Molekulare Allergiediagnostik

Geleitwort

Vorwort

Danksagung

Inhaltsverzeichnis

Autorenverzeichnis

1 Einführung in die molekulare Allergologie: Proteinfamilien, Datenbanken und potenzieller Nutzen

1.1 Zeitalter der molekularen Allergologie

1.2 Soforttypallergene und ihre Namen

1.3 Von der Sequenz zur Struktur – vom T-Zell- zum Antikörperepitop

1.4 Proteinfamilien und Verwandtschaft der Typ-I-Allergene

1.5 Datenbanken für Klinik und Forschung

1.6 Potenzieller Einsatz von Einzelallergenen

1.6.1 Quantifizierung von Allergenen in Extrakten

1.6.2 Molekulare Epidemiologie

1.6.3 Diagnostik mit Einzelallergenen

1.7 Möglichkeiten und Grenzen der Interpretation

1.8 Immuntherapie und Einzelallergene

1.9 Innovationsschub durch molekulare Allergologie

Literatur

A Abschnitt A: Proteinfamilien und Verwandtschaften

2 Bet v 1 und Homologe: Verursacher der Baumpollenallergie und Birkenpollen-assoziierter Kreuzreaktionen

2.1 Einleitung

2.2 Biologische Fakten und Eigenschaften

2.2.1 Bezeichnung der Allergene

2.2.2 Familie

2.2.3 Bet v 1 und die Bet v 1-Superfamilie

2.2.4 Physiologische Funktion von Bet v 1

2.2.5 Eigenschaften

2.3 Bedeutung von Bet v 1 und verwandten Allergenen

2.3.1 Quellen zu Bet v 1, seiner biologischen und allergologischen Rolle

2.3.2 Sensibilisierungshäufigkeit und Verbreitung

2.3.3 Bet v 1: Markerallergen für Baum-(Fagales-)Pollensensibilisierung und für IgE-Kreuzreaktionenen auf pflanzliche Nahrungsmittel

2.4 Diagnostik

2.4.1 Atemwegssymptome durch Baumpollenallergie

2.4.2 Bet v 1-assoziierte Kreuzallergien gegen pflanzliche Nahrungsmittel

2.4.3 Mehrwert der molekularen Diagnostik

2.5 Therapie und Empfehlungen

2.6 Perspektiven

Literatur

3 Das Konzept der Pollen-Panallergene: Profiline und Polcalcine

3.1 Bezeichnung der Allergene

3.2 Struktur und Funktion der Profiline

3.3 Bedeutung der Profiline

3.4 Sensibilisierung gegenüber Profilinen

3.5 Struktur und Funktion der Polcalcine

3.6 Bedeutung der Polcalcine

3.7 Diagnostik bei fraglichen Multisensibilisierungen gegen Pollen

3.8 Komponentendiagnostik bei Panallergensensibilisierungen

3.9 Klinische Relevanz der Panallergene

3.10 Extraktauswahl zur spezifischen Immuntherapie

Literatur

4 Stabile pflanzliche Nahrungsmittelallergene I: Lipid-Transfer-Proteine

4.1 Einleitung

4.2 Struktur der Allergene

4.3 Funktion der Allergene

4.4 Sensibilisierungshäufigkeiten/Verbreitung

4.5 Klinische Relevanz

4.6 IgE-Kreuzreaktivität zwischen LTPs

4.7 Diagnostik durch Sensibilisierungstests mit LTPs und LTP-haltigen Extrakten

4.8 Klinische Relevanz der LTP-Sensibilisierung

4.9 Therapie und Empfehlungen

4.10 Perspektiven

Literatur

5 Stabile pflanzliche Nahrungsmittelallergene II: Speicherproteine

5.1 Einleitung

5.2 Bezeichnung der Allergene

5.3 Proteinstrukturen

5.4 Funktionen

5.5 Bedeutung

5.6 Hinweise auf komplexe Kreuzreaktivität zwischen den Speicherproteinen

5.7 Möglichkeiten und Herausforderungen für die Diagnostik

5.8 Mehrwert der molekularen Diagnostik

5.9 Perspektiven

Literatur

6 Kreuzreaktive Kohlenhydratepitope – diagnostische und klinische Bedeutung

6.1 Einleitung

6.1.1 Kreuzreaktive Kohlenhydratdeterminanten

6.2 Allergenquellen

6.2.1 „Klassische“ CCDs

6.2.2 Galaktose-?-1,3-Galaktose

6.3 Strukturinformationen

6.3.1 „Klassische“ CCDs

6.3.2 Galaktose-?-1,3-Galaktose

6.4 Häufigkeit der Sensibilisierung und Allergenität

6.4.1 „Klassische“ CCDs

6.4.2 Galaktose-?-1,3-Galaktose

6.5 Einordnung als Major- bzw Minorallergen

6.6 Klinische Einschätzung der Allergenität

6.6.1 „Klassische“ CCDs

6.6.2 Galaktose-?-1,3-Galaktose

6.7 Derzeit noch unbeantwortete Fragen

6.8 Bedeutung für die allergologische Diagnostik, Verfügbarkeit für In-vitro- bzw. In-vivo-Tests

6.8.1 „Klassische“ CCDs

6.8.2 Galaktose-?-1,3-Galaktose

6.9 Einschätzung der klinischen Relevanz

6.9.1 „Klassische“ CCDs

6.9.2 Galaktose-?-1,3-Galaktose

Literatur

B Abschnitt B: Testsysteme, Singleplex-Analyse, Multiplex-Analyse

7 Molekulare Allergiediagnostik mit IgE-Einzelbestimmungen (Singleplex): Methodische und praktische Aspekte

7.1 Einleitung

7.1.1 Atopie und allergenspezifisches IgE

7.1.2 IgE, IgE-Rezeptoren und die allergische Effektorphase: Hintergrundinformationen und Relevanz für die IgE-Diagnostik

7.1.3 Das IgE-Repertoire: ein Phänomen mit komplexen Variablen

7.1.4 Verfahren zum Sensibilisierungsnachweis in der Routinediagnostik

7.2 Technische Grundlagen der IgE-Bestimmung

7.2.1 Testdesign und Testbestandteile

7.2.2 Detektionsschwellen in der sIgE-Bestimmung

7.2.3 Spezifisches-IgE/Gesamt-IgE-Quotient

7.2.4 Isoformen, natürliche Varianten der Allergenmoleküle

7.3 Einsatzmöglichkeiten von Allergenmolekülen in der IgE-Diagnostik

7.3.1 Unterscheidung aufgereinigter und rekombinant hergestellter Komponenten

7.3.2 Labortechnische Evaluation: Testempfindlichkeit und analytische Spezifität (Selektivität)

7.3.3 Universelle Argumente für den Einsatz molekularer Allergene zur IgE-Diagnostik

7.4 Klinische Evaluation: diagnostische Sensitivität und Spezifität

7.5 Interpretation zu Ermittlung der klinischen Relevanz

7.6 Potenzial und quantitative Konzepte zur molekularen Allergologie

7.6.1 Einsatz von Singleplex-IgE-Tests bei Bet v 1-assoziierten Kreuzreaktionen

7.6.2 Einsatz von Singleplex-IgE-Tests bei Profilinsensibilisierung

7.6.3 Einsatz von Singleplex-IgE-Tests gegen Speicherproteine

Literatur

8 „Spiking“ mit rekombinanten Einzelallergenen zur Verbesserung von Allergenextrakten

8.1 Einleitung

8.2 Diagnostikverbesserung durch Allergenzusatz am Beispiel der Latexallergie

8.3 Nutzen und Nachteile des Allergenzusatzes am Beispiel der Haselnussallergie

8.4 Verbesserung der Testsensitivität durch Allergenzusatz am Beispiel der Wespengiftallergie

8.5 Mehrwert der molekularen Diagnostik und Fazit für den klinischen Alltag

Literatur

9 Molekulare Allergiediagnostik im Multiplex-Verfahren

9.1 Einleitung

9.2 Molekulare Allergiediagnostik im Multiplex-Verfahren

9.3 Immuno Solid-phase Allergen Chip (ISAC)

9.3.1 Beschreibung des Testverfahrens

9.3.2 Testperformance

9.3.3 Vergleich der sIgE-Bestimmungen gegen Einzelallergene im Multiplex- (ISAC sIgE 112) und im Singleplex-Verfahren (ImmunoCAP)

9.4 Molekulare Allergiediagnostik im Multiplex-Verfahren in der klinischen Routine

9.4.1 Verfügbares Allergenspektrum und potenzielle Vorteile für die Diagnostik

9.4.2 Mehrwert der molekularen Allergiediagnostik in der klinischen Routine

9.4.3 Paralyse durch Analyse? Hilfestellung durch eine intelligente Interpretationssoftware und Evaluierung der Ergebnisse durch den Arzt

9.4.4 Sonstiges (Besonderheiten in der Routineanwendung)

9.5 Molekulare Allergiediagnostik im Multiplex-Verfahren in der Forschung

9.5.1 Neue Erkenntnisse durch die Verwendung der ISAC-Technologie

9.5.2 Einsatz von maßgeschneiderten Allergenchips in der Forschung

9.6 Zusammenfassung und Ausblick

Literatur

C Abschnitt C: Molekulare Allergiediagnostik im klinischen Alltag

10 Markerallergene und Panallergene bei Baum- und Gräserpollenallergie

10.1 Markerallergene

10.2 Allergenquellen bei Bäumen und Gräsern

10.2.1 Gräser

10.2.2 Bäume

10.3 Wichtige Allergene bei Gräsern

10.3.1 Allergene, die in allen Gräsern der Poaceae vertreten sind

10.3.2 Allergene, die nur in der Gruppe der Pooideae vorkommen

10.3.3 Markerallergene für Gräserpollensensibilisierung: Zusammenfassung

10.3.4 Kohlenhydratsensibilisierung bei Gräserpollenallergikern

10.4 Wichtige Allergene bei Bäumen

10.4.1 Allergene der Bäume der Ordnung Fagales

10.4.2 Allergene der Bäume der Ordnung Lamiales

10.4.3 Allergene der Bäume der Ordnung Proteales

10.4.4 Allergene der Bäume der Ordnung Cupressales

10.5 Panallergene: Indikatoren für Kreuzreaktivität

10.5.1 Polcalcine

10.5.2 Profiline

10.5.3 Panallergene: Zusammenfassung

10.6 Fazit für den klinischen Alltag

Literatur

11 Markerallergene von Kräuterpollen: diagnostischer Nutzen im klinischen Alltag

11.1 Einleitung

11.2 Bezeichnung der Allergene

11.3 Struktur und biologische Funktion der relevanten Kräuterproteinfamilien

11.3.1 Pektatlyasen

11.3.2 Defensin-ähnliche Proteine

11.3.3 Nichtspezifische Lipid-Transfer-Proteine (nsLTP)

11.3.4 Ole e 1-ähnliche Proteine

11.4 Bedeutung der Allergene

11.4.1 Pektatlyasen

11.4.2 Defensin-ähnliche Proteine

11.4.3 Nichtspezifische Lipid-Transfer-Proteine (nsLTP)

11.4.4 Ole e 1-ähnliche Proteine

11.5 Sensibilisierungshäufigkeiten

11.6 Kreuzreaktive versus Markerallergene

11.7 Diagnostik

11.8 Mehrwert der molekularen Diagnostik

11.9 Therapie und Empfehlungen

11.10 Perspektiven

Literatur

12 Molekulare Diagnostik bei Erdnussallergie

12.1 Bedeutung der Erdnuss als Allergen

12.2 Einzelne Allergene der Erdnuss

12.2.1 Primäre Majorallergene: Speicherproteine

12.2.2 Primäre Minorallergene: Oleosine

12.2.3 Sekundäre Allergene: nsLTPs und kreuzreaktive Aeroallergene

12.3 Klinische Daten zur molekularen Diagnostik

12.4 Diagnostik mit Erdnussallergenen

12.4.1 Verfügbare Einzelallergene

12.4.2 Potenzielle Vorteile der molekularen Diagnostik mit Erdnussallergenen

12.4.3 Vorgehen zur Abklärung einer im Kindesalter entstandenen Erdnussallergie

12.4.4 Häufige Erdnusskreuzreaktionen bei Birkenpollensensibilisierung

12.4.5 Seltenere Konstellationen bei Erdnussallergie

12.5 Kreuzreaktive Allergene

Literatur

13 Molekulare Diagnostik bei Allergie gegen Schalenfrüchte

13.1 Bezeichnung der Allergene

13.2 Struktur, Funktion und Bedeutung der Allergene

13.3 Sensibilisierungshäufigkeiten

13.4 Serologische Kreuzreaktionen

13.5 Diagnostik: verfügbare Einzelallergene

13.5.1 Haselnuss

13.5.2 Walnuss

13.5.3 Weitere Schalenfrüchte

13.6 Mehrwert der molekularen Diagnostik

13.7 Perspektiven

Literatur

14 Molekulare Diagnostik der Gemüse- und Fruchtallergie

14.1 Einleitung

14.2 Epidemiologie der Frucht- und Gemüseallergie

14.3 Möglicher Nutzen der molekularen Allergiediagnostik

14.4 Allergien gegen Gemüse und Früchte: die wichtigsten Allergenfamilien

14.5 Molekulare Diagnostik bei Gemüseallergie

14.5.1 Sellerieallergie

14.5.2 Karottenallergie

14.5.3 Tomatenallergie

14.6 Molekulare Diagnostik bei Fruchtallergie

14.6.1 Kiwiallergie

14.6.2 Pfirsichallergie

14.6.3 Latex-Frucht-Syndrom und die Bedeutung der Hevein-ähnlichen Domäne

14.7 Zusammenfassung und Ausblick

Literatur

15 Molekulare Diagnostik bei nahrungsmittelabhängiger anstrengungsinduzierter Anaphylaxie

15.1 Einleitung

15.2 Bezeichnung der Allergene

15.3 Struktur, Funktion und Bedeutung der Allergene

15.4 Sensibilisierungshäufigkeiten/Verbreitung

15.5 Kreuzreaktive versus Markerallergene

15.6 Diagnostik

15.7 Mehrwert der molekularen Allergiediagnostik

15.8 Therapie und Empfehlungen

15.9 Perspektiven

Literatur

16 Optimierte Diagnostik der Insektengiftallergie durch rekombinante Allergene

16.1 Einleitung

16.2 Struktur, Funktion und Bedeutung der Hymenopterengiftallergene

16.3 Methodische Aspekte der Herstellung rekombinanter Hymenopterengiftallergene

16.3.1 Rekombinante Allergene aus Eukaryoten

16.4 Mehrwert der molekularen Diagnostik

16.4.1 Molekulare Diagnostik zur Abgrenzung von Doppelsensibilisierungen

16.4.2 Diagnostik mit rekombinanten Insektengiftallergenen in der klinischen Routine

16.4.3 Verbesserung der Testsensitivität durch rekombinante Allergene

16.4.4 Potenzielle Bedeutung für die spezifische Immuntherapie

16.5 Offene Fragen und zukünftige Perspektiven

Literatur

17 Molekulare Diagnostik bei Allergie gegen Säugetiere

17.1 Einleitung

17.2 Proteinstrukturen und Funktion

17.3 Aktueller Stand der identifizierten Allergene unterschiedlicher Allergenquellen

17.3.1 Katzenallergene

17.3.2 Hundeallergene

17.3.3 Pferdeallergene

17.3.4 Rinderallergene

17.3.5 Kaninchenallergene

17.3.6 Maus- und Rattenallergene

17.3.7 Meerschweinchenallergene

17.3.8 Hamsterallergene

17.4 Sensibilisierungshäufigkeiten/Verbreitung

17.5 Kreuzreaktive versus Markerallergene bei Säugetieren

17.6 Diagnostische Probleme bei Tiersensibilisierungen

17.7 Aktueller Mehrwert der molekularen Diagnostik

17.8 Therapie und Empfehlungen

17.9 Perspektiven

Literatur

18 Extrakt-basierte und molekulare Diagnostik bei Fischallergie

18.1 Einleitung

18.2 Bezeichnung der Allergene

18.3 Struktur der Allergene

18.4 Funktion der Allergene

18.5 Bedeutung der Allergene

18.6 Sensibilisierungshäufigkeit

18.7 Kreuzreaktive versus Markerallergene

18.8 Diagnostik

18.9 Mehrwert der molekularen Diagnostik

18.10 Therapie und Empfehlung

18.11 Perspektiven

Literatur

19 Allergene der Hausstaubmilbe und Diagnostik der Hausstaubmilbenallergie

19.1 Einleitung

19.2 Bezeichnung der Allergene

19.3 Struktur und Funktion der Allergene

19.4 Bedeutung der Allergene

19.5 Sensibilisierungshäufigkeiten/Verbreitung

19.6 Kreuzreaktive versus Markerallergene

19.7 Diagnostik

19.8 Mehrwert der molekularen Diagnostik

19.9 Therapie und Empfehlungen

19.10 Perspektiven

Literatur

20 Allergien auf Schaben, Zecken, Vorratsmilben und andere Gliederfüßer: molekulare Aspekte

20.1 Einleitung

20.2 Schabenallergie

20.2.1 Kontakt und Verbreitung

20.2.2 Bezeichnung der Allergene

20.2.3 Funktion und Struktur

20.2.4 Bedeutung und Sensibilisierungshäufigkeit

20.2.5 Kreuzreaktive Allergene

20.3 Vorratsmilbenallergie

20.3.1 Kontakt und Verbreitung

20.3.2 Bezeichnung der Allergene

20.3.3 Bedeutung

20.3.4 Kreuzreaktive Allergene

20.4 Zeckenallergie

20.4.1 Kontakt und Verbreitung

20.4.2 Bezeichnung der Allergene

20.5 Allergien auf andere Gliederfüßer

20.6 Diagnostik und Mehrwert der molekularen Diagnostik

20.7 Therapie, Perspektiven

Literatur

21 Schimmelpilzallergene und ihr Stellenwert in der molekularen Allergiediagnostik

21.1 Einführung

21.2 Allergenquellen und Verbreitung der Schimmelpilze

21.3 Schimmelpilzexposition und gesundheitliche Risiken

21.4 Charakterisierte Schimmelpilzallergene, Proteinfamilien und ihre Funktionen

21.5 Kommerziell verfügbare Schimmelpilz-Einzelallergene

21.6 Perspektiven

Literatur

22 Latexallergene: Sensibilisierungsquellen und Einzelallergene

22.1 Einleitung

22.2 Ursprung der Proteine und Bezeichnung der Allergene

22.3 Funktion

22.4 Bedeutung der Majorallergene

22.5 Verbreitung

22.6 Kreuzreaktive Kohlenhydratseitenketten

22.7 Naturlatex-assoziierte Nahrungsmittel

22.8 Diagnostik mit den Latexeinzelallergenen

22.9 Perspektiven

Literatur

D Abschnitt D: Designer-Allergene, Hypoallergene, Fusionsallergene

23 Rekombinante Allergene in der spezifischen Immuntherapie

23.1 Einleitung

23.2 Vorteile und Chancen rekombinanter Allergene für die allergenspezifische Immuntherapie

23.2.1 Rekombinante Allergene für die spezifische Immuntherapie – warum eigentlich?

23.2.2 Herausforderung: Auswahl der relevanten Allergene

23.2.3 Verschiedene Strategien zur Therapie mit rekombinanten Allergenen

23.3 Klinische Erfahrung mit rekombinanten Allergenen

23.3.1 Regulatorische Anforderungen

23.3.2 Studien mit unveränderten rekombinanten Allergenen

23.3.3 Studien mit hypoallergenen rekombinanten Allergenoiden

23.3.4 Studien mit alternativen Konzepten

23.4 Molekulare Diagnostik für molekulare Therapie?

Literatur

24 Definition und Design hypoallergener Nahrungsmittel

24.1 Einleitung

24.2 Definition hypoallergener Nahrungsmittel

24.3 Design und Bewertung hypoallergener Nahrungsmittel

24.4 Methoden des Gen-Silencing bei der Generierung hypoallergener Nahrungsmittel

24.5 Erzielte Allergenreduktion in Modellallergenquellen pflanzlicher Nahrungsmittel

24.5.1 Reis (Oryza sativa)

24.5.2 Sojabohne (Glycine max)

24.5.3 Apfel (Malus domestica)

24.5.4 Tomate (Solanum lycopersicum, früher: Lycopersicon esculentum)

24.5.5 Karotte (Daucus carota)

24.5.6 Erdnuss (Arachis hypogaea)

24.6 Akzeptanz von hypoallergenen genmodifizierten Nahrungsmitteln bei Verbrauchern

24.7 Mehrwert der molekularen Diagnostik

24.8 Therapie und Empfehlungen

24.9 Perspektiven

Literatur

Serviceteil

Stichwortverzeichnis