Method Article
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.
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.
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.
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.
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.
3. Меры безопасности
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.
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.
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.
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.
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.
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 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены