Summary
Een protocol voor het uitvoeren van een uitdaging in een allergeenblootstellingskamer (AEC) -faciliteit wordt gepresenteerd. AEC's hebben bewezen veilige en effectieve hulpmiddelen te zijn voor de inductie van allergische symptomen of als eindpunt bij het testen van de werkzaamheid van allergeenimmunotherapie vanwege hun vermogen om stabiele deeltjesconcentraties en omgevingsomstandigheden te handhaven.
Abstract
Allergenenblootstellingskamers (AEC's) zijn klinische faciliteiten die de blootstelling van deelnemers aan allergene en niet-allergene deeltjes in de lucht mogelijk maken. Ze zorgen voor stabiele deeltjesconcentraties onder gecontroleerde omgevingsomstandigheden. Dit is van groot belang, zowel voor diagnostische doeleinden als voor de monitoring van behandelingseffecten.
Hier worden een protocol en de technische voorwaarden voor het uitvoeren van een veilige en effectieve allergeenuitdaging bij proefpersonen die gevoelig zijn voor allergenen in de lucht (d.w.z. huisstofmijt [HDM]) in de ALL-MED AEC gepresenteerd. Met deze methode komt het veroorzaken van allergische symptomen overeen met natuurlijke blootstelling. Dit kan worden gebruikt voor een allergiediagnose of als een plausibel eindpunt in klinische onderzoeken, met name voor allergeenimmunotherapie (AIT). Een gecontroleerde omgeving (temperatuur, vochtigheid en koolstofdioxide [CO2]) in de kamer moet worden gehandhaafd. Allergene deeltjes moeten gelijkmatig binnen de AEC worden verspreid op stabiele niveaus gedurende de hele uitdaging. Voor deze presentatie werden allergische rhinitis (AR) patiënten die gevoelig zijn voor HDM-allergenen geïncludeerd. AR-symptomen werden beoordeeld aan de hand van de volgende parameters: totale nasale symptoomscore (TNSS), akoestische rhinometrie (ARM), piekneusinspiratoire stroom (PNIF) en nasale secretiegewicht. De veiligheid van de procedure werd beoordeeld aan de hand van het piek expiratoire debiet (PEFR) en het geforceerde expiratoire volume in de eerste seconde (FEV1). De allergische proefpersonen ontwikkelden symptomen binnen 120 minuten na het onderzoek. Gemiddeld verschenen de meest intense symptomen na 60-90 minuten en na het bereiken van een plateau bleven ze stabiel tot het einde van het onderzoek.
Introduction
Allergieën in de lucht worden een groeiend maatschappelijk probleem. Een juiste diagnose, de beoordeling van de werkzaamheid van allergeenspecifieke immunotherapie (AIT) en het begrijpen van de farmacotherapieën zijn belangrijke punten bij het aanpakken van dit probleem. Het standaardiseren van deze procedures vereist echter stabiele allergeenconcentraties, stabiele omgevingsomstandigheden (bijv. Vochtigheid en temperatuur) en het vermogen om allergische symptomen op een herhaalbare manier te veroorzaken. Allergenenblootstellingskamers (AEC's) bieden stabiele omgevingsomstandigheden, onafhankelijk van externe factoren, en de concentratie van gedispergeerde allergeendeeltjes is goed gecontroleerd en stabiel tijdens uitdagingen in AEC's 1,2.
De allergeenprovocatietest is de basis voor het diagnosticeren van allergieën in de lucht, omdat het direct bewijs levert van de klinische relevantie van een specifiek allergeen voor de symptomen en de ernst van de allergische ziekte. Klassieke allergische diagnostiek omvat nasale, conjunctivale en bronchiale provocaties 3,4,5. De allergeenprovocatietest in een AEC lijkt echter het dichtst bij de natuurlijke blootstelling aan allergenente liggen 6.
Deze studie heeft tot doel een veilige en effectieve methode te presenteren om deelnemers uit te dagen met verschillende allergenen in de lucht in een AEC om significante allergische symptomen te veroorzaken die overeenkomen met natuurlijke blootstelling. Deze methode is geschikt voor de inductie van pathologische kenmerken van aandoeningen van de luchtwegen, waaronder allergische rhinitis en astma, als eindpunt in het testen van de werkzaamheid van AIT en kan bijdragen aan en versnellen van de klinische ontwikkeling van farmacologische behandelingen 2,3,7,8,9,10.
Er zijn meer dan een dozijn AEC's in de wereld11. De AEC's zijn echter niet vergelijkbaar met elkaar omdat ze individueel zijn ontworpen, verschillende soorten allergenen gebruiken (bijv. Huisstofmijt [HDM], berkenpollen, graspollen, kat, ambrosiapollen of Japanse cederpollen) en verschillende meetsystemen hebben voor de gedistribueerde deeltjes 12,13,14,15,16,17,18,19 . Daarom moet elke AEC worden gevalideerd voor individuele allergenen. AEC-validatie zorgt ervoor dat de juiste concentratie van het allergeen veilig is en dat de symptomen bij patiënten worden geïnduceerd. De ALL-MED AEC is gevalideerd voor HDM allergenen20.
De ALL-MED AEC is gevestigd in het Medical Research Institute in Wroclaw, Polen. De faciliteit biedt comfortabel plaats aan 15-20 personen tijdens één proef. De faciliteit bestaat uit een ruimte met een oppervlakte van 12 m2, die toegankelijk is via een luchtsluis om te voorkomen dat deeltjes uit de externe omgeving het binnendringen. De uitrusting (stoelen, wanden, enz.) bestaat uit niet-klevende, toegankelijke oppervlakken die kunnen worden gewassen, zoals ecoleer, plastic en metaal. De stoelen zijn verplaatsbaar, waardoor verschillende opstellingen mogelijk zijn. Het kijkvenster en de microfooncommunicatie maken een constante monitoring van de onderwerpen mogelijk (figuur 1). Deeltjesaccumulatie wordt gemeten door een laserdeeltjesteller (LPC). De deeltjes kunnen worden onderverdeeld in verschillende bereiken, waaronder 0-20 μm, 20-50 μm en 50-100 μm, en de resultaten worden gegeven in deeltjes per kubieke meter (p / m3) gedurende een opgegeven tijdseenheid (bijvoorbeeld elke minuut). Er zijn twee accessoirekamers naast de AEC, waar patiënten tests ondergaan voordat ze de kamer betreden. De reddingsuitrusting bestaat uit een defibrillator en andere reanimatieapparatuur die in de faciliteit is ondergebracht. Bij elke challenge zijn minstens twee zorgmedewerkers, waaronder een arts, aanwezig.
Protocol
Dit artikel presenteert een protocol dat voldoet aan de richtlijnen van de Bioethics Committee aan de Wroclaw Medical University in Polen. Alle deelnemers waren wettelijk bevoegd en gaven schriftelijke geïnformeerde toestemming om deel te nemen aan het onderzoek. Ze kregen ook te horen dat ze de mogelijkheid hadden om zich op elk moment zonder opgaaf van reden terug te trekken.
1. Het schoonmaken van de AEC
OPMERKING: De reiniging kan eerder worden gedaan dan op de dag van het experiment.
- Stofzuig alle oppervlakken, inclusief het meubilair en de vloer, met een high-efficiency particulate air (HEPA) filterstofzuiger.
- Reinig alle afwasbare oppervlakken met een vochtdoekje, inclusief het meubilair, de muren, de ramen en de vloer.
- Schakel de compressor in, die lucht door het AEC-systeem (allergeentoevoerkanaal) circuleert.
- Zet de vloer- en plafondventilatoren aan, zodat de binnenkomende lucht regelmatig wordt gemengd onder turbulente omstandigheden.
- Blaas het allergeentoevoerkanaal gedurende 30 minuten met schone lucht door de "injectielengte" en "pauze tussen injecties" van het feedercontrolestation op hun maximale waarden in te stellen.
- Controleer de verontreiniging door het allergeen door het deeltjesaantal op de laserdeeltjesteller (LPC)21 te controleren.
- Druk in het hoofdmenu op Configuratie | Voorbeeld. Gebruik de volgende parameters: monster gedurende 1 min, 000 cycli, 0 min vertraging, 0 minuten vasthouden en eenheden van kubieke meter (m3).
OPMERKING: De LPC begint onmiddellijk met het tellen van de deeltjes en telt vervolgens de deeltjes gedurende 1 minuut zonder een interval tussen elke meting. De LPC meet de monsters totdat ze handmatig worden gestopt en berekent vervolgens de deeltjes per kubieke meter (p / m3). - Druk in het hoofdmenu op Configuratie | Deeltjes. Selecteer alle opties.
OPMERKING: De LPC meet alle deeltjes tot 100 μm (volledig bereik). - Lees het resultaat uit in het computerprogramma (bijv. LMS Express 7).
OPMERKING: De cabine is schoon wanneer het aantal deeltjes per kubieke meter (p/m 3) minder dan 50 p/m3 is en de deeltjes zich gedurende ten minste 10 minuten in het bereik tussen 0-100 μm bevinden.
- Druk in het hoofdmenu op Configuratie | Voorbeeld. Gebruik de volgende parameters: monster gedurende 1 min, 000 cycli, 0 min vertraging, 0 minuten vasthouden en eenheden van kubieke meter (m3).
2. Exploitatie van de AEC
OPMERKING: De atmosfeer in de cabine moet regelmatig worden gecontroleerd door een ingenieur, die vaststelt dat de parameters tijdens de proef constant zijn. De parameters moeten worden gestabiliseerd voordat de deelnemers binnenkomen.
- Milieu
- Schakel de compressor in, die lucht door de AEC circuleert.
- Stel de temperatuur in op 21 °C ± 0,5 °C op het temperatuurregelsysteem (materiaaltabel).
OPMERKING: De temperatuur kan variëren tussen 18°C en 27°C, indien nodig. - Zet de wervelventilatoren van de vloer en het plafond aan.
- Schakel de luchtbevochtiger op het invoercontrolestation in (Materiaaltabel).
- Stel de luchtverversing per uur (ACH) in op tussen 5 en 20 door de knop "luchttoevoer" op het invoerregelstation in te stellen op de positie tussen 40% -100%. Meet de relatieve luchtvochtigheid en CO2-concentratie met een luchtkwaliteitsmeter.
OPMERKING: Verse buitenlucht wordt aangezogen via HEPA-filters. Controleer de relatieve vochtigheid (meestal 40% tot 58%) en kooldioxide (CO2) concentratie (minder dan 900 delen per miljoen [ppm]). Stel de ACH zo in dat zowel de luchtvochtigheid als CO2 binnen het normale bereik liggen. Vochtigheid en CO2-waarden zijn zeer gevoelig voor het aantal deelnemers.
- Stel de temperatuur in op 21 °C ± 0,5 °C op het temperatuurregelsysteem (materiaaltabel).
- Genereren en tellen van deeltjes
OPMERKING: Gestandaardiseerde en gelyofiliseerde allergeenextracten worden gebruikt. De deeltjes worden in het luchttoevoerkanaal geïnjecteerd en via een computergestuurde feeder in de AEC geblazen. De deeltjesconcentratie kan worden aangepast tussen 500/m 3 en 10.000/m3. Een homogene, ruimtelijk stabiele verdeling van deeltjes wordt verkregen door turbulente menging om ervoor te zorgen dat de allergene deeltjes circuleren in plaats van te vallen en zich op de vloer op te hopen.- Stel de LPC in om de deeltjes gedurende 1 minuut te tellen (herhaal stap 1.6.1).
- Stel de waarde van de bewaakte deeltjes in het bereik van 0-20 μm in. Druk in het hoofdmenu op Configuratie | Deeltjes. Vink "5, 10, 20 μm" aan. De LPC meet alle deeltjes in het bereik van 0-20 μm.
OPMERKING: De deeltjes kunnen worden ingedeeld in bereiken, waaronder 0-20 μm, 20-50 μm en 50-100 μm, indien nodig voor het bewaken van een ander allergeen. - Doe het allergeen in de feeder. Stel de "injectielengte" in op 100 ms (bereik 10-200 ms) en de "pauze tussen injecties" op 1,5 min (bereik 0,3-3,0 min) op het feedercontrolestation.
OPMERKING: Voor de ALL-MED AEC-validatie werden gedroogde, gezuiverde Dermatophagoides pteronyssinus (Dp ) mijtlichamen (Table of Materials) gebruikt voor de HMD-uitdaging en 5.000 p / m3 was de optimale concentratie20. - Controleer het aantal deeltjes (p/m3). Pas beide parameters voortdurend aan door hun waarden te wijzigen.
- Nadat elke proef is voltooid, downloadt u alle gemeten gegevens (p / m3, CO2-concentratie ) van de computer naar een externe schijf. Analyseer de gegevens (figuur 2).
3. Beveiligingsmaatregelen
- Test de deelnemers met een PCR-test voor ernstig acuut respiratoir syndroom coronavirus 2-virus (SARS-CoV-2) 36-24 uur voordat ze de AEC betreden. Sta alleen deelnemers met een negatief PCR-resultaat toe om deel te nemen aan de AEC.
OPMERKING: Deze stap is niet verplicht en is afhankelijk van de lokale beperkingen voor coronavirusziekte 2019 (COVID-19). Patiënten in de cabine dragen geen beschermende maskers.
4. Onderzoek in de cabine en klinische eindpunten
OPMERKING: Voor de inclusie- en exclusiecriteria, evenals de kenmerken van de deelnemer, zie aanvullende tabel 1. De deelnemers werden blootgesteld aan HDM-allergenen in een concentratie van 5.000 p / m3 gedurende een duur van 120 minuten, volgens de validatie van de ALL-MEDAEC 20.
- Desinfecteer de handen van de deelnemers vóór de onderzoeken, omdat de apparaatcomponenten die ze aanraken een bron van infectieoverdracht kunnen zijn. Deze aanbeveling is essentieel, vooral tijdens een virale ziekte-epidemie of pandemie.
- Houd voortdurend de conditie van de deelnemers in de gaten via het kijkvenster en sta in spraakcontact via het microfoonsysteem (Table of Materials).
- Voordat de deelnemer de AEC betreedt, vraagt u hem of haar wegwerpoveralls met een capuchon (Table of Materials) aan te trekken om zich te beschermen tegen de infiltratie van niet-allergene deeltjes en de mogelijke besmetting van kleding.
- Voordat de deelnemer de AEC betreedt, voorziet u hem van een doos met alle benodigde wegwerptips voor gebruik tijdens het onderzoek: een spirometriepunt en neusplug, een wegwerpmasker voor inspiratoire flowmaterie, een tip van de peak flow meter (PFM), ARM-tips, een afstandsbediening voor de vragenlijst, een pak zakdoeken en een plastic zak met een biohazard voor neussecretie.
- Voer klinische eindpunten uit volgens de onderstaande stappen. Herhaal de ARM, PNIF, PERF en FEV1 tests vóór het experiment en na 60 min en 120 min. Zorg ervoor dat de deelnemers de TNSS-enquête elke 30 minuten invullen (Figuur 3). Voor het comfort van de deelnemers voert u de tests individueel uit in een ruimte naast de AEC.
OPMERKING: Voor een efficiënte test, laat de deelnemers de cabine met tussenpozen van 10 minuten betreden. Als gevolg hiervan zullen de metingen voor elke proefpersoon op verschillende real-tijdstippen worden uitgevoerd, waarbij elke patiënt in totaal 120 minuten in de AEC doorbrengt. De tijdverschuiving stelt medewerkers ook in staat om de deelnemers te helpen en te communiceren tijdens het testproces. In totaal werkt de AEC ongeveer 210 minuten.- Nasale secretie (objectieve parameter)
OPMERKING: De deelnemers moeten identieke verpakkingen van zakdoeken en plastic zakken hebben. Dit is nodig om de gewichten te kunnen vergelijken.- Instrueer de deelnemers om gebruikte zakdoeken in een plastic zak te doen. Nadat de 2 uur durende challenge is voltooid, laat de deelnemers ook eventuele ongebruikte zakdoeken in dezelfde tas doen. Zorg indien nodig voor extra tissues en plastic zakken.
- Verzamel alle tassen nadat de proefperiode voorbij is. Bepaal het gewicht van nasale afscheidingen door de gebruikte zakdoeken in de plastic zakken te wegen. Trek het gewicht van de ongebruikte zakdoeken en plastic zakken van elke meting af om het gewicht van de neusafscheidingen te verkrijgen (figuur 4A).
- Onderzoek naar neussymptomen (subjectieve beoordeling)
- Geef de enquêtevragen weer op het tv-scherm.
- Vraag de patiënt om zichzelf te beoordelen vóór de uitdaging en elke 30 minuten tijdens de uitdaging door het nummer op de afstandsbediening te selecteren dat overeenkomt met de ernst van elk symptoom (vraag). Beoordeel nasale symptomen op basis van de totale nasale symptoomscore (TNSS) enquête (tabel 1).
- Stuur de deelnemer een e-mail met de TNSS vragenlijst. Vraag hen om de vragenlijst thuis in te vullen om 4 uur en 24 uur na de uitdaging en de resultaten terug te sturen.
- Nadat de uitdaging voorbij is, downloadt u de antwoorden en berekent u de totale score voor elke enquête (figuur 4B).
- Akoestische rhinometrie (ARM) (objectieve parameter)
OPMERKING: Om de verschillen in minimaal dwarsdoorsnedegebied (MCA) te berekenen, moeten alle metingen van één deelnemer in één bestand worden opgeslagen. Anders is analyse niet mogelijk.- Voer de test drie keer uit: voor de uitdaging, 60 minuten na de uitdaging en 120 minuten na de uitdaging.
- Plaats de juiste punt van de neushoornkop tegen het neusgat (blauw voor het linkerneusgat). Controleer of het strak zit. Vraag de deelnemer om 3 s lang zijn adem in te houden en start dan het programma.
OPMERKING: In geval van een onduidelijk resultaat, herhaal de test. - Herhaal dit voor het andere neusgat met de juiste punt (rood voor het rechterneusgat).
- Nadat de uitdaging voorbij is, berekent u de MCA (figuur 4C).
- Piek nasale inspiratoire stroom (PNIF) (objectieve parameter)
OPMERKING: PNIF meet direct de nasale luchtstroom tijdens maximale inspiratie en bepaalt de mate van neusobstructie.- Voer de test drie keer uit: voor de uitdaging, 60 minuten na de uitdaging en 120 minuten na de uitdaging.
- Vraag de deelnemer om zijn longen diep leeg te laten lopen. Plaats vervolgens het wegwerpmasker voor inspiratoire flowmeters dat is verbonden met de flowmeter op hun gezicht en instrueer hen om maximaal door hun neus in te ademen (figuur 4D).
- Zorg ervoor dat de inspiratoire flowmeter gedurende de hele test in een horizontale positie staat. Noteer het gemiddelde van de beste van drie metingen.
- Piek expiratoir debiet PEFR (veiligheidsparameter)
OPMERKING: PEFR is een betrouwbare indicator voor de toereikendheid van de ventilatie en de belemmering van de luchtstroom.- Voer de test drie keer uit: voor de uitdaging, 60 minuten na de uitdaging en 120 minuten na de uitdaging.
- Vraag de deelnemer om zo diep mogelijk in te ademen, zijn lippen rond de wegwerptip van de piekstroommaterie te plaatsen en snel en krachtig uit te ademen (figuur 4E).
- Noteer het gemiddelde van de beste van drie metingen.
- Nadat de uitdaging voorbij is, geeft u de deelnemer een PFM. Vraag hen om de test thuis uit te voeren om 4 uur en 24 uur na de uitdaging en stuur de resultaten terug.
- Spirometrie (veiligheidslongparameter)
OPMERKING: Spirometrie wordt uitgevoerd volgens de normen van de European Respiratory Society (ERS)22 om de veiligheid te beoordelen en mogelijke bronchiale obstructie te controleren23.- Voer de test drie keer uit: voor de uitdaging, 60 minuten na de uitdaging en 120 minuten na de uitdaging.
- Stel vóór de meting de parameters in op de spirometer voor elke deelnemer: geslacht, leeftijd, gewicht en lengte.
- Vraag de deelnemer om te gaan zitten en de neusplug om te doen. Laat de deelnemer vervolgens zijn lippen rond de wegwerptip van de spirometer plaatsen en rustig en voorzichtig ademen.
- Vraag de deelnemer om diep adem te halen en een sterke uitademing te nemen zonder onnodige vertraging, die alleen kan worden onderbroken wanneer de spirometer een signaal geeft. Herhaal 3x.
- Nadat u alle deelnemers hebt onderzocht, downloadt u de resultaten en registreert u het geforceerde expiratoire volume in de eerste seconde (FEV1) (figuur 4F).
- Nasale secretie (objectieve parameter)
- Als het welzijn of de veiligheidsparameters van de deelnemer drastisch verslechteren tijdens de allergeenuitdaging, stop dan onmiddellijk met de test.
- Houd de deelnemers veilig en comfortabel na het verlaten van de AEC-faciliteit door hen te voorzien van reddingsmedicijnen (indien nodig).
- Voer veiligheidsopvolgingsgesprekken uit met elke deelnemer 24 uur na de uitdaging.
Representative Results
De AEC-omgeving werd gedurende de hele bedrijfstijd gecontroleerd op het aantal allergenen (p/m3), de temperatuur, de luchtvochtigheid en de CO 2-concentratie (figuur 2). De HDM-allergeenniveaus bleken stabiel te zijn (figuur 2A). Daarnaast wordt een studie getoond waarin geen allergenen werden gedistribueerd, met deeltjes in het bereik van 0-20 μm en een deeltjesaantal van maximaal 50 p/m3 (figuur 2A). Er was een instroom van deeltjes afkomstig van de deelnemers die de AEC binnenkwamen, wat resulteerde in ongeveer 100 p / m3 voor de 15 deelnemers in vergelijking met een lege kamer. Als gevolg hiervan omvatten de waarden die tijdens het onderzoek door de LPC werden gemeten de doelconcentratie met een instroom van ongeveer 100 p/m3.
Gepaarde gegevens werden vergeleken met de Mann-Whitney U-test. Waarden werden als statistisch significant beschouwd voor alle tests met p < 0,05. Er werden statistische berekeningen uitgevoerd en grafieken werden gegenereerd met behulp van een grafisch programma.
Twee groepen werden opgenomen in de studie om het verschil tussen positieve en negatieve resultaten aan te tonen: acht HDM-allergische personen met allergische rhinitis (AR) symptomen en zeven gezonde controle (HC) personen zonder allergieën. Aanvullende tabel 1 geeft de in- en uitsluitingscriteria weer, evenals de kenmerken van de deelnemers. De deelnemers werden blootgesteld aan HDM in een concentratie van 5.000 p / m3 gedurende een duur van 120 minuten, volgens de validatie van de ALL-MEDAEC 20.
Alle deelnemers ondergingen de volgende tests (ARM, PNIF, PERF, spirometrie) en voltooiden TNSS-vragenlijsten en hun neusafscheidingen werden verzameld. TNSS en nasale afscheidingsgewicht waren significant hoger bij AR-personen in vergelijking met de HC-groep (figuur 4A,B). De TNSS bereikte de piekwaarden na 60 minuten blootstelling en bereikte vervolgens een plateau (p < 0,0001). Bovendien was het nasale secretiegewicht significant hoger in de AR-groep (p < 0,0001). Aantasting van de doorgankelijkheid van de luchtwegen werd opgemerkt in de akoestische rhinometrie. De MCA daalde significant na de eerste meting na 60 min bij vergelijking van de AR-groep met de HC-groep. Vanaf dat moment tot het einde van de challenge bleven de waarden stabiel (p < 0,001). Dit kwam overeen met de PNIF-metingen, waarvoor een significante reductie werd waargenomen bij dezelfde concentraties (p < 0,01) (figuur 4C,D).
De FEV1 en PEFR werden gemeten tijdens de AEC-challenge (figuur 4E,F). Bovendien maten de deelnemers hun PEFR thuis op 4 uur en 24 uur na de uitdaging en stuurden ze de resultaten per post terug. De waarden lagen binnen het normale bereik en bleven stabiel tijdens de challenge en tot 24 uur daarna. Er werden geen statistisch significante verschillen gevonden tussen de allergische proefpersonen met AR en de HC's, wat suggereert dat de blootstelling aan HDM-allergenen geen effecten had op de longfunctie in beide groepen.
Figuur 1: Schematische lay-out van de AEC. Deelnemers komen binnen via de luchtsluis. De deeltjes worden verdeeld door het systeem van luchtopeningen door een computergestuurde feeder. De AEC-omstandigheden (deeltjesconcentratie, CO2-concentratie , vochtigheid en temperatuur) worden voortdurend bewaakt door een LPC. De deelnemers worden in de gaten gehouden door de raam- en spraakverbinding. Afkortingen: AEC = allergeenblootstellingskamer; CO2 = kooldioxide; LPC = laserdeeltjesteller. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Representatieve resultaten van de stabiliteit van het milieu in de AEC tijdens het onderzoek . (A) De deeltjesconcentratie werd beoordeeld en bleek in het bereik van 0-20 μm per LPC te liggen. De streefwaarde voor de concentratie van HDM-allergenen was 5.000 p/m3. Ter vergelijking wordt een studie getoond waarbij geen allergeen werd gebruikt. (B) Vochtigheid, (C) CO2-concentratie en (D) en temperatuur worden weergegeven. Afkortingen: °C = graden Celsius; CO2 = kooldioxide; HDM = huisstofmijt; LPC = laserdeeltjesteller; m = meter; min = minuut(en); p = deeltjes; ppm = parts per million. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Lijst van tests die moeten worden uitgevoerd tijdens de AEC-uitdaging, met tijdspunten (voor elke deelnemer). Om de tijdige uitvoering van individuele tests te garanderen, moeten de deelnemers elke 10 minuten de AEC betreden. Als gevolg hiervan zal de test voor elke deelnemer op verschillende echte tijdstippen worden uitgevoerd. Bovendien stelt de tijdsverschuiving het personeel in staat om de deelnemers te helpen tijdens het testen. Afkortingen: AEC = allergeenblootstellingskamer; ARM = akoestische rhinometrie; FEV1 = geforceerd expiratoir volume in de eerste seconde; PEFR = piek expiratoir debiet; PNIF = piek nasale inspiratoire stroom; TNSS = totale nasale symptoomscore. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: Representatieve resultaten van verschillende eindpunten tijdens de AEC-challenge bij patiënten met AR (rode balken) en HC's (blauwe balken). HMD-getriggerde allergie proefpersonen (met AR) en HC, waaronder respectievelijk acht en zeven deelnemers, werden blootgesteld aan HDM-allergeenconcentraties van 5.000 p / m3 in de AEC. (A) Nasale secretiegewicht, (B) neussymptomen, (C) MCA in akoestische rhinometrie, (D) PNIF, (E) PEFR en (F) FEV1 werden geëvalueerd. De resultaten worden gepresenteerd als individuele replicaties met de gemiddelde waarde. Afkortingen: AEC = allergeenblootstellingskamer; AR = allergische rhinitis; FEV1 = geforceerd expiratoir volume in de eerste seconde; HC = gezonde controles; HDM = huisstofmijt; g = gram(men); MCA = minimale dwarsdoorsnede; p = deeltjes; PEFR = piek expiratoir debiet; PNIF = piek nasale inspiratoire stroom; TNSS = totale nasale symptoomscore. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Symptoom | vraag weergegeven op een tv-scherm | TNSS-score voor elk symptoom |
| Rhinorrhea | Beoordeel hoe je loopneus op dit moment is geweest | 0 = geen (symptoom volledig afwezig) |
| neusobstructie | Beoordeel hoe uw neusverstopping op dit moment is geweest | 1 = mild (symptoom aanwezig, maar niet verontrustend) |
| Niezend | Beoordeel hoe je niezen op dit moment is geweest | 2 = matig (symptoom verontrustend, maar draaglijk) |
| nasale jeuk | Beoordeel hoe je neusjeuk op dit moment is geweest | 3 = ernstig (symptoom moeilijk verdraagbaar, maximale intensiteit) |
| 0 - 12 punten totaal |
Tabel 1: Symptomen en scoremethode voor TNSS. Een beoordelingssysteem werd door de deelnemers gebruikt om vier symptomen te evalueren. De enquêteresultaten worden gepresenteerd als één waarde- een totaalscore voor de vier vragen voor een bepaalde tijd (vóór de studie en elke 30 minuten van de studie). Afkorting: TNSS = totale nasale symptoomscore.
Aanvullende tabel 1: Inclusie- en exclusiecriteria voor het onderzoek en kenmerken van de deelnemers aan het onderzoek. Acht patiënten met AR-symptomen, veroorzaakt door HDM, en zeven patiënten zonder symptomen (HC's). Afkortingen: AR = allergische rhinitis; Df = Dermatophagoides farinae; Dp = Dermatophagoides pteronyssinus; F = vrouw; HC = gezonde controle; HDM = huisstofmijt; kU/L = kilo-eenheden/liter; M = man; md = gemiddelde diameter; sIgE = specifiek immunoglobuline E; SPT = huidpriktest. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Discussion
Er is een beperkt aantal AEC-faciliteiten wereldwijd actief. Een verscheidenheid aan allergenen is getest in deze faciliteiten, met de meest voorkomende ambrosiapollen, berkenpollen, graspollen, Japanse cederpollen en HDM. AEC's zijn niet ingedeeld als geneesmiddelen (overeenkomstig Richtlijn 2001/83/EG) of medische hulpmiddelen (overeenkomstig Richtlijn 93/42/EEG betreffende medische hulpmiddelen)24. AEC's worden beschouwd als een mogelijk hulpmiddel voor het meten van primaire eindpunten in dosisbepalingsstudies volgens de richtlijnen van het Europees Geneesmiddelenbureau (EMA) voor de ontwikkeling van AIT-producten25,26.
Kritieke stappen in het protocol
Het is essentieel om stabiele en voldoende hoge allergeenconcentraties te bieden gedurende het hele onderzoek in de AEC. Onderzoek toont aan dat AR-patiënten geen allergische symptomen ontwikkelen bij lage allergeenconcentraties20. Zelfs matige allergeenconcentraties veroorzaken geen relevante symptomen27. Zeer hoge concentraties kunnen ernstige reacties veroorzaken, zoals bronchoconstrictie. Daarom zijn optimale en duurzame allergeenconcentraties de sleutel tot een succesvolle proef. Aangezien AEC's variëren (zoals beschreven in de inleiding), moet elk gebruikt allergeen worden gevalideerd. De ALL-MED AEC is gevalideerd voor het HDM-allergeen. Het bleek dat het optimale eindpunt voor symptoombeoordeling 120 min was, omdat de symptomen na 60-90 min een plateau bereikten. De optimale challenge time en allergenenconcentratie werden geselecteerd op basis van challenges met verschillende HMD-concentraties op verschillende tijdstippen20. Met name acute symptomen kunnen optreden na een allergeenuitdaging, met name een verergering van astma.
Volgens het protocol vullen de deelnemers TNSS-enquêtes in op vijf tijdstippen tijdens de proef. Het is essentieel dat ze hun eerdere reacties niet zien om zelfsuggestie te voorkomen. Als de vragenlijsten op papier worden ingevuld, moeten de ingevulde vragenlijsten daarom onmiddellijk worden verzameld.
Wijzigingen en probleemoplossing van de methode
Verschillende klinische eindpunten kunnen worden gebruikt, afhankelijk van het symptoom dat tijdens de challenge moet worden waargenomen (bijv. de totale oculaire symptoomscore [TOSS] om rhinoconjunctivitis te beoordelen of de niet-nasale symptoomscore [NNSS] voor beoordeling van het ademhalingssysteem).
Rhinomanometrie kan worden gebruikt als alternatief voor akoestische rhinometrie. Beide methoden worden gebruikt om de nasale doorgankelijkheid objectief te testen. Rhinomanometrie is een standaardtest voor de neusholte. Het maakt een objectieve beoordeling van de doorgankelijkheid van de neusholtes mogelijk door de weerstand in de neusholte tijdens in- en uitademing te meten. Akoestische rhinometrie is de studie van het volume van de neusholten. De doorgankelijkheid van de neusholte wordt beoordeeld door een ultrasone golf. Er zijn geen gegevens beschikbaar over welke methode nauwkeuriger is voor AEC-uitdagingen 28,29.
Een neusvochtverzameling uit een enkele schuimspons en specifieke niveaumetingen van IgA1, IgA2, IgG, IgG, IgG4 en IgE vertegenwoordigen aanvullende tests die kunnen worden uitgevoerd tijdens de AEC-uitdaging30,31. Serum- en perifere bloedmononucleaire cellen (PBMC's) kunnen ook worden verzameld om de AIT-moleculaire mechanismen verder te bepalen.
Patiënten mogen geen medicijnen gebruiken die het begin van allergische symptomen kunnen beïnvloeden. De belangrijkste klassen, samen met de minimale tijden tussen de laatste dosis en de AEC-uitdaging, zijn antihistaminica (7 dagen), inhalatie- en/of intranasale corticosteroïden (14 dagen); geïnhaleerde en/of intranasale cromolyn (14 dagen) en systemische corticosteroïden en/of astemizol (30 dagen)18.
Beperkingen van de methode
De AEC-provocatietest is duurder dan directe provocatietests (nasaal, conjunctivaal en bronchiaal), wat betekent dat het niet in de dagelijkse praktijk wordt gebruikt. AEC's verschillen in termen van de bronnen van het allergeen, de meting van de gedistribueerde deeltjes en de proeftijd, waardoor het erg moeilijk is om studies te vergelijken. Wanneer HDM-allergenen in de AEC werden gebruikt, werden verschillende materiaalbronnen toegepast: Der p 1 en Der f 1, Dp fecaal materiaal dat voornamelijk Der p1 bevat met een vooraf bepaalde verhouding van 20:1 van Der p 1 tot Der p 232, HDM-allergeen SQ 503 uit lichaam en uitwerpselen die Der p 1 en Der p 233 bevatten, en Dp-extracten. In de ALL-MED AEC werden gedroogde en gezuiverde Dp-mijtlichamen, waaronder Der p 1 en Der p 2, gebruikt20. Daarom moeten in de toekomst uniforme normen worden ingevoerd, zodat de resultaten tussen AEC's kunnen worden vergeleken.
De betekenis van de methode ten opzichte van bestaande/alternatieve methoden
AEC's zijn een zeer nuttige maar ondervertegenwoordigde in vivo methode in allergiediagnostiek. Bovendien vertonen AEC's, als beoordelingseindpunt van klinische onderzoeken, een significante superioriteit ten opzichte van klassieke "in-field" evaluaties. Het is van belang om de correlaties tussen verschillende klinische eindpunten te onderzoeken, met name de gelijkenis van subjectieve parameters beoordeeld door patiënten (TNSS) en objectieve metingen (akoestische rhinometrie, PNIF, nasale afscheiding) verzameld door de onderzoeker, als een eerste stap in het valideren van AEC-resultaten met die verkregen in een "veld" -setting.
Toekomstige toepassingen of richtingen van de methode
AEC's bieden een mogelijke methode voor de stratificatie van patiënten in potentiële responders en non-responders. Deze methode is veelbelovend voor het versnellen van klinische ontwikkelingen in zowel de farmacotherapie als immunotherapie van allergische aandoeningen34. AEC's zijn de afgelopen jaren dus een van de belangrijkste aandachtsgebieden geweest. AEC's kunnen nuttig zijn in langetermijnstudies wanneer het niet mogelijk is om de natuurlijke blootstelling te evalueren vanwege een laag aantal allergenen.
Disclosures
Marek Jutel rapporteert persoonlijke kosten van ALK-Abello, Allergopharma, Stallergenes, Anergis, Allergy Therapeutics, Leti, HAL, GSK, Novartis, Teva, Takeda en Chiesi. De andere auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
De publicatie werd opgesteld in het kader van een project dat werd gefinancierd uit fondsen die zijn toegekend door het ministerie van Wetenschap en Hoger Onderwijs in het programma "Regional Initiative of Excellence" voor de jaren 2019-2022, projectnummer 016/RID/2018/19, het bedrag van de financiering 11 998 121,30 PLN, en door subsidie SUB. A020.21.018 van de Medische Universiteit in Wroclaw, Polen.
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).
