Waiting
Login processing...

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

Medicine

Basophil aktiveringstest til allergidiagnose

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

Basofilaktiveringstesten er en supplerende in vitro-diagnostisk test til evaluering af IgE-medierede allergiske reaktioner baseret på påvisning af basofilaktivering i nærvær af en specifik stimulus gennem måling af aktiveringsmarkører ved flowcytometri.

Abstract

Basofilaktiveringstesten (BAT) er en supplerende in vitro-diagnostisk test, der kan bruges ud over klinisk historie, hudtest (ST) og specifik IgE (sIgE) bestemmelse ved evaluering af IgE-medierede allergiske reaktioner på mad, insektgift, lægemidler samt nogle former for kronisk urticaria. Imidlertid er denne tekniks rolle i de diagnostiske algoritmer meget variabel og ikke godt bestemt.

BAT er baseret på bestemmelse af basofilrespons på allergen/lægemiddel-tværbindende IgE-aktivering gennem måling af aktiveringsmarkører (såsom CD63, CD203c) ved flowcytometri. Denne test kan være et nyttigt og komplementært værktøj til at undgå kontrollerede udfordringstest for at bekræfte allergidiagnose, især hos personer, der oplever alvorlige livstruende reaktioner. Generelt bør udførelsen af BAT overvejes, hvis i) allergenet / lægemidlet producerer falske positive resultater i ST; ii) der er ingen allergen / lægemiddelkilde til brug for ST- eller sIgE-bestemmelse; iii) der er uoverensstemmelse mellem patienthistorie og ST- eller sIgE-bestemmelse iv) symptomer tyder på, at ST kan resultere i systemisk respons; v) før du overvejer en CCT for at bekræfte synderallergenet / lægemidlet. Testens vigtigste begrænsninger er relateret til ikke-optimal følsomhed, især i lægemiddelallergi, behovet for at udføre testen ikke længere end 24 timer efter prøveekstraktion og manglen på standardisering mellem laboratorier med hensyn til procedurer, koncentrationer og cellemarkører.

Introduction

IgE-medieret allergidiagnose er baseret på klinisk historie, hudtest (ST'er), kvantificering af serumspecifik IgE (sIgE) og, hvis det kræves og indikeres, kontrollerede udfordringstest (CCT'er)1,2,3,4,5,6. Klinisk historie kan dog være upålidelig, da der kan være mangel på nøjagtige oplysninger, og ST'er og CCT'er er ikke risikofrie procedurer, der kan kontraindiceres hos forsøgspersoner, der oplever alvorlige livstruende reaktioner 1,2,3,4,5,6 . Disse spørgsmål sammen med det faktum, at bestemmelsen af sIgE ved validerede og kommercielle fluor-enzymimmunoassays kun er tilgængelig for få allergener og lægemidler, har fremhævet den vigtige rolle, som andre in vitro funktionelle assays såsom basofilaktiveringstest (BAT) spiller.

Basofiler er nøgleeffektorceller involveret i IgE-medierede allergiske reaktioner, der aktiveres ved tværbinding af tilstødende sIgE bundet på højaffinitetsreceptorer (FcεRI) på celleoverfladen efter allergen / lægemiddeleksponering. Basofilaktivering udløser celledegranulering og frigivelse af præformede og nye syntetiserede inflammatoriske mediatorer indeholdt i intracytoplasmatiske sekretionsgranulater 7,8,9. BAT er en in vitro-metode, der forsøger at efterligne basofilaktiveringen i nærvær af en stimulus (allergen eller lægemiddel) og bestemmer ændringer i ekspressionen af basofile aktiveringsmarkører ved flowcytometri 7,10. Der er forskellige strategier til at identificere basofiler (IgE+, CCR3+, CRTH2+, CD203c+) og til at måle celleaktivering (hovedsageligt opregulering af CD63 og CD203c) ved hjælp af kombinationer af fluorokrommærkede antistoffer 7,10. CD63, den bedst klinisk validerede aktiveringsmarkør 11,12,13,14, er et membranprotein forankret i sekretorgranulatet indeholdende histamin, der efter celleaktivering og fusion af granulerne med membranen udtrykkes på basofiloverflade 15,16,17,18,19,20,21 . CD203c er en overflademarkør, der konstitutivt udtrykkes på basofiler og opreguleres efter FcεRI-stimulering, som også har vist pålidelige resultater i BAT 15,22,23,24,25. Desuden ser det ud til at co-udtrykke med CD6326.

I de sidste årtier har BAT vist sig at være nyttig til diagnosticering af IgE-medierede allergiske reaktioner induceret af forskellige udløsere som lægemidler, mad eller inhalanter samt i nogle former for kronisk urticaria, som beskrevet nedenfor. Placeringen af denne teknik i de diagnostiske algoritmer er imidlertid meget variabel og ikke godt bestemt.

Overfølsomhed over for lægemidler
BAT har vist sig at være nyttig som en supplerende test for udvalgte lægemidler og patienter, især for dem, der oplever alvorlige reaktioner på grund af det faktum, at diagnostisk værdi af ST ikke er veletableret for de fleste lægemidler, da de er valideret og standardiseret for et begrænset antal lægemidler27,28,29,30. Derudover er kvantificering af sIgE kun tilgængelig for et begrænset antal lægemidler med lavere følsomhed end ST 27,28,29,30,31,32. Derfor er diagnosen lægemiddeloverfølsomhed normalt afhængig af lægemiddelprovokationstest, som kan kontraindiceres hos personer, der oplever alvorlige livstruende reaktioner33.

Der er rapporteret lovende resultater for brugen af BAT hos udvalgte patienter, der rapporterer øjeblikkelige overfølsomhedsreaktioner over for forskellige lægemidler som betalactamer (BL'er)20,34,35,36,37,38,39, neuromuskulære blokeringsmidler (NMBA'er)19,22,40,41,42, 43,44,45, fluorquinoloner (FQ'er)46,47,48,49, pyrazoloner 50,51,52, radiokontrastmedier (RCM)53,54,55,56 og platinforbindelser57,58,59 . BAT er rapporteret at have en følsomhed og specificitet mellem henholdsvis 51,7-66,9% og 89,2-97,8%; og positive og negative prædiktive værdier er beskrevet til at ligge mellem 93,4% og 66,3%, henholdsvis27,31. Desuden er BAT blevet foreslået som en prædiktiv biomarkør for gennembrudsreaktioner under desensibilisering med platinforbindelser, da CD203c-ekspression øges sammenlignet med CD63 hos patienter med høj risiko for bivirkninger under lægemiddeldesensibilisering57.

Det er værd at bemærke, at BAT kun er nyttig ved lægemiddeloverfølsomhed, når reaktionen involverer basofildegranulering; Derfor er det ikke nyttigt i reaktioner som følge af enzymatisk hæmning af cyclooxygenase 142.

Fødevareallergi
BAT er opstået som et potentielt diagnostisk værktøj til fødevareallergi, fordi bestemmelse af serum-sIgE til hele allergenekstraktet eller enkelte allergener ofte er tvetydig, hvilket kræver oral fødevareudfordring for at bekræfte diagnosen, hvilket på samme måde som lægemiddeloverfølsomhed er en dyr og ikke risikofri procedure60. Flere undersøgelser har vist relevante resultater med komælk 61,62, æg61,63, hvede 64,65,66,67,68, jordnødde 63,69,70,71,72, hasselnød 73,74,75,76 ,77, skaldyr78, fersken 79,80,81, æble21, selleri og gulerod82,83.

Den største merværdi af BAT ved diagnosticering af fødevareallergi sammenlignet med ST'er og sIgE i serum er, at det viser en højere specificitet og lignende følsomhed. BAT er således et nyttigt værktøj til at differentiere klinisk allergiske patienter fra sensibiliserede, men tolerante forsøgspersoner, der har både høj specificitet (75-100%) og følsomhed (77-98%)63,69,84. Følsomhed og specificitetsværdier afhænger af allergenet og andre faktorer som fænotyper (fx oral allergisyndrom versus anafylaksi), alder og geografirelaterede sensibiliseringsmønstre63,85.

BAT ved hjælp af enkelte allergenkomponenter kan potentielt forbedre diagnostisk nøjagtighed for nogle fødevareallergener61,80. Der er undersøgelser, der bruger frølagringsproteiner (f.eks. Ara h 1, Ara h 2, Ara h 3 og Ara h 6 fra jordnødder)86; lipidoverførselsproteiner (f.eks. Pru p 3 fra fersken og Ara h 9 fra jordnødder)80,86; og Bet v 1 homologer (f.eks. Ara h 8 fra peanut)87. Andre potentielle værktøjer er relateret til identifikation af synderallergenet i tilfælde af pollen-fødevareallergisyndrom 21,87,88, allergi over for rødt kød 89 eller fødevareafhængig træningsinduceret anafylaksi66.

Interessant nok kan BAT give information om sværhedsgraden og tærsklen for allergiske reaktioner, da patienter med mere alvorlige reaktioner viser en større andel af aktiverede basofiler, som observeret i undersøgelser af jordnødde- og komælkallergiske patienter 84,90,91; og patienter, der reagerer på spormængder af allergenet, viser en større basofilfølsomhed 84,90,92. Disse data tyder på, at BAT kan være nyttigt til at identificere allergiske højrisikopatienter, der kræver tættere opfølgning og mere intensiveret uddannelse93. Desuden er det blevet rapporteret, at BAT kan forudsige fødevareudfordringsrespons 70,91,92,94 og tærskler for reaktivitet90,95 for at hjælpe med at bestemme, hvornår fødevarer sikkert kan (gen)indføres 84. Disse resultater er imidlertid kontroversielle i nogle undersøgelser63,96 og mere forskning er påkrævet.

På den anden side er BAT blevet brugt til at overvåge opløsningen af fødevareallergi, enten naturligt eller under immunmodulerende behandlinger, over tid, som indtil nu kun er blevet vurderet ved oral fødevareudfordring med de tilknyttede risici og omkostninger 84,97,98,99,100,101,102,103,104,105,106 ,107,108. Desuden er det også blevet brugt til at overvåge effekten af omalizumab i fødevareallergi, da basofilaktivering falder under behandling med omalizumab, men det stiger efter ophør af behandling109.

Inhalationsallergi
BAT er sjældent gavnligt ved inhalationsallergi, da diagnosen rutinemæssigt kan etableres ved sIgE-kvantificering og ST. I tilfælde af lokal allergisk rhinitis (uopdagelige niveauer af sIgE og negative ST'er med positive nasale provokationstest) har BAT imidlertid tilladt diagnose i 50% af tilfældene110. Det er yderligere rapporteret en sammenhæng mellem basofilfølsomhed og respons på nasale / bronchiale provokationstest samt mellem astma sværhedsgrad og effekt af behandling med omalizumab111,112.

BAT er også blevet brugt til at overvåge allergenimmunterapi for husstøvmide og pollen, da basofilfølsomheden falder under immunterapi, sandsynligvis på grund af interferens med blokerende IgG-antistoffer 113,114,115,116,117.

Hymenopteragift allergi
Diagnose af hymenoptera giftallergi er rutinemæssigt baseret på ST og serum sIgE. BAT har vist en høj følsomhed (85-100%) og specificitet (83-100%), og det er blevet rapporteret at være nyttigt i tilfælde, der giver tvetydige resultater eller hos patienter med en suggestiv klinisk historie med giftallergi, men uopdagelig sIgE og negativ ST118,119. BAT ser imidlertid ikke ud til at forudsige sværhedsgraden for disse reaktioner120.121.

Op til 60% af patienterne udviser sIgE til både hvepse- og bigift, og identifikation af dominerende allergen er afgørende for tilstrækkelig immunterapibehandling. I disse tilfælde er BAT rapporteret at være nyttig til identifikation af det dominerende allergen 119,122,123,124. Selvom sIgE til de vigtigste allergener af bi- og hvepsegifte kan reducere nytten af BAT hos patienter med dobbelt positivitet over for begge gifte, giver det nyttig information hovedsageligt hos forsøgspersoner med negative resultater i sIgE-bestemmelse123.

Nogle undersøgelser tyder på, at BAT kan være nyttig som en prædiktiv biomarkør for bivirkninger i opbygningsfasen af giftimmunterapi, da denne behandlingsmulighed er rapporteret at reducere basofilfølsomheden. Reaktiviteten falder dog ikke, og dette BAT-værktøj er i dag kontroversielt 13.120.125.126.127.128.129.130.

Urticaria og angioødem
En delmængde af kroniske urticaria-patienter har en autoinmune patofysiologi på grund af IgE-autoantistoffer mod autoallergener og IgG-autoantistoffer, der er målrettet mod FcεRI- eller IgE-FcεRI-komplekser, der er til stede på mastcelleoverfladen131.132. I klinisk praksis har diagnosen af denne type kronisk urticaria været afhængig af positiv autolog serum ST, som har risiko for utilsigtet infektion. BAT er blevet foreslået som en in vitro-test til diagnosticering og overvågning af patienter med mistanke om kronisk urticaria. Både CD63- og CD203c-ekspression på overfladen af basofiler er rapporteret at være øget efter stimulering med sera fra kroniske urticaria-patienter, hvilket viser påvisning af aktive autoantistoffer 133,134,135,136,137. For nylig er det blevet rapporteret, at patienter med positiv BAT ofte oplever den mest aktive sygdomstilstand, vurderet ud fra urticaria-aktivitetsscore, og kræver højere doser antihistaminer sammen med tredjelinjebehandlinger (cyclosporin A eller omalizumab) sammenlignet med dem med negativ BAT138.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Protokollens udførelse blev udført i overensstemmelse med Helsingforserklæringens principper og godkendt af den lokale etiske komité (Comité de Ética para la Investigación Provincial de Málaga, Spanien). Alle forsøgspersoner blev informeret mundtligt om forskningsundersøgelsen, og de underskrev den tilsvarende informerede samtykkeformular.

BEMÆRK: Den nuværende protokol beskriver BAT-proceduren, som forfatterne bruger dagligt. Dette er dog ikke en standardiseret metode, og der findes forskelle med procedurer offentliggjort af andre forfattere. De vigtigste protokolmodifikationer er relateret til brugen af IL-3 i stimuleringsbufferen, inkubationstid med stimulus, metode til at stoppe basofildegranulation og flowcytometristrategier. Desuden indeholder forskellige kommercielt tilgængelige sæt til BAT specifikke protokoller anbefalet af producenten.

1. Forberedelse af prøver

  1. Saml perifert blod i 9 ml hepariniserede rør, og hold prøven ved stuetemperatur (RT) i en rotor, indtil det er nødvendigt for forsøgsprotokollen.
  2. Mærk 5 ml cytometerrør til negative kontroller (2 rør), positive kontroller (2 rør) og forskellige koncentrationer af allergen / lægemiddel (1 rør pr. Allergen / lægemiddelkoncentration testet). Placer rørene i et stativ, hvor rørene passer perfekt uden at glide.
  3. Der fremstilles stimuleringsbuffer i dobbeltdestilleret vand indeholdende 2% (v/v) HEPES, 78 mg/L NaCl, 3,7 mg/L KCl, 7,8 mg/L CaCl 2, 3,3 mg/L MgCl2, 1 g/L HSA. Juster pH til 7,4, og tilføj IL-3 ved 2 ng/ml. Normalt tilberedes 100 ml og opdeles i 2,5 ml aliquoter, der skal fryses ved -20 °C.
  4. Forbered positive kontroller i PBS-Tween-20 0,05% (v / v) (PBS-T): Positiv kontrol 1, N-Formylmethionyl-leucyl-phenylalanin (fMLP) (4 μM), for at bekræfte kvaliteten af basofiler; Positiv kontrol 2, Anti-IgE (0,05 mg/ml) som en IgE-medieret positiv kontrol.
  5. Allergenet/lægemidlet i PBS-T forberedes ved 2x den ønskede slutkoncentration.
    BEMÆRK: Optimale allergen-/lægemiddelkoncentrationer, der skal anvendes, skal tidligere bestemmes ved anvendelse af en lang række koncentrationer, ved dosis-respons-kurver og ved cytotoksicitetsundersøgelser efter samme protokoltrin139.

2. Forberedelse af farvningsblanding

  1. Der tilsættes monoklonale antistoffer mærket med fluorokrom til stimuleringsbufferen efter producentens anbefalede antistofkoncentration eller ved tidligere antistoftitrering. I denne protokol tilføjer vi 1 μL af hvert antistof (CCR3-APC og CD203c-PE til basofilidentifikation; CD63-FITC til basofilaktivering)140 pr. 20 μL stimuleringsbuffer.
    BEMÆRK: Beskyt farvningsblandingspræparatet mod lyset.
  2. Tilsæt 23 μL farvningsblanding til hvert rør.

3. Blodstimulering

  1. Der tilsættes 100 μL PBS-T til rør 1 og 2 (negativ kontrol), 100 μL fMLP til rør 3, 100 μL anti-IgE til rør 4 og 100 μL af de forskellige allergen/lægemiddelkoncentrationer til følgende rør. Der inkuberes i 10 minutter ved 37 °C i et termostatisk bad med medium omrøring til forvarmning af reagenser.
  2. Tilsæt forsigtigt 100 μL blod til hvert rør for at undgå hæmolyse. Hvirvelrør forsigtigt og inkuberes i 25 minutter ved 37 °C i et termostatisk bad med medium omrøring.
  3. Stop degranuleringen, og hold rørene ved 4 °C i mindst 5 minutter.
    BEMÆRK: Protokollen kan sættes på pause her ved 4 °C i 30-45 minutter, hvis det kræves141.142.143.

4. Erythrocytter lysering

  1. Tilsæt 2 ml 1x lyseringsbuffer til hvert rør for at lyse erytrocytter. Hvirvel hvert rør og inkuber i 5 minutter ved RT.
    BEMÆRK: I dette trin fastgøres celler på grund af fikseringsmidler (formaldehyd) indeholdt i bufferen.
  2. Centrifuge ved 300 x g ved 4 °C i 5 min. Dekanter supernatanten og vælter stativet i en vask. Celler forbliver i bunden af rørene.
  3. Tilsæt 3 ml PBS-T til hvert rør for at vaske celler. Vortex hvert rør.
  4. Centrifuge ved 300 x g ved 4 °C i 5 min. Dekanter supernatanten og vælter stativet i en vask.
    BEMÆRK: Hold prøverne ved 4 °C, beskyttet mod lyset, indtil flowcytometeret er opskaffet.

5. Erhvervelse af flowcytometri

  1. Anskaf prøver med flowcytometer (f.eks. BD FACSCalibur Flow Cytometer). Tilslut flowcytometeret til computersoftwaren, og vent på, at cytometeret er klar. Indlæs skabelon- og instrumentindstillingerne (tabel 1).
  2. Start prøveoptagelse.
  3. Brug følgende cytometerstrategier til udvælgelse af aktiverede basofiler139.
    1. Gate lymfocytterne fra Side Scatter (SSC) - Forward Scatter (FSC) plot.
    2. Gate basofiler fra lymfocytpopulationen som CCR3 + CD203c + celler. Anskaf mindst 500 basofiler pr. Rør.
    3. Vis et CCR3- CD63-plot for at analysere aktivering ved hjælp af CD63 som aktiveringsmarkør. Indstil CD63-negativgrænsen til ca. 2,5% ved hjælp af de negative kontrolrør.
    4. Anskaf alle prøverne.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

BAT udført med allergener eller lægemidler tillader undersøgelse af IgE-afhængige overfølsomhedsreaktioner. Basofilreaktivitet skal måles i mindst to optimale koncentrationer for at opnå de bedste resultater34 , og aktivering visualiseres ved opregulering af CD63 på celleoverfladen. I tilfælde af allergener skal basofilfølsomheden desuden analyseres ved at måle reaktiviteten ved flere faldende allergenkoncentrationer114 for at bekræfte basofilreaktiviteten. Denne foranstaltning gør det muligt at bestemme allergenkoncentrationen, der inducerer responsen fra 50% basofiler (EC50), som kan udtrykkes som "CD-sens"141. Målingen af arealet under dosiskurven (AUC) er for nylig blevet foreslået for at vurdere både basofilreaktivitet og basofilfølsomhed sammen58.

Flowcytometristrategien til analyse af BAT-resultater er vist i figur 1 og figur 2 og inkluderer gatinglymfocytter fra SSC-FSC-plottet (trin 1), gating-basofiler fra lymfocytpopulationen som CCR3 + CD203c + -celler (trin 2), der viser et CCR3 - CD63-plot til analyse af aktivering ved hjælp af CD63 som aktiveringsmarkør (trin 3). Tallene viser repræsentative eksempler på BAT-resultater opnået for lægemidler (figur 1) og allergener (figur 2).

Figure 1
Figur 1: Repræsentativ analyse af lægemiddelbasofilaktiveringstest ved flowcytometri . (A) SSC-FSC-plot for at vælge lymfocyt + basofilpopulation. (B) CCR3-CD203c plotter til gate basofiler fra lymfocytpopulationen som CCR3 + CD203c celler. (C) CCR3-CD63 plot til at analysere aktivering ved hjælp af CD63 som aktiveringsmarkør for negativ kontrol, positiv kontrol og lægemiddel. Værdier, der vises i hvert panel, repræsenterer procentdel af celler. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 2
Figur 2: Repræsentativ analyse af allergen basofil aktiveringstest ved flowcytometri. (A) SSC-FSC-plot for at vælge lymfocyt + basofil population. (B) CCR3-CD203c plotter til gate basofiler fra lymfocytpopulationen som CCR3 + CD203c + celler. (C) CCR3-CD63 plot til analyse af aktivering ved hjælp af CD63 som aktiveringsmarkør, der viser resultater for negativ kontrol og faldende koncentrationer af allergen (Ara h 9). Værdier, der vises i hvert panel, repræsenterer procentdel af celler. Klik her for at se en større version af denne figur.

Lyskilder (lasere) 488 nm Sammenhængende SafirTM luftkølet argon-ion laser; 20 mW; 633-nm JDS UniphaseTM HeNe luftkølet laser; 17 mW
Lys excitatorisk bølgelængde Blå laser:488 nm; Rød laser: 633 nm
Lyskildekraft ved den excitatoriske bølgelængde Blå laser: 20 mW; Rød laser: 17 mW
Optiske filtre SSC: 488/10; FITC: 530/30, PE:585/42, APC: 660/20
Optiske detektorer FSC, SSC, FL1-H FITC, FL2-H PE, FL4-H APC
Optiske detektorer tye luftkølet argon-ion laser
Optiske stier BD ottekant (488 nm laserlinje); BD Trigoner (633 nm laserlinje)

Tabel 1: Krav til flowcytometer

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

BAT er en supplerende in vitro-diagnostisk test til evaluering af IgE-medierede allergiske reaktioner, der har vist sig at være nyttige til diagnosticering af reaktioner induceret af forskellige udløsere såsom lægemidler, mad eller inhalanter samt i nogle former for kronisk urticaria. Generelt bør BAT-ydeevne overvejes, hvis i) allergenet / lægemidlet producerer falske positive resultater i ST; ii) allergenet /lægemidlet er ikke tilgængeligt til brug for ST- eller sIgE-kvantificering iii) der er uoverensstemmelse mellem klinisk historie og ST- eller sIgE-bestemmelse iv) symptomer tyder på, at ST kan fremkalde en systemisk reaktion; v) forud for CCT for skyldig allergen / lægemiddelbekræftelse10.

Med hensyn til forsøgsprotokollen er der forskellige vigtige aspekter, der skal overvejes for at få egnede blodprøver til testen. Systemiske steroider 146 og immunosupressorer, herunder orale kortikosteroider,147 bør undgås før testning på grund af fald i basofilrespons 146 (antihistaminer og topiske steroider påvirker ikke BAT-resultater)146. Testen bør ikke udføres under infektion eller aktive kroniske inflammatoriske tilstande148. Intervaltiden mellem reaktionen og testen bør ikke være længere end 1 år på grund af rapporteret negativisering af sIgE-niveauer over tid42,52,149. Testen udføres med frisk fuldblod og må ikke udføres længere end 24 timer efter blodekstraktion150.151. Blod skal opsamles i heparinstabiliserede rør, fordi basofiler ikke degranulerer, hvis EDTA eller syrecitrat dextrose anvendes som stabilisator, selvom det kan bruges efter tilsætning af calcium152. På den anden side bør den stimulus, der anvendes i testen, ikke omfatte hjælpestoffer; Af denne grund anbefales standardiserede allergenekstrakter, rekombinante eller oprensede allergener, rene aktive ingredienser eller intravenøse injicerbare lægemiddelpræparater. Desuden skal lægemidlets kemiske egenskaber overvejes. For eksempel er nogle lægemidler ustabile i opløsning og skal være frisklavede før hver test, og andre er fotolabile og skal udføres, mens de beskytter analysen mod lyset48. Toksicitet og uspecifik aktivering bør evalueres for hvert testet allergen / lægemiddel og ROC-kurver med bekræftede patienter, og tolerante kontroller skal analyseres for at bestemme afskæringen. Endelig bør betydningen af begge positive kontroller fremhæves i analysen af BAT. fMLP er et bakterielt peptid, der inducerer basofilaktivering gennem G-proteinkoblet fMLP-receptor. Af denne grund bruges det ofte som en positiv kontrol af ikke-IgE-medieret aktivering16. Anti-IgE eller alternativt anti-FcεRI bruges som positive kontroller af IgE-medieret basofilaktivering. Ingen basofilaktivering i nærværelse af både ikke-IgE- og IgE-medierede positive kontroller tyder på, at basofiler eller fejl i forsøgsprotokollen ikke er tilstrækkelig kvalitet. I modsætning hertil betegnes basofiler, der aktiveres med fMLP, men ikke med anti-IgE eller anti-FcεRI, som ikke-responderbasofiler, idet det anslås, at 6-17% af den generelle befolkning ikke reagerer på stimulering gennem FcεRI i BAT 63,84,153, selvom de udtrykker normale tætheder af celler overflade IgE. Manglende reaktionsevne kan være relateret til lave niveauer af Sykphosphatase 154,155,156 sammen med øgede niveauer af CD45 157. Selv om undersøgelser har vist, at basofiler, der ikke responderer, kan blive til responderende basofiler i nærværelse af IL-3158 i in vitro-assays, kan ikke-responder-basofiler stadig påvises i BAT, og i disse tilfælde kan resultaterne ikke tages i betragtning til evaluering.

Med hensyn til inkluderingen af IL-3, et basofilpriming cytokin, findes der ingen generel konsensus. Brugen af IL-3 er blevet rapporteret at forbedre basofilrespons i CD63-baseret BAT uden at inducere CD63-opregulering af sig selv efter en kort forbehandling 7,159,160. En anden undersøgelse tyder imidlertid på, at IL-3 opregulerer CD63-ekspression ved baseline161. I modsætning hertil bekræfter undersøgelser i tilfælde af CD203c-baseret BAT, at IL-3-priming forbedrer CD203c-ekspression ved at hvile basofiler, hvilket reducerer forskellene mellem ustimulerede og stimulerede basofiler og reducerer BAT-følsomhed 159.161.

Forskellige gating-strategier kan bruges til at identificere basofilpopulation og analysere basofilaktivering ved flowcyotmetri. Basofiler er celler med lav sidespredning, der kan identificeres gennem forskellige selektionsmarkørmuligheder 162,163,164, hvilket er et nøglepunkt, der kan påvirke den diagnostiske effektivitet af BAT165,166. Cellemarkørvalg bør baseres på specificitet for at skelne basofiler fra andre cellepopulationer samt på cellemarkørekspression på hvilende og aktiverede celler. De mest kendte og almindeligt anvendte basofiludvælgelsesmarkører er: CD193 (CCR3) (også udtrykt på mastceller, Th2-lymfocytter162 og eosinofiler), CD123 (også udtrykt på HLA-DR+ plasmacytoide dendritiske celler), CD203c (udelukkende udtrykt på basofiler og opreguleret efter basofilaktivering) og FcεRI (også udtrykt på pluripotente forfædre til mastceller)139. Baseret på disse cellemarkører og i kombination med SSC er mere almindelige udvælgelsesstrategier SSC lav CCR3+, SSC lav CCR3+CD203c+ (anvendt i denne protokol), SSC lav CD123+HLA-DR−, SSC lav CD203c+CD123+HLA-DR−, SSClavFcεRI+HLA-DR− (for at udelukke antigenpræsenterende celler og monocytter 146,161 ,162,163), SSC lav CD203c+CRTH2+CD3- (for at udelukke T-celler)164, SSC lav CD203c+ eller SSC lav CCR3+CD123+10,162,166, SSC lavCD123+(CD3-CD14-CD19-CD20-)167,168, og SSClavIgE + 169.170, selvom sidstnævnte ikke anbefales på grund af begrænsninger hos patienter med lave IgE-niveauer. Efter nøjagtig udvælgelse af basofilpopulation detekteres aktivering normalt ved påvisning af CD63, der er placeret i membranen af sekretorgranulat 16.171, hvis ekspression på basofiloverfladen er direkte korreleret med basofildegranulering og histaminfrigivelse16.172.173. En anden mulighed er analysen af CD203c, selv om følsomheden er lavere på grund af dens opregulering med IL-3159.161, konstitutivt udtrykt på hvilende basofiler og opreguleret på aktiverede basofiler.

Basofilaktivering detekteres ved at måle procentdelen af CD63-positive celler (CD63-baseret BAT) eller variationer i CD203c gennemsnitlig fluorescensintensitet (MFI) (CD203c-baseret BAT) sammenlignet med en negativ kontrol, der er indstillet som tærskelværdi for hvert assay. En tærskel på 2,5% CD63-positive celler i den negative kontrol (ustimulerede celler) anbefales for at bestemme de mest nøjagtige BAT-resultater sammenlignet med en kontrolleret udfordringstest. Overvejelse af positivitet afhænger af den testede stimulus. Basofilaktivering betragtes som positiv for en stimulus, hvis procentdelen af CD63-positive basofiler i nærvær af stimulus divideret med procentdelen af CD63-positive basofiler i den negative kontrol er højere end afskæringen beregnet ved ROC-kurveanalyse af data opnået fra bekræftede allergiske patienter og raske donorer.

BAT-ydeevne gør det muligt at skelne mellem IgE-afhængig og IgE-uafhængig basofilaktivering ved at analysere den hæmmende virkning af wortmannin (WTM)16,174,175, en potent og specifik hæmmer af phosphoinositide 3-kinase involveret i IgE-medieret basofilaktivering. Inhiberingsassayet udføres ved at inkubere blod med WTM (1 μM) ved 37 °C i 5 minutter før inkubationen med stimulus. For at bekræfte, at BAT-hæmning med WTM er korrekt, skal hæmning af positiv kontrol anti-IgE, men ikke af positiv kontrol fMLP observeres.

Desværre er der ingen standardisering mellem forskellige laboratorier med hensyn til procedurer, koncentrationer og markører. Fremtidige multicenterstudier er nødvendige for at standardisere metoden til at sammenligne resultater mellem centre og for klinisk at standardisere og validere testen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har intet at afsløre.

Acknowledgments

Vi takker Claudia Corazza for hendes uvurderlige engelsksprogede støtte. Dette arbejde blev støttet af Institut for Sundhed »Carlos III« (ISCIII) under MINECO (tilskud medfinansieret af EFRU: »Una manera de hacer Europa«; Tilskud nr. PI20/01715; Pi18/00095; Pi17/01410; Pi17/01318; PI17/01237 og RETIC ARADYAL RD16/0006/0001; Det andalusiske regionale sundhedsministerium (tilskud nr. PI-0127-2020, PIO-0176-2018; PE-0172-2018; PE-0039-2018; Pc-0098-2017; Pi-0075-2017; PI-0241-2016). ID er en klinisk investigator (B-0001-2017), og AA har en seniorpostdoktorkontrakt (RH-0099-2020), begge støttet af det andalusiske regionale sundhedsministerium (medfinansieret af 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

Medicin udgave 171 Basofil allergen lægemiddel allergi diagnose in vitro-metode CD63 CD203c
Basophil aktiveringstest til allergidiagnose
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