98125 Tutkimus

Työperäinen kemikaaliallergia: syntymekanismit ja diagnostiset sovellukset

TYÖPERÄINEN KEMIKAALIALTISTUMINEN ON TERVEYSRISKI

Kemikaalialtistuminen ja mahdollinen allergian kehittyminen on terveysriski monilla työpaikoilla johtaen ajoittain hankalasti hallittaviin oireisiin. Allerginen kosketusihottuma on Coombsin ja Gellin luokittelun mukainen tyyppi IV:n viivästynyt immunologinen yliherkkyysreaktio. Hapteenin pienikokoisuus on edellytys sen tunkeutumiselle ihon päällimmäisen kerroksen, stratum corneumin, läpi. Sitoutuminen kantajaproteiiniin muodostaa immunogeenisen kompleksin, jonka epidermiksen Langerhansin solut nielevät ja tarjoavat prosessoidussa muodossa ihoa suonittavien imusuonten imusolmukkeissa T-solulle. Tämä johtaa kyseisellä kompleksille spesifisten T-muisti-solujen aktivaation ja jakautumiseen, jota kutsutaan sensaatioksi eli herkistymiseksi. Kun hapteeni seuraavan kerran kulkeutuu stratum corneumin läpi epidermikseen, Langerhansin solut tarjoavat ne suuremmalle määrälle herkistyneitä T-soluja, jolloin syntyy viivästyneen kosketusallergian kliininen ilmentymä allerginen ekseema eli kosketusihottuma.

Potilaan iholta diagnosoidaan

Tällä hetkellä kemikaalien aiheuttama kosketusallergia diagnosoidaan ainoastaan potilaan iholla tehtävien in vivo-testien, kuten epikutaanitestien, perusteella. Epikutaanitestaus on poikkeuksellisen vaikea diagnostinen toimenpide, jossa tuloksen tarkkuus on täysin tutkijan kokemuksen varassa. Se on subjektiivinen tapahtuma. Epikutaanitestaus on potilaille kiusallinen ja aikaa vievä toimenpide. Sen suorittaminen saattaa johtaa potilaan ihottuman yleiseen pahenemiseen.

Diagnostiikan ongelmia lisää vielä se, että herkistyminen yhdelle kemikaalille aiheuttaa usein herkistymisen myös toiselle samankaltaiselle kemikaalille. Tällaisia ristiallergioita on mahdoton osoittaa luotettavasti epikutaanitestien perusteella.

Hengitystieallergiat ovat myös yleisiä

Hengitystieallergia on Coombsin ja Gellin luokittelun mukainen tyyppi I:n välitön immunologinen yliherkkyysreaktio. Kemikaalien aiheuttamassa hengitystieallergiassa elimistön B-solut alkavat muodostaa T-solujen avustuksella IgE-luokan vasta-aineita hengitysteiden kautta elimistöön kulkeutuneita kemikaaleja vastaan. Kuten kosketusallergiassakin antigeenia esittelevät solut tarjoavat kantajaproteiiniin sitoutuneen hapteenin T-soluille, joka johtaa spesifisten T-solujen aktivaatioon ja jakautumiseen. Allergeeni-spesifisten T-solujen välittämät signaalit vuorostaan aiheuttavat spesifisten B-solujen jakautumiseen ja mahdollistavat B-solujen kehittymisen vasta-aineita tuottaviksi plasma-soluiksi. Varsinaiset välittömän allergian oireet aiheutuvat reaktioketjusta, jota välittävät IgE-luokan vasta-aineet. Kun syöttösolujen reseptoreissa kiinni oleviin IgE-luokan vasta-aineisiin sitoutuu hapteeni-kantaja-kompleksi, laukeaa reaktioketju, jossa syöttösolut vapauttavat ympäristöönsä biologisesti aktiivisia aineita, jotka aikaansaavat Tyyppi I reaktiolle tyypilliset oireet.

Syntymekanismien selvittämistä tutkittiin

Tähänastiset tutkimukset kemikaaliallergioiden yhteydessä ovat keskittyneet lähes yksinomaan rakenteen karakterisoimiseen. Tässä tutkimuksessa pyrittiin selvittämään kemikaalien aiheuttamien allergioiden syntymekanismeja sekä kehittämään uusia laboratoriomenetelmiä, joilla voitaisiin nykyisiä testejä luotettavammin ja herkemmin osoittaa allergioita aiheuttaneet kemikaalit. Tutkimus nojautui pääosin moderneihin soluimmunologisiin tutkimusmenetelmiin, joiden uskotaan tulevaisuudessa olevan avainasemassa kemikaaliallergioiden tutkimuksessa. Mallikemikaaleina käytettiin soluvälitteistä kosketusallergiaa tutkittaessa dinitroklorofenolia, joka edustaa rakenteeltaan tyypillistä kosketusallergeenia ja hengitysallergeenina tutkittiin ftaalihappoanhydridiä. Se on yksi tärkeimmistä orgaanisista kemikaaleista, joita on käytetty toisen maailmansodan jälkeen.

Tiivistelmän ja yhteenvedon kirjoitti toimittaja Sinikka Luhtasaari 27.4. 2001.

Work-Related Chemical Allergy: Mechanisms and Diagnostic Applications

25.11.2001

This study was aimed at determining the etiological mechanisms of allergies caused by chemicals. Conjugates were purified by HPLC gel filtration. The purified conjugates were used in ELISA studies and cell proliferation tests. Levels of humoral IgG and IgE antibodies against typical contact allergy-causing chemicals such as p-phenylenediamine (PPD), dinitrochlorobenzene (DNCB) and phthalic acid anhydride (PA) were measured in patients with contact allergy. Dinitrophenyl (DNP) was used as a model chemical in studies of cell-mediated contact allergy. Antigen-specific T cell lines and clones were created from peripheral blood mononuclear cells isolated from the blood of patients allergic to this chemical. T cell lines were cloned using the limiting dilution method. Antigen-specific tetanus and tuberculin clones were also created. The lines and clones were characterised in terms of subpopulation ratio (CD4/CD8), cytokine and chemokine profiles and homing receptors.

In DNP clones, skin-specific receptors, such as cutaneous T cell-attracting chemokine (CTACK), were not significantly upregulated during antigen-specific stimulation compared with tetanus and tuberculin. On the other hand, there was upregulation of some chemokines during antigen-specific stimulation (IP-10, Mig, RANTES) and upregulation of some chemokines during non-antigen-specific stimulation (MIP-1Ą). Studying cross reactions at the T cell clone level allows true cross allergies to sensitising chemicals in humans to be identified, which is not otherwise possible. Hence, maps of cross-reacting chemicals can be constructed so that patients already sensitised can avoid such chemicals.
Translated and edited by
Esko Meriluoto

Hanketiedot

  • HakijaTyöterveyslaitos
  • ToteuttajaTyöterveyslaitos
  • Lisätietoja
  • Harri Alenius
    (09) 474 7493
  • Toteutusaika
  • - 1.10.2000
  • Työsuojelurahaston päätös
  • 19.5.1998
    50 456.38 euroa
  • Kokonaiskustannukset
  • 157 255.71 euroa
  • Tulokset valmistuneet 6.4.2001