Postaw na wiarygodną diagnostykę

„IgG kontra IgA i Ig4″ - Artykuł, który został opublikowany na łamach czasopisma dla specjalistów żywienia “Food Forum” i wyjaśnia różnice między przeciwciałami IgG oraz IgA i IgG4 oraz zasadności ich wykonywania w diagnostyce alergii pokarmowej IgE-niezależnej. Zapraszamy do lektury.

Historia alergii pokarmowych sięga czasów najdawniejszych i zaczyna się już tysiące lat przed naszą erą. Znany cytat z poematu rzymskiego poety i filozofa Lukrecjusza: „Co dla jednego pokarmem, jest trucizną dla drugiego” w trafny sposób określa, czym są alergie pokarmowe dla człowieka [1].

Jednak prawdziwe zainteresowanie świata medycznego tym zjawiskiem rozpoczęło się dopiero w latach 30. XX w., kiedy eksperyment przeprowadzony przez Prausnitz wykazał immunologiczne podłoże alergii [2]. Od tego momentu liczba publikacji dotyczących zjawiska alergii znacznie wzrosła, a krokiem milowym okazało się odkrycie w 1967 r. reagin – białek odpornościowych, które zostały później nazwane przeciwciałami klasy E (IgE) [3]. Reakcje te są dzisiaj określane jako natychmiastowe alergie IgE-zależne i stanowią ok. 50% wszystkich reakcji alergicznych [4].

Na początku lat 80. XX w. postrzeganie alergii pokarmowych było inne niż obecnie. W środowisku medycznym i w społeczeństwie zakorzenił się sceptycyzm dotyczący tego zjawiska. Testy skórne i pomiar IgE w surowicy (obecnie rutynowo stosowane w diagnostyce alergii pokarmowych) były uważane za niewiarygodne narzędzia diagnostyczne [1].

Wydaje się, że obecnie analogiczną sytuację obserwujemy w postrzeganiu roli swoistych pokarmowo IgG (sIgG) i ich związku z opóźnionymi alergiami pokarmowymi. Od wielu lat wzrasta liczba badań wskazujących na przydatność kliniczną pomiaru sIgG w łagodzeniu objawów wielu chorób [5, 6, 7]. Rośnie również świadomość społeczna dotycząca potrzeby wykonywania takiej diagnostyki, co odzwierciadla aktualna sytuacja na rynku diagnostycznym. Obecnie mamy bogatą ofertę badań w kierunku sIgG oraz innych przeciwciał. Dlatego pojawia się pytanie, którą diagnostykę wybrać, a w wielu przypadkach – jaki rodzaj przeciwciał badać. Głównym przeciwciałem występującym w surowicy jest IgG, jednak należy mieć świadomość, iż IgG nie jest przeciwciałem homogennych. IgG ze względu na cechy biologiczne zostało podzielone na cztery izotypy: IgG1, IgG2, IgG3, tzw. izotypy prozapalne, oraz IgG4, nazywane przeciwciałem przeciwzapalnym [8]. Tak przeciwstawne właściwości poszczególnych izotypów IgG wynikają m.in. z odmiennej struktury molekularnej, zdolności do aktywowania komórek żernych oraz układu dopełniacza [8]. Układ dopełniacza to zespół kilkudziesięciu białek, które odgrywają istotną rolę w procesach odpornościowych, np. poprzez udział w usuwaniu kompleksów immunologicznych antygen – przeciwciało i inicjowaniu stanu zapalnego [9]. Te różnice powodują, że izotypy IgG1, IgG2, IgG3 są przeciwciałami uruchamiającymi kaskadę stanu zapalnego, a IgG4 ją hamują. Patomechanizm alergii IgG-zależnych polega na inicjowaniu stanu zapalnego [10], powodując objawy, co dyskwalifikuje IgG4 jako wskaźnik alergii na pokarmy. Ponadto unikatowa właściwość IgG4 wynikająca z asymetryczności i zdolności łączenia się z epitopami na powierzchni dwóch różnych antygenów powodują, że tracą one zdolność do tworzenia kompleksów immunologicznych, a tym samym inicjowania stanu zapalnego [11], co dodatkowo wzmacnia właściwości przeciwzapalne IgG4. Związek sIgG4 z alergiami opisano po raz pierwszy w latach 80., gdzie wykazano, że powoduje ono uwalnianie histaminy przez bazofile [12], co mogło być przyczyną objawów alergiopodobnych. Jednak późniejsze badania obaliły tę tezę [13], wykazując wręcz hamujący wpływ IgG4 na uwalanie histaminy z komórek [14]. I choć udokumentowano związek sIgG4 z niektórymi jednostkami chorobowy- mi [15, 16], to zbyt mała liczba badań skłoniła Europejską Akademię Immunologii i Alergologii Klinicznej (EAACI) do nierekomendowania sIgG4 jako narzędzia do oceny niepożądanych reakcji na pokarmy [17]. Należy również podkreślić, że znakomita większość badań klinicznych z kontrolowanymi warunkami badania klinicznego jest związana z wynikiem badania sIgG1-4 [5–7], a nie tylko IgG4. W rzeczywistości odpowiednio dostosowanie testy oceniające sIgG wykrywają tylko izotypy „prozapalne” sIgG1-3, a nie sIgG4, ponieważ stanowią one zaledwie 3% całej puli sIgG w surowicy [9]. Niedawno opublikowane badania wykazały wręcz, że eliminacja pokarmów na podstawie wyniku sIgG4 jest niebezpieczna i może prowadzić do utraty tolerancji immunologicznej, co jest zjawiskiem wysoce niepożąda- nym [14, 18]. Wykazano, że sIgG4 hamuje reakcje alergii IgE-zależnej i może być wskaźnikiem skuteczności immunoterapii alergenowej (odczulania) [19].

Od wielu lat wzrasta liczba badań wskazujących na przydatność kliniczną pomiaru sIgG w łagodzeniu objawów wielu chorób.

Udowodniono także, że wysoki poziom sIgG4 u noworodków koreluje z tolerancją na pokarmy [20]. W literaturze pojawiają się również nieliczne doniesienia dotyczące oceny stężenia specyficznych pokarmowo IgA (sIgA) w powstawaniu alergii na pokarmy [21, 22]. Jednakże aktualnie nie istnieją żadne badania kliniczne z kontrolowanymi warunkami, które oceniałyby skuteczność diety eliminacyjnej na podstawie wyników badań sIgA. IgA jest przeciwciałem, które dominuje na powierzchni błon śluzowych, a jego wydzielanie dobowe przez błony śluzowe może wynosić nawet kilka gramów. Dla porównania jego stężenie w surowicy wynosi zaledwie 1,4–4,0 mg/ml, gdzie stężenie IgG to 8–16 mg/ml [9]. Badanie jego stężenia w surowicy może więc nie do końca odzwierciedlać stan faktyczny, tym bardziej że korelacja pomiędzy stężeniem IgA w surowicy a powierzchnią błon śluzowych nie jest wysoka [23]. Bardziej zasadne wydaje się badanie sIgA w wydzielinach, np. w kale. Tak wysokie stężenie na powierzchni błon śluzowych wynika z funkcji, jakie pełni IgA, opłaszczając antygeny, np. w świetle jelit zapobiegają ich wnikaniu do wnętrza organizmu. Podobnie jak sIgG4 wysoki poziom sIgA odzwierciedla raczej dobrą tolerancję na spożywane pokarmy i jest uważane za przeciwciało odgrywające ochronną rolę w alergiach [24]. Potwierdzają to badania, ich stężenie rośnie po odczulaniu (podobnie jak IgG4) i koreluje ze stopniem klinicznej ochrony przeciw alergenom [25].

Inną wspólną cechą IgG4 i IgA, która powoduje, że nie są to odpowiednie przeciwciała do oceny alergii, jest znikoma zdolność do aktywowania układu dopełniacza i tym samym inicjowania stanu zapalnego. Zdolność taką posiadają „prozapalne” IgG1-3, które są silnym promotorem stanu zapalnego. Dlatego kompleksy immunologiczne złożone z antygenów pokarmowych i sIgG1-3 mogą indukować stan zapalny, w przeciwieństwie do kompleksów złożonych z sIgA [9]. Ponadto w sytuacji kiedy pacjent nie spożywa regularnie pokarmów, które wywołują hipotetyczną alergię IgA-zależną, mogą one być niewykrywalne po kilku dniach lub tygodniach od spożycia, dając wynik fałszywie negatywny, gdyż IgA charakteryzują się krótkim okresem półtrwania, który wynosi zaledwie pięć dni [9]. W świetle powyższych faktów obecnie najbardziej uzasadnione wydaje się oznaczanie w surowicy sIgG w izotypach 1–4 z odpowiednio dostosowanym punktem odcięcia (ang. cut off), który pozwala na wykrycie jedynie sIgG w izotypach „prozapalnych”, a nie izotypu „przeciwzapalnego” sIgG4. Przy wyborze diagnostyki powinniśmy się przede wszystkim kierować jakością oferowanych badań.

Badania powinny być wykonywane w laboratoriach medycznych zarejestrowanych w bazie KIDL i posiadać aktualną walidację międzylaboratoryjną na sIgG. Podstawą wyboru klasy/izotypu przeciwciał powinny być badania kliniczne z kontrolowanymi warunkami badania klinicznego w wysoko punktowanych czasopismach. Istotny jest również wybór firm, które posiadają duże doświadczenie na rynku i oferują testy renomowanych producentów.

mgr Karolina Karabin konsultant naukowy Cambridge Diagnostics, absolwentka studiów magisterskich SGGW w Warszawie na kierunku biologia, diagnosta laboratoryjny, doktorantka IV roku Międzynarodowego Studium Medycyny Molekularnej przy Warszawskim Uniwersytecie Medycznym

Bibliografia:
1. Sampson H.A. Food allergy: Past, present and future. Allergol Int. 2016 Oct; 65(4): 363–369.

2. Prausnitz C., Kustner H. Studies on supersensitivity. Centrabl Bakteriol 1921; 86: 160e9.

3. Johansson S.G., Bennich H. Immunological studies of an atypical (myeloma) immunoglobulin. Immunology nr 13, s. 381–394, 1967.

4. Johansson S.G. et al. A revised nomenclature for allergy. An EAACI position statement from the EAACI nomenclature task force. Allergy. 2001; 56(9): 813–24.

5. Atkinson W. et al. Food elimination based on IgG antibodies in irritable bowel syndrome: a randomised controlled trial. Gut 2004; 53(10): 1459–1464.

6. Bentz S. et al. Clinical relevance of IgG antibodies against food antigen in Crohn’s Disease – A double blind cross over diet intervention study. Digestion 2010; 81: 252–264.

7. Alpay K. et al. Diet restriction in migraine, based on IgG against foods: a clinical double-blind, randomised, cross-over trial. Cephalgia 2010; 30(7): 829–37.

8. Collins A.M., Jackson K.J. A Temporal Model of Human IgE and IgG Antibody Function. Front Immunol. 2013 Aug 9; 4: 235.

9. Paul W.E. Fundamental immunology. Philadelphia: Wolters Kluwer/ Lippincott Williams & Wilkin 2008, 6th edition.

10. Wilders-Truschnig M. et al. IgG antibodies against food antigens are correlated with inflammation and intima media thickness in obese juveniles. Exp Clin Endocrinol Diabetes. 2008 Apr;116(4): 241–5.

11. Aalberse R.C. et al. Immunoglobulin G4: an odd antibody. Clin Exp Allergy 2009; 39: 469–477.

12. Fagan D.L. et al. Monoclonal antibodies to immunoglobulin G4 induce histamine release from human basophils in vitro. J Allergy Clin Immunol. 1982 Nov; 70(5): 399–404.

13. Lichtenstein L.M. et al. Anti-human IgG causes basophil histamine release by acting on IgG-IgE complexes bound to IgE receptors. J Immunol. 1992 Jun 15; 148(12): 3929–36.

14. Santos A.F. et al. IgG4 inhibits peanut-induced basophil and mast cell activation in peanut-tolerant children sensitized to peanut major allergens. J Allergy Clin Immunol 2015 May; 135(5): 1249–1256.

15. Rajendran N., Kumar D. Food-specific IgG4-guided exclusion diets improve symptoms in Crohn’s disease: a pilot study. Colorectal Dis. 2011 Sep; 13(9): 1009–13.

16. Zar S. Food-specific IgG4 antibody-guided exclusion diet improves symptoms and rectal compliance in irritable bowel syndrome. Scand J Gastroenterol. 2005 Jul; 40(7): 800–7.

17. Stapel S.O. et al. Testing for IgG4 against foods in not recommended as a diagnostic tool: EAACI Task Force Report. Allergy. 2008; 63:793–796.

18. Du Toit G. et al. Randomized Trial of Peanut Consumption in Infants at Risk for Peanut Allergy. N Engl J Med 2015; 372: 803–13.

19. Nouri-Aria K.T. et al. Grass pollen immunotherapy induces mucosal and peripheral IL-10 responses and blocking IgG activity. J Immunol 2004; 172: 3252–3259.

20. Tomicić S. et al. High levels of IgG4 antibodies to foods during infancy are associated with tolerance to corresponding foods later in life. Pediatr Allergy Immunol. 2009 Feb; 20(1): 35–41, 11.

21. Hon K.L. Specific IgG and IgA of common foods in Chinese children with eczema: friend or foe. J Dermatolog Treat. 2014 Dec; 25(6): 462–6.

22. Kukkonen A.K. Ovalbumin-specific immunoglobulins A and G levels at age 2 years are associated with the occurrence of atopic disorders. Clin Exp Allergy. 2011 Oct; 41(10): 1414–23. Frehn L. Distinct patterns of IgG and IgA against food and microbial antigens in serum and feces of patients with inflammatory bowel diseases. PLoS One. 2014; 12;9(9): e106750.

23. Berin M.C. Mucosal antibodies in the regulation of tolerance and allergy to foods. Semin Immunopathol. 2012 Sep; 34(5): 633–42.

24. Kulis M. Increased peanut-specific IgA levels in saliva correlate with food challenge outcomes after peanut sublingual immunotherapy. J Allergy Clin Immunol. 2012.

25. Janzi M. et al. Selective IgA deficiency in early life: association to infections and allergic diseases during childhood. Clin Immunol. 2009; 133(1): 78–85