アレルゲン曝露室を用いたアレルギー性鼻炎患者の症状評価

空気アレルギーはますます社会問題になっています。適切な診断、アレルゲン特異的免疫療法(AIT)の有効性の評価、および薬物療法の理解は、この問題に対処するための重要なポイントです。ただし、これらの手順を標準化するには、安定したアレルゲン濃度、安定した環境条件(湿度や温度など)、および再現性のある方法でアレルギーの兆候を引き起こす能力が必要です。アレルゲン曝露チャンバー(AEC)は、外的要因とは無関係に安定した環境条件を提供し、分散アレルゲン粒子の濃度は、^AEC1,2の課題中に適切に制御され、安定しています。

アレルゲンチャレンジテストは、アレルギー疾患の症状と重症度に対する特定のアレルゲンの臨床的関連性の直接的な証拠を提供するため、空気中のアレルギーを診断するための基礎です。古典的なアレルギー診断には、鼻、結膜、気管支の誘発が含まれます^3,4,5。ただし、AECでのアレルゲン負荷試験は、天然のアレルゲン曝露に最も近いようです⁶。

この研究は、AECでさまざまな空中浮遊アレルゲンを持つ参加者に挑戦する安全で効果的な方法を提示することを目的としています 自然曝露に対応する重大なアレルギー症状を引き起こします。本手法は、AITの有効性試験のエンドポイントとして、アレルギー性鼻炎や喘息などの呼吸器疾患の病理学的特徴の誘導に適しており、薬理学的治療の臨床開発に貢献し、加速させる可能性があります2,3,7,8,9,10。

^世界には11を超えるAECがあります。ただし、AECは個別に設計されており、さまざまな種類のアレルゲン(たとえば、イエダニ[HDM]、白樺の花粉、草の花粉、ネコ、ブタクサの花粉、またはスギの花粉)を使用し、分布粒子の測定システムが異なるため、互いに比較できません12,13,14,15,16,17,18,19.したがって、各AECは個々のアレルゲンについて検証する必要があります。AEC検証は、アレルゲンの適切な濃度が安全であり、症状が患者に誘発されることを保証します。ALL-MED AECは、HDMアレルゲン²⁰に対して検証されています。

ALL-MED AECは、ポーランドのヴロツワフにある医学研究所にあります。施設は、1回のトライアルで15〜20人を快適に収容できます。施設は面積12 m²の部屋で構成されており、外部環境からの粒子が侵入するのを防ぐためにエアロックでアクセスできます。機器(シート、壁など)は、エコレザー、プラスチック、金属など、洗浄可能な非粘着性のあるアクセス可能な表面で構成されています。椅子は可動式で、さまざまなセットアップが可能です。表示ウィンドウとマイク通信により、被験者を常に監視できます(図1)。粒子の蓄積は、レーザー粒子カウンター(LPC)によって測定されます。粒子は、0〜20μm、20〜50μm、50〜100μmなどのさまざまな範囲に分類でき、結果は、指定された時間単位(たとえば、毎分)の立方メートルあたりの粒子数(p / m³)で示されます。AECの隣には2つのアクセサリールームがあり、患者はチャンバーに入る前に検査を受けます。救助装置は、除細動器と施設内に収容された他の蘇生装置で構成されています。医師を含む少なくとも2人の医療従事者が、各チャレンジ中に立ち会います。

この記事では、ポーランドのヴロツワフ医科大学の生命倫理委員会のガイドラインに準拠したプロトコルを紹介します。すべての参加者は法的能力があり、研究に参加するための書面によるインフォームドコンセントが提供されました。彼らはまた、理由を述べずにいつでも撤退するオプションがあることを知らされました。

1. AECのクリーニング

注:洗浄は実験当日よりも早く行うことができます。

1. 高効率粒子状空気(HEPA)フィルター掃除機で、家具や床を含むすべての表面を掃除機で掃除します。
2. 家具、壁、窓、床など、洗えるすべての表面を水分ワイプで拭き取ります。
3. AECシステム(アレルゲン供給ダクト)に空気を循環させるコンプレッサーをオンにします。
4. 床と天井のファンをオンにして、乱流条件下で流入する空気が定期的に混合されるようにします。
5. フィーダーコントロールステーションの「注入長さ」と「注入間の休憩」を最大値に設定して、アレルゲン供給ダクトにきれいな空気を30分間吹き飛ばします。
6. レーザーパーティクルカウンター(LPC)²¹の粒子数を監視して、アレルゲンによる汚染を確認します。
   1. メインメニューで、 を押します 構成 |サンプル。次のパラメータを使用します:1分間のサンプル、000サイクル、0分間の遅延、0分間保持、および立方メートル(m³)の単位。
      注意: LPCはすぐに粒子のカウントを開始し、各測定の間に間隔を空けずに1分間粒子をカウントします。LPCは、手動で停止するまでサンプルを測定し、立方メートルあたりの粒子(p / m³)を計算します。
   2. メインメニューで、 を押します 構成 | パーティクル。すべてのオプションを選択します。
      注意: LPCは、最大100μm(フルレンジ)までのすべての粒子を測定します。
   3. コンピュータプログラム(LMS Express 7など)で結果を読み上げます。
      注意: 立方メートルあたりの粒子数(p / m 3)が50 p / m³未満で、粒子が0〜100μmの範囲にある場合、キャビンは少なくとも10分間きれいです。

2. AECの操作

注:キャビン内の雰囲気は、試験中にパラメータが一定であることを確認するエンジニアによって定期的に監視される必要があります。参加者が入る前にパラメータを安定させる必要があります。

1. 環境
2. AEC全体に空気を循環させるコンプレッサーをオンにします。
   1. 温度制御システムで温度を21°C±0.5°Cに調整します(材料表)。
      注意: 必要に応じて、温度は18°Cから27°Cの間で変化する場合があります。
   2. 床と天井の渦巻きファンをオンにします。
   3. フィーダーコントロールステーションの加湿器をオンにします(材料表)。
   4. フィーダーコントロールステーションのノブ「空気供給」を5%〜20%の位置に設定して、100時間あたりの空気交換(ACH)を40〜100%に設定します。空気質計で相対湿度と_CO2 濃度を測定します。
      注意: 新鮮な外気はHEPAフィルター を介して 引き込まれます。相対湿度(通常40%〜58%)と二酸化炭素(_CO2)濃度(900ppm未満)を制御します。湿度とCO₂ の両方が正常範囲内になるようにACHを調整します。湿度とCO₂ の値は、参加者の数に非常に敏感です。
3. 粒子の生成とカウント
   注:標準化および凍結乾燥されたアレルゲン抽出物が使用されます。粒子は給気ダクトに注入され、コンピューター制御のフィーダーを介してAECに吹き込まれます。粒子濃度は500/m3から10,000/^m3の間で調整することができる。均質で空間的に安定した粒子分布は、アレルゲン粒子が床に落下して蓄積するのではなく循環するように乱流混合することによって得られます。
   1. 粒子を1分間カウントするようにLPCを設定します(手順1.6.1を繰り返します)。
   2. 監視対象粒子の値を0〜20μmの範囲に設定します。メインメニューで、 を押します 構成 |パーティクル。「5、10、20μm」にチェックマークを付けます。LPCは、0〜20μmの範囲のすべての粒子を測定します。
      注:粒子は、異なるアレルゲンを監視するために必要な場合、0〜20μm、20〜50μm、および50〜100μmを含む範囲に分類できます。
   3. アレルゲンをフィーダーに入れます。フィーダーコントロールステーションで、「注入長」を100ミリ秒(範囲10〜200ミリ秒)に設定し、「注入間の休憩」を1.5分(範囲0.3〜3.0分)に設定します。
      注:ALL-MED AEC検証では、乾燥、精製された Dermatophagoides pteronyssinus(Dp )ダニ体(材料表)をHMDチャレンジに使用し、5,000 p / m³ が最適濃度²⁰でした。
   4. 粒子の数(p / m³)を監視します。両方のパラメータの値を変更して、継続的に調整します。
4. 各試行が完了したら、すべての測定データ(p / m³、_CO2 濃度)をコンピューターから外付けドライブにダウンロードします。データを分析します(図2)。

3. 安全管理措置

1. AECに入る36〜24時間前に、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2ウイルス(SARS-CoV-2)のPCR検査で参加者をテストします。PCR結果が陰性の参加者のみがAECに入ることを許可します。
   注:この手順は必須ではなく、地域のコロナウイルス病2019(COVID-19)の制限によって異なります。キャビン内の患者は保護マスクを着用していません。

4. 機内での検査と臨床エンドポイント

注:包含基準と除外基準、および参加者の特性については、 補足表1を参照してください。参加者は、ALL-MED AEC 20の検証に従って、5,000 p / m³ の濃度のHDMアレルゲンに¹²⁰分間曝露されました。

1. 参加者が触れるデバイスコンポーネントが感染伝播源になる可能性があるため、検査前に参加者の手を消毒してください。この推奨事項は、特にウイルス性疾患の流行やパンデミックの際に不可欠です。
2. 表示ウィンドウから参加者の状態を常に監視し、マイクシステム を介して 音声で連絡を取ります(資料表)。
3. 参加者がAECに入る前に、非アレルゲン粒子の浸透や衣服の潜在的な汚染を防ぐために、フード付きの使い捨てのつなぎ服(材料表)を着用するように要求してください。
4. 参加者がAECに入る前に、検査中に使用するために必要なすべての器具使い捨てチップが入った箱を提供します:肺活量測定チップと鼻栓、使い捨て吸気フローマターマスク、ピークフローメーター(PFM)チップ、ARMチップ、アンケート用のリモコン、ハンカチ1パック、鼻汁用のバイオハザードビニール袋。
5. 以下の手順に従って臨床エンドポイントを実行します。ARM、PNIF、PERF、およびFEVを繰り返します₁ 実験前と60分と120分後にテストします。参加者が30分ごとにTNSS調査を完了するようにしてください(図 3).参加者が快適に過ごせるように、AECの隣の部屋で個別にテストを実行してください。
   注意: 効率的なテストのために、参加者に10分間隔でキャビンに入ってもらいます。その結果、各被験者の測定は異なるリアルタイムで行われ、各患者はAEC内で合計120分を過ごします。タイムシフトにより、スタッフはテストプロセス中に参加者を支援し、対話することもできます。合計で、AECは約210分間動作します。
   1. 鼻汁(客観的パラメータ)
      注:参加者はハンカチとビニール袋の同一のパッケージを持っている必要があります。これは重みを比較するために必要です。
      1. 使用済みのハンカチをビニール袋に入れるよう参加者に指示します。2時間のチャレンジが終了したら、未使用のハンカチも同じバッグに入れてもらいます。必要に応じて、追加のティッシュとビニール袋を用意してください。
      2. トライアルが終了したら、すべてのバッグを集めてください。ビニール袋の使用済みハンカチの重さを量って、鼻汁の重さを決定します。各測定値から未使用のハンカチとビニール袋の重量を差し引き、鼻汁の重量を求めます(図4A)。
   2. 鼻症状調査(主観評価)
      1. テレビ画面にアンケートの質問を表示します。
      2. 各症状の重症度に対応するリモコンの番号を選択して、チャレンジ前とチャレンジ中は30分ごとに患者に自己評価するように依頼します(質問)。総鼻症状スコア(TNSS)調査に基づいて鼻症状を評価します(表1)。
      3. 参加者にTNSSアンケートを記載したメールを送信します。チャレンジ後4時間24時間に自宅でアンケートに回答し、結果を返送するように依頼します。
      4. チャレンジが終了したら、回答をダウンロードし、各調査の合計スコアを計算します(図4B)。
   3. 音響鼻測定(ARM)(目的パラメータ)
      注: 最小断面積(MCA)の差を計算するには、1人の参加者のすべての測定値を1つのファイルに保存する必要があります。そうしないと、分析ができなくなります。
      1. テストは、チャレンジ前、チャレンジ後 60 分、チャレンジ後 120 分の 3 回実行します。
      2. 鼻孔に鼻計の頭の適切な先端を置きます(左鼻孔は青)。きついかどうかを確認してください。参加者に3秒間息を止めてから、プログラムを開始するように依頼します。
         注意: 結果が不明な場合は、テストを繰り返してください。
      3. 適切な先端を持つもう一方の鼻孔についても繰り返します(右の鼻孔は赤)。
      4. チャレンジが終了したら、MCAを計算します(図4C)。
   4. ピーク鼻吸気流量(PNIF)(客観的パラメータ)
      注意: PNIFは、最大の吸気中に鼻の気流を直接測定し、鼻の閉塞の程度を判断します。
      1. テストは、チャレンジ前、チャレンジ後 60 分、チャレンジ後 120 分の 3 回実行します。
      2. 参加者に肺を深く収縮させるように依頼します。次に、流量計に接続された使い捨て吸気流量計マスクを顔に置き、鼻から最大限に息を吸うように指示します(図4D)。
      3. テスト全体を通して、吸気流量計が水平位置にあることを確認してください。3つの測定値の最良の平均を記録します。
   5. ピーク呼気流量PEFR(安全パラメータ)
      注意: PEFRは、換気の妥当性と気流の閉塞の信頼できる指標です。
      1. テストは、チャレンジ前、チャレンジ後 60 分、チャレンジ後 120 分の 3 回実行します。
      2. 参加者にできるだけ深呼吸をし、ピークフロー物質の使い捨てチップの周りに唇を置き、すばやく力強く息を吐くように依頼します(図4E)。
      3. 3つの測定値の最良の平均を記録します。
      4. チャレンジが終了したら、参加者にPFMを提供します。チャレンジ後4時間24時間に自宅でテストを実行し、結果を送り返すように依頼します。
   6. 肺活量測定(安全肺パラメータ)
      注:肺活量測定は、欧州呼吸器学会(ERS)²² の基準に従って実行され、安全性を評価し、気管支閉塞の可能性を監視します²³。
      1. テストは、チャレンジ前、チャレンジ後 60 分、チャレンジ後 120 分の 3 回実行します。
      2. 測定の前に、各参加者の肺活量計のパラメーター(性別、年齢、体重、身長)を設定します。
      3. 参加者に座って鼻栓をしてもらいます。次に、参加者に肺活量計の使い捨てチップの周りに唇を置き、落ち着いて慎重に呼吸してもらいます。
      4. 参加者に、肺活量計が信号を発したときにのみ中断できる、不必要な遅延なしに深呼吸と強い呼気をするように依頼します。3回繰り返します。
      5. すべての参加者を調べた後、結果をダウンロードし、最初の1秒(FEV₁)に強制呼気量を記録します(図4F)。
6. アレルゲンチャレンジ中に参加者の幸福または安全パラメータが大幅に悪化した場合は、すぐにテストを中止してください。
7. AEC施設を出た後、救助薬を提供することにより、参加者を安全で快適に保ちます(必要な場合)。
8. チャレンジの24時間後に各参加者と安全フォローアップコールを実施します。

AEC環境は、アレルゲンの数(p / m3)、温度、湿度、およびCO2 濃度について、操作時間全体を通して監視されました(図2)。HDMアレルゲンレベルは安定していることがわかりました(図2A)。さらに、アレルゲンが分布しておらず、粒子が0〜20μmの範囲で、粒子数が最大50 p / m3 である試験が示されています(図2A)。AECに入る参加者に由来する粒子の流入があり、空のチャンバーと比較して15人の参加者で約100 p / m3 になりました。その結果、試験中にLPCによって測定された値には、約100 p / m3の流入を伴う目標濃度が含まれていました。

対応のあるデータをマン・ホイットニーU検定と比較した。値は、 p <0.05のすべての検定で統計的に有意であると見なされました。統計計算を行い、グラフ作成プログラムを用いてグラフを生成した。

陽性と陰性の結果の違いを示すために、2つのグループが含まれました:アレルギー性鼻炎(AR)症状のある8人のHDMアレルギー患者とアレルギーのない7人の健常対照(HC)個人。 補足表1 は、選択基準と除外基準、および参加者の特性を示しています。ALL-MED AEC 20の検証によると、参加者は5,000 p / m3 の濃度で120分間HDMに曝露されました。

すべての参加者は、以下の検査(ARM、PNIF、PERF、肺活量測定)を受け、TNSS質問書に記入し、鼻汁を収集しました。TNSSおよび鼻汁重量は、HC群と比較してAR個体で有意に高かった(図4A、B)。TNSSは60分のばく露後にピーク値に達し、その後横ばいになった(p < 0.0001)。さらに、鼻分泌重量はAR群で有意に高かった(p < 0.0001)。気道開存性の障害は音響鼻測定で認められた。MCAは、AR群とHC群を比較すると、60分で最初の測定後に有意に減少しました。その時点からチャレンジの終わりまで、値は安定していました(p < 0.001)。これはPNIF測定と一致し、同じ濃度(p < 0.01)で有意な減少が観察されました(図4C、D)。

FEV1 とPEFRは、AECチャレンジ中に測定されました(図4E、F)。さらに、参加者はチャレンジ後4時間および24時間後に自宅でPEFRを測定し、結果を郵送で返送しました。値は正常範囲内であり、チャレンジ中およびその後最大24時間安定していました。ARのアレルギー被験者とHCの間に統計的に有意な差は見られず、HDMアレルゲン曝露はどちらのグループでも肺機能に影響を与えなかったことが示唆されています。

図1:AECの概略レイアウト。 参加者はエアロックから入ります。粒子は、コンピュータ制御のフィーダーによって通気孔のシステムを通して分配される。AEC条件(粒子濃度、CO2 濃度、湿度、および温度)は、LPCによって常に監視されます。参加者は、ウィンドウと音声接続によって監視されます。略語:AEC =アレルゲン曝露チャンバー;CO2 =二酸化炭素。LPC =レーザーパーティクルカウンター。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:試験中のAECにおける環境の安定性の代表的な結果 。 (a)粒子濃度を評価したところ、LPCにより0〜20μmの範囲にあることがわかった。HDMアレルゲン濃度の目標値は5,000p/m3であった。比較のため、アレルゲンを用いなかった試験を示す。(B)湿度、(C)CO2 濃度、及び(D)温度を示す。略語:°C =摂氏度;CO2 =二酸化炭素。HDM =ハウスダストダニ;LPC =レーザーパーティクルカウンター;m =メートル;分 = 分;p =粒子;ppm =百万分率。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図3:AECチャレンジ中に実行されるテストのリストと、時点(各参加者)。 個々のテストをタイムリーに実行するために、参加者は10分ごとにAECに入る必要があります。その結果、各参加者のテストは異なるリアルタイムで実施されます。さらに、タイムシフトにより、スタッフはテスト中に参加者を支援することができます。略語:AEC =アレルゲン曝露チャンバー;ARM =音響鼻測定;FEV 1 =最初の1 秒の強制呼気量。PEFR =ピーク呼気流量;PNIF =ピーク鼻吸気流;TNSS =鼻症状の合計スコア。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図4:AR(赤いバー)とHC(青いバー)の患者におけるAECチャレンジ中のさまざまなエンドポイントの代表的な結果。 HMD誘発アレルギー被験者(AR付き)およびHC(それぞれ8人と7人の参加者を含む)は、AECで5,000 p / m3 のHDMアレルゲン濃度に曝露されました。(A)鼻分泌量、(B)鼻症状、(C)音響鼻測定におけるMCA、(D)PNIF、(E)PEFR、および(F)FEV1 を評価した。結果は、平均値を持つ個々の反復として表示されます。略語:AEC =アレルゲン曝露チャンバー;AR =アレルギー性鼻炎;FEV 1 =最初の1 秒の強制呼気量。HC =健康なコントロール;HDM =ハウスダストダニ;g =グラム;MCA = 最小断面積;p =粒子;PEFR =ピーク呼気流量;PNIF =ピーク鼻吸気流;TNSS =鼻症状の合計スコア。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

表1:TNSSの症状とスコア方法。 参加者が評価システムを使用して、4つの症状を評価しました。アンケート結果は、1つの値、つまり特定の時間(トライアル前およびトライアルの30分ごと)の4つの質問の合計スコアとして表示されます。略語:TNSS =鼻の症状スコアの合計。

補足表1:研究の包含基準と除外基準、および研究に登録された参加者の特性。 HDMによって引き起こされるAR症状のある8人の患者と、症状のない7人の患者(HC)。略語:AR =アレルギー性鼻炎;Df = デルマトファゴイデスファリナエ;Dp = 皮膚食性プテロニシヌス;F =女性;HC =健康なコントロール;HDM =ハウスダストダニ;kU / L =キロ単位/リットル;M =男性;md =平均直径;sIgE =特異的免疫グロブリンE;SPT =皮膚プリックテスト。 このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。

Marek Jutelは、ALK-Abello、Allergopharma、Stallergenes、Anergis、Allergy Therapeutics、Leti、HAL、GSK、Novartis、Teva、Takeda、Chiesiからの個人料金を報告しています。他の著者は開示するものは何もありません。