуру пыльцевого зерна. Дифференциальная диагностика различных видов пыльцы сложна и требует квалификации медицинского палинолога. В средней полосе России, Европы и в ряде других стран наиболее часто аллергические реакции выявляются на аллергены пыльцы деревьев (береза, ольха, орешник и др.), злаков (тимофеевка, рожь и др.), сорных трав (полынь, лебеда и др.). Растения, продуцирующие пыльцу, относят к группе Spermatophyta.

Несмотря на большое разнообразие видов этой группы, существуют общие таксономические признаки в пределах семейства и рода. Пыльца при оплодотворении образует пыльцевую трубку, прорастающую в завязь. Все растения имеют типичное строение: корень, ствол, листья, цветки, плоды. Представители Spermatophyta делятся на два отдела: Pinophyta (Голосемянные) и Magnoliophyta (Покрытосемянные). Большинство растений относится к отделу Покрытосемянных.

Аллергены пыльцы березы являются наиболее активными Ал в составе пыльцевого спектра деревьев. Береза относится к семейству Betulaceae (Березовые), роду — Betula L — Береза. Дерево с мощной, но неглубокой корневой системой. Пыльца округло-треугольной или многоугольной формы. Произрастает по всему миру, кроме Африки и Австралии. Пыльца более 10 видов березы описана как аллергенная. Наиболее изучены аллергенные свойства двух видов пыльцы: Betula vulgaris и Betula verrucosa.

Дерево зацветает ранней весной, выбрасывает в атмосферный воздух значительные количества пыльцы, в составе которой обнаружено до 40 белков, 6 из них обладают аллергенной активностью. Это белки с молекулярной массой 17, 25, 27 - 30 kD. В Номенклатуре аллергенов зарегистрированы аллергены Betula verrucosa: Bet v 1 с M = 17 и Bet v 2; профилин М = 15 (см. раздел «Профилины»). Имеют общие аллергенные эпитопы с пыльцой ольхи (род Alnus) и орешника (род Corulus).

Пыльца диких и культурных злаков (сем. Роасеа — Graminae) также относится к наиболее активным Ал. В составе семейства Злаковых значительная аллергенная активность отмечается у пыльцы дикорастущих растений: тимофеевки (Phleum pratense, Dactylis glomerata и др.). Род Phleum L содержит 17 видов. Растет тимофеевка в умеренном поясе Северного полушария. Наиболее актуальна пыльца Phleum pratense L (Тимофеевка луговая). Многолетнее растение. Пыльцевое зерно овальной формы или сфероидальное до 35 мк. Пыльца тимофеевки имеет 5 аллергенных пептидов с М=11 - 33 kD, Phi pi = 27 kD, Phi p 2, Phi p 5, M=32 kD, Phi p 6, Phi p 11, профилин.

В состав семейства Злаковых входит род Dactylis, представителем которого является Dactylis glomerata (Ежа сборная). Многолетнее растение. Пыльцевое зерно диаметром от 28 до 37 мк. Аллергены Dactylis glomerata (Dac g 1, Dac g 5) являются гли-копротеинами с М=31 - 32 kD. Dac g 2 — низкомолекулярный белок-профилин.

Среди сорных трав наиболее актуальной является пыльца амброзии (Ambrosia artemisiifolia, Ambrosia trifida). Растение распространено в южных регионах России. Зарегистрировано 7 аллергенов Amb. artemisiifolia: Amb а 1 (Е) и Amb а 2 (К) с М=38 kD. В состав пыльцы амброзии входит профилин — низкомолекулярный белок (М=11) (88, 96, 100, 114, 115, 124, 125).

В средней полосе России наиболее распространенным растением, относящимся к сорным травам является полынь обыкновенная и полынь горькая (Artemisia vulgaris, Artemisia absinthium). Алергенный профиль пыльцы полыни горькой мало изучен. Высокой аллергенной активностью обладали фракции с М в диапазоне от 35 - 67 KD. Однако в существующую Международную Номенклатуру аллергенов введен лишь аллерген полыни обыкновенной - Art V 2, имеющий М=35 kD. Специальную группу гликопротеинов, определяющих во многом общие биологические свойства аллергенов разных видов пыльцы и перекрестные реакции у больных на различные пыльцевые аллергены, составляют профилины.

Низкомолекулярные аллергены - профилины

Пыльцевые аллергены могут иметь низкую молекулярную массу: от 10 до 19 kD, большинство из которых является профилинами. В современную Номенклатуру аллергенов включено около 20 низкомолекулярных аллергенов пыльцы деревьев и трав. (IUIS А1 lergen Nomenclature Sub-Committee, официальный список аллергенов, 1997 - Larsen JN, Lowenstein H) (табл. 3).

Таблица 3. Низкомолекулярные аллергены пыльцы растений
Низкомолекулярные аллергены пыльцы растений

В последнее время изучению профилинов уделяется особое внимание в связи с разнообразием их биологических функций, включающие контроль актиновой полимеризации в эукориотических клетках, участие в акросомальных реакциях сперматозоидов млекопитающих. Растительные профилины до недавнего времени были мало известны. В настоящее время полагают, что они имеют значение в процессе оплодотворения пыльцы и обладают высокой аллергенной активностью. Гиперчувствительность к растительным профилинам выявляется у 20% больных, страдающих аллергией немедленного типа к пыльце растений.

Профилины присутствуют в пыльце березы (Betula verrucosa), тимофеевки (Phleum pratense), полыни (Artemisia vulgaris), овощных культур (в частности, сельдерея) и фруктовых растений, и имеют молекулярную массу в диапазоне 11 -15 kD. Существование общих структур между аллергенами пыльцы растений и растительными продуктами (полынь-береза-сельдерей синдром) объясняется наличием в их составе профилинов, которые имеют общие эпитопы. В связи с тем, что роль профилинов в процессах сенсибилизации организма весьма значима, они введены в состав лечебных форм, предназначенных для СИТ.

Растительный профилин впервые был выделен из пыльцы березы. IgE-антитела, полученные к профилину, перекрестно реагировали с профилином половых клеток человека. Bet v 2 индуцировал высвобождение гистамина из базофилов крови у больных, чувствительных к этому белку. С помощью иммуноб-лоттинга был выявлен профилин полыни, который перекрестно реагировал с моноклональными антителами к Bet v 2. Профилин имеет высокое сродство к поли-L-пролину, поэтому его обычно выделяют с помощью аффинной хроматографии на колонке с поли-Ь-пролин-сефарозой.

Полагают, что профилины есть в пыльце всех растений и представляют собой одно из семейств растительных аллергенов.

Домашняя пыль как аллерген

Домашняя пыль (ДП) считается одним из наиболее активных ингаляционных аллергенов, гиперчувствительность к которой выявляется у большинства пациентов с бронхиальной астмой. Известно, что ДП по аллергенному составу является многокомпонентной. Клещевые, грибковые, эпидермальные, бактериальные, химические и другие компоненты могут определять аллергенный профиль домашней пыли (ДП).

Гиперчувствительность у пациентов может выявляться как к комплексному аллергену ДП, так и к отдельным ее компонентам. R.C. Panzani подробно описал процесс «перехода» отдельных инсектных аллергенов жилища человека в АЭ. Частички отмерших насекомых, клещей и др. метаболиты живых особей являются источником инсектных аэроаллергенов. Все они так-сономически относятся к типу Arthropoda — наиболее распространенному в составе фауны Земли.

В состав Arthropoda входит ряд семейств (Crustaceans, Insects, Acarina), представители которых играют важную роль в этиологии и патогенезе респираторно-аллергических заболеваний. Начиная с работ R. Voorhorst 1964, активно изучаются аллергены микроклещей домашней пыли (постельные клещи). Наиболее распространена аллергия к представителям акарофауны жилища: Dermatophgoides pteronyssinus, Dermatophgoides farinae, Dermatophagoides microceras, Lepidoglyphys destructor и др. Выделено 10 аллергенов Dermatophagoides pteronyssinus: Der p 1, Der p 2 и т.д. Диапазон молекулярной массы клещевых гликопротеинов, обладающих аллергенной активностью, колеблется от 14 до 60 kD.



Среди них 6 проявляет свойство фермента: Der р 3 (трипсина), Der р 4 (амилазы) и др. В течение длительного периода времени полагали, что именно клещи являются «аллергенным началом» ДП. Научный интерес к этим аллергенам позволил создать серию работ, касающихся индивидуальных аллергенов клещей ДП. Полипептидная цепь главного аллергена Der р 1 состоит из 216 аминокислотных остатков с N-концевым треонином. Идентификация клещевых аллергенов в образцах домашней пыли жилища больных бронхиальной астмой позволила показать, что уровни численности клещей в квартирах больных бронхиальной астмой достигали 165 мг/грамм, Der р 1 -91,3 мг/г.

Проблема гиперчувствительности к клещевым аллергенам при респираторной аллергии продолжает оставаться одной из важных проблем аллергологии. Несмотря на то, что аллергия к тараканам (H.Bernton, 1964) была отмечена в тот же период, что и клещевая (R.Voorhorst, 1964), интерес к проблеме, так называемой cockroah-аллергии, проявился лишь в последние годы в связи со значительной распространенностью состояния гиперчувствительности к аллергенам тараканов среди различных групп населения. Наиболее активные аллергены выделены из тела, фекалий таракана и сброшенного им покрова (линька). Капсула, яйца, голова оказались менее аллергенными.

Попытки охарактеризовать главные аллергены тараканов были предприняты многочисленными авторами. 100%-IgЕ-связывающая активность зарегистрирована с фракцией Сr1 (М=64 kD). Высокая активность выявлена у двух других фракций Сr2 (25 kD) и Сг2 (10 kD). Наиболее изучены аллергены трех видов тараканов: Blattella gtrmanica, Blatta orientalis, Periplaneta americana. В структуре Blattella germanica выделено 6 аллергенных фракций, включая главный аллерген Bla g 2, обладающий протеазной активностью.

Клонирование указанных аллергенов позволило выявить 2 эпитопа в главном аллергене, ответственные за IgE-связывание. Средние уровни Bla g 2 в жилище больных достигают величин 8,834 Е/кубич.м. Введены в Номенклатуру следующие аллергены: Bla g 1 (20 - 25 kD), Bla g 2 (36 kD), Bla g 4 (21 kD), Bia g5 (22 kD, трансферазная активность), Bla g 6 (27 kD), Bla g без номера, имеющий молекулярную массу, равную 90 kD.

Чрезвычайно важной проблемой является анализ механизмов перекрестных аллергических реакций на аллергены клещей, тараканов, жалящих насекомых (Aedes aegypti, Honey bee, Bumble bee и др.). Эта проблема более поставлена, чем решена. В то же время значимость ее очевидна в связи с непредсказуемостью контактов больного с летающими насекомыми, остротой проявления аллергических реакций на инсектные аллергены (см. раздел «Инсектные аллергены»).

Значительная часть Ал представлена эпидермальными аллергенами, источниками которых являются общие любимцы — домашние животные (кошка, собака, корова и др), относящиеся к классу Млекопитающих (Mammalia). Наиболее изучены аллергены Canis domesticus, Felis domesticus, Bos domesticus. Аллергены этих животных введены в Номенклатуру аллергенов. Однако кроме указанных, достаточно подробно изучены также эпидермальные аллергены других представителей этого семейства: лошади, коровы, овцы и др.
Canis familiaris относится к классу Mammalia (Млекопитающих), семейству Canidae (Собачьих).

Семейство Canidae включает 35 видов. Домашние животные этого семейства представлены Canis familiaris. Выделено и идентифицировано 2 аллергена Canis familiaris (domesticus): Сап f 1 и Сап f 2 (соответственно с М=25 и 27 kD). Аналоги Сап f 1 (главный) и аллерген 2 (минорный) были выделены из слюны и сыворотки кошки, но в противоположность этому аналог Fel d 1 — главный аллерген кошки не был найден в слюне и сыворотке собаки.

Felis domesticus — представитель класса Mammalia, семейства Felidae. В состав семейства входит группа больших (лев, тиф, леопард, пантера и др) и малых (оцелот, пума, домашняя кошка, линх и др.) кошек. Felis domesticus (аллерген слюны кошки) — Fel d 1; cat-1 (гликопротеин с М=38 kD). Каждый мономер аллергена содержит две связанные дисульфидными мостиками полипептидные цепи: 1 — состоит из 70 аминокислот и 2 — включает 92 аминокислотных остатка. Fel d 1, выделенный из слюны кошки, также как и аллергены слюны и секретов других животных (крысы, собаки, мыши), идентичен калликреину (кининогеназе) тканей кожи. Имеются сведения, что специфическая гипосенсибилизация стандартными экстрактами указанного аллергена может быть успешной.

Аллергены Bos domesticus достаточно подробно изучены. Это протеины, молекулярная масса которых находится в диапазоне от 14 до 160 kD (Bos d 7, иммуноглобулин). Перекрестные реакции на эпидермальные аллергены домашних и диких животных также отмечены в ряде случаев у дрессировщиков, егерей и др. лиц, имеющих контакт с животными. Известны перекрестные аллергические реакции на эпидермис различных представителей семейства Кошачьих: у лиц с гиперчувствительностью к эпидермальному аллергену домашней кошки отмечены случаи аллергических реакций при контактах со шкурами диких кошек (пумы, тигра и др.).

Значительный удельный вес среди Ал занимают микоал-лергены. Как указывает А.Д.Адо, аллергенные свойства обнаружены у 350 видов грибов. К патогенным грибам, обладающим аллергенными свойствами, относятся трихофитон, эпидермо-фитон, микроспорой и др. Многие грибы, обладающие аллергенными свойствами, относятся к непатогенным видам, не вызывающим грибковых инфекций. К категории грибковых аллергенов следует отнести группу Плесневых грибов, споры которых попадают в воздух жилых помещений — их места обитания. Представители родов Aspergillus, Pénicillium, Alternaria, Cladosporum (класс Несовершенных грибов) являются наиболее значимыми в процессах сенсибилизации дыхательного тракта.

До 12 аллергенов выделено и идентифицировано из Aspergllus fumigatus (диапазон молекулярных масс от 10 до 90 kD). Некоторым из них присуща энзиматическая активность: Asp f 5, Asp f 6, Asp f 10. Грибы рода Alternaria также представляют значительную опасность в плане их аллергенности. Представитель этой группы — Alternaria alternata — содержит не менее 6 аллергенных компонентов, среди которых значительную активность проявляет Alt а 6 — рибосомальный протеин. Alt а 1 и Alt а 2 идентифицированы как гликопротеины, имеющие молекулярную массу, соответственно равную 28 и 25 kD.

Известно, что в воздухе жилых помещений, на ковровых покрытиях выявляется значительное количество микробной флоры, которая с частичками пыли попадает в воздух, а затем в дыхательный тракт человека, при определенных условиях вызывая воспаление в дыхательном тракте. Среди микрофлоры бронхов больных бронхиальной астмой можно отметить как патогенную (Hem. influenzae, Di pi. pneumoniae, Klebs. pneumoniae), так и условно-патогенную флору (Staph, aurius, epidermidis, Neiss.perflava, Pseudodiphteria, Sarcinan др.). В последние годы микробные аллергены рассматриваются как индукторы IgE-ответа.

Все инфекции начинаются с поражения слизистых оболочек, в том числе слизистых дыхательных путей. Микроорганизмы, попадая на слизистые дыхательного тракта, или переходят в субэпителиальные ткани, или остаются на поверхности эпителиальных клеток. Ряд микроорганизмов прикрепляются к клеткам эпителия, не проникая во внутрь клетки. Аллергенные свойства микроба зависят как от природы его метаболитов, путей их трансформации внутри организма человека, так и от специфики взаимосвязей живой микробной клетки с организмом хозяина.

Существующие критерии биологического действия «аллергенов» учитывают и возможность их собственной биохимической активности в организме (в качестве, например, ферментов), которая может существенно влиять на характер аллергического ответа. Известно, что микробы содержат те же химические вещества, которые находятся в клетках живых организмов растительного и животного происхождения (см. раздел «Бактериальная аллергия»). По качественному составу микробы мало отличаются от других живых организмов.

Состоят из двух компонентов: воды и сухого остатка, представляющего смесь органических и минеральных соединений. Отличие от высших организмов состоит в количественных соотношениях составляющих веществ. Микробы имеют богатый ферментный аппарат, который помогает им приспособиться к изменяющимся условиям обитания. Некоторые микроорганизмы продуцируют гистидиндекарбоксилазу в значительных количествах и как следствие — образование гистамина.

Вода составляет 80 - 85% микробной клетки, что приближает бактерии к растительным организмам. Часть воды находится в свободном состоянии, производя диссоциацию электролитов. Микробная клетка состоит из химических соединений различной сложности, сочетаний, которые, в свою очередь, представляют еще более сложные комплексы. Вода входит в состав молекул белков, жиров, углеводов и продуктов распада. Самое большое по объему и самое важное по значению место принадлежит белкам. Например, у патогенных бактерий 50% от всего сухого вещества приходится на долю белков.

Простые белки-протеины микробов по аминокислотному составу близки к протеинам высших микроорганизмов: в белках бактерий содержится лизин, аргинин, гистидин, пролин, триптофан, тирозин, валин, фенилаланин и лейцин. Микроб в процессе приспособления к изменяющимся условиям существования наделен высокоразвитой системой регуляции. С этих позиций вышесказанное свидетельствует о взаимосвязи (а может быть, обусловленности?) между способностью микроба приобретать признаки (пили, капсулу и др.), определяющие его паразитическое существование на слизистых бронхов, и проявлением у этой культуры выраженных сенсибилизирующих свойств.

На примере Neisseria perflava можно показать, что оболочка клетки нейссерии имеет пили, состоящие из серии мономерных белков с М = 17 - 40 kD. Это биологически активные низкомолекулярные белки, способные проникать через слизистые оболочки дыхательных путей. Наличие пилей дает возможность микробу паразитировать на эпителиальных клетках слизистых. В этом случае понятие «патогенность» должно включать более широкий спектр свойств, в том числе и аллергенную активностиь штамма. Аллергенные структуры клетки микроба подобны структурам пыльцевого зерна. Наивысшей аллергенной активностью обладают: оболочка, ядерные и рибосомальные структуры.

Хутуева С.X., Федосеева В.Н.
Похожие статьи
  • 08.05.2015 2187 4
    Аллергены. Общая классификация

    По принятой в настоящее время классификации аллергены делят на неинфекционные — пыльцовые, бытовые, пищевые, инсектные, лекарственные, промышленные; инфекционные — компоненты бактерий, грибов, вирусов.

    Аллергены
  • 20.05.2015 2100 2
    Сенсибилизация к бытовым аллергенам

    Неинфекционно-аллергическая форма астмы связана с сенсибилизацией аллергенами животного и растительного происхождения, а также некоторыми простыми химическими веществами. Обычно эти аллергены попадают в организм ингаляционным путем и называются поэтому ингалянтами. Пищевые и паразитарные аллергены, ...

    Аллергены
  • 20.05.2015 1733 1
    Аэроаллергены. Номенклатура аллергенов

    Номенклатура аллергенов (WHO/IUIS) разработана (под редакцией J.N.Larsen, H.Lowenstein, 1994-99) Международным подкомитетом по Номенклатуре аллергенов. Имеются определенные требования к представлению каждой новой формы аллергена: необходимо описать источник происхождения сырья; предс...

    Аллергены
показать еще
 
Аллергология и иммунология