Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Basofiele activeringstest voor allergiediagnose

Published: May 31, 2021 doi: 10.3791/62600
Automatic Translation
*1,2, *2, 2,3, 1,2,4,5
1Allergy Unit, Hospital Regional Universitario de Málaga, 2Allergy Research Group, Instituto de Investigación Biomédica de Málaga-IBIMA, 3Universidad de Málaga, Departamento de Biología celular, Genética y Fisiología, Universidad de Málaga, 4Departamento de Medicina, Universidad de Málaga, 5Nanostructures for Diagnosing and Treatment of Allergic Diseases Laboratory, Andalusian Center for Nanomedicine and Biotechnology-BIONAND
* These authors contributed equally

Summary

De basofiele activeringstest is een aanvullende in vitro diagnostische test voor de evaluatie van IgE-gemedieerde allergische reacties op basis van de detectie van basofiele activering in aanwezigheid van een specifieke stimulus door de meting van activeringsmarkers door flowcytometrie.

Abstract

De basofiele activeringstest (BAT) is een aanvullende in vitro diagnostische test die kan worden gebruikt naast klinische geschiedenis, huidtest (ST) en specifieke IgE (sIgE) bepaling bij de evaluatie van IgE-gemedieerde allergische reacties op voedsel, insectengif, geneesmiddelen en sommige vormen van chronische urticaria. De rol van deze techniek in de diagnostische algoritmen is echter zeer variabel en niet goed bepaald.

Bbt is gebaseerd op de bepaling van basofiele respons op allergeen/geneesmiddel cross-linking IgE-activering door de meting van activeringsmarkers (zoals CD63, CD203c) door middel van flowcytometrie. Deze test kan een nuttig en complementair hulpmiddel zijn om gecontroleerde provocatietests te vermijden om de diagnose allergie te bevestigen, vooral bij proefpersonen die ernstige levensbedreigende reacties ervaren. In het algemeen moet de prestatie van BBT worden overwogen als i) het allergeen/geneesmiddel vals-positieve resultaten in ST oplevert; ii) er is geen allergeen-/geneesmiddelbron om te gebruiken voor ST- of sIgE-bepaling; iii) er is discrepantie tussen de geschiedenis van de patiënt en ST- of sIgE-bepaling; iv) symptomen suggereren dat ST kan leiden tot systemische respons; v) voordat u een CCT overweegt om het boosdoener allergeen / medicijn te bevestigen. De belangrijkste beperkingen van de test houden verband met niet-optimale gevoeligheid, vooral bij medicijnallergie, de noodzaak om de test niet langer dan 24 uur na monsterextractie uit te voeren en het gebrek aan standaardisatie tussen laboratoria in termen van procedures, concentraties en celmarkers.

Introduction

De diagnose van IgE-gemedieerde allergie is gebaseerd op klinische geschiedenis, huidtests (ST's), kwantificering van serumspecifiek IgE (sIgE) en, indien vereist en geïndiceerd, gecontroleerde provocatietests (CCT's)1,2,3,4,5,6. De klinische geschiedenis kan echter onbetrouwbaar zijn, omdat er een gebrek aan nauwkeurige informatie kan zijn, en ST's en CCT's zijn geen risicovrije procedures die gecontra-indiceerd kunnen zijn bij proefpersonen die ernstige levensbedreigende reacties ervaren 1,2,3,4,5,6 . Deze kwesties, samen met het feit dat de bepaling van sIgE door gevalideerde en commerciële fluor-enzymimmunoassays slechts beschikbaar is voor enkele allergenen en geneesmiddelen, hebben de belangrijke rol van andere in vitro functionele assays zoals basofiele activeringstest (BBT) benadrukt.

Basofielen zijn belangrijke effectorcellen die betrokken zijn bij IgE-gemedieerde allergische reacties die worden geactiveerd bij cross-linking van aangrenzende sIgE gebonden aan hoge affiniteitsreceptoren (FcεRI) op het celoppervlak na blootstelling aan allergenen / geneesmiddelen. Basofiele activering veroorzaakt celdegranulatie en afgifte van voorgevormde en nieuwe gesynthetiseerde ontstekingsmediatoren in intracytoplasmatische secretiekorrels 7,8,9. BBT is een in vitro methode die de basofielactivatie probeert na te bootsen in aanwezigheid van een stimulus (allergeen of geneesmiddel) en veranderingen in de expressie van basofiele activeringsmarkers bepaalt door middel van flowcytometrie 7,10. Er zijn verschillende strategieën om basofielen te identificeren (IgE+, CCR3+, CRTH2+, CD203c+) en om celactivering te meten (voornamelijk upregulatie van CD63 en CD203c) met behulp van combinaties van fluorochroom-gelabelde antilichamen 7,10. CD63, de beste klinisch gevalideerde activeringsmarker 11,12,13,14, is een membraaneiwit verankerd in de secretoire korrels die histamine bevatten en dat, na celactivering en fusie van de korrels met het membraan, tot expressie komt op basofieloppervlak 15,16,17,18,19,20,21 . CD203c is een oppervlaktemarker die constitutief tot expressie komt op basofielen en wordt geupreguleerd na FcεRI-stimulatie, die ook betrouwbare resultaten heeft laten zien in BBT 15,22,23,24,25. Bovendien lijkt het samen te drukken met CD6326.

In de afgelopen decennia is aangetoond dat BBT nuttig is bij de diagnose van IgE-gemedieerde allergische reacties geïnduceerd door verschillende triggers zoals geneesmiddelen, voedsel of inhalatiemiddelen, evenals bij sommige vormen van chronische urticaria, zoals hieronder beschreven. De positie van deze techniek in de diagnostische algoritmen is echter zeer variabel en niet goed bepaald.

Overgevoeligheid voor geneesmiddelen
BAT is nuttig gebleken als een aanvullende test voor geselecteerde geneesmiddelen en patiënten, met name voor degenen die ernstige reacties ervaren vanwege het feit dat de diagnostische waarde van ST niet goed is vastgesteld voor de meeste geneesmiddelen, omdat ze zijn gevalideerd en gestandaardiseerd voor een beperkt aantal geneesmiddelen 27,28,29,30. Bovendien is kwantificering van sIgE alleen beschikbaar voor een beperkt aantal geneesmiddelen, met een lagere gevoeligheid dan ST 27,28,29,30,31,32. Daarom is de diagnose van overgevoeligheid voor geneesmiddelen meestal afhankelijk van een provocatietest voor geneesmiddelen, die kan worden gecontra-indiceerd bij personen die ernstige levensbedreigende reacties ervaren33.

Veelbelovende resultaten zijn gemeld voor het gebruik van BBT bij geselecteerde patiënten die onmiddellijke overgevoeligheidsreacties op verschillende geneesmiddelen zoals betalactams (BLs)20,34,35,36,37,38,39, neuromusculaire blokkers (NMBAs)19,22,40,41,42, 43,44,45, fluoroquinolonen (FQ's)46,47,48,49, pyrazolonen 50,51,52, radiocontrast media (RCM)53,54,55,56, en platinaverbindingen 57,58,59 . Van BBT is gemeld dat het een sensitiviteit en specificiteit heeft tussen respectievelijk 51,7-66,9% en 89,2-97,8%; en positieve en negatieve voorspellende waarden worden beschreven tussen 93,4% en 66,3%, respectievelijk27,31. Bovendien is BAT voorgesteld als een voorspellende biomarker voor doorbraakreacties tijdens desensibilisatie met platinaverbindingen, aangezien de CD203c-expressie verhoogd is in vergelijking met CD63 bij patiënten met een hoog risico op bijwerkingen tijdens desensibilisatie van geneesmiddelen57.

Het is van belang dat BBT alleen nuttig is bij overgevoeligheid van geneesmiddelen wanneer de reactie basofiele degranulatie omvat; daarom is het niet nuttig bij reacties als gevolg van enzymatische remming van cyclooxygenase 142.

Voedselallergie
BBT is naar voren gekomen als een potentieel diagnostisch instrument voor voedselallergie omdat de bepaling van serum-sIgE voor het gehele allergeenextract of afzonderlijke allergenen vaak dubbelzinnig is, waardoor orale voedseluitdaging nodig is om de diagnose te bevestigen, wat, net als overgevoeligheid van geneesmiddelen, een kostbare en niet risicovrije procedure is60. Verschillende studies hebben relevante resultaten aangetoond met koemelk61,62, ei61,63, tarwe 64,65,66,67,68, pinda 63,69,70,71,72, hazelnoot 73,74,75,76 ,77, schaaldieren78, perzik 79,80,81, appel 21, selderij en wortel82,83.

De belangrijkste toegevoegde waarde van BBT bij de diagnose van voedselallergie in vergelijking met ST's en sIgE in serum is dat het een hogere specificiteit en vergelijkbare gevoeligheid vertoont. BAT is dus een nuttig hulpmiddel om klinisch allergische patiënten te onderscheiden van gesensibiliseerde, maar tolerante proefpersonen met zowel een hoge specificiteit (75-100%) als gevoeligheid (77-98%)63,69,84. Gevoeligheids- en specificiteitswaarden zijn afhankelijk van het allergeen en andere factoren zoals fenotypen (bijv. Oraal allergiesyndroom versus anafylaxie), leeftijd en geografie-gerelateerde sensibilisatiepatronen63,85.

BBT met behulp van enkelvoudige allergeencomponenten kan mogelijk de diagnostische nauwkeurigheid voor sommige voedselallergenen verbeteren61,80. Er zijn studies met zaadopslageiwitten (bijv. Ara h 1, Ara h 2, Ara h 3 en Ara h 6 van pinda)86; lipide transfereiwitten (bv. Pru p 3 van perzik en Ara h 9 van pinda)80,86; en Bet v 1 homologen (bijv. Ara h 8 van pinda)87. Andere potentiële nutsvoorzieningen zijn gerelateerd aan de identificatie van het boosdoenerallergeen in gevallen van pollen-voedselallergiesyndroom 21,87,88, allergie voor rood vlees89 of voedselafhankelijke inspanningsgeïnduceerde anafylaxie66.

Interessant is dat BBT informatie kan geven over de ernst en de drempel van allergische reacties, aangezien patiënten met ernstigere reacties een groter aandeel geactiveerde basofielen vertonen, zoals waargenomen in studies met pinda- en koemelkallergische patiënten 84,90,91; en patiënten die reageren op sporenhoeveelheden van het allergeen vertonen een grotere basofielengevoeligheid 84,90,92. Deze gegevens suggereren dat BBT nuttig kan zijn om patiënten met een hoog risico op allergische aard te identificeren die nauwere follow-up en intensiever onderwijs nodig hebben93. Bovendien is gemeld dat BBT70,91,92,94 en drempelwaarden van reactiviteit90,95 kan voorspellen om te helpen bepalen wanneer voedsel veilig kan worden (her)geïntroduceerd84. Deze bevindingen zijn echter controversieel in sommige studies 63,96 en meer onderzoek is vereist.

Aan de andere kant is BBT gebruikt om de oplossing van voedselallergie te controleren, hetzij natuurlijk of onder immunomodulerende behandelingen, in de loop van de tijd, die tot nu toe alleen werd beoordeeld door orale voedseluitdaging, met de bijbehorende risico's en kosten 84,97,98,99,100,101,102,103,104,105,106 ,107.108. Bovendien is het ook gebruikt om het effect van omalizumab in voedselallergie te monitoren, aangezien basofiele activering afneemt tijdens de behandeling met omalizumab, maar het neemt toe na het staken van de behandeling109.

Inhalatieallergie
BBT is zelden gunstig bij inhalatieallergie, omdat de diagnose routinematig kan worden vastgesteld door sIgE-kwantificering en ST. In gevallen van lokale allergische rhinitis (niet-detecteerbare niveaus van sIgE en negatieve ST's met positieve nasale provocatietests) heeft BAT echter in 50% van de gevallen de diagnose mogelijk gemaakt110. Er is verder een correlatie gemeld tussen basofiele gevoeligheid en respons op nasale / bronchiale provocatietests, evenals tussen de ernst van astma en de werkzaamheid van de behandeling met omalizumab111.112.

BBT is ook gebruikt om allergeenimmunotherapie voor huisstofmijt en pollen te controleren, aangezien de gevoeligheid voor basofielen afneemt tijdens immunotherapie, waarschijnlijk als gevolg van interferentie van blokkerende IgG-antilichamen 113.114.115.116.117.

Hymenopteragifallergie
Diagnose van hymenoptera gifallergie is routinematig gebaseerd op ST en serum sIgE. BAT heeft een hoge sensitiviteit (85-100%) en specificiteit (83-100%) aangetoond en er is gemeld dat het nuttig is in gevallen die dubbelzinnige resultaten opleveren of bij patiënten met een suggestieve klinische geschiedenis van gifallergie maar niet-detecteerbare sIgE en negatieve ST118.119. BBT lijkt echter niet voorspellend te zijn voor de ernst van deze reacties120.121.

Tot 60% van de patiënten vertoont sIgE voor zowel wesp- als bijengif, en de identificatie van dominant allergeen is cruciaal voor een adequate immunotherapiebehandeling. In deze gevallen is gemeld dat BBT nuttig is bij de identificatie van het dominante allergeen 119.122.123.124. Hoewel sIgE voor de belangrijkste allergenen van bijen- en wespengif het nut van BBT kan verminderen bij patiënten met dubbele positiviteit voor beide gifstoffen, biedt het nuttige informatie, voornamelijk bij proefpersonen met negatieve resultaten in sIgE-bepalingen123.

Sommige studies suggereren dat BBT nuttig kan zijn als een voorspellende biomarker voor bijwerkingen tijdens de opbouwfase van gifimmunotherapie, omdat van deze behandelingsoptie is gemeld dat het de basofiele gevoeligheid vermindert. De reactiviteit neemt echter niet af en dit BAT-hulpprogramma is tegenwoordig controversieel 13.120.125.126.127.128.129.130.

Urticaria en angio-oedeem
Een subgroep van chronische urticariapatiënten heeft een auto-immuun pathofysiologie, als gevolg van IgE-autoantilichamen voor autoallergenen en IgG-autoantilichamen die zich richten op FcεRI- of IgE-FcεRI-complexen die aanwezig zijn op het mestceloppervlak131.132. In de klinische praktijk is de diagnose van dit type chronische urticaria gebaseerd op positief autoloog serum ST, dat het risico op accidentele infectie heeft. BAT is voorgesteld als een in vitro test voor het diagnosticeren en monitoren van patiënten met vermoedelijke chronische urticaria. Zowel CD63- als CD203c-expressie op het oppervlak van basofielen is gemeld dat ze verhoogd zijn na stimulatie met sera van chronische urticariapatiënten, wat de detectie van actieve auto-antilichamen 133.134.135.136.137 aantoont. Onlangs is gemeld dat patiënten met een positieve BAT vaak de meest actieve ziektetoestand ervaren, beoordeeld op basis van de urticaria-activiteitsscore, en hogere doses antihistaminica nodig hebben samen met derdelijnsbehandelingen (ciclosporine A of omalizumab), vergeleken met die met negatieve BBT138.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

De uitvoering van het protocol werd uitgevoerd volgens de principes van de Verklaring van Helsinki en goedgekeurd door de lokale ethische commissie (Comité de Ética para la Investigación Provincial de Málaga, Spanje). Alle proefpersonen werden mondeling geïnformeerd over het onderzoek en ondertekenden het bijbehorende geïnformeerde toestemmingsformulier.

OPMERKING: Het huidige protocol beschrijft de BBT-procedure die de auteurs dagelijks gebruiken. Dit is echter geen gestandaardiseerde methode en er bestaan verschillen met procedures die door andere auteurs zijn gepubliceerd. De belangrijkste protocolwijzigingen houden verband met het gebruik van IL-3 in de stimulatiebuffer, incubatietijd met de stimulus, methode voor het stoppen van basofiele degranulatie en flowcytometriestrategieën. Bovendien bevatten verschillende in de handel verkrijgbare kits voor BBT specifieke protocollen die door de fabrikant worden aanbevolen.

1. Monstervoorbereiding

  1. Verzamel perifeer bloed in heparinized buizen van 9 ml en houd het monster op kamertemperatuur (RT) in een rotor totdat het nodig is voor het experimentele protocol.
  2. Label 5 ml cytometerbuizen voor negatieve controles (2 buizen), positieve controles (2 buizen) en verschillende concentraties allergeen / geneesmiddel (1 buis per geteste allergeen / medicijnconcentratie). Plaats de buizen in een rek waar buizen perfect passen zonder uit te glijden.
  3. Bereid de stimulatiebuffer in dubbel gedestilleerd water met 2% (v/v) HEPES, 78 mg/L NaCl, 3,7 mg/L KCl, 7,8 mg/L CaCl2, 3,3 mg/L MgCl2, 1 g/L HSA. Stel de pH in op 7,4 en voeg IL-3 toe bij 2 ng/ml. Bereid gewoonlijk 100 ml en deel in aliquots van 2,5 ml om te worden ingevroren bij -20 °C.
  4. Bereid positieve controles voor in PBS-Tween-20 0,05% (v/v) (PBS-T): Positieve controle 1, N-Formylmethionyl-leucyl-fenylalanine (fMLP) (4 μM), om de kwaliteit van basofielen te bevestigen; Positieve controle 2, Anti-IgE (0,05 mg/ml) als een IgE-gemedieerde positieve controle.
  5. Bereid het allergeen / medicijn in PBS-T op 2x de gewenste eindconcentratie.
    OPMERKING: Optimale allergenen-/geneesmiddelconcentraties die moeten worden gebruikt, moeten vooraf worden bepaald met behulp van een breed scala aan concentraties, door dosis-responscurven en door cytotoxiciteitsstudies volgens hetzelfde protocol stappen139.

2. Bereiding van de kleuringsmix

  1. Voeg monoklonale antilichamen gelabeld met fluorochroom toe aan de stimulatiebuffer na de door de fabrikant aanbevolen antilichaamconcentratie of door eerdere antilichaamtitratie. In dit protocol voegen we 1 μL van elk antilichaam toe (CCR3-APC en CD203c-PE voor basofiele identificatie; CD63-FITC voor basofiele activatie)140 per 20 μL stimulatiebuffer.
    OPMERKING: Bescherm de kleuringsmixvoorbereiding tegen het licht.
  2. Voeg 23 μL kleuringsmengsel toe aan elke buis.

3. Bloedstimulatie

  1. Voeg 100 μL PBS-T toe aan buis 1 en 2 (negatieve controle), 100 μL fMLP aan buis 3, 100 μL anti-IgE aan buis 4 en 100 μL van de verschillende allergenen/geneesmiddelconcentraties aan de volgende buisjes. Incubeer gedurende 10 minuten bij 37 °C in een thermostatisch bad met gemiddelde agitatie tot prewarmreagentia.
  2. Voeg voorzichtig 100 μL bloed toe aan elke buis om hemolyse te voorkomen. Vortexbuizen voorzichtig en incubeer gedurende 25 minuten bij 37 °C in een thermostatisch bad met medium agitatie.
  3. Stop de degranulatie en houd de buizen gedurende ten minste 5 minuten op 4 °C.
    OPMERKING: Het protocol kan hier worden gepauzeerd bij 4 °C gedurende 30-45 minuten indien nodig 141.142.143.

4. Erytrocyten die liggen

  1. Voeg 2 ml 1x lysingbuffer toe aan elke buis om erytrocyten te lyseren. Vortex elke buis en incubeer gedurende 5 minuten op RT.
    OPMERKING: In deze stap worden cellen gefixeerd als gevolg van fixatieve middelen (formaldehyde) in de buffer.
  2. Centrifugeer bij 300 x g bij 4 °C gedurende 5 min. Decanteer het supernatant en gooi het rek om in een gootsteen. Cellen blijven aan de onderkant van de buizen.
  3. Voeg 3 ml PBS-T toe aan elke buis om cellen te wassen. Vortex elke buis.
  4. Centrifugeer bij 300 x g bij 4 °C gedurende 5 min. Decanteer het supernatant en gooi het rek om in een gootsteen.
    OPMERKING: Bewaar monsters bij 4 °C, beschermd tegen het licht totdat de flowcytometer is verkregen.

5. Acquisitie van flowcytometrie

  1. Verkrijg monsters via flowcytometer (bijv. BD FACSCalibur Flow Cytometer). Sluit de flowcytometer aan op de computersoftware en wacht tot de cytometer klaar is. Laad de sjabloon- en instrumentinstellingen (tabel 1).
  2. Start de monsteracquisitie.
  3. Gebruik de volgende cytometerstrategieën voor de selectie van geactiveerde basofielen139.
    1. Poort de lymfocyten van de Side Scatter (SSC) - Forward Scatter (FSC) plot.
    2. Poort de basofielen uit de lymfocytenpopulatie als CCR3 + CD203c + -cellen. Verkrijg ten minste 500 basofielen per buis.
    3. Toon een CCR3 - CD63-plot om activering te analyseren met CD63 als activeringsmarkering. Stel de CD63-negatieve drempel in op ongeveer 2,5% met behulp van de negatieve controlebuizen.
    4. Verkrijg alle monsters.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

BBT uitgevoerd met allergenen of geneesmiddelen maakt onderzoek van IgE-afhankelijke overgevoeligheidsreacties mogelijk. Basofiele reactiviteit moet worden gemeten in ten minste twee optimale concentraties om de beste resultaten te verkrijgen34 en activering wordt gevisualiseerd door de upregulatie van CD63 op het celoppervlak. In het geval van allergenen moet bovendien, om de basofiele reactiviteit te bevestigen, de basofiele gevoeligheid worden geanalyseerd door de reactiviteit te meten bij meerdere afnemende allergeenconcentraties114. Deze maatregel maakt het mogelijk om de allergeenconcentratie te bepalen die de respons van 50% basofielen (EC50) induceert, die kan worden uitgedrukt als "CD-sens"141. De meting van het gebied onder de dosiscurve (AUC) is onlangs voorgesteld om zowel basofiele reactiviteit als basofiele gevoeligheid samen te beoordelen58.

De flowcytometriestrategie voor het analyseren van BBT-resultaten wordt weergegeven in figuur 1 en figuur2 en omvat gating lymfocyten uit de SSC-FSC-plot (stap 1), gating basofielen uit de lymfocytenpopulatie als CCR3 + CD203c + -cellen (stap 2), met een CCR3 - CD63-plot om activering te analyseren met CD63 als activeringsmarker (stap 3). De cijfers tonen representatieve voorbeelden van BBT-resultaten die zijn verkregen voor geneesmiddelen (figuur 1) en allergenen (figuur 2).

Figure 1
Figuur 1: Representatieve analyse van de basofiele activeringstest van geneesmiddelen door middel van flowcytometrie. (A) SSC-FSC-plot om lymfocyten + basofielenpopulatie te selecteren. (B) CCR3-CD203c plot om basofielen uit de lymfocytenpopulatie te weren als CCR3+CD203c-cellen. (C) CCR3-CD63 plot om activering te analyseren met behulp van CD63 als activeringsmarker voor negatieve controle, positieve controle en medicijn. Waarden die in elk deelvenster worden weergegeven, vertegenwoordigen het percentage cellen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 2
Figuur 2: Representatieve analyse van allergeen basofiele activeringstest door flowcytometrie. (A) SSC-FSC-plot om lymfocyten + basofiele populatie te selecteren. (B) CCR3-CD203c plot om basofielen uit de lymfocytenpopulatie te weren als CCR3 +CD203c + cellen. (C) CCR3-CD63 plot om activering te analyseren met behulp van CD63 als activeringsmarker die resultaten toont voor negatieve controle en afnemende concentraties van allergeen (Ara h 9). Waarden die in elk deelvenster worden weergegeven, vertegenwoordigen het percentage cellen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Lichtbronnen (lasers) 488 nm Coherent SapphireTM luchtgekoelde argon-ion laser; 20 mW; 633-nm JDS UniphaseTM HeNe luchtgekoelde laser; 17 mW
Licht exciterende golflengte Blauwe laser: 488 nm; Rode laser: 633 nm
Lichtbronvermogen op de exciterende golflengte Blauwe laser: 20 mW; Rode laser: 17 mW
Optische filters SSC: 488/10; FITC: 530/30, PE:585/42, APC: 660/20
Optische detectoren FSC, SSC, FL1-H FITC, FL2-H PE, FL4-H APC
Optische detectoren tye luchtgekoelde argon-ion laser
Optische paden BD-achthoek (488 nm laserlijn); BD Trigons (633 nm laserlijn)

Tabel 1: Vereisten voor flowcytometers

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

BBT is een aanvullende in vitro diagnostische test voor de evaluatie van IgE-gemedieerde allergische reacties die nuttig is gebleken bij de diagnose van reacties geïnduceerd door verschillende triggers zoals geneesmiddelen, voedsel of inhalatiemiddelen, evenals bij sommige vormen van chronische urticaria. In het algemeen moeten bbt-prestaties worden overwogen als i) het allergeen/geneesmiddel vals-positieve resultaten in ST oplevert; ii) het allergeen/geneesmiddel is niet beschikbaar om te worden gebruikt voor ST- of sIgE-kwantificering; iii) er bestaat onenigheid tussen de klinische voorgeschiedenis en st- of sIgE-bepaling; iv) symptomen suggereren dat ST een systemische reactie kan veroorzaken; v) voorafgaand aan CCT voor culprit allergeen/geneesmiddelbevestiging10.

Met betrekking tot het experimentele protocol zijn er verschillende belangrijke aspecten waarmee rekening moet worden gehouden om geschikte bloedmonsters voor de test te krijgen. Systemische steroïden146 en immunosuppressoren, waaronder orale corticosteroïden,147 moeten vóór het testen worden vermeden vanwege een afname van basofiele respons146 (antihistaminica en topische steroïden hebben geen invloed op de BBT-resultaten)146. De test mag niet worden uitgevoerd tijdens infectie of actieve chronische ontstekingsaandoeningen148. De intervaltijd tussen de reactie en de test mag niet langer zijn dan 1 jaar vanwege gerapporteerde negativisatie van sIgE-niveaus in de loop van de tijd 42.52.149. De test wordt uitgevoerd met vers volbloed en mag niet langer dan 24 uur na bloedextractie150.151 worden uitgevoerd. Bloed moet worden verzameld in heparine-gestabiliseerde buizen omdat basofielen niet degranuleren als EDTA of zuur-citraat dextrose worden gebruikt als een stabilisator, hoewel het kan worden gebruikt na het toevoegen van calcium152. Aan de andere kant mag de stimulus die in de test wordt gebruikt geen hulpstoffen bevatten; om deze reden worden gestandaardiseerde allergeenextracten, recombinante of gezuiverde allergenen, pure actieve ingrediënten of intraveneuze injecteerbare medicijnpreparaten aanbevolen. Bovendien moeten chemische kenmerken van de geneesmiddelen worden overwogen. Sommige geneesmiddelen zijn bijvoorbeeld onstabiel in oplossing en moeten vóór elke test vers worden bereid, en andere zijn fotolabiel en moeten worden uitgevoerd terwijl de test tegen het licht wordt beschermd48. Toxiciteit en niet-specifieke activering moeten worden geëvalueerd voor elk getest allergeen / geneesmiddel en ROC-curven met bevestigde patiënten en tolerante controles moeten worden geanalyseerd om de cut-off te bepalen. Ten slotte moet het belang van beide positieve controles worden benadrukt in de analyse van de BBT. fMLP is een bacterieel peptide dat basofielactivatie induceert via de G-eiwit gekoppelde fMLP-receptor. Om deze reden wordt het vaak gebruikt als een positieve controle van niet-IgE-gemedieerde activering16. Anti-IgE of als alternatief anti-FcεRI worden gebruikt als positieve controles van IgE-gemedieerde basofielactivatie. Geen basofielenactivatie in aanwezigheid van zowel niet-IgE- als IgE-gemedieerde positieve controles suggereren niet genoeg kwaliteit van basofielen of fouten in het experimentele protocol. Daarentegen worden basofielen geactiveerd met fMLP maar niet met anti-IgE of anti-FcεRI aangewezen als non-responder basofielen, naar schatting is 6-17% van de algemene bevolking non-responder op stimulatie via FcεRI in BBT 63,84,153, hoewel ze normale dichtheden van cellenoppervlak IgE uitdrukken. Niet-responsiviteit kan verband houden met lage niveaus van Syk-fosfatase 154.155.156 samen met verhoogde niveaus van CD45 157. Hoewel studies hebben aangetoond dat non-responder basofielen in aanwezigheid van IL-3158 in in vitro assays in responders kunnen veranderen, kunnen non-responder basofielen nog steeds worden gedetecteerd in BAT en in deze gevallen kunnen de resultaten niet in aanmerking worden genomen voor evaluatie.

Over de opname van IL-3, een basofiel primingcytokine, bestaat er geen algemene consensus. Van het gebruik van IL-3 is gemeld dat het de basofiele responsiviteit in CD63-gebaseerde BAT verbetert zonder cd63-upregulatie op zichzelf te induceren na een korte voorbehandeling 7.159.160. Een andere studie suggereert echter dat IL-3 CD63-expressie upreguleert bij baseline161. In het geval van OP CD203c gebaseerde BBT bevestigen studies daarentegen dat IL-3-priming de CD203c-expressie verbetert door basofielen te laten rusten, waardoor de verschillen tussen niet-gestimuleerde en gestimuleerde basofielen afnemen en de BBT-gevoeligheid afnemen 159.161.

Verschillende gatingstrategieën kunnen worden gebruikt om basofiele populatie te identificeren en basofiele activering te analyseren door middel van flowcyotmetrie. Basofielen zijn laagzijdige strooicellen die kunnen worden geïdentificeerd door middel van verschillende selectiemarkeringsopties 162.163.164, een belangrijk punt dat de diagnostische efficiëntie van BBT165.166 kan beïnvloeden. Celmarkerselectie moet gebaseerd zijn op specificiteit om basofielen te onderscheiden van andere celpopulaties en op celmarkerexpressie op rustende en geactiveerde cellen. De bekendste en meest gebruikte basofielselectiemarkers zijn: CD193 (CCR3) (ook tot expressie gebracht op mestcellen, Th2-lymfocyten162 en eosinofielen), CD123 (ook tot expressie gebracht op HLA-DR+ plasmacytoïde dendritische cellen), CD203c (uitsluitend tot expressie gebracht op basofielen en upreguleerd na basofiele activering) en FcεRI (ook uitgedrukt op pluripotente voorlopers van mestcellen)139. Op basis van deze celmarkers en in combinatie met SSC zijn meer gebruikelijke selectiestrategieën SSClowCCR3+, SSClowCCR3+CD203c+ (toegepast in dit protocol), SSClowCD123+HLA-DR−, SSClowCD203c+CD123+HLA-DR−, SSClowFcεRI+HLA-DR− (om antigeen presenterende cellen en monocyten uit te sluiten 146,161 ,162,163), SSClowCD203c+CRTH2+CD3- (om T-cellen uit te sluiten)164, SSClowCD203c+ of SSClowCCR3+CD123+10,162,166, SSClowCD123+(CD3-CD14-CD19-CD20-)167,168, en SSClageIgE + 169.170, hoewel dit laatste niet wordt aanbevolen vanwege beperkingen bij patiënten met lage IgE-niveaus. Na nauwkeurige selectie van basofiele populatie wordt activering meestal gedetecteerd door de detectie van CD63, gelegen in het membraan van secretoire korrels 16.171 waarvan de expressie op het basofiele oppervlak direct gecorreleerd is met basofiele degranulatie en histamineafgifte 16.172.173. Een andere optie is de analyse van CD203c, hoewel de gevoeligheid lager is vanwege de upregulatie met IL-3159,161, constitutief uitgedrukt op rustende basofielen en upregulerend op geactiveerde basofielen.

Basofiele activering wordt gedetecteerd door het percentage CD63-positieve cellen (CD63-gebaseerde BBT) of variaties in CD203c-gemiddelde fluorescentie-intensiteit (MFI) (CD203c-gebaseerde BBT) te meten in vergelijking met een negatieve controle die als drempelwaarde voor elke test is ingesteld. Een drempel van 2,5% CD63-positieve cellen in de negatieve controle (niet-gestimuleerde cellen) wordt aanbevolen om de meest nauwkeurige BBT-resultaten te bepalen in vergelijking met een gecontroleerde provocatietest. De overweging van positiviteit hangt af van de geteste stimulus. Basofiele activering wordt als positief beschouwd voor een stimulus als het percentage CD63-positieve basofielen in aanwezigheid van de stimulus gedeeld door het percentage CD63-positieve basofielen in de negatieve controle hoger is dan de cut-off berekend door ROC-curveanalyse van gegevens verkregen van bevestigde allergische patiënten en gezonde donoren.

Bat-prestaties maken het mogelijk om onderscheid te maken tussen IgE-afhankelijke en IgE-onafhankelijke basofielactivatie door het remmende effect van wortmannine (WTM)16.174.175 te analyseren, een krachtige en specifieke remmer van fosfoinositide 3-kinase die betrokken is bij IgE-gemedieerde basofielactivatie. De remmingstest wordt uitgevoerd door bloed te incuberen met WTM (1 μM) bij 37 °C gedurende 5 minuten vóór de incubatie met de stimulus. Om te bevestigen dat BAT-remming met WTM correct is, moet remming van positieve controle anti-IgE maar niet van positieve controle fMLP in acht worden genomen.

Helaas is er geen standaardisatie tussen verschillende laboratoria in termen van procedures, concentraties en markers. Toekomstige multicenter studies zijn nodig om de methode te standaardiseren om resultaten tussen centra te vergelijken en om de test klinisch te standaardiseren en te valideren.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

We bedanken Claudia Corazza voor haar onschatbare Engelse taalondersteuning. Dit werk werd ondersteund door het Instituut voor Gezondheid "Carlos III" (ISCIII) van het MINECO (subsidie medegefinancierd door het EFRO: "Una manera de hacer Europa"; Subsidies nrs. PI20/01715; PI18/00095; PI17/01410; PI17/01318; PI17/01237 en RETIC ARADYAL RD16/0006/0001; Andalusisch Regionaal Ministerie van Volksgezondheid (Subsidie nrs. PI-0127-2020, PIO-0176-2018; PE-0172-2018; PE-0039-2018; PC-0098-2017; PI-0075-2017; PI-0241-2016). ID is klinisch onderzoeker (B-0001-2017) en AA heeft een senior postdoctoraal contract (RH-0099-2020), beide ondersteund door het Andalusische regionale ministerie van Volksgezondheid (medegefinancierd door ESF: "Andalucía se mueve con Europa").

Materials

Name Company Catalog Number Comments
5 mL Round Bottom Polystyrene Test Tube, without Cap, Nonsterile Corning 352008
APC anti-human CD193 (CCR3) Antibody BioLegend 310708
BD FACSCalibur Flow Cytometer BD Biosciences
Calcium chloride Sigma-Aldrich C1016
FITC anti-human CD63 Antibody BioLegend 353006
HEPES (1 M) Thermo-Fisher 15630106
Lysing Solution 10x concentrated BD Biosciences 349202
Magnesium chloride Sigma-Aldrich M8266
N-Formyl-Met-Leu-Phe Sigma-Aldrich F3506
PE anti-human CD203c (E-NPP3) Antibody BioLegend 324606
Potassium chloride Sigma-Aldrich P9541
Purified Mouse Anti-Human IgE BD Biosciences 555857
Recombinant Human IL-3 R&D Systems 203-IL
Sheath Fluid BD Biosciences 342003
Sodium chloride Sigma-Aldrich S3014
TUBE 9 mL LH Lithium Heparin Greiner Bio-One 455084
Tween 20 Sigma-Aldrich P1379

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mayorga, C., et al. In vitro tests for drug hypersensitivity reactions: an ENDA/EAACI Drug Allergy Interest Group position paper. Allergy. 71 (8), 1103-1134 (2016).
  2. Romano, A., et al. Towards a more precise diagnosis of hypersensitivity to beta-lactams - an EAACI position paper. Allergy. 75 (6), 1300-1315 (2020).
  3. Garvey, L. H., et al. An EAACI position paper on the investigation of perioperative immediate hypersensitivity reactions. Allergy. 74 (10), 1872-1884 (2019).
  4. Gomes, E. R., et al. Drug hypersensitivity in children: report from the pediatric task force of the EAACI Drug Allergy Interest Group. Allergy. 71 (2), 149-161 (2016).
  5. Ansotegui, I. J., et al. IgE allergy diagnostics and other relevant tests in allergy, a World Allergy Organization position paper. World Allergy Organization Journal. 13 (2), 100080 (2020).
  6. Jeebhay, M. F., et al. Food processing and occupational respiratory allergy- An EAACI position paper. Allergy. 74 (10), 1852-1871 (2019).
  7. Ebo, D. G., et al. Flow-assisted allergy diagnosis: current applications and future perspectives. Allergy. 61 (9), 1028-1039 (2006).
  8. Bochner, B. S. Systemic activation of basophils and eosinophils: markers and consequences. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 106 (5), Suppl 292-302 (2000).
  9. Ghannadan, M., et al. Detection of novel CD antigens on the surface of human mast cells and basophils. International Archives of Allergy and Immunology. 127 (4), 299-307 (2002).
  10. Hoffmann, H. J., et al. The clinical utility of basophil activation testing in diagnosis and monitoring of allergic disease. Allergy. 70 (11), 1393-1405 (2015).
  11. Sainte-Laudy, J., Sabbah, A., Drouet, M., Lauret, M. G., Loiry, M. Diagnosis of venom allergy by flow cytometry. Correlation with clinical history, skin tests, specific IgE, histamine and leukotriene C4 release. Clinical & Experimental Allergy. 30 (8), 1166-1171 (2000).
  12. Sturm, G. J., et al. The CD63 basophil activation test in Hymenoptera venom allergy: a prospective study. Allergy. 59 (10), 1110-1117 (2004).
  13. Erdmann, S. M., et al. The basophil activation test in wasp venom allergy: sensitivity, specificity and monitoring specific immunotherapy. Allergy. 59 (10), 1102-1109 (2004).
  14. De Weck, A. L., et al. Diagnostic tests based on human basophils: more potentials and perspectives than pitfalls. International Archives of Allergy and Immunology. 146 (3), 177-189 (2008).
  15. Buhring, H. J., Streble, A., Valent, P. The basophil-specific ectoenzyme E-NPP3 (CD203c) as a marker for cell activation and allergy diagnosis. International Archives of Allergy and Immunology. 133 (4), 317-329 (2004).
  16. Knol, E. F., Mul, F. P., Jansen, H., Calafat, J., Roos, D. Monitoring human basophil activation via CD63 monoclonal antibody 435. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 88 (3), Pt 1 328-338 (1991).
  17. Fureder, W., Agis, H., Sperr, W. R., Lechner, K., Valent, P. The surface membrane antigen phenotype of human blood basophils. Allergy. 49 (10), 861-865 (1994).
  18. Sanz, M. L., et al. Allergen-induced basophil activation: CD63 cell expression detected by flow cytometry in patients allergic to Dermatophagoides pteronyssinus and Lolium perenne. Clinical & Experimental Allergy. 31 (7), 1007-1013 (2001).
  19. Monneret, G., et al. Monitoring of basophil activation using CD63 and CCR3 in allergy to muscle relaxant drugs. Clin Immunol. 102 (2), 192-199 (2002).
  20. Sanz, M. L., et al. Flow cytometric basophil activation test by detection of CD63 expression in patients with immediate-type reactions to betalactam antibiotics. Clinical & Experimental Allergy. 32 (2), 277-286 (2002).
  21. Ebo, D. G., et al. Flow cytometric analysis of in vitro activated basophils, specific IgE and skin tests in the diagnosis of pollen-associated food allergy. Cytometry Part B: Clinical Cytometry. 64 (1), 28-33 (2005).
  22. Sudheer, P. S., Hall, J. E., Read, G. F., Rowbottom, A. W., Williams, P. E. Flow cytometric investigation of peri-anaesthetic anaphylaxis using CD63 and CD203c. Anaesthesia. 60 (3), 251-256 (2005).
  23. Binder, M., Fierlbeck, G., King, T., Valent, P., Buhring, H. J. Individual hymenoptera venom compounds induce upregulation of the basophil activation marker ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase 3 (CD203c) in sensitized patients. International Archives of Allergy and Immunology. 129 (2), 160-168 (2002).
  24. Hauswirth, A. W., et al. Recombinant allergens promote expression of CD203c on basophils in sensitized individuals. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 110 (1), 102-109 (2002).
  25. Boumiza, R., et al. Marked improvement of the basophil activation test by detecting CD203c instead of CD63. Clinical & Experimental Allergy. 33 (2), 259-265 (2003).
  26. Macglashan, D. Expression of CD203c and CD63 in human basophils: relationship to differential regulation of piecemeal and anaphylactic degranulation processes. Clinical & Experimental Allergy. 40 (9), 1365-1377 (2010).
  27. Mayorga, C., Dona, I., Perez-Inestrosa, E., Fernandez, T. D., Torres, M. J. The Value of In Vitro Tests to DiminishDrug Challenges. International Journal of Molecular Sciences. 18 (6), (2017).
  28. Brockow, K., et al. General considerations for skin test procedures in the diagnosis of drug hypersensitivity. Allergy. 57 (1), 45-51 (2002).
  29. Brockow, K., et al. Skin test concentrations for systemically administered drugs -- an ENDA/EAACI Drug Allergy Interest Group position paper. Allergy. 68 (6), 702-712 (2013).
  30. Torres, M. J., et al. Approach to the diagnosis of drug hypersensitivity reactions: similarities and differences between Europe and North America. Clinical and Translational Allergy. 7, 7 (2017).
  31. Mayorga, C., et al. In vitro tests for drug hypersensitivity reactions: an ENDA/EAACI Drug Allergy Interest Group position paper. Allergy. 71 (8), 1103-1134 (2016).
  32. Mayorga, C., et al. Controversies in drug allergy: In vitro testing. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 143 (1), 56-65 (2019).
  33. Aberer, W., et al. Drug provocation testing in the diagnosis of drug hypersensitivity reactions: general considerations. Allergy. 58 (9), 854-863 (2003).
  34. De Week, A. L., et al. Diagnosis of immediate-type beta-lactam allergy in vitro by flow-cytometric basophil activation test and sulfidoleukotriene production: a multicenter study. Journal of Investigational Allergology and Clinical Immunology. 19 (2), 91-109 (2009).
  35. Abuaf, N., et al. Comparison of two basophil activation markers CD63 and CD203c in the diagnosis of amoxicillin allergy. Clinical & Experimental Allergy. 38 (6), 921-928 (2008).
  36. Torres, M. J., et al. The diagnostic interpretation of basophil activation test in immediate allergic reactions to betalactams. Clinical & Experimental Allergy. 34 (11), 1768-1775 (2004).
  37. Torres, M. J., et al. Clavulanic acid can be the component in amoxicillin-clavulanic acid responsible for immediate hypersensitivity reactions. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 125 (2), 502-505 (2010).
  38. Eberlein, B., et al. A new basophil activation test using CD63 and CCR3 in allergy to antibiotics. Clinical & Experimental Allergy. 40 (3), 411-418 (2010).
  39. Sanchez-Morillas, L., et al. Selective allergic reactions to clavulanic acid: a report of 9 cases. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 126 (1), 177-179 (2010).
  40. Leysen, J., et al. Allergy to rocuronium: from clinical suspicion to correct diagnosis. Allergy. 66 (8), 1014-1019 (2011).
  41. Ebo, D. G., et al. Flow-assisted diagnostic management of anaphylaxis from rocuronium bromide. Allergy. 61 (8), 935-939 (2006).
  42. Kvedariene, V., et al. Diagnosis of neuromuscular blocking agent hypersensitivity reactions using cytofluorimetric analysis of basophils. Allergy. 61 (3), 311-315 (2006).
  43. Hagau, N., Gherman-Ionica, N., Sfichi, M., Petrisor, C. Threshold for basophil activation test positivity in neuromuscular blocking agents hypersensitivity reactions. Allergy Asthma Clin Immunol. 9 (1), 42 (2013).
  44. Uyttebroek, A. P., et al. Flowcytometric diagnosis of atracurium-induced anaphylaxis. Allergy. 69 (10), 1324-1332 (2014).
  45. Abuaf, N., et al. Validation of a flow cytometric assay detecting in vitro basophil activation for the diagnosis of muscle relaxant allergy. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 104 (2), Pt 1 411-418 (1999).
  46. Aranda, A., et al. In vitro evaluation of IgE-mediated hypersensitivity reactions to quinolones. Allergy. 66 (2), 247-254 (2011).
  47. Fernandez, T. D., et al. Hypersensitivity to fluoroquinolones: The expression of basophil activation markers depends on the clinical entity and the culprit fluoroquinolone. Medicine (Baltimore). 95 (23), 3679 (2016).
  48. Mayorga, C., et al. Fluoroquinolone photodegradation influences specific basophil activation. International Archives of Allergy and Immunology. 160 (4), 377-382 (2013).
  49. Rouzaire, P., et al. Negativity of the basophil activation test in quinolone hypersensitivity: a breakthrough for provocation test decision-making. International Archives of Allergy and Immunology. 157 (3), 299-302 (2012).
  50. Hagau, N., Longrois, D., Petrisor, C. Threshold for positivity and optimal dipyrone concentration in flow cytometry-assisted basophil activation test. Allergy, Asthma & Immunology Research. 5 (6), 383-388 (2013).
  51. Gamboa, P. M., et al. Use of CD63 expression as a marker of in vitro basophil activation and leukotriene determination in metamizol allergic patients. Allergy. 58 (4), 312-317 (2003).
  52. Gomez, E., et al. Immunoglobulin E-mediated immediate allergic reactions to dipyrone: value of basophil activation test in the identification of patients. Clinical & Experimental Allergy. 39 (8), 1217-1224 (2009).
  53. Pinnobphun, P., Buranapraditkun, S., Kampitak, T., Hirankarn, N., Klaewsongkram, J. The diagnostic value of basophil activation test in patients with an immediate hypersensitivity reaction to radiocontrast media. Annals of Allergy, Asthma & Immunology. 106 (5), 387-393 (2011).
  54. Salas, M., et al. Diagnosis of immediate hypersensitivity reactions to radiocontrast media. Allergy. 68 (9), 1203-1206 (2013).
  55. Chirumbolo, S. Basophil activation test (BAT) in the diagnosis of immediate hypersensitivity reactions to radiocontrast media. Allergy. 68 (12), 1627-1628 (2013).
  56. Dona, I., et al. Hypersensitivity Reactions to Multiple Iodinated Contrast Media. Frontiers in Pharmacology. 11, 575437 (2020).
  57. Giavina-Bianchi, P., Galvao, V. R., Picard, M., Caiado, J., Castells, M. C. Basophil Activation Test is a Relevant Biomarker of the Outcome of Rapid Desensitization in Platinum Compounds-Allergy. Journal of Allergy and Clinical Immunology Practice. 5 (3), 728-736 (2017).
  58. Iwamoto, T., et al. Evaluation of basophil CD203c as a predictor of carboplatin-related hypersensitivity reaction in patients with gynecologic cancer. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 35 (9), 1487-1495 (2012).
  59. Iwamoto, T., et al. Carboplatin-induced severe hypersensitivity reaction: role of IgE-dependent basophil activation and FcepsilonRI. Cancer Science. 105 (11), 1472-1479 (2014).
  60. Muraro, A., et al. EAACI food allergy and anaphylaxis guidelines: diagnosis and management of food allergy. Allergy. 69 (8), 1008-1025 (2014).
  61. Sato, S., et al. Basophil activation marker CD203c is useful in the diagnosis of hen's egg and cow's milk allergies in children. International Archives of Allergy and Immunology. 152, Suppl 1 54-61 (2010).
  62. Ciepiela, O., et al. Basophil activation test based on the expression of CD203c in the diagnostics of cow milk allergy in children. European Journal of Medical Research. 15, Suppl 2 21-26 (2010).
  63. Ocmant, A., et al. Basophil activation tests for the diagnosis of food allergy in children. Clinical & Experimental Allergy. 39 (8), 1234-1245 (2009).
  64. Carroccio, A., et al. A comparison between two different in vitro basophil activation tests for gluten- and cow's milk protein sensitivity in irritable bowel syndrome (IBS)-like patients. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. 51 (6), 1257-1263 (2013).
  65. Tokuda, R., et al. Antigen-induced expression of CD203c on basophils predicts IgE-mediated wheat allergy. Allergology International. 58 (2), 193-199 (2009).
  66. Chinuki, Y., et al. CD203c expression-based basophil activation test for diagnosis of wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 129 (5), 1404-1406 (2012).
  67. Carroccio, A., et al. Non-celiac wheat sensitivity diagnosed by double-blind placebo-controlled challenge: exploring a new clinical entity. Am J Gastroenterol. 107 (12), 1898-1906 (2012).
  68. Carroccio, A., et al. A cytologic assay for diagnosis of food hypersensitivity in patients with irritable bowel syndrome. Clin Gastroenterol Hepatol. 8 (3), 254-260 (2010).
  69. Santos, A. F., et al. Basophil activation test discriminates between allergy and tolerance in peanut-sensitized children. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 134 (3), 645-652 (2014).
  70. Glaumann, S., et al. Basophil allergen threshold sensitivity, CD-sens, IgE-sensitization and DBPCFC in peanut-sensitized children. Allergy. 67 (2), 242-247 (2012).
  71. Javaloyes, G., et al. Performance of different in vitro techniques in the molecular diagnosis of peanut allergy. Journal of Investigational Allergology and Clinical Immunology. 22 (7), 508-513 (2012).
  72. Glaumann, S., Nopp, A., Johansson, S. G., Borres, M. P., Nilsson, C. Oral peanut challenge identifies an allergy but the peanut allergen threshold sensitivity is not reproducible. PLoS One. 8 (1), 53465 (2013).
  73. Elizur, A., et al. NUT Co Reactivity - ACquiring Knowledge for Elimination Recommendations (NUT CRACKER) study. Allergy. 73 (3), 593-601 (2018).
  74. Cucu, T., De Meulenaer, B., Bridts, C., Devreese, B., Ebo, D. Impact of thermal processing and the Maillard reaction on the basophil activation of hazelnut allergic patients. Food Chem Toxicol. 50 (5), 1722-1728 (2012).
  75. Worm, M., et al. Impact of native, heat-processed and encapsulated hazelnuts on the allergic response in hazelnut-allergic patients. Clinical & Experimental Allergy. 39 (1), 159-166 (2009).
  76. Brandstrom, J., et al. Basophil allergen threshold sensitivity and component-resolved diagnostics improve hazelnut allergy diagnosis. Clinical & Experimental Allergy. 45 (9), 1412-1418 (2015).
  77. Lotzsch, B., Dolle, S., Vieths, S., Worm, M. Exploratory analysis of CD63 and CD203c expression in basophils from hazelnut sensitized and allergic individuals. Clinical and Translational Allergy. 6, 45 (2016).
  78. Ebo, D. G., Bridts, C. H., Hagendorens, M. M., De Clerck, L. S., Stevens, W. J. Scampi allergy: from fancy name-giving to correct diagnosis. Journal of Investigational Allergology and Clinical Immunology. 18 (3), 228-230 (2008).
  79. Gamboa, P. M., et al. Component-resolved in vitro diagnosis in peach-allergic patients. Journal of Investigational Allergology and Clinical Immunology. 19 (1), 13-20 (2009).
  80. Gamboa, P. M., et al. Two different profiles of peach allergy in the north of Spain. Allergy. 62 (4), 408-414 (2007).
  81. Diaz-Perales, A., et al. Recombinant Pru p 3 and natural Pru p 3, a major peach allergen, show equivalent immunologic reactivity: a new tool for the diagnosis of fruit allergy. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 111 (3), 628-633 (2003).
  82. Erdmann, S. M., Heussen, N., Moll-Slodowy, S., Merk, H. F., Sachs, B. CD63 expression on basophils as a tool for the diagnosis of pollen-associated food allergy: sensitivity and specificity. Clinical & Experimental Allergy. 33 (5), 607-614 (2003).
  83. Erdmann, S. M., et al. In vitro analysis of birch-pollen-associated food allergy by use of recombinant allergens in the basophil activation test. International Archives of Allergy and Immunology. 136 (3), 230-238 (2005).
  84. Rubio, A., et al. Benefit of the basophil activation test in deciding when to reintroduce cow's milk in allergic children. Allergy. 66 (1), 92-100 (2011).
  85. Decuyper, I. i, et al. Performance of basophil activation test and specific IgG4 as diagnostic tools in nonspecific lipid transfer protein allergy: Antwerp-Barcelona comparison. Allergy. 75 (3), 616-624 (2020).
  86. Mayorga, C., et al. Basophil response to peanut allergens in Mediterranean peanut-allergic patients. Allergy. 69 (7), 964-968 (2014).
  87. Glaumann, S., et al. Evaluation of basophil allergen threshold sensitivity (CD-sens) to peanut and Ara h 8 in children IgE-sensitized to Ara h 8. Clinical and Molecular Allergy. 13 (1), 5 (2015).
  88. Wolbing, F., et al. The clinical relevance of birch pollen profilin cross-reactivity in sensitized patients. Allergy. 72 (4), 562-569 (2017).
  89. Commins, S. P., et al. Delayed clinical and ex vivo response to mammalian meat in patients with IgE to galactose-alpha-1,3-galactose. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 134 (1), 108-115 (2014).
  90. Santos, A. F., et al. Distinct parameters of the basophil activation test reflect the severity and threshold of allergic reactions to peanut. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 135 (1), 179-186 (2015).
  91. Song, Y., et al. Correlations between basophil activation, allergen-specific IgE with outcome and severity of oral food challenges. Annals of Allergy, Asthma & Immunology. 114 (4), 319-326 (2015).
  92. Chinthrajah, R. S., et al. Development of a tool predicting severity of allergic reaction during peanut challenge. Annals of Allergy, Asthma & Immunology. 121 (1), 69-76 (2018).
  93. Santos, A. F., Shreffler, W. G. Road map for the clinical application of the basophil activation test in food allergy. Clinical & Experimental Allergy. 47 (9), 1115-1124 (2017).
  94. Santos, A. F., et al. Biomarkers of severity and threshold of allergic reactions during oral peanut challenges. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 146 (2), 344-355 (2020).
  95. Reier-Nilsen, T., et al. Predicting reactivity threshold in children with anaphylaxis to peanut. Clinical & Experimental Allergy. 48 (4), 415-423 (2018).
  96. Chapuis, A., et al. h 2 basophil activation test does not predict clinical reactivity to peanut. Journal of Allergy and Clinical Immunology Practice. 6 (5), 1772-1774 (2018).
  97. Patil, S. U., et al. Early decrease in basophil sensitivity to Ara h 2 precedes sustained unresponsiveness after peanut oral immunotherapy. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 144 (5), 1310-1319 (2019).
  98. Chinthrajah, R. S., et al. Sustained outcomes in oral immunotherapy for peanut allergy (POISED study): a large, randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 2 study. Lancet. 394 (10207), 1437-1449 (2019).
  99. Kim, E. H., et al. Long-term sublingual immunotherapy for peanut allergy in children: Clinical and immunologic evidence of desensitization. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 144 (5), 1320-1326 (2019).
  100. Tsai, M., Mukai, K., Chinthrajah, R. S., Nadeau, K. C., Galli, S. J. Sustained successful peanut oral immunotherapy associated with low basophil activation and peanut-specific IgE. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 145 (3), 885-896 (2020).
  101. Nachshon, L., et al. Efficacy and Safety of Sesame Oral Immunotherapy-A Real-World, Single-Center Study. Journal of Allergy and Clinical Immunology Practice. 7 (8), 2775-2781 (2019).
  102. Goldberg, M. R., et al. Efficacy of baked milk oral immunotherapy in baked milk-reactive allergic patients. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 136 (6), 1601-1606 (2015).
  103. Keet, C. A., et al. The safety and efficacy of sublingual and oral immunotherapy for milk allergy. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 129 (2), 448-455 (2012).
  104. Matsui, T., et al. Changes in passively-sensitized basophil activation to alphaS1-casein after oral immunotherapy. Immunity, Inflammation and Disease. 8 (2), 188-197 (2020).
  105. Giavi, S., et al. Oral immunotherapy with low allergenic hydrolysed egg in egg allergic children. Allergy. 71 (11), 1575-1584 (2016).
  106. Jones, S. M., et al. Clinical efficacy and immune regulation with peanut oral immunotherapy. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 124 (2), 292-300 (2009).
  107. Burks, A. W., et al. Oral immunotherapy for treatment of egg allergy in children. New England Journal of Medicine. 367 (3), 233-243 (2012).
  108. Elizur, A., et al. Clinical and laboratory 2-year outcome of oral immunotherapy in patients with cow's milk allergy. Allergy. 71 (2), 275-278 (2016).
  109. Gernez, Y., et al. Basophil CD203c levels are increased at baseline and can be used to monitor omalizumab treatment in subjects with nut allergy. International Archives of Allergy and Immunology. 154 (4), 318-327 (2011).
  110. Gomez, E., et al. Role of the basophil activation test in the diagnosis of local allergic rhinitis. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 132 (4), 975-976 (2013).
  111. Nopp, A., et al. Basophil allergen threshold sensitivity: a useful approach to anti-IgE treatment efficacy evaluation. Allergy. 61 (3), 298-302 (2006).
  112. Dahlen, B., et al. Basophil allergen threshold sensitivity, CD-sens, is a measure of allergen sensitivity in asthma. Clinical & Experimental Allergy. 41 (8), 1091-1097 (2011).
  113. Lalek, N., Kosnik, M., Silar, M., Korosec, P. Immunoglobulin G-dependent changes in basophil allergen threshold sensitivity during birch pollen immunotherapy. Clinical & Experimental Allergy. 40 (8), 1186-1193 (2010).
  114. Schmid, J. M., Wurtzen, P. A., Dahl, R., Hoffmann, H. J. Early improvement in basophil sensitivity predicts symptom relief with grass pollen immunotherapy. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 134 (3), 741-744 (2014).
  115. Sharif, H., et al. Immunologic mechanisms of a short-course of Lolium perenne peptide immunotherapy: A randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 144 (3), 738-749 (2019).
  116. Kim, S. H., et al. Changes in basophil activation during immunotherapy with house dust mite and mugwort in patients with allergic rhinitis. Asia Pacific Allergy. 8 (1), 6 (2018).
  117. Feng, M., et al. Allergen Immunotherapy-Induced Immunoglobulin G4 Reduces Basophil Activation in House Dust Mite-Allergic Asthma Patients. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 8, 30 (2020).
  118. Korosec, P., et al. Clinical routine utility of basophil activation testing for diagnosis of hymenoptera-allergic patients with emphasis on individuals with negative venom-specific IgE antibodies. International Archives of Allergy and Immunology. 161 (4), 363-368 (2013).
  119. Ebo, D. G., Hagendorens, M. M., Bridts, C. H., De Clerck, L. S., Stevens, W. J. Hymenoptera venom allergy: taking the sting out of difficult cases. Journal of Investigational Allergology and Clinical Immunology. 17 (6), 357-360 (2007).
  120. Ebo, D. G., et al. Flow-assisted quantification of in vitro activated basophils in the diagnosis of wasp venom allergy and follow-up of wasp venom immunotherapy. Cytometry Part B: Clinical Cytometry. 72 (3), 196-203 (2007).
  121. Ott, H., Tenbrock, K., Baron, J., Merk, H., Lehmann, S. Basophil activation test for the diagnosis of hymenoptera venom allergy in childhood: a pilot study. Klin Padiatr. 223 (1), 27-32 (2011).
  122. Eberlein-Konig, B., Rakoski, J., Behrendt, H., Ring, J. Use of CD63 expression as marker of in vitro basophil activation in identifying the culprit in insect venom allergy. Journal of Investigational Allergology and Clinical Immunology. 14 (1), 10-16 (2004).
  123. Eberlein, B., Krischan, L., Darsow, U., Ollert, M., Ring, J. Double positivity to bee and wasp venom: improved diagnostic procedure by recombinant allergen-based IgE testing and basophil activation test including data about cross-reactive carbohydrate determinants. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 130 (1), 155-161 (2012).
  124. Sturm, G. J., et al. Inconsistent results of diagnostic tools hamper the differentiation between bee and vespid venom allergy. PLoS One. 6 (6), 20842 (2011).
  125. Zitnik, S. E., et al. Monitoring honeybee venom immunotherapy in children with the basophil activation test. Pediatric Allergy and Immunology. 23 (2), 166-172 (2012).
  126. Kosnik, M., Silar, M., Bajrovic, N., Music, E., Korosec, P. High sensitivity of basophils predicts side-effects in venom immunotherapy. Allergy. 60 (11), 1401-1406 (2005).
  127. Celesnik, N., et al. Short-term venom immunotherapy induces desensitization of FcepsilonRI-mediated basophil response. Allergy. 67 (12), 1594-1600 (2012).
  128. Nullens, S., et al. Basophilic histamine content and release during venom immunotherapy: insights by flow cytometry. Cytometry Part B: Clinical Cytometry. 84 (3), 173-178 (2013).
  129. Bidad, K., Nawijn, M. C., Van Oosterhout, A. J., Van Der Heide, S., Elberink, J. N. Basophil activation test in the diagnosis and monitoring of mastocytosis patients with wasp venom allergy on immunotherapy. Cytometry Part B: Clinical Cytometry. 86 (3), 183-190 (2014).
  130. Eberlein-Konig, B., Schmidt-Leidescher, C., Behrendt, H., Ring, J. Predicting side-effects in venom immunotherapy by basophil activation. Allergy. 61 (7), 897 (2006).
  131. Kikuchi, Y., Kaplan, A. P. Mechanisms of autoimmune activation of basophils in chronic urticaria. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 107 (6), 1056-1062 (2001).
  132. Huston, D. P., Sabato, V. Decoding the Enigma of Urticaria and Angioedema. Journal of Allergy and Clinical Immunology Practice. 6 (4), 1171-1175 (2018).
  133. Netchiporouk, E., et al. Positive CD63 Basophil Activation Tests Are Common in Children with Chronic Spontaneous Urticaria and Linked to High Disease Activity. International Archives of Allergy and Immunology. 171 (2), 81-88 (2016).
  134. Irinyi, B., et al. Extended diagnostic value of autologous serum skin test and basophil CD63 expression assay in chronic urticaria. British Journal of Dermatology. 168 (3), 656-658 (2013).
  135. Chen, Q., et al. Basophil CD63 expression in chronic spontaneous urticaria: correlation with allergic sensitization, serum autoreactivity and basophil reactivity. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology. 31 (3), 463-468 (2017).
  136. Wedi, B., Novacovic, V., Koerner, M., Kapp, A. Chronic urticaria serum induces histamine release, leukotriene production, and basophil CD63 surface expression--inhibitory effects ofanti-inflammatory drugs. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 105 (3), 552-560 (2000).
  137. Yasnowsky, K. M., et al. Chronic urticaria sera increase basophil CD203c expression. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 117 (6), 1430-1434 (2006).
  138. Curto-Barredo, L., et al. Basophil Activation Test identifies the patients with Chronic Spontaneous Urticaria suffering the most active disease. Immunity, Inflammation and Disease. 4 (4), 441-445 (2016).
  139. Santos, A. F., Alpan, O., Hoffmann, H. J. Basophil activation test: Mechanisms and considerations for use in clinical trials and clinical practice. Allergy. , (2021).
  140. Boumiza, R., Debard, A. L., Monneret, G. The basophil activation test by flow cytometry: recent developments in clinical studies, standardization and emerging perspectives. Clinical and Molecular Allergy. 3, 9 (2005).
  141. Aljadi, Z., et al. Activation of basophils is a new and sensitive marker of biocompatibility in hemodialysis. Artif Organs. 38 (11), 945-953 (2014).
  142. Rasmussen, P., Spillner, E., Hoffmann, H. J. Inhibiting phosphatase SHIP-1 enhances suboptimal IgE-mediated activation of human blood basophils but inhibits IgE-mediated activation of cultured human mast cells. Immunology Letters. 210, 40-46 (2019).
  143. Mueller-Wirth, N., et al. IgE-mediated chlorhexidine allergy-Cross-reactivity with other biguanide disinfectants. Allergy. 75 (12), 3237-3247 (2020).
  144. Johansson, S. G., et al. Passive IgE-sensitization by blood transfusion. Allergy. 60 (9), 1192-1199 (2005).
  145. Ariza, A., et al. Basophil activation after nonsteroidal anti-inflammatory drugs stimulation in patients with immediate hypersensitivity reactions to these drugs. Cytometry A. 85 (5), 400-407 (2014).
  146. Sturm, G. J., et al. The basophil activation test in the diagnosis of allergy: technical issues and critical factors. Allergy. 64 (9), 1319-1326 (2009).
  147. Iqbal, K., Bhargava, K., Skov, P. S., Falkencrone, S., Grattan, C. E. A positive serum basophil histamine release assay is a marker for ciclosporin-responsiveness in patients with chronic spontaneous urticaria. Clinical and Translational Allergy. 2 (1), 19 (2012).
  148. Korosec, P., et al. high-affinity IgE receptors, and CCL2 in human anaphylaxis. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 140 (3), 750-758 (2017).
  149. Fernandez, T. D., et al. Negativization rates of IgE radioimmunoassay and basophil activation test in immediate reactions to penicillins. Allergy. 64 (2), 242-248 (2009).
  150. Kwok, M., Lack, G., Santos, A. F. Improved standardisation of the whole blood basophil activation test to peanut. Clinical and Translational Allergy. 8 (26), Suppl 2 15-16 (2017).
  151. Mukai, K., et al. Assessing basophil activation by using flow cytometry and mass cytometry in blood stored 24 hours before analysis. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 139 (3), 889-899 (2017).
  152. Sousa, N., Martinez-Aranguren, R., Fernandez-Benitez, M., Ribeiro, F., Sanz, M. L. Comparison of basophil activation test results in blood preserved in acid citrate dextrose and EDTA. Journal of Investigational Allergology and Clinical Immunology. 20 (6), 535-536 (2010).
  153. Knol, E. F., Koenderman, L., Mul, F. P., Verhoeven, A. J., Roos, D. Differential activation of human basophils by anti-IgE and formyl-methionyl-leucyl-phenylalanine. Indications for protein kinase C-dependent and -independent activation pathways. European Journal of Immunology. 21 (4), 881-885 (1991).
  154. Macglashan, D. W. Basophil activation testing. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 132 (4), 777-787 (2013).
  155. Macglashan, D., Moore, G., Muchhal, U. Regulation of IgE-mediated signalling in human basophils by CD32b and its role in Syk down-regulation: basic mechanisms in allergic disease. Clinical & Experimental Allergy. 44 (5), 713-723 (2014).
  156. Macglashan, D. Subthreshold desensitization of human basophils re-capitulates the loss of Syk and FcepsilonRI expression characterized by other methods of desensitization. Clinical & Experimental Allergy. 42 (7), 1060-1070 (2012).
  157. Grochowy, G., Hermiston, M. L., Kuhny, M., Weiss, A., Huber, M. Requirement for CD45 in fine-tuning mast cell responses mediated by different ligand-receptor systems. Cell Signaling. 21 (8), 1277-1286 (2009).
  158. Schroeder, J. T., Chichester, K. L., Bieneman, A. P. Human basophils secrete IL-3: evidence of autocrine priming for phenotypic and functional responses in allergic disease. Journal of Immunology. 182 (4), 2432-2438 (2009).
  159. Ocmant, A., et al. Flow cytometry for basophil activation markers: the measurement of CD203c up-regulation is as reliable as CD63 expression in the diagnosis of cat allergy. Journal of Immunology Methods. 320 (1-2), 40-48 (2007).
  160. Gentinetta, T., et al. Individual IL-3 priming is crucial for consistent in vitro activation of donor basophils in patients with chronic urticaria. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 128 (6), 1227-1234 (2011).
  161. Sturm, E. M., et al. CD203c-based basophil activation test in allergy diagnosis: characteristics and differences to CD63 upregulation. Cytometry Part B: Clinical Cytometry. 78 (5), 308-318 (2010).
  162. Hausmann, O. V., et al. Robust expression of CCR3 as a single basophil selection marker in flow cytometry. Allergy. 66 (1), 85-91 (2011).
  163. Nucera, E., et al. Utility of Basophil Activation Test for monitoring the acquisition of clinical tolerance after oral desensitization to cow's milk: Pilot study. United European Gastroenterol Journal. 3 (3), 272-276 (2015).
  164. Imoto, Y., et al. Peripheral basophil reactivity, CD203c expression by Cryj1 stimulation, is useful for diagnosing seasonal allergic rhinitis by Japanese cedar pollen. Immunity, Inflammation and Disease. 3 (3), 300-308 (2015).
  165. Konstantinou, G. N., et al. EAACI taskforce position paper: evidence for autoimmune urticaria and proposal for defining diagnostic criteria. Allergy. 68 (1), 27-36 (2013).
  166. Santos, A. F., Becares, N., Stephens, A., Turcanu, V., Lack, G. The expression of CD123 can decrease with basophil activation: implications for the gating strategy of the basophil activation test. Clinical and Translational Allergy. 6, 11 (2016).
  167. Dijkstra, D., et al. Identification and quantification of basophils in the airways of asthmatics following segmental allergen challenge. Cytometry A. 85 (7), 580-587 (2014).
  168. Dijkstra, D., Meyer-Bahlburg, A. Human Basophils Modulate Plasma Cell Differentiation and Maturation. Journal of Immunology. 198 (1), 229-238 (2017).
  169. Sihra, B. S., Kon, O. M., Grant, J. A., Kay, A. B. Expression of high-affinity IgE receptors (Fc epsilon RI) on peripheral blood basophils, monocytes, and eosinophils in atopic and nonatopic subjects: relationship to total serum IgE concentrations. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 99 (5), 699-706 (1997).
  170. Dehlink, E., Baker, A. H., Yen, E., Nurko, S., Fiebiger, E. Relationships between levels of serum IgE, cell-bound IgE, and IgE-receptors on peripheral blood cells in a pediatric population. PLoS One. 5 (8), 12204 (2010).
  171. Hoffmann, H. J., Frandsen, P. M., Christensen, L. H., Schiotz, P. O., Dahl, R. Cultured human mast cells are heterogeneous for expression of the high-affinity IgE receptor FcepsilonRI. International Archives of Allergy and Immunology. 157 (3), 246-250 (2012).
  172. Ebo, D. G., et al. Analyzing histamine release by flow cytometry (HistaFlow): a novel instrument to study the degranulation patterns of basophils. Journal of Immunology Methods. 375 (1-2), 30-38 (2012).
  173. Macglashan, D. Marked differences in the signaling requirements for expression of CD203c and CD11b versus CD63 expression and histamine release in human basophils. International Archives of Allergy and Immunology. 159 (3), 243-252 (2012).
  174. Torres, M. J., et al. Clavulanic acid can be the component in amoxicillin-clavulanic acid responsible for immediate hypersensitivity reactions. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 125 (2), 502-505 (2010).
  175. Ariza, A., et al. Pyrazolones metabolites are relevant for identifying selective anaphylaxis to metamizole. Scientific Reports. 6, 23845 (2016).

Tags

Geneeskunde Nummer 171 Basophil allergeen medicijn allergie diagnose in vitro methode CD63 CD203c
Basofiele activeringstest voor allergiediagnose
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Doña, I., Ariza, A.,… More

Doña, I., Ariza, A., Fernández, T. D., Torres, M. J. Basophil Activation Test for Allergy Diagnosis. J. Vis. Exp. (171), e62600, doi:10.3791/62600 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter