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Immunology and Infection

Valutazione dei sintomi di pazienti con rinite allergica utilizzando una camera di esposizione agli allergeni

Published: March 03, 2023
doi:
10.3791/64801
, ,
1Department of Clinical Immunology,Wroclaw Medical University, 2ALL-MED Medical Research Institute

Summary

Viene presentato un protocollo per condurre una sfida in una struttura con camera di esposizione agli allergeni (AEC). Gli AEC hanno dimostrato di essere strumenti sicuri ed efficaci per l’induzione di sintomi allergici o come endpoint nei test di efficacia dell’immunoterapia con allergeni grazie alla loro capacità di mantenere stabili le concentrazioni di particelle e le condizioni ambientali.

Abstract

Le camere di esposizione agli allergeni (AEC) sono strutture cliniche che consentono l’esposizione dei partecipanti a particelle aerodisperse allergeniche e non allergeniche. Forniscono concentrazioni di particelle stabili in condizioni ambientali controllate. Questo è di grande importanza sia per scopi diagnostici che per il monitoraggio degli effetti del trattamento.

Qui vengono presentati un protocollo e i prerequisiti tecnici per eseguire una sfida agli allergeni sicura ed efficace in soggetti sensibilizzati agli allergeni presenti nell’aria (ad esempio, acari della polvere domestica [HDM]) nell’ALL-MED AEC. Con questo metodo, l’attivazione di sintomi allergici corrisponde all’esposizione naturale. Questo può essere utilizzato per una diagnosi di allergia o come endpoint plausibile negli studi clinici, in particolare per l’immunoterapia con allergeni (AIT). Deve essere mantenuto un ambiente controllato (temperatura, umidità e anidride carbonica [CO2]) nella camera. Le particelle allergeniche devono essere disperse uniformemente all’interno dell’AEC a livelli stabili durante tutta la sfida. Per questa presentazione, sono stati arruolati pazienti con rinite allergica (AR) sensibili agli allergeni HDM. I sintomi AR sono stati valutati in base ai seguenti parametri: punteggio totale dei sintomi nasali (TNSS), rinometria acustica (ARM), picco del flusso inspiratorio nasale (PNIF) e peso della secrezione nasale. La sicurezza della procedura è stata valutata in base alla velocità di picco del flusso espiratorio (PEFR) e al volume espiratorio forzato nel primo secondo (FEV1). I soggetti allergici hanno sviluppato sintomi entro 120 minuti dallo studio. In media, i sintomi più intensi sono comparsi dopo 60-90 minuti e, dopo aver raggiunto un plateau, sono rimasti stabili fino alla fine del processo.

Introduction

Le allergie aeree stanno diventando un problema sociale crescente. Una corretta diagnosi, la valutazione dell’efficacia dell’immunoterapia allergene-specifica (AIT) e la comprensione delle farmacoterapie sono punti chiave per affrontare questo problema. Tuttavia, la standardizzazione di queste procedure richiede concentrazioni di allergeni stabili, condizioni ambientali stabili (ad esempio, umidità e temperatura) e la capacità di causare segni allergici in modo ripetibile. Le camere di esposizione agli allergeni (AEC) forniscono condizioni ambientali stabili, indipendenti da fattori esterni, e la concentrazione di particelle allergeniche disperse è ben controllata e stabile durante le sfide nelle AEC 1,2.

Il test di provocazione degli allergeni è la base per diagnosticare le allergie trasmesse per via aerea perché fornisce prove dirette della rilevanza clinica di un allergene specifico per i sintomi e la gravità della malattia allergica. La diagnostica allergica classica comprende provocazioni nasali, congiuntivali e bronchiali 3,4,5. Tuttavia, il test di provocazione degli allergeni in un AEC sembra essere il più vicino all’esposizione naturale agli allergeni6.

Questo studio mira a presentare un metodo sicuro ed efficace per sfidare i partecipanti con vari allergeni presenti nell’aria in un AEC per innescare sintomi allergici significativi corrispondenti all’esposizione naturale. Questo metodo è adatto per l’induzione di caratteristiche patologiche di malattie respiratorie, tra cui rinite allergica e asma, come endpoint nei test di efficacia di AIT e potrebbe contribuire e accelerare lo sviluppo clinico di trattamenti farmacologici 2,3,7,8,9,10.

Ci sono oltre una dozzina di AEC nel mondo11. Tuttavia, gli AEC non sono paragonabili tra loro perché sono progettati individualmente, utilizzano diversi tipi di allergeni (ad esempio, acaro della polvere domestica [HDM], polline di betulla, polline di erba, gatto, polline di ambrosia o polline di cedro giapponese) e hanno diversi sistemi di misurazione per le particelle distribuite 12,13,14,15,16,17,18,19 . Pertanto, ogni AEC deve essere convalidato per i singoli allergeni. La convalida AEC garantisce che la corretta concentrazione dell’allergene sia sicura e che i sintomi siano indotti nei pazienti. L’ALL-MED AEC è convalidato per gli allergeni HDM20.

L’ALL-MED AEC si trova presso l’Istituto di ricerca medica di Wroclaw, in Polonia. La struttura può ospitare comodamente 15-20 persone durante una prova. La struttura è costituita da una stanza con una superficie di 12 m2, a cui si accede da una camera di equilibrio per impedire alle particelle provenienti dall’ambiente esterno di entrare. L’attrezzatura (sedili, pareti, ecc.) è composta da superfici non adesive e accessibili che possono essere lavate, come ecopelle, plastica e metallo. Le sedie sono mobili, consentendo diverse configurazioni. La finestra di visualizzazione e la comunicazione del microfono consentono un monitoraggio costante dei soggetti (Figura 1). L’accumulo di particelle viene misurato da un contatore di particelle laser (LPC). Le particelle possono essere classificate in diversi intervalli, tra cui 0-20 μm, 20-50 μm e 50-100 μm, e i risultati sono forniti in particelle per metro cubo (p / m3) durante una specifica unità di tempo (ad esempio, ogni minuto). Ci sono due sale accessorie accanto all’AEC, dove i pazienti vengono sottoposti a test prima di entrare nella camera. L’attrezzatura di soccorso è costituita da un defibrillatore e altri dispositivi di rianimazione ospitati nella struttura. Almeno due operatori sanitari, tra cui un medico, sono presenti durante ogni sfida.

Protocol

Questo articolo presenta un protocollo che aderisce alle linee guida del Comitato di Bioetica presso l’Università di Medicina di Wroclaw in Polonia. Tutti i partecipanti erano legalmente competenti e hanno fornito il consenso informato scritto per partecipare allo studio. Sono stati inoltre informati che avevano la possibilità di recedere in qualsiasi momento senza fornire una motivazione. 1. Pulizia dell’AEC NOTA: La pulizia può essere eseguita prima rispetto al giorno dell’esperimento. Aspira tutte le superfici, compresi i mobili e il pavimento, con un aspirapolvere con filtro antiparticolato ad alta efficienza (HEPA). Pulire tutte le superfici lavabili con una salvietta umidificante, compresi i mobili, le pareti, le finestre e il pavimento. Accendere il compressore, che fa circolare l’aria attraverso il sistema AEC (condotto di alimentazione degli allergeni). Accendere i ventilatori a pavimento e a soffitto in modo che l’aria in entrata venga regolarmente miscelata in condizioni turbolente. Soffiare il condotto di alimentazione degli allergeni con aria pulita per 30 minuti impostando la “lunghezza dell’iniezione” e la “pausa tra le iniezioni” della stazione di controllo dell’alimentatore ai loro valori massimi. Controllare la contaminazione da allergene monitorando il numero di particelle sul contatore di particelle laser (LPC)21.Nel menu principale, premere Configurazione | Esempio. Utilizzare i seguenti parametri: campione per 1 min, 000 cicli, ritardo di 0 minuti, attesa per 0 min e unità di metri cubi (m3).NOTA: L’LPC inizierà immediatamente a contare le particelle e quindi conterà le particelle per 1 minuto senza un intervallo tra ogni misurazione. L’LPC misurerà i campioni fino all’arresto manuale e quindi calcolerà le particelle per metro cubo (p / m3). Nel menu principale, premere Configurazione | Particelle. Seleziona tutte le opzioni.NOTA: L’LPC misurerà tutte le particelle fino a 100 μm (gamma completa). Leggere il risultato nel programma per computer (ad esempio, LMS Express 7).NOTA: La cabina è pulita quando il numero di particelle per metro cubo (p/m 3) è inferiore a 50 p/m3 e le particelle sono nell’intervallo tra 0-100 μm per almeno 10 min. 2. Funzionamento dell’AEC NOTA: L’atmosfera in cabina deve essere regolarmente monitorata da un ingegnere, che stabilisce che i parametri siano costanti durante la prova. I parametri dovrebbero essere stabilizzati prima che i partecipanti entrino. Ambiente Accendere il compressore, che fa circolare l’aria in tutta l’AEC.Regolare la temperatura a 21 °C ± 0,5 °C sul sistema di controllo della temperatura (Tabella dei materiali).NOTA: La temperatura può variare tra 18°C e 27°C, se necessario. Accendere i ventilatori a turbinio a pavimento e soffitto. Accendere l’umidificatore sulla stazione di controllo dell’alimentatore (Tabella dei materiali). Impostare il ricambio d’aria all’ora (ACH) tra 5 e 20 impostando la manopola “alimentazione dell’aria” sulla stazione di controllo dell’alimentatore nella posizione compresa tra 40% e 100%. Misurare l’umidità relativa e la concentrazione di CO2 con un misuratore della qualità dell’aria.NOTA: L’aria esterna fresca viene aspirata tramite filtri HEPA. Controlla l’umidità relativa (tipicamente dal 40% al 58%) e la concentrazione di anidride carbonica (CO2) (inferiore a 900 parti per milione [ppm]). Regolare l’ACH in modo che sia l’umidità che la CO2 rientrino nell’intervallo normale. I valori di umidità e CO2 sono molto sensibili al numero di partecipanti. Generazione e conteggio delle particelleNOTA: Vengono utilizzati estratti di allergeni standardizzati e liofilizzati. Le particelle vengono iniettate nel condotto di alimentazione dell’aria e soffiate nell’AEC attraverso un alimentatore controllato da computer. La concentrazione di particelle può essere regolata tra 500/m 3 e 10.000/m3. Una distribuzione omogenea e spazialmente stabile delle particelle si ottiene mediante miscelazione turbolenta per garantire che le particelle allergeniche circolino invece di cadere e accumularsi sul pavimento.Impostare l’LPC in modo che conti le particelle per 1 minuto (ripetere il passaggio 1.6.1). Impostare il valore delle particelle monitorate nell’intervallo 0-20 μm. Nel menu principale, premere Configurazione | Particelle. Spuntare “5, 10, 20 μm”. L’LPC misurerà tutte le particelle nell’intervallo 0-20 μm.NOTA: Le particelle possono essere classificate in intervalli, tra cui 0-20 μm, 20-50 μm e 50-100 μm, se necessario per il monitoraggio di un allergene diverso. Metti l’allergene nell’alimentatore. Impostare la “lunghezza dell’iniezione” su 100 ms (intervallo 10-200 ms) e la “pausa tra le iniezioni” su 1,5 minuti (intervallo 0,3-3,0 min) sulla stazione di controllo dell’alimentatore.NOTA: Per la convalida ALL-MED AEC, sono stati utilizzati corpi di acari Dermatophagoides pteronyssinus (Dp) essiccati e purificati (tabella dei materiali) per la sfida HMD e 5.000 p / m3 era la concentrazione ottimale20. Monitorare il numero di particelle (p/m3). Regolare entrambi i parametri su base continuativa modificandone i valori. Al termine di ogni prova, scaricare tutti i dati misurati (p/m3, concentrazione di CO2 ) dal computer a un’unità esterna. Analizzare i dati (Figura 2). 3. Misure di sicurezza Testare i partecipanti con un test PCR per la sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 virus (SARS-CoV-2) 36-24 ore prima di entrare nell’AEC. Consentire solo ai partecipanti con un risultato PCR negativo di accedere all’AEC.NOTA: questo passaggio non è obbligatorio e dipende dalle restrizioni locali per la malattia da coronavirus 2019 (COVID-19). I pazienti in cabina non indossano maschere protettive. 4. Esame in cabina ed endpoint clinici NOTA: Per i criteri di inclusione ed esclusione, nonché le caratteristiche dei partecipanti, vedere la tabella supplementare 1. I partecipanti sono stati esposti agli allergeni HDM ad una concentrazione di 5.000 p/m3 per una durata di 120 minuti, secondo la convalida dell’ALL-MED AEC20. Disinfettare le mani dei partecipanti prima degli esami, perché i componenti del dispositivo che toccano possono essere una fonte di trasmissione dell’infezione. Questa raccomandazione è essenziale, soprattutto durante un’epidemia di malattie virali o una pandemia. Monitorare costantemente le condizioni dei partecipanti attraverso la finestra di visualizzazione ed essere in contatto vocale tramite il sistema microfonico (Tabella dei materiali). Prima che il partecipante entri nell’AEC, richiedere di indossare tute monouso con un cappuccio (Table of Materials) per proteggersi dall’infiltrazione di particelle non allergeniche e dalla potenziale contaminazione degli indumenti. Prima che il partecipante entri nell’AEC, fornire loro una scatola contenente tutti i suggerimenti monouso necessari per l’uso durante l’esame: una punta spirometrica e un tappo nasale, una maschera monouso inspiratoria, una punta di misuratore di flusso di picco (PFM), punte ARM, un telecomando per il questionario, una confezione di fazzoletti e un sacchetto di plastica a rischio biologico per la secrezione nasale. Eseguire gli endpoint clinici seguendo i passaggi seguenti. Ripetere ARM, PNIF, PERF e FEV1 test prima dell’esperimento e dopo 60 min e 120 min. Assicurarsi che i partecipanti completino il sondaggio TNSS ogni 30 minuti (Figura 3). Per il comfort dei partecipanti, eseguire i test individualmente in una stanza accanto all’AEC.NOTA: Per un test efficiente, chiedi ai partecipanti di entrare nella cabina a intervalli di 10 minuti. Di conseguenza, le misurazioni per ciascun soggetto saranno prese in diversi momenti reali, con ogni paziente che trascorrerà un totale di 120 minuti all’interno dell’AEC. Il turno di tempo consente inoltre ai membri dello staff di assistere e interagire con i partecipanti durante il processo di test. In totale, l’AEC funziona per circa 210 minuti.Secrezione nasale (parametro obiettivo)NOTA: I partecipanti devono avere pacchetti identici di fazzoletti e sacchetti di plastica. Questo è necessario per confrontare i pesi.Istruire i partecipanti a mettere tutti i fazzoletti usati in un sacchetto di plastica. Dopo che la sfida di 2 ore è stata completata, chiedi ai partecipanti di mettere anche i fazzoletti inutilizzati nella stessa borsa. Se necessario, fornire ulteriori fazzoletti e sacchetti di plastica. Raccogli tutti i sacchetti dopo che il processo è finito. Determinare il peso delle secrezioni nasali pesando i fazzoletti usati nei sacchetti di plastica. Sottrarre il peso dei fazzoletti e dei sacchetti di plastica inutilizzati da ogni misurazione per ottenere il peso delle secrezioni nasali (Figura 4A). Indagine sui sintomi nasali (valutazione soggettiva)Visualizza le domande del sondaggio sullo schermo TV. Chiedere al paziente di autovalutare prima della sfida e ogni 30 minuti durante la sfida selezionando il numero sul telecomando che corrisponde alla gravità di ciascun sintomo (domanda). Valutare i sintomi nasali in base al punteggio totale dei sintomi nasali (TNSS) (Tabella 1). Inviare al partecipante un’e-mail con il questionario TNSS. Chiedi loro di compilare il questionario a casa alle 4 h e 24 h dopo la sfida e inviare i risultati. Al termine della sfida, scaricare le risposte e calcolare il punteggio totale per ogni sondaggio (Figura 4B). Rinometria acustica (ARM) (parametro obiettivo)NOTA: Per calcolare le differenze nell’area della sezione trasversale minima (MCA), tutte le misurazioni di un partecipante devono essere salvate in un unico file. In caso contrario, l’analisi non sarà possibile.Esegui il test tre volte: prima della sfida, 60 minuti dopo la sfida e 120 minuti dopo la sfida. Posizionare la punta appropriata della testa del rinometro contro la narice (blu per la narice sinistra). Controlla se è stretto. Chiedi al partecipante di trattenere il respiro per 3 secondi, quindi avvia il programma.NOTA: in caso di risultato poco chiaro, ripetere il test. Ripetere l’operazione per l’altra narice con la punta appropriata (rossa per la narice destra). Al termine della sfida, calcolare l’MCA (Figura 4C). Flusso inspiratorio nasale di picco (PNIF) (parametro obiettivo)NOTA: PNIF misura direttamente il flusso d’aria nasale durante la massima inspirazione e determina il grado di ostruzione del naso.Esegui il test tre volte: prima della sfida, 60 minuti dopo la sfida e 120 minuti dopo la sfida. Chiedi al partecipante di sgonfiare profondamente i polmoni. Quindi, posizionare la maschera monouso del misuratore di portata inspiratorio collegata al flussometro sul viso e istruirli a inspirare attraverso il naso al massimo (Figura 4D). Assicurarsi che il misuratore di portata inspiratorio sia in posizione orizzontale durante l’intero test. Registra la media delle migliori tre misurazioni. Portata espiratoria di picco PEFR (parametro di sicurezza)NOTA: il PEFR è un indicatore affidabile dell’adeguatezza della ventilazione e dell’ostruzione del flusso d’aria.Esegui il test tre volte: prima della sfida, 60 minuti dopo la sfida e 120 minuti dopo la sfida. Chiedere al partecipante di fare un respiro il più profondo possibile, mettere le labbra attorno alla punta usa e getta della materia di flusso di picco ed espirare rapidamente e con forza (Figura 4E). Registra la media delle migliori tre misurazioni. Al termine della sfida, fornire al partecipante una PFM. Chiedi loro di eseguire il test a casa alle 4 h e 24 h dopo la sfida e inviare i risultati. Spirometria (parametro polmonare di sicurezza)NOTA: La spirometria viene eseguita secondo gli standard della European Respiratory Society (ERS)22 per valutare la sicurezza e monitorare l’eventuale ostruzione bronchiale23.Esegui il test tre volte: prima della sfida, 60 minuti dopo la sfida e 120 minuti dopo la sfida. Prima della misurazione, impostare i parametri sullo spirometro per ciascun partecipante: sesso, età, peso e altezza. Chiedi al partecipante di sedersi e indossare il tappo per il naso. Quindi, chiedi al partecipante di posizionare le labbra attorno alla punta usa e getta dello spirometro e respirare con calma e attenzione. Chiedi al partecipante di fare un respiro profondo e una forte espirazione senza inutili ritardi, che possono essere interrotti solo quando lo spirometro dà un segnale. Ripeti 3x. Dopo aver esaminato tutti i partecipanti, scaricare i risultati e registrare il volume espiratorio forzato nel primo secondo (FEV1) (Figura 4F). Se i parametri di benessere o sicurezza del partecipante si deteriorano drasticamente durante la sfida agli allergeni, interrompere immediatamente il test. Mantenere i partecipanti al sicuro e comodi dopo aver lasciato la struttura AEC fornendo loro farmaci di salvataggio (se necessario). Effettuare chiamate di follow-up sulla sicurezza con ciascun partecipante 24 ore dopo la sfida.

Representative Results

L’ambiente AEC è stato monitorato durante tutto il tempo di funzionamento per il numero di allergeni (p / m3), la temperatura, l’umidità e la concentrazione di CO 2 (Figura 2). I livelli di allergeni HDM sono risultati stabili (Figura 2A). Inoltre, viene mostrato uno studio in cui non sono stati distribuiti allergeni, con particelle nell’intervallo 0-20 μm e un conteggio delle particelle massimo di 50 p / m3 (Figura 2A). C’è stato un afflusso di particelle provenienti dai partecipanti che entrano nell’AEC, risultando in circa 100 p / m3 per i 15 partecipanti rispetto a una camera vuota. Di conseguenza, i valori misurati dall’LPC durante lo studio includevano la concentrazione target con un afflusso di circa 100 p / m3. I dati accoppiati sono stati confrontati con il test U di Mann-Whitney. I valori sono stati considerati statisticamente significativi per tutti i test con p < 0,05. Sono stati eseguiti calcoli statistici e sono stati generati grafici utilizzando un programma grafico. Due gruppi sono stati inclusi nello studio per mostrare la differenza tra risultati positivi e negativi: otto individui allergici HDM con sintomi di rinite allergica (AR) e sette individui sani di controllo (HC) senza allergie. La tabella supplementare 1 presenta i criteri di inclusione ed esclusione, nonché le caratteristiche dei partecipanti. I partecipanti sono stati esposti a HDM ad una concentrazione di 5.000 p/m3 per una durata di 120 minuti, secondo la validazione dell’ALL-MED AEC20. Tutti i partecipanti sono stati sottoposti ai seguenti test (ARM, PNIF, PERF, spirometria) e hanno completato i questionari TNSS e le loro secrezioni nasali sono state raccolte. Il TNSS e il peso della secrezione nasale erano significativamente più alti nei soggetti AR rispetto al gruppo HC (Figura 4A, B). Il TNSS ha raggiunto i valori di picco dopo 60 minuti di esposizione e poi si è stabilizzato (p < 0,0001). Inoltre, il peso della secrezione nasale era significativamente più alto nel gruppo AR (p < 0,0001). La compromissione della pervietà delle vie aeree è stata notata nella rinometria acustica. L'MCA è diminuito significativamente dopo la prima misurazione a 60 minuti quando si confronta il gruppo AR con il gruppo HC. Da quel momento in poi fino alla fine della sfida, i valori sono rimasti stabili (p < 0,001). Ciò concordava con le misurazioni del PNIF, per le quali è stata osservata una riduzione significativa alle stesse concentrazioni (p < 0,01) (Figura 4C,D). Il FEV1 e il PEFR sono stati misurati durante la sfida AEC (Figura 4E,F). Inoltre, i partecipanti hanno misurato il loro PEFR a casa alle 4 ore e 24 ore dopo la sfida e hanno restituito i risultati per posta. I valori erano all’interno dell’intervallo normale e sono rimasti stabili durante la sfida e fino a 24 ore successive. Non sono state riscontrate differenze statisticamente significative tra i soggetti allergici con AR e HC, il che suggerisce che l’esposizione all’allergene HDM non ha avuto effetti sulla funzione polmonare in entrambi i gruppi. Figura 1: Layout schematico dell’AEC. I partecipanti entrano attraverso la camera di equilibrio. Le particelle sono distribuite attraverso il sistema di prese d’aria da un alimentatore controllato da computer. Le condizioni AEC (concentrazione di particelle, concentrazione di CO2 , umidità e temperatura) sono costantemente monitorate da un LPC. I partecipanti sono monitorati dalla finestra e dalla connessione vocale. Abbreviazioni: AEC = camera di esposizione agli allergeni; CO2 = anidride carbonica; LPC = contatore di particelle laser. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura. Figura 2: Risultati rappresentativi della stabilità dell’ambiente nell’AEC durante lo studio . (A) La concentrazione di particelle è stata valutata e risultata essere compresa tra 0 e 20 μm mediante LPC. Il valore target per la concentrazione di allergeni HDM era di 5.000 p/m3. Per confronto, viene mostrato uno studio in cui non è stato utilizzato alcun allergene. (B) Sono indicati l’umidità, (C) la concentrazione di CO2 e (D) e la temperatura. Abbreviazioni: °C = gradi Celsius; CO2 = anidride carbonica; HDM = acaro della polvere domestica; LPC = contatore di particelle laser; m = metro; min = minuto(i); p = particelle; ppm = parti per milione. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura. Figura 3: Elenco dei test da eseguire durante la sfida AEC, con punti temporali (per ciascun partecipante). Per garantire l’esecuzione tempestiva dei singoli test, i partecipanti devono entrare nell’AEC ogni 10 minuti. Di conseguenza, il test per ciascun partecipante sarà condotto in diversi momenti reali. Inoltre, il turno orario consente allo staff di aiutare i partecipanti durante i test. Abbreviazioni: AEC = camera di esposizione agli allergeni; ARM = rinometria acustica; FEV1 = volume espiratorio forzato nel primo secondo; PEFR = velocità di picco del flusso espiratorio; PNIF = picco di flusso inspiratorio nasale; TNSS = punteggio totale dei sintomi nasali. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura. Figura 4: Risultati rappresentativi di diversi endpoint durante la sfida AEC in pazienti con AR (barre rosse) e HC (barre blu). I soggetti allergici innescati da HMD (con AR) e HC, inclusi rispettivamente otto e sette partecipanti, sono stati esposti a concentrazioni di allergeni HDM di 5.000 p / m3 nell’AEC. (A) Sono stati valutati il peso della secrezione nasale, (B) i sintomi nasali, (C) l’MCA nella rinometria acustica, (D) PNIF, (E) PEFR e (F) FEV1 . I risultati sono presentati come singole repliche con il valore medio. Abbreviazioni: AEC = camera di esposizione agli allergeni; AR = rinite allergica; FEV1 = volume espiratorio forzato nel primo secondo; HC = controlli sani; HDM = acaro della polvere domestica; g = grammo(i); MCA = area minima della sezione trasversale; p = particelle; PEFR = velocità di picco del flusso espiratorio; PNIF = picco di flusso inspiratorio nasale; TNSS = punteggio totale dei sintomi nasali. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura. Sintomo domanda visualizzata su uno schermo TV Punteggio TNSS per ogni sintomo Rhinorrhea Valuta come è stato il tuo naso che cola in questo momento 0 = nessuno (sintomo completamente assente) ostruzione nasale Valuta come è stata la tua congestione nasale in questo momento 1 = lieve (sintomo presente, ma non angosciante) Starnutendo Valuta come è stato il tuo starnuto in questo momento 2 = moderato (sintomo angosciante, ma tollerabile) prurito nasale Valuta come è stato il tuo prurito nasale in questo momento 3 = grave (sintomo difficilmente tollerabile, intensità massima) 0 – 12 punti totali Tabella 1: Sintomi e metodo di punteggio per TNSS. Un sistema di valutazione è stato utilizzato dai partecipanti per valutare quattro sintomi. I risultati del sondaggio sono presentati come un valore, un punteggio totale per le quattro domande per un determinato periodo di tempo (prima del processo e ogni 30 minuti dello studio). Abbreviazione: TNSS = punteggio totale dei sintomi nasali. Tabella supplementare 1: Criteri di inclusione ed esclusione per lo studio e caratteristiche dei partecipanti arruolati nello studio. Otto pazienti con sintomi AR, innescati da HDM, e sette pazienti senza sintomi (HC). Abbreviazioni: AR = rinite allergica; Df = Dermatophagoides farinae; Dp = Dermatophagoides pteronyssinus; F = femmina; HC = controllo sano; HDM = acaro della polvere domestica; kU/L = unità di chilogrammo/litro; M = maschio; md = diametro medio; sIgE = immunoglobulina E specifica; SPT = test cutaneo. Clicca qui per scaricare questo file.

Discussion

Ci sono un numero limitato di strutture AEC che operano a livello globale. Una varietà di allergeni sono stati testati in queste strutture, con il più comune polline di ambrosia, polline di betulla, polline di erba, polline di cedro giapponese e HDM. Gli AEC non sono classificati come medicinali (ai sensi della direttiva 2001/83/CE) o dispositivi medici (secondo la direttiva 93/42/CEE sui dispositivi medici)24. Gli AEC sono considerati un possibile strumento per la misurazione degli endpoint primari negli studi di determinazione della dose secondo le linee guida dell’Agenzia europea per i medicinali (EMA) per lo sviluppo di prodotti AIT25,26.

Passaggi critici nel protocollo
È essenziale fornire concentrazioni di allergeni stabili e sufficientemente elevate durante l’intero studio nell’AEC. La ricerca mostra che i pazienti AR non sviluppano sintomi allergici a basse concentrazioni di allergeni20. Anche concentrazioni moderate di allergeni non scatenano sintomi rilevanti27. Concentrazioni molto elevate potrebbero causare reazioni gravi, come la broncocostrizione. Pertanto, concentrazioni ottimali e sostenibili di allergeni sono fondamentali per una sperimentazione di successo. Poiché gli AEC variano (come descritto nell’introduzione), ogni allergene utilizzato deve essere convalidato. L’AEC ALL-MED è convalidato per l’allergene HDM. È stato riscontrato che l’endpoint ottimale per la valutazione dei sintomi era di 120 minuti, poiché i sintomi hanno raggiunto un plateau dopo 60-90 minuti. Il tempo di sfida ottimale e la concentrazione di allergeni sono stati selezionati in base alle sfide con diverse concentrazioni di HMD in momenti diversi20. In particolare, i sintomi acuti possono verificarsi dopo una sfida agli allergeni, in particolare una esacerbazione dell’asma.

Secondo il protocollo, i partecipanti completano i sondaggi TNSS in cinque punti temporali durante lo studio. È essenziale che non vedano le loro risposte precedenti per evitare l’autosuggestione. Pertanto, se i questionari sono compilati su carta, i questionari compilati dovrebbero essere raccolti immediatamente.

Modifiche e risoluzione dei problemi del metodo
Diversi endpoint clinici possono essere utilizzati a seconda del sintomo da osservare durante la provocazione (ad esempio, il punteggio totale dei sintomi oculari [TOSS] per valutare la rinocongiuntivite o il punteggio dei sintomi non nasali [NNSS] per la valutazione del sistema respiratorio).

La rinomanometria potrebbe essere utilizzata come alternativa alla rinometria acustica. Entrambi i metodi sono utilizzati per testare oggettivamente la pervietà nasale. La rinomanometria è un test standard per la cavità nasale. Consente una valutazione obiettiva della pervietà dei passaggi nasali misurando la resistenza nella cavità nasale durante l’inspirazione e l’espirazione. La rinometria acustica è lo studio del volume delle cavità nasali. La pervietà della cavità nasale viene valutata da un’onda ultrasonica. Non ci sono dati disponibili su quale metodo sia più accurato per le sfide AEC28,29.

Una raccolta di liquido nasale da una singola spugna di schiuma e misurazioni di livello specifiche di IgA1, IgA2, IgG, IgG, IgG4 e IgE rappresentano test aggiuntivi che possono essere eseguiti durante la sfida AEC30,31. Le cellule mononucleate del siero e del sangue periferico (PBMC) possono anche essere raccolte per determinare ulteriormente i meccanismi molecolari AIT.

I pazienti non sono autorizzati a utilizzare farmaci che possono influenzare l’insorgenza di sintomi allergici. Le classi più significative, insieme ai tempi minimi tra l’ultima dose e la sfida AEC, sono antistaminici (7 giorni), corticosteroidi per via inalatoria e/o intranasale (14 giorni); cromolyn per via inalatoria e/o intranasale (14 giorni) e corticosteroidi sistemici e/o astemizolo (30 giorni)18.

Limitazioni del metodo
Il test di provocazione AEC è più costoso dei test di provocazione diretta (nasale, congiuntivale e bronchiale), il che significa che non viene utilizzato nella pratica quotidiana. Gli AEC differiscono in termini di fonti dell’allergene, misurazione delle particelle distribuite e tempo di prova, il che rende molto difficile confrontare gli studi. Quando gli allergeni HDM sono stati utilizzati nell’AEC, sono state applicate diverse fonti di materiale: Der p 1 e Der f 1, materiale fecale Dp contenente principalmente Der p1 con un rapporto predeterminato di 20:1 di Der p 1 e Der p 232, allergene HDM SQ 503 dal corpo e feci contenenti Der p 1 e Der p 233, ed estratti di Dp. Nell’ALL-MED AEC, sono stati utilizzati corpi di acari Dp essiccati e purificati, inclusi Der p 1 e Der p 2, 20. Pertanto, in futuro dovrebbero essere introdotti standard unificati in modo che i risultati possano essere confrontati tra gli AEC.

L’importanza del metodo rispetto ai metodi esistenti/alternativi
Gli AEC sono un metodo in vivo molto utile ma sottorappresentato nella diagnostica allergologica. Inoltre, come endpoint di valutazione degli studi clinici, gli AEC mostrano una significativa superiorità rispetto alle classiche valutazioni “sul campo”. È interessante esaminare le correlazioni tra vari endpoint clinici, in particolare la somiglianza dei parametri soggettivi valutati dai pazienti (TNSS) e delle misure oggettive (rinometria acustica, PNIF, secrezione nasale) raccolte dallo sperimentatore, come primo passo nella validazione dei risultati AEC rispetto a quelli ottenuti in un setting “di campo”.

Applicazioni o direzioni future del metodo
Gli AEC offrono un possibile metodo per la stratificazione dei pazienti in potenziali responder e non responder. Questo metodo è molto promettente per accelerare gli sviluppi clinici sia nella farmacoterapia che nell’immunoterapia delle malattie allergiche34. Pertanto, gli AEC sono stati una delle principali aree di interesse negli ultimi anni. Gli AEC potrebbero essere utili negli studi a lungo termine quando non è possibile valutare l’esposizione naturale a causa del basso numero di allergeni.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

La pubblicazione è stata preparata nell’ambito di un progetto finanziato da fondi concessi dal Ministero della Scienza e dell’Istruzione Superiore nel programma “Iniziativa regionale di eccellenza” per gli anni 2019-2022, numero di progetto 016/RID/2018/19, l’importo del finanziamento 11 998 121,30 PLN e dalla sovvenzione SUB. A020.21.018 dell’Università di Medicina di Wroclaw, Polonia.

Materials

Allergen exposure chamber (AEC) custom made — with the air supply duct (with HEPA filters) and allergen blew into the AEC through a computer-controlled feeder
Acoustic rhinometer  GM Instruments (Irvine, UK) A1 clinical/ reseach with reusable plastic tips, contoured for the right and left nostrils
Air humidifier Ohyama SHM120D
Air quality meter AZ Instrument Green Eye VZ 7798 termometer, humidity and CO2 meter
Air-conditioning  DeLonghi CKP 20EB temperature range 18 – 25 °C
Ceiling  fans Argos  Manhattan Ceiling Fan – 432/8317
Computer-controlled feeder station  custom made — with control of "injection length", "break between injections ", “air supply”
Disposable coveralls  VWR (Radnor, Pennsylvania, United States) with hoodies
Floor fans AEG TVL 5537, column
Graphing program GraphPad Software Inc. Graph Pad Prism, v. 9.4.0
House dust mite (HDM) Allergopharma (Reinbek, Germany) customized order dried, purified Dermatophagoides pteronyssinus (Dp) mite bodies, stored at 4 °C until use
Inspiratory flow meter  Clement Clarke International Ltd. (Harlow, UK) portable inspiratory flow meter with the disposable mask (size M), measuring inspiratory flow between 30 – 370 L/ min
Laser particle counter (LPC) Lighthouse Worldwide Solutions (USA) SOLAIR Boulder Counte
Microphone system Auna VHF wireless microphone system
Peak flow matter (PFM) CareFusion (Basingstoke, UK)  MicroPeak with a standard range of 60 – 900 L/ min with the disposable paper tips
Remote controls for filling questionnaires Turning Technologies Pilot TT ResponseCard LT, SAP: G040602A010 a set of 32 remote controls for TT LT tests
Spirometer Medizintechnik AG (Zurich, Switzerland) EasyOne 2001, NDD with the disposable paper tips; the spirometer should meet the ISO 26 782: 2009 standard; daily calibration of the spirometer is required
TV screen Level Level one 32"
Vacuum Siemens extreme silencePower VSQ5X1230 with the HEPA filters
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Zemelka-Wiacek, M., Kosowska, A., Jutel, M. Symptom Assessment of Patients with Allergic Rhinitis Using an Allergen Exposure Chamber. J. Vis. Exp. (193), e64801, doi:10.3791/64801 (2023).
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