Registry analysis of patients with severe allergic asthma and clinically relevant sensitization to fungal allergens treated with genetically engineered biologics

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Fungal sensitization (FS) often escapes the attention of clinicians when assessing the spectrum of sensitization in patients with atopic diseases. According to cohort studies is found in 3–10% of the general population and in 7–20% of asthmatics; the proportion of patients with severe bronchial asthma (SBA) with HS ranges from 35 to 75%. Fungal conidia have a 1000-fold higher exposure and are among the most important clinically relevant allergens in asthma. Exposure to fungal allergens is capable of generating a sustained T2 response with production of proinflammatory cytokines such as IL-5 and 13, which is indirectly related to the severity of airway eosinophilia. The identification of specific serum IgE is considered the benchmark diagnostic sign of FS, and the encapsulated hydrophobic carrier polymer system is considered preferable to skin prick tests. The process of reclassifying diseases with fungal lung lesions is confusing treatment strategies, leaving the FS problem underestimated. A series of publications have shown that omalizumab and other biologics targeting IL-5 or IL-5 receptor (IL5R) alpha are effective in treating SBA with FS. However, there remains an unmet need in real clinical practice for standardized approaches to genetically engineered biological therapies (BT) for different phenotypes of SBA, especially those associated with impaired microbiological homeostasis and this type of sensitization.

Aim. Using retrospective analysis of clinical-dynamic observational data from patients on BT treatment in a real clinical setting to determine phenotypic features of severe allergic bronchial asthma with FS and to perform additional detailed analysis of a cohort of patients on anti-IgE therapy.

Materials and methods. A retrospective observational single-center registry study was conducted between June 2017 and August 2021 at the City Reference Center for Allergology and Immunology. The baseline cohort consisted of 198 patients with severe allergic AD who were in the initial phase of BT. Inclusion criteria: age of patients over 18 years; presence of severe allergic bronchial asthma. Complex initial examination of patients included determination of FS by two methods: ImmunoCap ISAC to fungal allergic components – alt a1, alt 6 (fungi of genus Alternaria) and asp f1, asp f3, asp f6 (fungi of genus Aspergillus). Specific IgE determinations on fungal panels. Sensitization to fungi was detected in 47 people during allergy examination. The following criteria were considered in evaluation of response to omalizumab: AST score less than 19 and/or difference between initial AST score and this score in dynamics less than 3 points; FEV 1 score less than 80; combination of 2 listed criteria. The minimum period of BT was 16 weeks. Nonparametric methods of descriptive statistics were used: median, interquartile range. Differences were considered significant at p<0.05. Data were statistically processed using nonparametric methods in IBM SPSS Statistics V-22 program. Mann–Whitney U-test and Kruskal–Wallis one-way analysis of variance were used to compare quantitative characteristics. Fisher's χ2 test was used to compare qualitative characteristics.

Results. Characteristics of the eosinophilic phenotype of SBA combined with FS: middle-aged patients, more often women, with relatively early onset of AD and high baseline eosinophil levels before prescription of biological drug therapy. Concomitant atopic dermatitis and food allergies are additional frequent features of this phenotype. Analysis of the effect of FS on achieving response to omalizumab and further consideration of switching to alternative therapy in SBA and FS patients showed the need to avoid premature revision and perform no earlier than the 10th month of therapy due to delayed response formation. Given the aggressive impact of FS on the barrier functions of the bronchial tree epithelium, it is advisable to test patients for FS at the initial diagnosis of AD. In the presence of atopic dermatitis and/or food allergy as T2 comorbidities in patients with SBA, early testing for FS and increased control of local and systemic inflammation are appropriate, which may improve long-term outcomes and reduce risks of further damage to natural barriers.

Conclusion. Further research on various aspects of FS and its role in allergic diseases is extremely relevant in the current context.

About the authors

Daria S. Fomina

City Clinical Hospital №52; Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Author for correspondence.
Email: daria_fomina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5083-6637

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow; Moscow

Olga A. Mukhina

City Clinical Hospital №52

Email: mukhina.a.o@gmail.com

allergist-immunologist

Russian Federation, Moscow

Marina S. Lebedkina

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: marina.ivanova0808@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9545-4720

Clinical Resident

Russian Federation, Moscow

Elena N. Bobrikova

City Clinical Hospital №52

Email: elena.bobrikova.69@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6534-5902

Department Head

Russian Federation, Moscow

Dmitry O. Sinyavkin

City Clinical Hospital №52

Email: dsmaus@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9222-7987

Department Head

Russian Federation, Moscow

Anton A. Chernov

City Clinical Hospital №52; Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: sbornay1med@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6209-387X

Research Assistant, therapist

Russian Federation, Moscow; Moscow

Valeriya I. Mikhailova

Yevdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry

Email: lera1208@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-0921-9212

Clinical Resident

Russian Federation, Moscow

References

  1. Hadebe S, Brombacher F. Environment and Host-Genetic Determinants in Early Development of Allergic Asthma: Contribution of Fungi. Front Immunol. 2019;10:2696. doi: 10.3389/fimmu.2019.02696
  2. Medrek SK, Kao CC, Yang DH, et al. Fungal Sensitization Is Associated with Increased Risk of Life-Threatening Asthma. J Allergy Clin Immunol Pract. 2017;5(4):1025-31.e2. doi: 10.1016/j.jaip.2016.11.015
  3. Fukutomi Y, Taniguchi M. Sensitization to fungal allergens: Resolved and unresolved issues. Allergol Int. 2015;64(4):321-31. doi: 10.1016/j.alit.2015.05.007
  4. Pashley CH, Wardlaw AJ. Allergic fungal airways disease (AFAD): an under-recognised asthma endotype. Mycopathologia. 2021;186(5):609-22. doi: 10.1007/s11046-021-00562-0
  5. Bush A. Kids, Difficult Asthma and Fungus. J Fungi (Basel). 2020;6(2):55. doi: 10.3390/jof6020055
  6. Kao CC, Hanania NA, Parulekar AD. The impact of fungal allergic sensitization on asthma. Curr Opin Pulm Med. 2021;27(1):3-8. doi: 10.1097/MCP.0000000000000740
  7. Tiwary M, Samarasinghe AE. Initiation and Pathogenesis of Severe Asthma with Fungal Sensitization. Cells. 2021;10(4):913. doi: 10.3390/cells10040913
  8. Denning DW, Pashley C, Hartl D, et al. Fungal allergy in asthma-state of the art and research needs. Clin Transl Allergy. 2014;4:14. doi: 10.1186/2045-7022-4-14
  9. Li E, Knight JM, Wu Y, et al. Airway mycosis in allergic airway disease. Adv Immunol. 2019;142:85-140. doi: 10.1016/bs.ai.2019.05.002
  10. Rapeport WG, Ito K, Denning DW. The role of antifungals in the management of patients with severe asthma. Clin Transl Allergy. 2020;10(1):46. doi: 10.1186/s13601-020-00353-8
  11. Dhariwal J, Hearn AP, Kavanagh JE, et al. Real-World Effectiveness of Anti-IL-5/5R Therapy in Severe Atopic Eosinophilic Asthma with Fungal Sensitization. J Allergy Clin Immunol Pract. 2021;9(6):2315-20.e1. doi: 10.1016/j.jaip.2021.02.048
  12. Linnemann D, Baxi S, Phipatanakul W, et al. Clinical Evaluation and Management of Patients with Suspected Fungus Sensitivity. J Allergy Clin Immunol Pract. 2016;4(3):405-14. doi: 10.1016/j.jaip.2015.10.015
  13. Agarwal R. Severe asthma with fungal sensitization. Curr Allergy Asthma Rep. 2011;11(5):403-13. doi: 10.1007/s11882-011-0217-4
  14. Jeong JS, Kim SR, Lee YC. Can Controlling Endoplasmic Reticulum Dysfunction Treat Allergic Inflammation in Severe Asthma With Fungal Sensitization? Allergy Asthma Immunol Res. 2018;10(2):106-20. doi: 10.4168/aair.2018.10.2.106
  15. Zhu TH, Zhu TR, Tran KA, et al. Epithelial barrier dysfunctions in atopic dermatitis: a skin-gut-lung model linking microbiome alteration and immune dysregulation. Br J Dermatol. 2018;179(3):570-81. doi: 10.1111/bjd.16734
  16. Wark P, Hussaini S, Holder C, et al. Omalizumab Is an Effective Intervention in Severe Asthma with Fungal Sensitization. J Allergy Clin Immunol Pract. 2020;8(10):3428-33.e1. doi: 10.1016/j.jaip.2020.05.055
  17. Vaník P, Novosad J, Kirchnerová O, et al. Effect of individual allergen sensitization on omalizumab treatment outcomes in patients with severe allergic asthma determined using data from the Czech Anti-IgE Registry. Allergy Asthma Clin Immunol. 2020;16:81. doi: 10.1186/s13223-020-00479-1

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1

Download (220KB)
3. Fig. 2

Download (70KB)
4. Fig. 3

Download (48KB)
5. Fig. 4

Download (56KB)
6. Fig. 5

Download (73KB)

Copyright (c) 2022 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».