Summary
Представлен протокол проведения испытания в камере воздействия аллергенов (AEC). AEC зарекомендовали себя как безопасные и эффективные инструменты для индукции аллергических симптомов или в качестве конечной точки при тестировании эффективности иммунотерапии аллергенами из-за их способности поддерживать стабильные концентрации частиц и условия окружающей среды.
Abstract
Камеры воздействия аллергенов (AEC) - это клинические учреждения, которые позволяют участникам подвергаться воздействию аллергенных и неаллергенных частиц в воздухе. Они обеспечивают стабильную концентрацию частиц в контролируемых условиях окружающей среды. Это имеет большое значение как для диагностических целей, так и для мониторинга эффектов лечения.
Здесь представлен протокол и технические предпосылки для выполнения безопасного и эффективного исследования аллергенов у субъектов, сенсибилизированных к переносимым по воздуху аллергенам (т.е. клещу домашней пыли [HDM]) в ALL-MED AEC. При таком методе запуск аллергических симптомов соответствует естественному воздействию. Это может быть использовано для диагностики аллергии или в качестве правдоподобной конечной точки в клинических испытаниях, особенно для иммунотерапии аллергенами (AIT). В камере должна поддерживаться контролируемая среда (температура, влажность и углекислый газ [CO2]). Частицы аллергена должны равномерно диспергироваться в AEC на стабильных уровнях на протяжении всего испытания. Для этой презентации были включены пациенты с аллергическим ринитом (АР), чувствительные к аллергенам HDM. Симптомы АР оценивали по следующим параметрам: общая оценка назальных симптомов (TNSS), акустическая ринометрия (ARM), пиковый носовой инспираторный поток (PNIF) и вес носового секрета. Безопасность процедуры оценивали по пиковой скорости выдоха (PEFR) и объему форсированного выдоха в первую секунду (FEV1). У людей, страдающих аллергией, симптомы развились в течение 120 минут после исследования. В среднем наиболее интенсивные симптомы появлялись через 60-90 мин и, достигнув плато, оставались стабильными до конца исследования.
Introduction
Аллергия, передающаяся воздушно-капельным путем, становится растущей социальной проблемой. Правильная диагностика, оценка эффективности аллерген-специфической иммунотерапии (АИТ) и понимание фармакотерапии являются ключевыми моментами в решении этой проблемы. Однако стандартизация этих процедур требует стабильных концентраций аллергенов, стабильных условий окружающей среды (например, влажности и температуры) и способности вызывать аллергические признаки повторяющимся образом. Камеры воздействия аллергенов (AEC) обеспечивают стабильные условия окружающей среды, независимые от внешних факторов, а концентрация дисперсных частиц аллергена хорошо контролируется и стабильна во время испытаний в AEC 1,2.
Тест на аллерген является основой для диагностики аллергии воздушно-капельным путем, поскольку он дает прямые доказательства клинической значимости конкретного аллергена для симптомов и тяжести аллергического заболевания. Классическая аллергическая диагностика включает назальные, конъюнктивальные и бронхиальные провокации 3,4,5. Тем не менее, тест на аллерген в AEC, по-видимому, наиболее близок к естественному воздействию аллергена6.
Это исследование направлено на то, чтобы представить безопасный и эффективный метод вызова участников с различными переносимыми по воздуху аллергенами в AEC, чтобы вызвать значительные аллергические симптомы, соответствующие естественному воздействию. Этот метод подходит для индукции патологических признаков респираторных заболеваний, включая аллергический ринит и астму, в качестве конечной точки при тестировании эффективности АИТ и может способствовать и ускорять клиническую разработку фармакологических методов лечения 2,3,7,8,9,10.
В мире насчитывается более десятка AEC11. Однако AEC не сопоставимы друг с другом, потому что они индивидуально разработаны, используют разные типы аллергенов (например, клещ домашней пыли [HDM], пыльца березы, пыльца травы, пыльца кошки, пыльца амброзии или пыльца японского кедра) и имеют разные системы измерения распределенных частиц 12,13,14,15,16,17,18,19 . Таким образом, каждый AEC должен быть проверен на наличие отдельных аллергенов. Валидация AEC гарантирует, что надлежащая концентрация аллергена безопасна и что симптомы индуцируются у пациентов. ALL-MED AEC сертифицирован для аллергенов HDM20.
ALL-MED AEC находится в Медицинском научно-исследовательском институте во Вроцлаве, Польша. Учреждение может с комфортом разместить 15-20 человек во время одного испытания. Объект состоит из помещения площадью 12 м2 , доступ к которому осуществляется через воздушный шлюз для предотвращения попадания в него частиц из внешней среды. Оборудование (сиденья, стены и т. д.) состоит из неадгезивных, доступных поверхностей, которые можно мыть, таких как экокожа, пластик и металл. Стулья подвижные, что позволяет использовать их по-разному. Смотровое окно и микрофон позволяют осуществлять постоянный мониторинг объектов (рис. 1). Накопление частиц измеряется с помощью лазерного счетчика частиц (LPC). Частицы можно разделить на различные диапазоны, включая 0-20 мкм, 20-50 мкм и 50-100 мкм, и результаты даются в частицах на кубический метр (/м3) в течение определенной единицы времени (например, каждую минуту). Рядом с AEC есть две вспомогательные комнаты, где пациенты проходят тесты перед входом в палату. Спасательное оборудование состоит из дефибриллятора и других реанимационных устройств, размещенных на объекте. По крайней мере, два медицинских работника, включая врача, присутствуют во время каждого испытания.
Protocol
В этой статье представлен протокол, который соответствует рекомендациям Комитета по биоэтике Вроцлавского медицинского университета в Польше. Все участники были юридически дееспособны и предоставили письменное информированное согласие на участие в исследовании. Они также были проинформированы о том, что у них есть возможность выйти в любое время без объяснения причин.
1. Очистка AEC
ПРИМЕЧАНИЕ: Чистку можно проводить раньше, чем в день эксперимента.
- Пропылесосьте все поверхности, включая мебель и пол, с помощью высокоэффективного пылесоса с фильтром твердых частиц (HEPA).
- Очистите все моющиеся поверхности влажной салфеткой, включая мебель, стены, окна и пол.
- Включите компрессор, который обеспечивает циркуляцию воздуха через систему AEC (канал подачи аллергенов).
- Включите напольные и потолочные вентиляторы, чтобы поступающий воздух регулярно перемешивался в турбулентных условиях.
- Продуйте воздуховод подачи аллергена чистым воздухом в течение 30 мин, установив максимальные значения «Продолжительность впрыска» и «Перерыв между впрысками» станции управления питателем.
- Проверьте загрязнение аллергеном, контролируя количество частиц на лазерном счетчике частиц (LPC)21.
- В главном меню нажмите Конфигурация | Образец. Используйте следующие параметры: проба в течение 1 минуты, 000 циклов, задержка 0 минут, удержание в течение 0 минут и единицы кубических метров (м3).
ПРИМЕЧАНИЕ: LPC немедленно начнет подсчет частиц, а затем подсчитает частицы в течение 1 минуты без интервала между каждым измерением. LPC будет измерять образцы до тех пор, пока не будет остановлен вручную, а затем вычислит количество частиц на кубический метр (p/m3). - В главном меню нажмите Конфигурация | Частицы. Выберите все варианты.
ПРИМЕЧАНИЕ: LPC измеряет все частицы размером до 100 мкм (полный диапазон). - Считайте результат в компьютерной программе (например, LMS Express 7).
ПРИМЕЧАНИЕ: Кабина чистая, когда количество частиц на кубический метр (п/м 3) составляет менее 50 п/м3 и частицы находятся в диапазоне от 0 до 100 мкм в течение не менее 10 минут.
- В главном меню нажмите Конфигурация | Образец. Используйте следующие параметры: проба в течение 1 минуты, 000 циклов, задержка 0 минут, удержание в течение 0 минут и единицы кубических метров (м3).
2. Эксплуатация AEC
ПРИМЕЧАНИЕ: Атмосфера в кабине должна регулярно контролироваться инженером, который устанавливает, что параметры постоянны во время испытания. Параметры должны быть стабилизированы перед входом участников.
- Окружающая среда
- Включите компрессор, который обеспечивает циркуляцию воздуха по всей AEC.
- Отрегулируйте температуру до 21 °C ± 0,5 °C в системе контроля температуры (таблица материалов).
ПРИМЕЧАНИЕ: При необходимости температура может варьироваться от 18 ° C до 27 ° C. - Включите напольные и потолочные вихревые вентиляторы.
- Включите увлажнитель на станции управления питателем (Таблица материалов).
- Установите воздухообмен в час (ACH) в диапазоне от 5 до 20, установив ручку «подача воздуха» на станции управления питателем в положение от 40% до 100%. Измерьте относительную влажность и концентрацию CO2 с помощью измерителя качества воздуха.
ПРИМЕЧАНИЕ: Свежий наружный воздух всасывается через фильтры HEPA. Контролируйте относительную влажность (обычно от 40% до 58%) и концентрацию углекислого газа (CO2) (ниже 900 частей на миллион [ppm]). Отрегулируйте ACH так, чтобы и влажность, и CO2 находились в пределах нормы. Влажность и значения CO2 очень чувствительны к количеству участников.
- Отрегулируйте температуру до 21 °C ± 0,5 °C в системе контроля температуры (таблица материалов).
- Генерация и подсчет частиц
ПРИМЕЧАНИЕ: Используются стандартизированные и лиофилизированные экстракты аллергенов. Частицы впрыскиваются в воздуховод подачи воздуха и вдуваются в AEC через устройство подачи с компьютерным управлением. Концентрацию частиц можно регулировать в диапазоне от 500/м3 до 10 000/м3. Однородное, пространственно стабильное распределение частиц достигается путем турбулентного перемешивания, чтобы частицы аллергена циркулировали, а не падали и накапливались на полу.- Установите LPC на подсчет частиц в течение 1 минуты (повторите шаг 1.6.1).
- Установите значение контролируемых частиц в диапазоне 0-20 мкм. В главном меню нажмите Конфигурация | Частицы. Поставьте галочку напротив пункта «5, 10, 20 мкм». LPC будет измерять все частицы в диапазоне 0-20 мкм.
ПРИМЕЧАНИЕ: Частицы могут быть классифицированы по диапазонам, включая 0-20 мкм, 20-50 мкм и 50-100 мкм, если это необходимо для мониторинга другого аллергена. - Положите аллерген в кормушку. Установите «длину впрыска» на 100 мс (диапазон 10-200 мс) и «перерыв между инъекциями» на 1,5 мин (диапазон 0,3-3,0 мин) на станции управления питателем.
ПРИМЕЧАНИЕ: Для валидации ALL-MED AEC для испытания HMD использовались высушенные, очищенные тела клещей Dermatophagoides pteronyssinus (Dp) (таблица материалов), и оптимальной концентрацией20 была 5,000/м3. - Следите за количеством частиц (/м3). Корректируйте оба параметра на постоянной основе, изменяя их значения.
- После завершения каждого испытания загружайте все измеренные данные (/м3, концентрация CO2 ) с компьютера на внешний диск. Проанализируйте данные (рисунок 2).
3. Меры безопасности
- Протестируйте участников с помощью ПЦР-теста на вирус коронавируса 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2) за 36-24 часа до их поступления в AEC. Допускайте в AEC только участников с отрицательным результатом ПЦР.
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот шаг не является обязательным и зависит от местных ограничений коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19). Пациенты, находящиеся в салоне самолета, не носят защитных масок.
4. Обследование в салоне и клинические конечные точки
ПРИМЕЧАНИЕ: Критерии включения и исключения, а также характеристики участников см. в Дополнительной таблице 1. Участники подвергались воздействию аллергенов HDM в концентрации 5,000/м3 в течение 120 минут в соответствии с валидацией ALL-MED AEC20.
- Продезинфицируйте руки участников перед исследованиями, потому что компоненты устройства, к которым они прикасаются, могут быть источником передачи инфекции. Эта рекомендация имеет важное значение, особенно во время эпидемии или пандемии вирусных заболеваний.
- Постоянно следите за состоянием участников через смотровое окно и будьте в голосовом контакте через микрофонную систему (Таблица материалов).
- Перед входом участника в AEC попросите его надеть одноразовый комбинезон с капюшоном (Таблица материалов) для защиты от проникновения частиц, не содержащих аллергенов, и потенциального загрязнения одежды.
- Перед тем, как участник войдет в AEC, предоставьте ему коробку, содержащую все необходимые одноразовые наконечники для использования во время исследования: спирометрический наконечник и носовую пробку, одноразовую маску для инспираторного проточного вещества, наконечник пикфлоуметра (PFM), наконечники ARM, пульт дистанционного управления для анкеты, одну упаковку носовых платков и биологически опасный пластиковый пакет для выделения из носа.
- Выполните клинические конечные точки, выполнив следующие действия. Повторите ARM, PNIF, PERF и FEV1 тесты до эксперимента и через 60 мин и 120 мин. Убедитесь, что участники заполняют опрос TNSS каждые 30 минут (Рисунок 3). Для удобства участников проводите тесты индивидуально в комнате рядом с AEC.
ПРИМЕЧАНИЕ: Для эффективного тестирования попросите участников входить в кабину с интервалом в 10 минут. В результате измерения для каждого субъекта будут проводиться в разное время в режиме реального времени, при этом каждый пациент проведет в общей сложности 120 минут внутри AEC. Сдвиг во времени также позволяет сотрудникам помогать и взаимодействовать с участниками во время процесса тестирования. В общей сложности AEC работает около 210 минут.- Назальный секрет (объективный параметр)
ПРИМЕЧАНИЕ: Участники должны иметь одинаковые упаковки носовых платков и полиэтиленовых пакетов. Это необходимо для того, чтобы сравнить веса.- Попросите участников положить использованные носовые платки в полиэтиленовый пакет. После того, как 2-часовое задание будет завершено, попросите участников также положить все неиспользованные носовые платки в ту же сумку. При необходимости предоставьте дополнительные салфетки и полиэтиленовые пакеты.
- Соберите все сумки после того, как испытание закончится. Определите вес выделений из носа, взвесив использованные носовые платки в полиэтиленовых пакетах. Вычтите вес неиспользованных носовых платков и пластиковых пакетов из каждого измерения, чтобы получить вес выделений из носа (рис. 4A).
- Обследование носовых симптомов (субъективная оценка)
- Отобразите вопросы опроса на экране телевизора.
- Попросите пациента провести самооценку перед испытанием и каждые 30 минут во время испытания, выбрав число на пульте дистанционного управления, соответствующее тяжести каждого симптома (вопроса). Оцените носовые симптомы на основе опроса по общей шкале носовых симптомов (TNSS) (таблица 1).
- Отправьте участнику электронное письмо с анкетой TNSS. Попросите их заполнить анкету дома через 4 часа и 24 часа после испытания и отправить результаты.
- После завершения задания загрузите ответы и рассчитайте общий балл для каждого опроса (рис. 4B).
- Акустическая ринометрия (ARM) (объективный параметр)
ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы рассчитать разницу в минимальной площади поперечного сечения (MCA), все измерения одного участника должны быть сохранены в одном файле. В противном случае анализ будет невозможен.- Выполните тест три раза: перед испытанием, через 60 минут после испытания и через 120 минут после испытания.
- Приложите соответствующий кончик головки носорога к ноздре (синий для левой ноздри). Проверьте, плотно ли он затянут. Попросите участника задержать дыхание на 3 с, а затем запустите программу.
ПРИМЕЧАНИЕ: В случае неясного результата повторите тест. - Повторите то же самое для другой ноздри с соответствующим наконечником (красный для правой ноздри).
- После того, как задача будет завершена, рассчитайте MCA (рис. 4C).
- Пиковый поток вдоха из носа (PNIF) (объективный параметр)
ПРИМЕЧАНИЕ: PNIF непосредственно измеряет носовой воздушный поток во время максимального вдоха и определяет степень обструкции носа.- Выполните тест три раза: перед испытанием, через 60 минут после испытания и через 120 минут после испытания.
- Попросите участника глубоко сдуть легкие. Затем наденьте одноразовую маску для ингаляционного расходомера, соединенную с расходомером, на лицо и попросите их максимально вдохнуть через нос (рис. 4D).
- Убедитесь, что инспираторный расходомер находится в горизонтальном положении на протяжении всего теста. Запишите среднее значение лучшего из трех измерений.
- Пиковый расход на выдохе PEFR (параметр безопасности)
ПРИМЕЧАНИЕ: PEFR является надежным индикатором адекватности вентиляции, а также препятствия воздушному потоку.- Выполните тест три раза: перед испытанием, через 60 минут после испытания и через 120 минут после испытания.
- Попросите участника сделать как можно более глубокий вдох, обхватить губами одноразовый наконечник материи пиковой скорости выдоха и быстро и с силой выдохнуть (рис. 4E).
- Запишите среднее значение лучшего из трех измерений.
- После того, как испытание будет завершено, предоставьте участнику PFM. Попросите их выполнить тест дома через 4 часа и 24 часа после испытания и отправьте результаты.
- Спирометрия (параметр безопасности легких)
ПРИМЕЧАНИЕ: Спирометрия проводится в соответствии со стандартами Европейского респираторного общества (ERS)22 для оценки безопасности и мониторинга возможной бронхиальной обструкции23.- Выполните тест три раза: перед испытанием, через 60 минут после испытания и через 120 минут после испытания.
- Перед измерением установите параметры на спирометре для каждого участника: пол, возраст, вес и рост.
- Попросите участника сесть и надеть затычку для носа. Затем попросите участника обхватить губами одноразовый наконечник спирометра и дышать спокойно и осторожно.
- Попросите участника сделать глубокий вдох и сильный выдох без лишней задержки, которую можно прервать только тогда, когда спирометр подаст сигнал. Повторите 3 раза.
- После обследования всех участников загрузите результаты и запишите объем форсированного выдоха в первую секунду (FEV1) (рис. 4F).
- Назальный секрет (объективный параметр)
- Если самочувствие или параметры безопасности участника резко ухудшаются во время испытания аллергеном, немедленно прекратите тест.
- Обеспечьте безопасность и комфорт участников после того, как они покинут учреждение AEC, предоставив им лекарства для экстренной помощи (при необходимости).
- Проведите контрольные звонки по безопасности с каждым участником через 24 часа после испытания.
Representative Results
Окружающая среда AEC контролировалась на протяжении всего времени работы по количеству аллергенов (/м3), температуре, влажности и концентрации CO 2 (рис. 2). Было обнаружено, что уровни аллергена HDM стабильны (рис. 2A). Кроме того, показано исследование, в котором аллергены не были распределены, с частицами в диапазоне 0-20 мкм и максимальным количеством частиц 50/м3 (рис. 2А). Наблюдался приток частиц, исходящих от участников, поступающих в AEC, в результате чего около 100/м3 для 15 участников по сравнению с пустой камерой. В результате значения, измеренные LPC во время испытания, включали целевую концентрацию с притоком примерно 100/м3.
Парные данные сравнивались с U-критерием Манна-Уитни. Значения считались статистически значимыми для всех тестов с p < 0,05. Были выполнены статистические расчеты, а графики были построены с помощью графической программы.
В исследование были включены две группы, чтобы показать разницу между положительными и отрицательными результатами: восемь аллергиков HDM с симптомами аллергического ринита (AR) и семь здоровых контрольных лиц (HC) без аллергии. В дополнительной таблице 1 представлены критерии включения и исключения, а также характеристики участников. Участники подвергались воздействию HDM в концентрации 5,000/м3 в течение 120 минут в соответствии с валидацией ALL-MEDAEC 20.
Все участники прошли следующие тесты (ARM, PNIF, PERF, спирометрия) и заполнили вопросы TNSS, и у них были собраны выделения из носа. TNSS и вес выделений из носа были значительно выше у лиц с АР по сравнению с группой HC (рис. 4A, B). TNSS достиг пиковых значений через 60 минут воздействия, а затем вышел на плато (p < 0,0001). Кроме того, вес носового секрета был достоверно выше в группе АР (p < 0,0001). Нарушение проходимости дыхательных путей отмечено при акустической ринометрии. MCA значительно снизился после первого измерения через 60 минут при сравнении группы AR с группой HC. С этого момента и до конца испытания значения оставались стабильными (p < 0,001). Это согласуется с измерениями PNIF, для которых значительное снижение наблюдалось при тех же концентрациях (p < 0,01) (рис. 4C, D).
FEV1 и PEFR были измерены во время испытания AEC (рис. 4E, F). Кроме того, участники измеряли свой PEFR дома через 4 часа и 24 часа после испытания и возвращали результаты по почте. Значения находились в пределах нормы и оставались стабильными во время испытания и в течение 24 часов после него. Статистически значимых различий между аллергиками с АР и ГК не обнаружено, что позволяет предположить, что воздействие аллергена HDM не влияло на функцию легких ни в одной из групп.
Рисунок 1: Схематическая схема AEC. Участники заходят через шлюзовую камеру. Частицы распределяются через систему вентиляционных отверстий с помощью питателя с компьютерным управлением. Условия AEC (концентрация частиц, концентрация CO2 , влажность и температура) постоянно контролируются LPC. За участниками следят по окну и голосовой связи. Сокращения: AEC = камера воздействия аллергенов; CO2 = двуокись углерода; LPC = лазерный счетчик частиц. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2: Репрезентативные результаты стабильности окружающей среды в AEC во время испытания . (A) Концентрация частиц была оценена и обнаружена в диапазоне 0-20 мкм с помощью LPC. Целевым значением концентрации аллергенов HDM было 5 000/м3. Для сравнения показано испытание, в котором аллерген не использовался. (B) Влажность, (C) концентрация CO2 и (D) и температура показаны. Сокращения: °C = градусы Цельсия; CO2 = двуокись углерода; HDM = клещ домашней пыли; LPC = лазерный счетчик частиц; m = метр; min = минута(ы); p = частицы; ppm = частей на миллион. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 3: Список испытаний, которые должны быть выполнены во время испытания AEC, с указанием временных точек (для каждого участника). Чтобы обеспечить своевременное выполнение индивидуальных тестов, участники должны входить в AEC каждые 10 минут. В результате тест для каждого участника будет проводиться в разное время в режиме реального времени. Кроме того, сдвиг во времени позволяет персоналу помогать участникам во время тестирования. Сокращения: AEC = камера воздействия аллергенов; ARM = акустическая ринометрия; FEV1 = объем форсированного выдоха в первую секунду; PEFR = пиковая скорость выдоха; PNIF = пиковый поток вдоха из носа; TNSS = общая оценка назальных симптомов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 4: Репрезентативные результаты различных конечных точек во время испытания AEC у пациентов с AR (красные полосы) и HC (синие полосы). Субъекты аллергии, вызванные HMD (с AR) и HC, включая восемь и семь участников, соответственно, подвергались воздействию концентрации аллергена HDM 5,000/м3 в AEC. (A) Оценивали вес носовой секреции, (B) носовые симптомы, (C) MCA в акустической ринометрии, (D) PNIF, (E) PEFR и (F) FEV1 . Результаты представлены в виде индивидуальных реплик со средним значением. Сокращения: AEC = камера воздействия аллергенов; AR = аллергический ринит; FEV1 = объем форсированного выдоха в первую секунду; HC = здоровый контроль; HDM = клещ домашней пыли; g = грамм(ы); MCA = минимальная площадь поперечного сечения; p = частицы; PEFR = пиковая скорость выдоха; PNIF = пиковый поток вдоха из носа; TNSS = общая оценка назальных симптомов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
| симптом | вопрос, отображаемый на экране телевизора | Оценка TNSS для каждого симптома |
| насморк | Оцените, каким был ваш насморк в этот момент | 0 = нет (симптом полностью отсутствует) |
| Заложенность носа | Оцените, какой была заложенность носа в этот момент | 1 = легкая (симптом присутствует, но не вызывает беспокойства) |
| чихание | Оцените, каким было ваше чихание в этот момент | 2 = умеренный (симптом тревожный, но терпимый) |
| зуд в носу | Оцените, каким был ваш зуд в носу в этот момент | 3 = тяжелый (симптом трудно переносимый, максимальная интенсивность) |
| 0 - 12 очков |
Таблица 1: Симптомы и метод оценки TNSS. Участники использовали рейтинговую систему для оценки четырех симптомов. Результаты опроса представлены в виде одной величины - общего балла по четырем вопросам за определенный промежуток времени (до начала исследования и каждые 30 минут исследования). Аббревиатура: TNSS = общая оценка назальных симптомов.
Дополнительная таблица 1: Критерии включения и исключения исследования и характеристики участников, включенных в исследование. Восемь пациентов с симптомами АР, вызванными HDM, и семь пациентов без симптомов (HC). Сокращения: AR = аллергический ринит; Df = Dermatophagoides farinae; Dp = Dermatophagoides pteronyssinus; F = женщина; HC = здоровый контроль; HDM = клещ домашней пыли; кУ/л = килограммовые единицы/литр; M = мужчина; md = средний диаметр; sIgE = специфический иммуноглобулин Е; SPT = кожный прик-тест. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Discussion
Во всем мире работает ограниченное количество объектов AEC. На этих объектах были протестированы различные аллергены, наиболее распространенными из которых являются пыльца амброзии, пыльца березы, пыльца травы, пыльца японского кедра и HDM. AEC не классифицируются как лекарственные средства (в соответствии с Директивой 2001/83/EC) или медицинские изделия (в соответствии с Директивой по медицинскому оборудованию 93/42/EEC)24. AEC считаются возможным инструментом для измерения первичных конечных точек в исследованиях по определению дозы в соответствии с рекомендациями Европейского агентства по лекарственным средствам (EMA) для разработки продуктов AIT25,26.
Критические шаги в протоколе
Очень важно обеспечить стабильную и достаточно высокую концентрацию аллергена на протяжении всего исследования в AEC. Исследования показывают, что у пациентов с АР не развиваются аллергические симптомы при низких концентрациях аллергена20. Даже умеренные концентрации аллергенов не вызывают соответствующих симптомов27. Очень высокие концентрации могут вызвать серьезные реакции, такие как бронхоспазм. Таким образом, оптимальные и устойчивые концентрации аллергенов являются ключом к успешному испытанию. Поскольку AEC различаются (как описано во введении), каждый используемый аллерген должен быть проверен. ALL-MED AEC сертифицирован для аллергена HDM. Было обнаружено, что оптимальная конечная точка для оценки симптомов составила 120 мин, так как симптомы достигли плато через 60-90 мин. Оптимальное время вызова и концентрация аллергена были выбраны на основе задач с различными концентрациями HMD в разное время20. Примечательно, что острые симптомы могут возникать после аллергена, особенно при обострении астмы.
Согласно протоколу, участники заполняют опросы TNSS в пять временных точек во время испытания. Важно, чтобы они не видели своих предыдущих ответов, чтобы избежать самовнушения. Поэтому, если анкеты заполнены на бумаге, заполненные анкеты должны быть собраны немедленно.
Модификации и устранение неисправностей метода
Различные клинические конечные точки могут использоваться в зависимости от симптома, который будет наблюдаться во время вызова (например, общая оценка глазных симптомов [TOSS] для оценки риноконъюнктивита или оценка неназальных симптомов [NNSS] для оценки дыхательной системы).
Риноманометрия может быть использована в качестве альтернативы акустической ринометрии. Оба метода используются для объективного тестирования проходимости носа. Риноманометрия является стандартным тестом для полости носа. Он позволяет объективно оценить проходимость носовых ходов путем измерения сопротивления в полости носа во время вдоха и выдоха. Акустическая ринометрия – это исследование объема носовых полостей. Проходимость полости носа оценивается ультразвуковой волной. Нет данных о том, какой метод является более точным для задач AEC28,29.
Сбор носовой жидкости из одной поролоновой губки и измерения определенного уровня IgA1, IgA2, IgG, IgG, IgG4 и IgE представляют собой дополнительные тесты, которые можно провести во время испытания AEC30,31. Сыворотка и мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC) также могут быть собраны для дальнейшего определения молекулярных механизмов AIT.
Пациентам не разрешается использовать лекарства, которые могут повлиять на возникновение аллергических симптомов. Наиболее значимыми классами, наряду с минимальным временем между последней дозой и вызовом AEC, являются антигистаминные препараты (7 дней), ингаляционные и/или интраназальные кортикостероиды (14 дней); ингаляционный и/или интраназальный кромолин (14 дней) и системные кортикостероиды и/или астемизол (30 дней)18.
Ограничения метода
Тест AEC дороже, чем тесты прямой провокации (назальные, конъюнктивальные и бронхиальные), что означает, что он не используется в повседневной практике. AEC различаются по источникам аллергена, измерению распределенных частиц и времени испытания, что очень затрудняет сравнение исследований. При использовании аллергенов HDM в AEC применялись различные источники материала: Der p 1 и Der f 1, фекальный материал Dp, содержащий в основном Der p1 с заранее определенным соотношением Der p 1 к Der p 232 20:1, аллерген HDM SQ 503 из тела и фекалий, содержащий Der p 1 и Der p 233, и экстракты Dp. В ALL-MED AEC использовали высушенные и очищенные тела клещей Dp, включая Der p 1 и Der p 2,20. Поэтому в будущем должны быть введены единые стандарты, чтобы можно было сравнивать результаты между AEC.
Значимость метода по отношению к существующим/альтернативным методам
AEC являются очень полезным, но недостаточно представленным методом in vivo в диагностике аллергии. Кроме того, в качестве конечной точки оценки клинических испытаний AEC демонстрируют значительное превосходство над классическими оценками «в полевых условиях». Представляет интерес изучение корреляций между различными клиническими конечными точками, в частности, сходство субъективных параметров, оцениваемых пациентами (TNSS), и объективных показателей (акустическая ринометрия, PNIF, выделения из носа), собранных исследователем, в качестве начального шага в проверке результатов AEC по сравнению с результатами, полученными в «полевых» условиях.
Будущие применения или направления метода
AEC предлагают возможный метод стратификации пациентов на потенциальных респондентов и тех, кто не отвечает. Этот метод показывает большие перспективы для ускорения клинических разработок как в фармакотерапии, так и в иммунотерапии аллергических заболеваний34. Таким образом, AEC были одной из ключевых областей интереса в последние годы. AEC могут быть полезны в долгосрочных исследованиях, когда невозможно оценить естественное воздействие из-за низкого количества аллергенов.
Disclosures
Марек Ютель сообщает о личных сборах от ALK-Abello, Allergopharma, Stallergenes, Anergis, Allergy Therapeutics, Leti, HAL, GSK, Novartis, Teva, Takeda и Chiesi. Остальным авторам раскрывать нечего.
Acknowledgments
Публикация подготовлена в рамках проекта, финансируемого за счет средств, предоставленных Министерством науки и высшего образования в рамках программы «Региональная инициатива передового опыта» на 2019-2022 годы, проект No 016/RID/2018/19, объем финансирования 11 998 121,30 злотых, а также субвенция SUB. A020.21.018 Медицинского университета во Вроцлаве, Польша.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Allergen exposure chamber (AEC) | custom made | --- | with the air supply duct (with HEPA filters) and allergen blew into the AEC through a computer-controlled feeder |
| Acoustic rhinometer | GM Instruments (Irvine, UK) | A1 clinical/ reseach | with reusable plastic tips, contoured for the right and left nostrils |
| Air humidifier | Ohyama | SHM120D | |
| Air quality meter | AZ Instrument | Green Eye VZ 7798 | termometer, humidity and CO2 meter |
| Air-conditioning | DeLonghi | CKP 20EB | temperature range 18 - 25 °C |
| Ceiling fans | Argos | Manhattan Ceiling Fan - 432/8317 | |
| Computer-controlled feeder station | custom made | --- | with control of "injection length", "break between injections ", “air supply” |
| Disposable coveralls | VWR (Radnor, Pennsylvania, United States) | with hoodies | |
| Floor fans | AEG | TVL 5537, column | |
| Graphing program | GraphPad Software Inc. | Graph Pad Prism, v. 9.4.0 | |
| House dust mite (HDM) | Allergopharma (Reinbek, Germany) | customized order | dried, purified Dermatophagoides pteronyssinus (Dp) mite bodies, stored at 4 °C until use |
| Inspiratory flow meter | Clement Clarke International Ltd. (Harlow, UK) | portable inspiratory flow meter | with the disposable mask (size M), measuring inspiratory flow between 30 - 370 L/ min |
| Laser particle counter (LPC) | Lighthouse Worldwide Solutions (USA) | SOLAIR Boulder Counte | |
| Microphone system | Auna | VHF wireless microphone system | |
| Peak flow matter (PFM) | CareFusion (Basingstoke, UK) | MicroPeak with a standard range of 60 – 900 L/ min | with the disposable paper tips |
| Remote controls for filling questionnaires | Turning Technologies | Pilot TT ResponseCard LT, SAP: G040602A010 | a set of 32 remote controls for TT LT tests |
| Spirometer | Medizintechnik AG (Zurich, Switzerland) | EasyOne 2001, NDD | with the disposable paper tips; the spirometer should meet the ISO 26 782: 2009 standard; daily calibration of the spirometer is required |
| TV screen | Level | Level one 32" | |
| Vacuum | Siemens | extreme silencePower VSQ5X1230 | with the HEPA filters |
References
- Clark, D., Karpecki, P., Salapatek, A. M., Sheppard, J. D., Brady, T. C. Reproxalap improves signs and symptoms of allergic conjunctivitis in an allergen chamber: A real-world model of allergen exposure. Clinical Ophthalmology. 16, 15-23 (2022).
- Hossenbaccus, L., Steacy, L. M., Walker, T., Ellis, A. K. Utility of environmental exposure unit challenge protocols for the study of allergic rhinitis therapies. Current Allergy and Asthma Reports. 20 (8), 34 (2020).
- Hossenbaccus, L., Ellis, A. K. The use of nasal allergen vs allergen exposure chambers to evaluate allergen immunotherapy. Expert Review of Clinical Immunology. 17 (5), 461-470 (2021).
- Schröder, J., Mösges, R. Conjunctival provocation tests: Prediction of seasonal allergy. Current Opinion in Allergy and Clinical Immunology. 18 (5), 393-397 (2018).
- Gauvreau, G. M., et al. Allergen provocation tests in respiratory research: Building on 50 of experience. European Respiratory Journal. 60 (2), 2102782 (2022).
- Hohlfeld, J. M., et al. Diagnostic value of outcome measures following allergen exposure in an environmental challenge chamber compared with natural conditions. Clinical and Experimental Allergy. 40 (7), 998-1006 (2010).
- Rösner-Friese, K., Kaul, S., Vieths, S., Pfaar, O. Environmental exposure chambers in allergen immunotherapy trials: Current status and clinical validation needs. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 135 (3), 636-643 (2015).
- Jacobs, R. L., et al. Responses to ragweed pollen in a pollen challenge chamber versus seasonal exposure identify allergic rhinoconjunctivitis endotypes. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 130 (1), 122-127 (2012).
- Khayath, N., et al. Validation of Strasbourg environmental exposure chamber (EEC) ALYATEC® in mite allergic subjects with asthma. Journal of Asthma. 57 (2), 140-148 (2020).
- Bousquet, J., et al. Onset of action of the fixed combination intranasal azelastine-fluticasone propionate in an allergen exposure chamber. The Journal of Allergy and Clinical Immunology: In Practice. 6 (5), 1726-1732 (2018).
- Pfaar, O., et al. Technical standards in allergen exposure chambers worldwide - An EAACI Task Force Report. Allergy. 76 (12), 3589-3612 (2021).
- Rønborg, S. M., Mosbech, H., Poulsen, L. K. Exposure chamber for allergen challenge. A placebo-controlled, double-blind trial in house-dust-mite asthma. Allergy. 52 (8), 821-828 (1997).
- Yang, W. H., et al. Cat allergen exposure in a naturalistic exposure chamber: A prospective observational study in cat-allergic subjects. Clinical and Experimental Allergy. 52 (2), 265-275 (2022).
- Hamasaki, S., et al. Characteristics of the Chiba environmental challenge chamber. Allergology International. 63 (1), 41-50 (2014).
- Okuma, Y., et al. Persistent nasal symptoms and mediator release after continuous pollen exposure in an environmental challenge chamber. Annals of Allergy, Asthma & Immunology. 117 (2), 150-157 (2016).
- Zuberbier, T., et al. Global Allergy and Asthma European Network (GA(2)LEN) European Union Network of Excellence in Allergy and Asthma. Validation of the Global Allergy and Asthma European Network (GA2LEN) chamber for trials in allergy: Innovation of a mobile allergen exposure chamber. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 139 (2), 1158-1166 (2017).
- Bergmann, K. C., et al. First evaluation of a symbiotic food supplement in an allergen exposure chamber in birch pollen allergic patients. World Allergy Organization Journal. 14 (1), 100494 (2020).
- Ellis, A. K., Steacy, L. M., Hobsbawn, B., Conway, C. E., Walker, T. J. Clinical validation of controlled grass pollen challenge in the Environmental Exposure Unit (EEU). Allergy, Asthma, and Clinical Immunology. 11 (1), 5 (2015).
- Day, J. H., Briscoe, M., Widlitz, M. D. Cetirizine, loratadine, or placebo in subjects with seasonal allergic rhinitis: Effects after controlled ragweed pollen challenge in an environmental exposure unit. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 101 (5), 638-645 (1998).
- Zemelka-Wiacek, M., Kosowska, A., Winiarska, E., Sobanska, E., Jutel, M. Validated allergen exposure chamber is plausible tool for the assessment of house dust mite-triggered allergic rhinitis. Allergy. 78 (1), 168 (2022).
- Lighthouse World Solutions. , Available from: https://www.golighthouse.com (2022).
- Graham, B. L., et al. Standardization of Spirometry 2019 Update. An Official American Thoracic Society and European Respiratory Society Technical Statement. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 200 (8), 70-88 (2019).
- Buslau, A., et al. Can we predict allergen-induced asthma in patients with allergic rhinitis. Clinical and Experimental Allergy. 44 (12), 1494-1502 (2014).
- European Medicines Agency. Guideline for clinical development of allergen immunotherapy products CHMP/EWP/18504/2006. European Medicines Agency. , (2006).
- Pfaar, O., et al. Recommendations for the standardization of clinical outcomes used in allergen immunotherapy trials for allergic rhinoconjunctivitis: An EAACI Position Paper. Allergy. 69 (7), 854-867 (2014).
- Committee for Medicinal Products for Human Use (CHMP). Guideline on the clinical development of products for specific immunotherapy for the treatment of allergic diseases. European Medicines Agency. , (2008).
- Krug, N., et al. Validation of an environmental exposure unit for controlled human inhalation studies with grass pollen in patients with seasonal allergic rhinitis. Clinical and Experimental Allergy. 33 (12), 1667-1674 (2003).
- Passali, D., Bellussi, L. Monitoring methods for local nasal immunotherapy. Allergy. 52 (33), 22-25 (1997).
- Keck, T., Wiesmiller, K., Lindemann, J., Rozsasi, A. Acoustic rhinometry in nasal provocation test in perennial allergic rhinitis. European Archives of Oto-rhino-laryngology. 263 (10), 910-916 (2006).
- Shamji, M. H., et al. Differential induction of allergen-specific IgA responses following timothy grass subcutaneous and sublingual immunotherapy. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 148 (4), 1061-1071 (2021).
- Thwaites, R. S., et al. Absorption of nasal and bronchial fluids: Precision sampling of the human respiratory mucosa and laboratory processing of samples. Journal of Visualized Experiments. (131), e56413 (2018).
- Zieglmayer, P., et al. Clinical validation of a house dust mite environmental challenge chamber model. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 140 (1), 266-268 (2017).
- Lueer, K., et al. efficacy and repeatability of a novel house dust mite allergen challenge technique in the Fraunhofer allergen challenge chamber. Allergy. 71 (12), 1693-1700 (2016).
- Pfaar, O., et al. Allergen exposure chambers: Harmonizing current concepts and projecting the needs for the future - An EAACI Position Paper. Allergy. 72 (7), 1035-1042 (2017).
