Estimating allergic sensitization to some mold fungi

Full Text

Введение

Отличительной особенностью плесневых грибов является способность колонизировать организм человека, расти и размножаться in vivo, воздействуя на иммунную систему. Патологический процесс чаще локализуется в дыхательных путях, приводя к развитию аллергических и грибковых инфекционных заболеваний [3, 4]. Основным путем сенсибилизации микромицетами является аэрогенный, следовательно, аллергенной является воздушная среда с преобладанием спор грибов [4]. При попадании в организм человека с вдыхаемым воздухом, домашней пылью и пищей плесневые грибы могут вызывать развитие аллергических реакций как немедленного, так и замедленного типа на сами грибковые аллергены, а также сочетание различных типов аллергических реакций к патогенным, условно-патогенным и непатогенным плесневым грибам. Наибольшее клиническое распространение имеет IgE-опосредованный тип аллергической реакции [2, 4].

По литературным данным, плесневые грибы Alternaria, Cladosporium, Penicillium и Aspergillus составляют примерно 75% всей споровой массы, содержащейся в атмосферном воздухе и воздухе внутри помещений, где определяется более 100 видов грибов [1]. Теплый воздух и высокая влажность — идеальные условия для размножения плесени в атмосферном воздухе, на стенах и в воздухе внутри зданий, а также на продуктах питания. Источники плесневых грибов могут быть наружными (почва в лесу, заплесневелые сено и зерно, городские свалки) и внутренними (плохо проветриваемые жилые помещения, ванные комнаты, кухни, библиотеки, листья комнатных растений, земля в цветочных горшках (особенно при частом поливе) и т. п.

Все плесневые грибы часто вызывают синуситы, отиты, инфекции кожи, ногтей, легочные заболевания, поверхностные или глубокие микозы, изредка — более инвазивные или генерализованные инфекции (чаще и наиболее тяжело протекающие у пациентов со сниженным иммунитетом), а также аллергические заболевания: бронхиальную астму, аллергический бронхолегочный аспергиллез и т. п.

Из плесневых грибов Alternaria alternata, Aspergillus fumigatus, Cladosporium herbarum, а также из разных видов Penicillium выделены и охарактеризованы главные аллергены (от 1 до 3) и минорные аллергены (от 6 до 20), некоторые аллергены разных видов имеют сходную антигенную структуру [1, 2]. В настоящее время отсутствуют стандартные критерии оценки биологической активности аллергенов грибов для диагностических тест-систем. Экстракты из спор грибов отличаются по составу аллергенов от экстрактов из мицелия и продуктов метаболизма. Чаще всего в производстве используется мицелий гриба, раствор питательной среды, поддерживающей его рост, и споры [4].

Целью настоящего исследования стало выявление среди проходивших обследование в Консультативно-диагностическом центре (КДЦ) ФБУН МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского в Москве в 2018 и 2019 гг. детей и взрослых с сенсибилизацией к некоторым видам плесневых грибов: Penicillium notatum, Cladosporium herbarum, Aspergillus fumigatus и Alternaria alternata, анализ видовых и количественных показателей сенсибилизации плесневыми грибами за указанный период, а также изучение возрастного и полового состава сенсибилизированных лиц.

Материалы и методы

Проведено аллергологическое исследование 894 сывороток крови пациентов, обратившихся для оказания им медицинских услуг в КДЦ МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского (лицензия на осуществление медицинской деятельности выдана 26.03.2015 г. № ФС-99-01-009026), из них 478 образцов — в 2018 г. и 416 — в 2019 г. С каждым пациентом (законным представителем) заключен договор на получение платных медицинских услуг, в соответствии с которым пациент (законный представитель) дает согласие на обработку своих персональных данных для научного анализа и последующей публикации в специализированной научной медицинской литературе без указания своих личных данных.

Все обследуемые пациенты были поделены на две возрастные группы: I — группа детей в возрасте от 1 года до 17 лет (всего 548 человек, из них — 303 девочки и 245 мальчиков), II — группа взрослых в возрасте от 18 лет и старше (всего 346 человек, из них — 231 женщина и 115 мужчин).

Определяли содержание специфических IgE- антител в сыворотке крови пациентов к аллергенам плесневых грибов Penicillium notatum, Cladosporium herbarum, Aspergillus fumigatus и Alternaria alternata методом иммуноблота (тест-система RIDA AllergyScreen, R-Biopharm AG, Германия; регистрационное удостоверение № ФСЗ 2009/05902).

Тест RIDA AllergyScreen основан на принципе иммуноферментного анализа на нитроцеллюлозных мембранах (иммуноблот). Аллергены в этой тест-системе представлены полными водными экстрактами плесневых грибов, тo есть содержат весь набор аллергенов.

Количественную оценку интенсивности окрашивания проводили с помощью экспресс-фотометра RIDA X-Screen для аллергодиагностики in vitro с соответствующим программным обеспечением (R-Biopharm AG, Германия; регистрационное удостоверение ФС № 2005/347). Результат получали в МЕ/мл. Классы аллергореактивности (от 0 до 6) назначались автоматически по стандартной кривой. Определенный уровень МЕ/мл соответствовал конкретному классу аллергической реактивности: 0 — IgE-антитела отсутствуют или ниже порога (0,00–0,34 МЕ/мл); 1 — пороговый уровень (0,35–0,69 МЕ/мл); 2 — умеренно увеличенный уровень (0,7–3,49 МЕ/мл); 3 — значительно увеличенный (3,5–17,49 МЕ/мл); 4 — высокий уровень (17,5–49,9 МЕ/мл); 5 — очень высокий уровень (50,0–100,0 МЕ/мл); 6 — исключительно высокий уровень (выше 100,0 МЕ/мл).

Статистическая обработка полученных данных выполнялась на персональном компьютере с применением пакета прикладных программ Microsoft Excel.

Результаты

Распространенность сенсибилизации к грибам в 2018 г. В 2018 г. из 478 обследованных сенсибилизация к плесневым грибам была выявлена у 25,3% (n = 121): в I группе — у 17,9% (n = 86), во II — у 7,4% (n = 35). Чаще определялись специфические IgE-антитела в сыворотке к Alternaria alternata — у 91,7% (n = 111), из них в I группе — у 67,7% (n = 82), во II — у 24,0% (n = 29). У многих из этих же пациентов также была обнаружена сенсибилизация к Cladosporium herbarum — у 33,9% (n = 41), из них в I группе — у 21,5% (n = 26), во II — у 12,4% (n = 15), к Penicillium notatum — 6,6% (n = 8) всех случаев, из них по 3,3% (n = 4) в I и во II группе. Сенсибилизация к плесневому грибу Aspergillus fumigatus встречалась крайне редко: специфические IgE определялись только у двух детей (1,6%) (n = 2), у взрослых они обнаружены не были (рис. 1).

 

Рисунок 1. Общее количественное сравнение выявленной сенсибилизации к плесневым грибам за 2018 и 2019 гг. в группах детей и взрослых в целом (%)

 

Содержание IgE-антител к аллергенам плесневых грибов в 2018 г. по группам. В I группе среднее содержание IgE в сыворотке крови к грибу Alternaria составило 7,48 МЕ/мл, что соответствует 3 классу аллергореактивности, к Cladosporium — 2,7 МЕ/мл (2 класс), к Penicillium — 0,94 МЕ/мл (2 класс), к Aspergillus — 0,68 МЕ/мл (1 класс). У двух детей (n = 2) уровень IgE-антител в сыворотке крови к Alternaria составил выше 100,0 МЕ/мл, тo есть относился к 6 классу аллергореактивности (рис. 2).

 

Рисунок 2. Среднее содержание IgE-антител (МЕ/мл) в сыворотке крови к плесневым грибам в группе детей в 2018 и 2019 гг.

 

Во II группе среднее содержание IgE к Alternaria составило 7,75 МЕ/мл, что соответствует 3 классу аллергореактивности, к Cladosporium — 2,6 МЕ/мл (2 класс), к Penicillium — 0,68 МЕ/мл (1 класс), к Aspergillus сенсибилизации обнаружено не было. Только у одного взрослого пациента (n = 1) уровень IgE-антител к Alternaria в сыворотке крови был выше 100,0 МЕ/мл (рис. 3).

 

Рисунок 3. Среднее содержание IgE-антител (МЕ/мл) в сыворотке крови к плесневым грибам в группе взрослых в 2018 и 2019 гг.

 

Распространенность сенсибилизации к грибам в 2019 г. Из 416 обследованных в 2019 г. сенсибилизация к плесневым грибам была выявлена у 20,7% (n = 86), из них в I группе — у 13,5% (n = 56), во II — у 7,2% (n = 30). Чаще определялась изолированная грибковая сенсибилизация к Alternaria alternata — у 87,2% (n = 75), из них в I группе — у 57,0% (n = 49), во II — у 30,2% (n = 26). У многих из этих же людей также была обнаружена аллергия к Cladosporium herbarum — у 32,6% (n = 28), из них в I группе — у 17,5% (n = 15), во II — у 15,1% (n = 13), к Penicillium notatum — у 5,8% (n = 5), из них 4,6% (n = 4) обследованных I группы и 1,2% (n = 1) — II группы. Сенсибилизация к плесневому грибу Aspergillus fumigatus встречалась также крайне редко: она была определена только у 2,3% (n = 2) пациентов: 1,15% (n = 1) в I и столько же во II группе (рис. 1).

Содержание IgE-антител к аллергенам плесневых грибов в 2019 г. по группам. В I группе среднее содержание IgE в сыворотке крови к грибу Alternaria составило 19,4 МЕ/мл, что соответствует 4 классу аллергореактивности, к Cladosporium — 2,14 МЕ/мл (2 класс), к Penicillium — 0,37 МЕ/мл (1 класс), к Aspergillus — 0,81 МЕ/мл (2 класс). У 6 детей (n = 6) уровень IgE-антител в сыворотке крови к Alternaria был выше 100,0 МЕ/мл, тo есть относился к 6 классу аллергореактивности (рис. 2).

В группе взрослых среднее содержание IgE к Alternaria было 6,4 МЕ/мл, что соответствует 3 классу аллергореактивности, к Cladosporium — 2,7 МЕ/мл (2 класс), к Penicillium — 0,67 МЕ/мл (1 класс), к Aspergillus сенсибилизация была обнаружена в концентрации 0,81 МЕ/мл, что соответствует 2 классу. В группе взрослых пациентов уровень IgE-антител к Alternaria выше 100,0 МЕ/мл не выявлен (рис. 3).

Выявление моно- и микст-сенсибилизации к аллергенам плесневых грибов в 2018–2019 гг. В 2018 г. в пробах большей части пациентов — 70,2% (85 из 121) — IgE-антитела к плесневым грибам выявлялись только к одному виду гриба, из них в I группе — 50,4% (n = 61), во II — 19,8% (n = 24). Чаще всего это были IgE-антитела к Alternaria alternata: из 85 проб они были определены в 78 (91,7%), из них в I группе обследованных — в 69,4% (n = 59), во II — в 22,3% (n = 19) (рис. 3).

У 25,6% (31 из 121) пациентов обнаружена сенсибилизация к двум плесневым грибам, из них в I группе — 18,2% (n = 22), во II — 7,4% (n = 9). Чаще всего это была ассоциация Alternaria с Cladosporium, она составила 83,8% (n = 26) от общего количества пациентов с сенсибилизацией к двум видам грибов, в I группе — 64,4% (n = 20), во II — 19,4% (n = 6).

У 4,2% (5 из 121) пациентов наблюдалась сенсибилизация к трем плесневым грибам: Alternaria alternata + Cladosporium herbarum + Penicillium notatum, из них в I группе — 2,5% (n = 3), во II — 1,7% (n = 2) от общего количества пациентов с сенсибилизацией (рис. 3).

В 2019 г. из 86 проб с IgE-антителами к плесневым грибам у большей части пациентов данные антитела выявлялись к одному виду (74,4%, n = 64), из них в I группе — 51,1% (n = 44), во II — 23,3% (n = 20). Чаще это были IgE к Alternaria alternata: из 86 проб они были определены у – 60,5% (n = 52) людей, из них в I группе — 43,0% (n = 37), во II — 17,5% (n = 15).

У 23,3% (n = 20) пациентов установлена сенсибилизация к двум плесневым грибам, из них в I группе — 12,8% (n = 11), во II — 0,5% (n = 9). Эта ассоциация была представлена грибами Alternaria и Cladosporium в 100% случаев у всех 20 пациентов с сенсибилизацией к двум грибам.

У 2,3% (n = 2) пациентов наблюдалась сенсибилизация к трем плесневым грибам: Alternaria alternata + Cladosporium herbarum + Penicillium notatum, из них в I группе — 1,15% (n = 1), во II — 1,15% (n = 1) от общего количества пациентов с сенсибилизацией (рис. 3).

Сравнение сенсибилизированных лиц к плесневым грибам по полу. В 2018 г. из 121 положительных образцов IgE-антитела к разным плесневым грибам немного чаще определялись у лиц женского пола — 53,7% (n = 65), из них девочек было — 75,3% (n = 49), женщин — 24,7% (n = 16).

В 2019 г. из 86 положительных образцов IgE-антитела к разным плесневым грибам немного чаще определялись у лиц мужского пола — 51,2% (n = 44), из них мальчиков было — 79,5% (n = 35), мужчин — 20,5% (n = 9).

Выводы

Полученные данные свидетельствуют о высокой распространенности лиц с IgE-антителами к некоторым плесневым грибам в Москве: в 2018 г. сенсибилизация к плесневым грибам была обнаружена у 25,3% (n = 121), а в 2019 г. — у 20,7% (n = 86) человек. Лидером по выявлению можно считать сенсибилизацию к плесневому грибу Alternaria alternata, так как за два года из 207 положительных образцов она была определена в 186 пробах (89,9%) как моноинфекция, в 51 пробе (24,6%) — в ассоциации с Cladosporium и в 7 образцах (6,5%) — в ассоциации с Cladosporium и Penicillium. Сенсибилизация к плесневому грибу Aspergillus fumigatus встречалась крайне редко. При этом пол пациента роли не играл.

Специфические IgE-антитела в сыворотке крови к плесневым грибам чаще определялись у детей в возрасте до 17 лет. У них же чаще, чем у взрослых, обнаруживался исключительно высокий уровень IgE-антител в сыворотке крови к грибу Alternaria alternata в концентрации выше 100,0 МЕ/мл (n = 8 у детей против n = 1 у взрослых).

Все это следует учитывать при проведении комплекса лечебных мероприятий для данной категории пациентов.

About the authors

Valeria А. Metelskaya

G.N. Gabrichevsky Scientific Research Institute for Epidemiology and Microbiology

Author for correspondence.
Email: pevek.1972@mail.ru

Academic degree - Candidate of Biological Sciences, position - senior researcher

Russian Federation, Moscow

N. S. Matveevskaya

G.N. Gabrichevsky Scientific Research Institute for Epidemiology and Microbiology

Email: matveevskaya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8854-4760

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Clinical Microbiology and Biotechnology

Russian Federation, Moscow

O. G. Grechishnikova

G.N. Gabrichevsky Scientific Research Institute for Epidemiology and Microbiology

Email: grecha77@mail.ru

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratories of Clinical Microbiology and Biotechnology

Russian Federation, Moscow

A. V. Safronova

G.N. Gabrichevsky Scientific Research Institute for Epidemiology and Microbiology

Email: 4520732@mail.ru

PhD (Medicine), Leading Researcher, Department of Planning, Coordination of Research Work and Information and Analytical Research

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files