Characteristics of the molecular sensitization profiles in patients with birch pollen allergy and cross-reactive food allergy to PR-10 proteins

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Birch pollen allergy is widespread and is the main allergic disease in Russia. Cross-reactive food allergy, often found in patients with birch pollen allergy, is an underestimated problem that complicates the course of pollinosis and requires further study to improve the quality of diagnosis and personalized recommendations for such patients.

AIM: To study the features of the molecular sensitization profile of adult patients with birch pollen allergy and cross-reactive food allergy to PR-10 proteins.

MATERIALS AND METHODS: Twenty-five adult patients with confirmed birch pollen allergy, with or without cross-reactive food allergy, were included in an open single-center interventional prospective controlled nonrandomized study. Specific IgE to 112 allergens was determined by multiplex analysis using ImmunoCAP ISAC (ThermoFisher, Sweden). Patients with cross-reactive food allergy completed a validated questionnaire on cross-reactive food allergy symptoms and causative allergens. The primary endpoint of the study was the assessment of the sensitization profile to Bet v 1 and PR-10 proteins (Mal d 1, Ara h 8, Cor a 1.0101, Cor a 1.0401, Act d 8, Api g 1, Pru p 1, and Gly m 4) and the clinical characteristics of the sensitized patients. The secondary endpoint was the comparison of patients with and without cross-reactive food allergy and the evaluation of how sensitization to Bet v 1 and PR-10 homologs can affect clinical manifestations of cross-reactive food allergy in patients.

RESULTS: The study included 25 patients aged 18–55 years, from which two comparable groups were formed: group 1 consisted of 13 patients with cross-reactive food allergy symptoms and group 2 (without cross-reactive food allergy) consisted of 12 patients who had never experienced cross-reactive food allergy symptoms. Analysis of the sensitization profile to PR-10 allergens revealed similar patterns in both groups; however, sIgE concentrations to all allergens were significantly higher in group 1. A strong correlation was found between the number of triggering products and total IgE level with PR-10 proteins (r=0.81; p=0.001). The severity of cross-reactive food allergy symptoms correlated with the total level of IgE to PR-10 proteins (r=0.97; p <0.0001). The cutoff level for total sIgE to food PR-10 proteins, equal to 70 ISU-E, allowed us to distinguish patients with only oral allergic syndrome from those with systemic manifestations of cross-reactive food allergy.

CONCLUSION: The results of the study are applicable in clinical practice and have prognostic value in determining the severity of cross-reactive food allergy.

About the authors

Alla O. Litovkina

National Research Center ― Institute of Immunology Federal Medical-Biological Agency of Russia; Peoples' Friendship University of Russia

Email: dr.litovkina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5021-9276
SPIN-code: 2337-7930
Russian Federation, Moscow; Moscow

Maria G. Byazrova

National Research Center ― Institute of Immunology Federal Medical-Biological Agency of Russia; Peoples' Friendship University of Russia

Email: mbyazrova@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-9858-7596
SPIN-code: 4317-9042
Russian Federation, Moscow; Moscow

Evgeniy V. Smolnikov

National Research Center ― Institute of Immunology Federal Medical-Biological Agency of Russia; Peoples' Friendship University of Russia

Email: qwertil2010@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1302-4178
SPIN-code: 4874-8100
Russian Federation, Moscow; Moscow

Oleg V. Aplevich

Peoples' Friendship University of Russia

Email: aplevich-ov@rudn.ru
ORCID iD: 0009-0003-0737-454X
SPIN-code: 6273-3070
Russian Federation, Moscow

Elena S. Fedenko

National Research Center ― Institute of Immunology Federal Medical-Biological Agency of Russia

Author for correspondence.
Email: efedks@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3358-5087
SPIN-code: 5012-7242

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Moscow

References

  1. Biedermann T, Winther L, Till SJ, et al. Birch pollen allergy in Europe. Allergy. 2019;74(7):1237–1248. doi: 10.1111/all.13758
  2. Litovkina AO, Fedenko ES, Elisutina OG. Cross-reactive food allergy to PR-10 homologues in birch pollen sensitized patients. Russian J Allergy. 2018;15(6):18–25. doi: 10.36691/RJA94
  3. Kozulina IE, Kurbacheva OM, Ilina NI. Allergy today. Analysis of new epidemiological data. Russian J Allergy. 2014;11(3):3–10. doi: 10.36691/rja483
  4. Uotila R, Kukkonen AK, Pelkonen AS, et al. Cross-sensitization profiles of edible nuts in a birch-endemic area. Allergy. 2016;71(4):514–521. doi: 10.1111/all.12826
  5. Jeon YH. Pollen-food allergy syndrome in children. Clin Exp Pediatr. 2020;63(12):463–468. doi: 10.3345/cep.2019.00780
  6. Elisyutina O, Lupinek C, Fedenko E, et al. IgE-reactivity profiles to allergen molecules in Russian children with and without symptoms of allergy revealed by micro-array analysis. Pediatr Allergy Immunol. 2021;32(2):251–263. doi: 10.1111/pai.13354
  7. Allergic rhinitis. Clinical recommendations. Russian Society of Allergologists and Clinical Immunologists, National Medical Association of Otorhinolaryngologists, Union of Pediatricians of Russia; 2022. (In Russ).
  8. Bronchial asthma. Clinical recommendations. Russian Respiratory Society, Russian Society of Allergologists and Clinical Immunologists, Union of Pediatricians of Russia; 2023. (In Russ).
  9. Atopic dermatitis. Clinical recommendations. Russian Society of Dermatovenerologists and Cosmetologists, Russian Society of Allergologists and Clinical Immunologists, Union of Pediatricians of Russia; 2023. (In Russ).
  10. Skypala IJ, Calderon MA, Leeds AR, et al. Development and validation of a structured questionnaire for the diagnosis of oral allergy syndrome in subjects with seasonal allergic rhinitis during the UK birch pollen season. Clin Exp Allergy. 2011;41(7):1001–1011. doi: 10.1111/j.1365-2222.2011.03759.x
  11. Matricardi PM, Kleine-Tebbe J, Hoffmann HJ, et al. EAACI molecular allergology user's guide. Pediatr Allergy Immunol. 2016;27(Suppl 23):1–250. doi: 10.1111/pai.12563
  12. Elisyutina O, Fedenko E, Campana R, et al. Bet v 1-specific IgE levels and PR-10 reactivity discriminate silent sensitization from phenotypes of birch allergy. Allergy. 2019;74(12):2525–2528. doi: 10.1111/all.13931
  13. Asero R. Effects of birch pollen-specific immunotherapy on apple allergy in birch pollen-hypersensitive patients. Clin Exp Allergy. 1998;28(11):1368–1373. doi: 10.1046/j.1365-2222.1998.00399.x
  14. Bucher X, Pichler WJ, Dahinden CA, et al. Effect of tree pollen specific, subcutaneous immunotherapy on the oral allergy syndrome to apple and hazelnut. Allergy. 2004;59(12):1272–1276. doi: 10.1111/j.1398-9995.2004.00626.x
  15. Lam HC, Jarvis D; ECRHS I Investigators. Seasonal variation in total and pollen-specific immunoglobulin E levels in the European Community Respiratory Health Survey. Clin Exp Allergy. 2021;51(8):1085–1088. doi: 10.1111/cea.13895
  16. Niederberger V, Ring J, Rakoski J, et al. Antigens drive memory IgE responses in human allergy via the nasal mucosa. Int Arch Allergy Immunol. 2007;142(2):133–144. doi: 10.1159/000096439
  17. Litovkina A, Byazrova M, Smolnikov E, et al. Allergic sensitization to Mal d 1 without detectable specific serum IgE. Pediatr Allergy Immunol. 2022;33(12):e13891. doi: 10.1111/pai.13891

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Heatmap of PR-10-specific IgE concentrations (ISU-E).

Download (270KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Comparison of Bet v 1 and Bet v 2 ― specific IgE levels between by two groups.

Download (84KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Molecular profile of sensitization to PR-10 proteins in Group 1.

Download (169KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Correlation analysis between the number of clinically relevant cross-reactive food allergens and the cumulative PR-10-specific IgE levels performed for Group 1 patients.

Download (68KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Correlation analysis between the number of pollen-food syndrome related symptoms and the cumulative PR-10 specific IgE levels performed for Group 1 patients.

Download (72KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Molecular profile of sensitization to PR-10 proteins of Group 2 patients.

Download (172KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Comparison of PR-10-specific IgE levels between two groups.

Download (212KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Pharmarus Print Media

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 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».