Какой ген отвечает за аллергию

Какой ген отвечает за аллергию thumbnail

Основные пищевые аллергены

Генетические механизмы возникновения аллергии до сих пор плохо известны. Больше всего проблем вызывает пищевая аллергия, которая имеет отсроченное действие и очень широкий спектр возможных симптомов. Часто достоверно диагностировать пищевую аллергию просто не удается. В недавнем исследовании, проведенном в Германии, ученым удалось установить пять независимых участков человеческого генома, ответственных за наличие пищевой аллергии. Все эти участки оказались связаны с регулировкой иммунного ответа и функционированием так называемого эпителиального барьера на слизистых пищеварительной системы. По предположению авторов, пищевая аллергия возникает во многом благодаря нарушению этого защитного барьера, попаданию за его пределы избыточного количества аллергена и отклонениям в работе лейкоцитов.

В последнее время все больше детей и взрослых страдают от аллергии — повышенной чувствительности иммунной системы к тем или иным веществам из внешней среды (аллергенам). В ответ на контакт организма с таким веществом (контактирование может происходить разными путями: через кожу, слизистые дыхательных путей, пищеварительную систему) начинается воспаление, вырабатываются антитела к этому веществу. Появляются внешние признаки воспаления: покраснение, насморк, чихание, сыпь, отеки и т. д.

По тому, как аллерген должен попасть в организм, чтобы вызвать соответствующую реакцию, выделяют разные типы аллергии. Зачастую одно и то же вещество может быть безвредным на коже, а попадая в пищеварительную систему, может вызывать сильнейшую аллергическую реакцию. Пищевая аллергия особенно разнообразна на симптомы и степень их выраженности и может представлять серьезную опасность, так как является основной причиной анафилактического шока.

Одни люди более склонны к заболеваниям аллергического спектра, другие — менее. Подобная склонность зависит от окружающей среды и истории контактов человека с теми или иными возможными аллергенами, а также — от наследственности, то есть от генов. Ученые активно занимаются исследованием того, как именно появляется у людей это заболевание и почему в последние годы число болеющих растет, однако многое так и остается пока неизвестным.

В развитых странах 4–8% жителей страдают хотя бы от одного вида пищевой аллергии (S. H. Sicherer, H. A. Sampson, 2014. Food allergy: Epidemiology, pathogenesis, diagnosis, and treatment). Вообще, оказывается, что довольно сложно диагностировать все пищевые аллергены для сколько-нибудь большой группы пациентов. В отличие от кожной аллергии, где методика оценки аллергической реакции разработана относительно хорошо, диагностика пищевой аллергии вызывает ряд трудностей. Ранее в основном использовались специализированные опросники, то есть пациенты сами сообщали о наличии или отсутствии симптомов аллергии у себя или своих детей. Но было показано, что около 80% таких сообщений не подтверждаются экспериментально. Реакция на пищевые продукты может быть отсроченной, не всегда пациент принимает в расчет все употребленные в последнее время продукты, а многие кажущиеся симптомы пищевой аллергии могут иметь совершенно иную причину, которую не так-то просто отследить. И, конечно, не стоит забывать о склонности нашего мозга находить взаимосвязи там, где их нет.

Тестирования, при которых пациентам в контролируемых условиях дают предполагаемые аллергены, а затем наблюдают за симптомами, гораздо точнее. Однако и их результаты могут сильно различаться в зависимости от конкретной методики. Так, по виду и вкусу продукта пациент в большинстве случаев знает, что ему дают, и срабатывает эффект плацебо. От уверенности в том, что у человека есть аллергия на данный продукт, у него может даже повышаться уровень иммуноглобулинов, свидетельствующих о воспалении. Симптомы пищевой аллергии столь разнообразны, что для верности исследователи записывают просто всё, что происходит с организмом пациента в тестируемый период. Это опять же приводит к завышенным оценкам количества случаев пищевой аллергии.

В последние годы используют более точный метод оценки аллергической реакции — Oral food challenge (OFC), который уже показал свою эффективность (H. A. Sampson et al., 2012. Standardizing double-blind, placebo-controlled oral food challenges). Пациентам дают небольшую стандартизированную порцию аллергена в такой форме, чтобы они не знали, какой получают продукт. Достоверными считают лишь те симптомы, которые при повторении теста стабильно возникают через одинаковое время после получения продукта и не повторяются при получении неаллергенных продуктов.

Исследователи из Германии провели полногеномный поиск ассоциаций между геномными вариантами и фенотипическими проявлениями пищевой аллергии. Они проанализировали последовательности ДНК 497 аллергиков и 2387 человек, не имеющих аллергических реакций. По данным предыдущих исследований, в младенчестве чаще всего болеют непереносимостью коровьего молока и куриных яиц, у детей постарше очень распространена аллергия на арахис (B. I. Nwaru et al., 2014. Prevalence of common food allergies in Europe: a systematic review and meta-analysis). Эти три типа пищевой аллергии были выбраны для дальнейшего анализа. Данные об аллергии были собраны методом OFC.

Ученые выясняли, на каких участках хромосом у аллергиков по сравнению со здоровыми людьми повышена изменчивость за счет однонуклеотидных замен (SNP): сравнивались полные последовательности ДНК всех участников исследования между «здоровыми» и «больными». У каждого человека своя особенная последовательность нуклеиновых кислот, но если разделить геном на отдельные гены, то у каждого гена будет несколько вариантов, в которых этот ген может существовать. Вот количество таких вариантов и интересовало ученых: если у больных людей таких вариантов было значительно больше, чем у здоровых, то у данного участка предполагали наличие связи с заболеванием аллергией. Неправильных способов «собрать» что-нибудь всегда больше, чем правильных, поэтому повышенное разнообразие в некотором участке хромосомы наводит на мысль о том, что именно в этом участке у больных что-то сломано. На данном этапе не важно, как именно оно сломано — у всех это даже может быть по-разному, — важно, какие гены работают у больных неправильно. Таким путем можно определить, работа каких генов должна идти нормально, чтобы аллергии не было.

Читайте также:  Аллергия у лабрадоров продукты какие

Рис. 2. Изменчивость на разных участках хромосом у людей, больных аллергией

В результате исследователи нашли пять участков ДНК, где чаще всего встречаются нарушения у людей с аллергией на арахис, яйца и коровье молоко. Первый участок лежит на первой хромосоме и относится к комплексу, ответственному за нормальное развитие эпидермиса. Он непосредственно примыкает к гену филаггрина (Filaggrin, filament aggregating protein) — структурного белка, участвующего в формировании защитного эпителиального барьера. Мутации в этом гене тесно связаны с экземой — воспалительным заболеванием кожи сложной природы, в возникновении которого большую роль отводят нарушениям иммунитета. По причинам возникновения и проявлениям оно близко к заболеваниям аллергического спектра и часто бывает у аллергиков. Исследователи дополнительно проверили корреляцию между найденным SNP и заболеванием аллергией, исключив из выборки больных экземой. Мутация оказалась связанной с пищевой аллергией всех трех типов, независимо от наличия или отсутствия экземы у носителя. Ген филаггрина работает в основном на слизистых ротовой полости и пищевода, при нарушении его работы именно в этих участках формируется дефективный кожный барьер, пропускающий внутрь организма избыточное количество аллергена.

Еще один участок был обнаружен между генами интерлейкина 4, интерлейкина 13 и одним из генов цитокинов на пятой хромосоме. Нарушения на данном участке также часто связывают с экземой, однако и здесь корреляция с аллергией обнаружилась как в группе исследуемых с экземой, так и в группе без неё. Оба упомянутых интерлейкина принимают участие в воспалительной реакции во время аллергии, связаны с работой лимфоцитов крови и регуляторных Т-клеток слизистых поверхностей.

Третий участок находится на одиннадцатой хромосоме. В нем была обнаружена одна однонуклеотидная замена, которая одновременно связана как с экземой, так и с пищевой аллергией на арахис, яйца и коровье молоко. В группе без экземы связь этой мутации с аллергией показать не удалось. По предыдущим работам известно, что нарушения в этом участке также связаны и с другими типами аллергии, в том числе пищевой и кожной. Получается, что нарушения в этом участке одновременно приводят к целому ряду аллергических заболеваний, а не только к пищевой аллергии.

Повышенную изменчивость, связанную с пищевой аллергией, нашли на участке генов, кодирующих белки серпины, на восемнадцатой хромосоме. Два самых частых SNP на этом участке оба оказались в регуляторных частях генов. Один находится на участке, регулирующем работу генов иммунного и воспалительного ответа, в том числе и Т-клеток второго типа (Type 2 helper T cells; см. подтипы Т-хелперов), другой задействован в тканеспецифичной экспрессии серпина В10 в крови. К сожалению, функции белка серпина В10 пока не изучены, но известно, что он экспрессируется также в коже и слизистых.

Наконец, ученые подтвердили связь нарушений на участке человеческих лейкоцитарных антигенов шестой хромосомы с пищевой аллергией на арахис; другие пищевые аллергии оказались с данным участком не связаны.

Все выявленные участки вместе определяют приблизительно на 10,2% вероятность наличия пищевой аллергии трех изучаемых типов. Остальная изменчивость объясняется другими, еще не выявленными, генами и, конечно, внешними условиями.

Во время развития воспаления в рамках астмы или экземы наблюдается повышение активности серпинов и интерлейкинов 4 и 13, активированных с участием Т-клеток второго типа. Исследование пищевой аллергии на арахис, куриные яйца и коровье молоко показало, что связанные с заболеванием нарушения находятся в регуляторных участках генов, кодирующих те же самые звенья. Кроме того, как экзема, так и пищевая аллергия тесно связаны с нарушением работы эпителиального барьера. Для пищевой аллергии наиболее важна дефектность защитного барьера слизистых верхней части пищеварительной системы.

Ранее исследователи ограничивались лишь пищевой аллергией на арахис и во многом полагались на менее достоверные способы постановки диагноза. В этой работе большая выборка, более точные методы выявления аллергии и исследование трех типов аллергии одновременно позволили обнаружить сразу пять участков хромосом, нарушения в которых ассоциируются с пищевой аллергией и другими аллергическими заболеваниями.

Источник: Ingo Marenholz, Sarah Grosche, Birgit Kalb, Franz Rüschendorf, Katharina Blümchen, Rupert Schlags, Neda Harandi, Mareike Price, Gesine Hansen, Jürgen Seidenberg, Holger Röblitz, Songül Yürek, Sebastian Tschirner, Xiumei Hong, Xiaobin Wang, Georg Homuth, Carsten O. Schmidt, Markus M. Nöthen, Norbert Hübner, Bodo Niggemann, Kirsten Beyer & Young-Ae Lee. Genome-wide association study identifies the SERPINB gene cluster as a susceptibility locus for food allergy // Nature Communications. 2017. DOI: 10.1038/s41467-017-01220-0.

Алёна Сухопутова

Источник

Аллергия является следствием повышенной чувствительности иммунитета, а тот факт, что аллергия весьма эффективно «распространяется среди членов семьи, свидетельствует о том, что предрасположенность к ее развитию передается генетически. Очень часто механизм возникновения аллергии называется атопия, когда организм начинает вырабатывать повышенное количество иммуноглобулинов IgE.

Атопия в семье

Атопия встречается у 20% населения. Если оба родителя имеют атопию, то вероятность того, что ребенок будет ее иметь, составляет 50%, она возрастает еще больше когда у обоих родителей аллергия проявляется схожим образом. Самый низкий риск рождения ребенка с атопией в семье незнакомой с этой болезнью и составляет около 13%.

Читайте также:  Аллергия на лице чем питаться

Кожные аллергические тесты помогают в диагностике сложных аллергий

Кожные аллергические тесты помогают в диагностике сложных аллергий

Wolfgang Ihloff, lic. CC BY SA

Наследование предрасположенности к аллергии не зависит от одного конкретного гена, в этом участвует набор генов. Найдено несколько десятков мест в генетическом коде человека, которые несут за это ответственность. Участие в развитии аллергии одних слабее, других сильнее. Ключевым местом является пятая Х-хромосома. В ней есть места, контролирующие производство различных белков и веществ в организме, которые могут принимать участие в аллергической реакции. В частности, производство антител, которые играют ключевую роль в развитии аллергии.

Если оба родителя аллергики, то в 66% случаев ребенок может получить аллергию. Если больна, мама, ребенок имеет риск в 40%, а если папа – 30%.

Инфекции и аллергия

Влияние инфекций на возникновение симптомов аллергии неоднозначно. Некоторые виды инфекций повышают вероятность развития аллергического процесса. У маленьких детей частой их причиной являются вирусы, а наиболее распространенный из них – РСВ. Однако существует множество исследований, показывающих, что частый контакт с микроорганизмами, животными и их выделениями играет защитную роль. Это так называемая гигиеническая гипотеза, которая говорит о том, что дети, живущие в условиях низкой гигиены, например, в сельской местности, в больших семьях, обучающиеся в яслях или детском саде реже заболевают аллергией. Это, однако, косвенные выводы, и в связи с ними не стоит отказываться гигиенических привычек.

Без сомнения, важную роль играют условия среды, в которой растет ребенок. Если он унаследовал склонность к атопии и живет в среде, где сталкивается с сигаретным дымом – вероятность развития у него астмы оценивается в 25%. А когда живет в чистой среде, риск этого заболевания сокращается в несколько раз. Другим фактором, который способствует развитию астмы, являются выхлопные газы автомобилей: дети, живущие в городе, чаще страдают от астмы.

Существенное влияние имеют также другие заболевания. К группе таких заболеваний, кроме астмы относятся: хроническая обструктивная болезнь легких, серьезные аллергические реакции в прошлом, полипы полости носа, частые инфекции пазух носа, верхних дыхательных путей, атопический дерматит, пищевая аллергия.

Контакт с аллергенами

Вторым фактором, который вызывает это заболевание является контакт с аллергенами. Напомним, что аллергеном является вещество, вызывающая у предрасположенного к этому человека аллергические симптомы. У других людей – здоровых – эти вещества не будут вызывать никаких реакций.

Потенциальные аллергены находятся везде. Огромное количество частиц, присутствующих в природе, может вызывать аллергические реакции. Это вещества, как природного происхождения, так и синтезированные человеком. Только аллергики реагируют на контакт с аллергенами. Они могут действовать на клетки нашего организма несколькими путями. Путем вдыхания, поедания или через непосредственный контакт с кожей и слизистыми оболочками.

Виды аллергенов

Ингаляционные аллергены вызывают, прежде всего, заболевания дыхательной системы. Чаще всего, это пыльца растений. Ее производят в больших количествах растения в весенне-летний период. Из года в год интенсивность пыльцеобразования, может варьироваться. Как известно, конкретные растения производят пыльцу только в определенные месяцы и это знание помогает идентифицировать аллерген. Если симптомы аллергии появляются в период с марта до мая, – вероятно, вы страдаете аллергией на пыльцу деревьев, лещины, ольхи, ивы, а если «течет» из носа в июне, июле и августе – у Вас аллергия на траву. Другие ингаляционные аллергены, такие как клещи домашней пыли, шерсть животных, плесень, тараканы, не имеют сезонного цикла и могут спровоцировать появление симптомов в течение всего года.

Пищевые аллергены составляют большую группу различных веществ: орехи и арахис, рыба, ракообразные, пшеница, яйца, молоко, соя и различные фрукты. Также сюда относятся добавки к пище, содержащие бензоаты, сульфиты, глутамат натрия и, кроме того, множество лекарств.

Это не означает, что пищевые аллергены вызывают симптомы только со стороны желудочно-кишечного тракта, их потребление может также вызвать аллергические реакции во всем организме, такие как анафилактический шок или сыпь на коже.

Некоторые продукты или растения, присутствующих в окружающей среде имеют похожее строение, хотя это не очевидно. Например, береза похожа по молекулярному устройству на яблоки. Если у Вас имеется аллергия на березу, то после контакта с частицами яблока у Вас также могут появиться аллергические симптомы, например, отек и зуд слизистых оболочек полости рта.

Другие схожие вещества приводятся в таблице:

Деревья, например, сосна

Яблоки, орехи, киви, красный перец

Травы

Мука, помидоры, орехи, сельдерей, дыня

Полынь

Морковь, сладкий перец, тмин, ромашка, подсолнухи, мед

Перья

Куриные яйца

Клещи

Креветки, улитки, омары

Грибки, плесень

Молоко, сыр с плесенью, пахта, йогурт

Ферменты насекомых

Мёд

Латекс

Авокадо, киви, бананы, ананасы, апельсины

Факторы психики в развитии аллергии

Всё чаще говорят о роли психических факторов, которые, по мнению одних специалистов вызывают аллергии, а по другим только их усиливают или являются их следствием. В формировании и развитии сенсибилизации обвиняют все «негативные эмоции»: агрессию, страх, гнев, стресс. Ряд исследований подтверждает сосуществование аллергических заболеваний с тревожными расстройствами, депрессией, раздражительностью или повышенной эмоциональной чувствительностью.

Читайте также:  Пылесосы при аллергии на пыль

Ещё до недавнего времени считалось, что аллергию на пыльцу имеют дети только с 7 лет, и только те, которые в детстве проявляли симптомы пищевой аллергии. Последние исследования показывают, однако, что симптомы аллергии на пыльцу могут начаться как в возрасте 3-х лет, так и в более поздний период жизни, даже после 50 лет. Проявления аллергии могут сильно варьироваться с возрастом – симптомы могут вовсе исчезать, могут присоединяться новые аллергены или даже может увеличиваться аллергическая чувствительность.

Источник

Аллергические заболевания часто имеют семейный характер, но ученым до сих пор не были известны гены, которые с этим связаны. Они уже достаточно давно поняли, что аллергию следует рассматривать как результат сложного взаимодействия генов, которое зависит от факторов внешней среды. Но недавнее открытие, сделанное в Детском центре и Институте медицинской генетики Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, США, впервые показало ключевую роль одного-единственного генетического пути в возникновении множества аллергических заболеваний.

Согласно результатам исследования, опубликованного 24 июля в Science Translational Medicine ,

мутантный белок, называемый трансформирующим фактором роста-бета, или TGF-бета, может быть виновником изменения реакции клеток иммунной системы на обычные продукты питания и вещества окружающей среды. Это и порождает спектр аллергических реакций.

TGF-бета известен специалистам самыми разнообразными сигнальными функциями, которые он выполняет в организме человека, — от контроля роста и развития клеток в различных органах до контроля самих межклеточных взаимодействий. Мутации, приводящие к неправильной работе TGF-бета, лежат в основе тяжелых генетических заболеваний, таких как синдром Марфана и синдром Лойса — Дитца. Эти болезни характеризуются множественными анатомическими нарушениями и патологиями сердечно-сосудистой системы, которые могут привести к аневризме и разрыву аорты.

«У нас есть доказательства, что тот же самый сбой в работе белка TGF-бета, который отвечает за некоторые клинические проявления и синдром Лойса — Дитца, лежит в основе каскада событий, приводящих к развитию таких заболеваний, как астма, пищевая аллергия и экзема», — считает Памела Фришмейер-Гурейро, один из авторов исследования.

По мнению авторов работы, нарушение сигнальной функции TGF-бета способно разблокировать цепную реакцию, которая в итоге приводит к аллергическим заболеваниям.

Догадки о роли TGF-бета в развитии аллергии возникли у ученых пять лет назад, когда они впервые заметили, что среди пациентов с синдромом Лойса — Дитца аллергиков было значительно больше, чем в других группах.

Для своего исследования они отобрали 58 детей и молодых людей с синдромом Лойса — Дитца в возрасте от 7 до 20 лет. У большинства из них либо на момент исследования, либо в прошлом были различные аллергические заболевания — ринит, экзема, пищевая аллергия, астма. У всех пациентов найдены аномально высокие уровни нескольких биохимических маркеров аллергических заболеваний, а также большое количество клеток крови — эозинофилов и лейкоцитов, участвующих в ответе на аллергены.

Поскольку из полученных ранее экспериментальных данных было известно, что белок TGF-бета контролирует созревание клеток иммунной системы, ученые из Госпиталя Джона Хопкинса сосредоточили свое внимание на группе клеток, называемых регуляторными Т-клетками. Их основная функция в организме — «следить» за другими клетками иммунной системы и не давать им работать слишком рьяно.

У пациентов с синдромом Лойса — Дитца уровень регуляторных Т-клеток оказался очень высоким. Удивление исследователей вызвал тот факт, что вместо того, чтобы выполнять свою обычную функцию «укротителей» воспалительной реакции, регуляторные Т-клетки делали все с точностью до наоборот — секретировали способствующие развитию воспалительной реакции сигнальные молекулы-цитокины. Но когда они выделили регуляторные Т-клетки у детей и молодых людей, страдающих аллергией, но не больных синдромом Лойса — Дитца, выяснилось, что эти клетки во многом вели себя сходным образом. Исследователи предположили, что такое поведение клеток и у тех и у других пациентов вызвано сбоем в работе белка TGF-бета.

Доказательства они получили в экспериментах с клеточными культурами.

В норме TGF-бета обеспечивает баланс — иммунные реакции должны быть направлены на опасные чужеродные белки, но не на пищевые продукты и бытовые вещества. Если в его работе возникает сбой из-за мутации, этот баланс нарушается.

Поэтому носители такой мутации предрасположены ко всякого рода аллергическим заболеваниям.

Ученые также выяснили, что лекарственный препарат, ранее использующийся для снижения кровяного давления и защиты от аневризмы аорты, блокирует активность TGF-бета. Его применяют для замедления развития опасных симптомов, влекущих за собой раннюю смерть пациентов с синдромом Марфана и синдромом Лойса — Дитца. Они собираются изучить этот препарат на противоаллергические свойства.

Источник