使用变应原暴露室评估过敏性鼻炎患者的症状

空气传播的过敏正在成为一个日益严重的社会问题。正确的诊断、过敏原特异性免疫疗法（AIT）疗效的评估以及了解药物治疗是解决这个问题的关键点。然而，标准化这些程序需要稳定的过敏原浓度、稳定的环境条件（例如湿度和温度）以及以可重复的方式引起过敏体征的能力。过敏原暴露室 （AEC） 提供稳定的环境条件，不受外部因素的影响，并且在 AEC^1，2 的挑战期间，分散的过敏原颗粒的浓度得到良好控制和稳定。

过敏原激发试验是诊断空气传播过敏的基础，因为它提供了特定过敏原与过敏性疾病症状和严重程度的临床相关性的直接证据。典型的过敏诊断包括鼻腔、结膜和支气管激发3，^4，5。然而，AEC 中的过敏原激发试验似乎最接近天然过敏原暴露⁶。

本研究旨在提出一种安全有效的方法，挑战AEC中各种空气传播过敏原的参与者，以引发与自然暴露相对应的显着过敏症状。该方法适用于诱导呼吸系统疾病的病理特征，包括过敏性鼻炎和哮喘，作为AIT疗效测试的终点，可能有助于和加速药物治疗的临床发展²，³，⁷，^8，9，10。

世界上有十几个AEC¹¹。然而，AEC之间没有可比性，因为它们是单独设计的，使用不同类型的过敏原（例如，屋尘螨[HDM]，桦树花粉，草花粉，猫，豚草花粉或日本雪松花粉），并且对分布的颗粒具有不同的测量系统 12，13，14，15，¹⁶，¹⁷，^18，19.因此，每种 AEC 都应针对单个过敏原进行验证。AEC验证确保适当浓度的过敏原是安全的，并且在患者中诱发症状。全医学 AEC 经过 HDM 过敏原验证²⁰。

ALL-MEDAEC位于波兰弗罗茨瓦夫的医学研究所。该设施在一次试验期间可以舒适地容纳15-20人。该设施由一个面积为12 m²的房间组成，可通过气闸进入，以防止外部环境中的颗粒进入其中。设备（座椅、墙壁等）由可清洗的非粘性、可触及的表面组成，例如生态皮革、塑料和金属。椅子是可移动的，允许不同的设置。观察窗和麦克风通信允许持续监控主体（图1）。颗粒积累由激光粒子计数器（LPC）测量。颗粒可以分为不同的范围，包括0-20μm，20-50μm和50-100μm，结果以指定时间单位（例如每分钟）每立方米（p^{/ m 3}）的颗粒数给出。AEC旁边有两个辅助室，患者在进入房间之前要在那里接受测试。救援设备包括设施中的除颤器和其他复苏设备。每次挑战期间至少有两名医护人员（包括一名医生）在场。

本文介绍了符合波兰弗罗茨瓦夫医科大学生物伦理委员会指导方针的协议。所有参与者都具有法律能力，并提供了参与研究的书面知情同意书。他们还被告知，他们可以随时选择退出，而无需说明理由。

1. 清洁 AEC

注意:清洁可以在实验当天之前完成。

1. 用高效微粒空气 （HEPA） 过滤真空吸尘器吸尘所有表面，包括家具和地板。
2. 用湿巾清洁所有可清洗的表面，包括家具、墙壁、窗户和地板。
3. 打开压缩机，使空气通过 AEC 系统（过敏原供应管道）循环。
4. 打开落地扇和吊扇，使进入的空气在湍流条件下定期混合。
5. 通过将喂料器控制站的"注射长度"和"注射间隔间隔"设置为最大值，用清洁空气吹动过敏原供应管道30分钟。
6. 通过监测激光粒子计数器（LPC）上的颗粒数来检查过敏原的污染²¹。
   1. 在主菜单中，按 配置 |样品。使用以下参数:采样 1 分钟、000 个周期、0 分钟延迟、保持 0 分钟和立方米 （^{m 3}） 单位。
      注意:LPC将立即开始计数颗粒，然后计数颗粒1分钟，每次测量之间没有间隔。LPC将测量样品，直到手动停止，然后计算每立方米的颗粒数（p^{/ m 3}）。
   2. 在主菜单中，按 配置 | 粒子。选择所有选项。
      注意:LPC 将测量高达 100 μm（全范围）的所有颗粒。
   3. 在计算机程序中读出结果（例如，LMS Express 7）。
      注意:当每立方米颗粒数 （p/^m 3） 小于 50 p/m³ 并且颗粒在 0-100 μm 之间至少 10 分钟时，机舱是干净的。

2. 运营 AEC

注意:机舱内的气氛必须由工程师定期监测，工程师确定参数在试验期间是恒定的。在参与者进入之前，参数应稳定下来。

1. 环境
2. 打开压缩机，使空气在整个 AEC 中循环。
   1. 在温度控制系统上将温度调节到21°C±0.5°C（材料表）。
      注意:如有必要，温度可能在 18°C 和 27°C 之间变化。
   2. 打开地板和天花板旋流风扇。
   3. 打开进料器控制站上的加湿器（材料表）。
   4. 通过将进料器控制站上的旋钮"空气供应"设置为介于 40%-100% 之间的位置，将每小时换气量 （ACH） 设置为 5 到 20 之间。用空气质量计测量相对湿度和CO₂ 浓度。
      注意:新鲜的外部空气通过HEPA过滤器 吸入 。控制相对湿度（通常为 40% 至 58%）和二氧化碳 （CO₂） 浓度（低于百万分之 900 [ppm]）。调整 ACH，使湿度和 CO₂ 都在正常范围内。湿度和CO₂ 值非常容易受到参与者数量的影响。
3. 粒子的生成和计数
   注意:使用标准化和冻干的过敏原提取物。颗粒被注入送风管道，并通过计算机控制的进料器吹入AEC。颗粒浓度可在500/m 3和10，000/m³之间调节。通过湍流混合获得均匀、空间稳定的颗粒分布，以确保过敏原颗粒循环而不是落下并积聚在地板上。
   1. 将LPC设置为对颗粒计数1分钟（重复步骤1.6.1）。
   2. 将监测颗粒的值设置在 0-20 μm 的范围内。在主菜单中，按 配置 |粒子。勾选"5、10、20 μm"。LPC 将测量 0-20 μm 范围内的所有颗粒。
      注意:如果需要监测不同的过敏原，可以将颗粒分为0-20μm，20-50μm和50-100μm的范围。
   3. 将过敏原放入喂食器中。在进料器控制站上将"注射长度"设置为 100 ms（范围 10-200 ms），将"注射间隔"设置为 1.5 分钟（范围 0.3-3.0 分钟）。
      注意:对于ALL-MEDAEC验证，干燥，纯化的噬皮虫 紫檀（Dp ）螨体（材料表）用于HMD挑战，5，000 p /^{m 3} 是最佳浓度²⁰。
   4. 监测颗粒数（p/m³）。通过更改其值来持续调整这两个参数。
4. 每次试验完成后，将所有测量数据（p/m³，CO₂ 浓度）从计算机下载到外部驱动器。分析数据（图2）。

3. 安全措施

1. 在参与者进入AEC前36-24小时，对参与者进行严重急性呼吸综合征冠状病毒2病毒（SARS-CoV-2）的PCR测试。仅允许PCR结果为阴性的参与者进入AEC。
   注意:此步骤不是强制性的，取决于当地的2019冠状病毒病（COVID-19）限制。机舱内的患者不戴防护口罩。

4. 机舱内检查和临床终点

注:有关纳入和排除标准以及参与者特征，请参阅 补充表1。根据 ALL-MED AEC 20 的验证，参与者暴露于浓度为 5，000 p/m³ 的 HDM 过敏原¹²⁰ 分钟。

1. 检查前对参与者的手进行消毒，因为他们触摸的设备组件可能是感染传播源。这一建议至关重要，尤其是在病毒性疾病流行或大流行期间。
2. 通过观察窗持续监控参与者的状况，并通过麦克风系统 进行 语音联系（材料表）。
3. 在参与者进入AEC之前，要求他们穿上带头罩的一次性工作服（材料表），以防止非过敏原颗粒的渗透和衣服的潜在污染。
4. 在参与者进入AEC之前，为他们提供一个盒子，其中包含检查期间使用的所有必要的仪器一次性尖端:肺活量计尖端和鼻塞，一次性吸气流量物质面罩，峰值流量计（PFM）尖端，ARM吸头，问卷遥控器，一包手帕和用于鼻腔分泌物的生物危害塑料袋。
5. 按照以下步骤执行临床终点。重复 ARM、PNIF、PERF 和 FEV₁ 实验前和60分钟和120分钟后的测试。确保参与者每 30 分钟完成一次 TNSS 调查（图3).为了参与者的舒适度，请在AEC旁边的房间单独进行测试。
   注意:为了进行有效的测试，请让参与者每隔 10 分钟进入机舱。因此，每个受试者的测量将在不同的实时进行，每位患者在AEC内总共花费120分钟。时移还允许工作人员在测试过程中协助参与者并与之互动。AEC 总共运行约 210 分钟。
   1. 鼻腔分泌物（客观参数）
      注意:参与者应携带相同的手帕和塑料袋包装。为了比较权重，这是必要的。
      1. 指导参与者将任何用过的手帕放入塑料袋中。完成2小时挑战后，让参与者将任何未使用的手帕也放在同一个袋子里。如有必要，请提供额外的纸巾和塑料袋。
      2. 试用结束后收集所有袋子。通过称量塑料袋中用过的手帕来确定鼻腔分泌物的重量。从每次测量中减去未使用的手帕和塑料袋的重量，以获得鼻腔分泌物的重量（图4A）。
   2. 鼻部症状调查（主观评估）
      1. 在电视屏幕上显示调查问题。
      2. 要求患者在激发试验前和激发试验期间每 30 分钟通过选择与每个症状（问题）的严重程度相对应的数字进行自我评估。根据总鼻症状评分（TNSS）调查评估鼻部症状（表1）。
      3. 向参与者发送一封包含 TNSS 调查问卷的电子邮件。要求他们在挑战后4小时和24小时在家中完成问卷，并将结果发回。
      4. 挑战结束后，下载答案，并计算每个调查的总分（图 4B）。
   3. 声学鼻测量（ARM）（目标参数）
      注意:为了计算最小横截面积（MCA）的差异，一个参与者的所有测量值必须保存在一个文件中。否则，将无法进行分析。
      1. 进行测试三次:挑战前，挑战后60分钟和挑战后120分钟。
      2. 将鼻量计头的适当尖端放在鼻孔上（左鼻孔为蓝色）。检查是否紧绷。要求参与者屏住呼吸 3 秒，然后启动程序。
         注意:如果结果不明确，请重复测试。
      3. 用适当的尖端对另一个鼻孔重复此操作（右鼻孔为红色）。
      4. 挑战结束后，计算MCA（图4C）。
   4. 鼻吸气峰值流量（PNIF）（客观参数）
      注意:PNIF在最大吸气期间直接测量鼻气流并确定鼻塞的程度。
      1. 进行测试三次:挑战前，挑战后60分钟和挑战后120分钟。
      2. 要求参与者将肺部深度放气。然后，将与流量计连接的一次性吸气流量计面罩放在他们的脸上，并指示他们通过鼻子吸气到最大（图4D）。
      3. 确保吸气流量计在整个测试过程中处于水平位置。记录三个测量值中最佳值的平均值。
   5. 呼气峰流速 PEFR（安全参数）
      注意:PEFR是通风充足性和气流阻塞的可靠指标。
      1. 进行测试三次:挑战前，挑战后60分钟和挑战后120分钟。
      2. 要求参与者尽可能深呼吸，将嘴唇放在峰值流量物质一次性尖端周围，然后快速有力地呼气（图4E）。
      3. 记录三个测量值中最佳值的平均值。
      4. 挑战结束后，向参与者提供PFM。要求他们在挑战后4小时和24小时在家中进行测试，并将结果发回。
   6. 肺活量测定（安全肺参数）
      注意:肺活量测定根据欧洲呼吸学会（ERS）²² 标准进行，以评估安全性并监测可能的支气管阻塞²³。
      1. 进行测试三次:挑战前，挑战后60分钟和挑战后120分钟。
      2. 在测量之前，在肺活量计上为每个参与者设置参数:性别、年龄、体重和身高。
      3. 请参与者坐下并戴上鼻塞。然后，让参与者将嘴唇放在肺活量计一次性尖端周围，冷静而小心地呼吸。
      4. 要求参与者深呼吸和强烈呼气，不要不必要的延迟，这只能在肺活量计发出信号时中断。重复 3 次。
      5. 检查所有参与者后，下载结果，并在第一秒（FEV₁）记录用力呼气量（图4F）。
6. 如果参与者的健康或安全参数在过敏原激发期间急剧恶化，请立即停止测试。
7. 通过为参与者提供救援药物（如果需要），确保参与者离开 AEC 设施后的安全和舒适。
8. 挑战后24小时与每位参与者进行安全跟进电话。

在整个操作期间，监测AEC环境的过敏原数量（p/ m 3），温度，湿度和CO 2浓度（图2）。发现HDM过敏原水平是稳定的（图2A）。此外，显示了一项没有分发过敏原的试验，颗粒在 0-20 μm 范围内，颗粒计数最大值为 50 p/m3（图 2A）。来自进入AEC的参与者的颗粒涌入，与空室相比，15名参与者的颗粒约为100 p/ m 3。结果，LPC在试验期间测量的值包括目标浓度，流入量约为100 p/m3。

将配对数据与曼-惠特尼U检验进行比较。对于 p < 0.05 的所有检验，值被认为具有统计学意义。进行统计计算，并使用图形程序生成图形。

该研究包括两组以显示阳性和阴性结果之间的差异:八名具有过敏性鼻炎（AR）症状的HDM过敏个体和七名没有过敏的健康对照（HC）个体。 补充表1 列出了纳入和排除标准以及参与者特征。根据 ALL-MED AEC 20 的验证，参与者以 5，000 p/m3 的浓度暴露于 HDM 中，持续时间为120 分钟。

所有参与者都接受了以下测试（ARM，PNIF，PERF，肺活量计）并完成了TNSS问题，并收集了他们的鼻涕。与HC组相比，AR个体的TNSS和鼻分泌物重量显着更高（图4A，B）。TNSS在暴露60分钟后达到峰值，然后趋于稳定（p < 0.0001）。此外，AR组鼻腔分泌物重量显著较高（p < 0.0001）。在声学鼻测量中注意到气道通畅性受损。将AR组与HC组进行比较时，在60分钟首次测量后MCA显着降低。从那时起直到挑战结束，数值保持稳定（p < 0.001）。这与PNIF测量结果一致，在相同浓度（p < 0.01）下观察到显着降低（图4C，D）。

FEV1 和PEFR是在AEC挑战期间测量的（图4E，F）。此外，参与者在挑战后4小时和24小时在家中测量了他们的PEFR，并通过邮件返回结果。这些值在正常范围内，并且在挑战期间和之后长达24小时保持稳定。AR过敏受试者和HC过敏受试者之间没有统计学上的显着差异，这表明HDM过敏原暴露对两组的肺功能都没有影响。

图 1:AEC 的示意图布局。 参与者通过气闸进入。颗粒通过计算机控制的进料器通过通风口系统分布。AEC 条件（颗粒浓度、CO2 浓度、湿度和温度）由 LPC 持续监控。参与者通过窗口和语音连接进行监控。缩写:AEC = 过敏原暴露室;CO2 = 二氧化碳;LPC = 激光粒子计数器。 请点击此处查看此图的大图。

图2:试验期间AEC中环境稳定性的代表性结果 。 （A）通过LPC评估颗粒浓度，发现在0-20μm的范围内。HDM过敏原浓度的目标值为5，000 p/m3。为了进行比较，显示了未使用过敏原的试验。（B） 湿度，（C） CO2 浓度，以及 （D） 和温度。缩写:°C = 摄氏度;CO2 = 二氧化碳;HDM = 屋尘螨;LPC = 激光粒子计数器;m = 米;分钟 = 分钟;p = 粒子;ppm = 百万分之一。 请点击此处查看此图的大图。

图 3:AEC 挑战期间要执行的测试列表，以及时间点（针对每个参与者）。 为确保及时执行个别测试，参与者应每10分钟进入一次AEC。因此，每个参与者的测试将在不同的实时时间进行。此外，时移允许工作人员在测试期间帮助参与者。缩写:AEC = 过敏原暴露室;ARM = 声学鼻测量;FEV1 = 第一秒用力呼气量;PEFR = 呼气峰值流速;PNIF = 峰值鼻吸气流量;TNSS = 鼻部总症状评分。 请点击此处查看此图的大图。

图 4:AR（红条）和 HC（蓝条）患者 AEC 激发期间不同终点的代表性结果。 HMD触发的过敏受试者（AR）和HC，分别包括8名和7名参与者，在AEC中暴露于5，000 p / m3 的HDM过敏原浓度。（A）鼻腔分泌量，（B）鼻部症状，（C）声学鼻测量中的MCA，（D）PNIF，（E）PEFR和（F）FEV1 。结果以平均值的单个重复形式呈现。缩写:AEC = 过敏原暴露室;AR = 过敏性鼻炎;FEV1 = 第一秒用力呼气量;HC = 健康对照;HDM = 屋尘螨;克 = 克;MCA = 最小横截面积;p = 粒子;PEFR = 呼气峰值流速;PNIF = 峰值鼻吸气流量;TNSS = 鼻部总症状评分。 请点击此处查看此图的大图。

表1:TNSS的症状和评分方法。 参与者使用评级系统来评估四种症状。调查结果显示为一个值 - 给定时间（试验前和试验每 30 分钟）四个问题的总分。缩写:TNSS = 鼻部总症状评分。

补充表1:研究的纳入和排除标准以及参加研究的参与者的特征。 8例患者出现由HDM触发的AR症状，7例患者无症状（HC）。缩写:AR =过敏性鼻炎;Df = 噬皮虫;Dp = 噬皮菌紫檀;F = 女性;HC = 健康控制;HDM = 屋尘螨;kU/L = 千单位/升;M = 男性;md = 平均直径;sIgE = 特异性免疫球蛋白 E;SPT = 皮肤点刺试验。 请点击此处下载此文件。

Marek Jutel报告了ALK-Abello，Allergopharma，Stallergenes，Anergis，Allergy Therapeutics，Leti，HAL，GSK，Novartis，Teva，Takeda和Chiesi的个人费用。其他作者没有什么可透露的。