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Laborabklärung der Medikamentenallergie: Grenzen und Möglichkeiten
Nicole Müller 1 , Theresa Fachruddin 1 und Oliver Hausmann 1,2,3
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1 ADR-AC GmbH, Bern 2 Löwenpraxis, Luzern 3 Klinik St. Anna, Luzern
Zusammenfassung: Die Diagnose der Medikamentenallergie beruht im Wesentlichen auf einer detaillierten Anamnese unter Einbezug der erstbehandelnden Ärzte und der Hauttestung (Prick-, Intradermal- und Epikutan- /Patch-Teste). In der allergologischen Praxis /Klinik werden Provokationsteste mit dem vermutlichen Auslöser nur bei sehr klarer Indikation durchgeführt (siehe Beiträge in diesem Themenheft zu Medikamentenallergie beim Kind, zur Betalaktam-Antibiotika und anderen Antibiotikaallergien sowie zur Analgetikaintoleranz). Die Provokation mit einer wahrscheinlich verträglichen Alter native steht im Vordergrund. Leider haben die Hautteste bei gewissen Medikamentengruppen auch unter optimalen Bedingungen eine niedrige Sensitivität bei allerdings sehr guter Spezifität. Dem entsprechend sind positive Hautteste zumeist relevant, negative Hautteste können eine Allergie jedoch nicht sicher ausschliessen. In den letzten Jahren hat es sich daher bewährt, in der Abklärung der Medikamentenallergie auch ergänzende Laboruntersuchungen durchzuführen. Die serologi schen Teste (IgE) haben sich dabei leider als wenig hilfreich erwiesen. Hingegen haben die auf der Analyse von Leukozyten beruhenden Testformen (Basophilen Aktivierungstest, BAT, und Lymphozytentransformationstest, LTT) an Bedeutung gewonnen und ergänzen das diagnostische Repertoire. In der Kombination aller Testmethoden (Hauttest, LTT, BAT, ev. Provo kationstest) kann der Auslöser einer Medikamentenallergie in gut 70 % der Fälle definiert und zumeist auch eine sichere therapeutische Alternative gefunden werden. Im Folgenden wollen wir auf die Bedeutung der Labordiagnostik in der Medi kamentenallergie eingehen.
Abstract: The diagnosis of drug allergy is essentially based on a detailed anamnesis, involving the doctors who first treated the patient, and skin testing (prick, intradermal and epicutaneous /patch tests). In the allergological practice /clinic, provocation tests with the presumed trigger are only carried out if the indication is very clear (see articles in this issue on drug allergy children, allergies to betalactam and other antibiotics as well as analgesic intolerance). The provocation with a probably tolerable alternative is in the foreground. Unfortunately, the skin tests of certain drug groups have a low sensitivity even under optimal conditions, but very good specificity. Accordingly, positive skin tests are mostly relevant, but negative skin tests cannot rule out an allergy. In recent years, it has therefore proved successful to carry out supplementary laboratory tests in the clarification of drug allergies. The serological tests (IgE) are of little help. In contrast, the test forms based on the analysis of leukocytes (basophil activation test, BAT, and lymphocyte transformation test, LTT) have gained in importance and complement the diagnostic repertoire. In the combination of all test methods (skin test, LTT, BAT, sometimes provocation test) the trigger of a drug allergy can be defined in a good 70 % of cases and in most cases a safe therapeutic alternative can be found. In the following, we will discuss the importance of laboratory diagnostics in drug allergy.
Laboruntersuchung während der akuten Phase einer Medikamentenallergie
Medikamentenallergien treten zumeist unvorhergesehen auf. Die Erscheinungsformen reichen von den klassischen makulopapulösen oder urtikariellen Exanthemen bis hin zu potentiell gefährlichen systemischen Reaktionen wie dem DRESS Syndrom (drug reaction with eosinophilia and systemic symptoms).
Der Erstbehandler hat hier eine wichtige Rolle: Er muss einerseits erkennen, dass es sich überhaupt um eine Medikamentenallergie handeln könnte und mit welchem Schweregrad es er zu tun hat (rein kutan? Systembeteiligung?). Es muss der möglichen Auslöser identifiziert und
rasch absetzt und eine Akuttherapie eingeleitet werden (symptomatisch, Absetzen weiterer nicht lebensnotwendiger Medikamente). Dabei ist eine erste klinische Einordnung der möglichen Reaktionsform in die rasch nach Therapiebeginn auftretenden IgE- / Mastzell- / Histaminvermittelten Soforttypreaktionen und die häufi g erst im Therapieverlauf nach Tagen bis Wochen auftretenden T-Zell-vermittelten, entzündlichen Spättypreaktionen wichtig. Eine gute (Foto)- Dokumentation unterstützt die spätere allergologische Abklärung. Diese kann die Vermutung hinsichtlich Auslöser prüfen und sichere Alternative fest legen. Auch hier ist es wichtig, dass der Erstbehandler als Motivator am Ball bleibt, da nicht selten nach Erholung auf weitere Abklärungsschritte verzichtet und bei Notwendigkeit zur erneuten medikamentösen Therapie Unklarheit hinsichtlich Auslöser und verträglichen Alternativen besteht.
Während der Akutphase einer potentiellen Medikamentenallergie kann das Labor ausserdem Hilfestellung geben, um den Reaktionstyp und dessen Schweregrad besser einschätzen zu können und die weiteren Abklärungen zu erleichtern. Dafür eignen sich: (1) Serumtryptase, welche von den Mastzellen zusammen mit Histamin in der Akutphase einer IgE-vermittelten Soforttypreaktionen ausgeschüttet wird. Weil die
Tryptase im Serum wesentlich stabiler ist als Histamin, lässt sie sich auch noch Stunden nach der Reaktion nachweisen. Die Serumprobe muss also nicht auch noch während der meist stressigen akuten Behandlungsphase abgenommen werden. Dies kann gut nach Stabilisierung des betroff enen Patienten erfolgen. Auch die Lagerung der Serumprobe ist dabei unproblematisch (stabil bei Raumtemperatur bis 2 Tage, bei 2 – 8 °C sogar bis 5 Tage). Da es sich um ein mastzellspezifi sches Enzym handelt, beweist es deren Beteiligung an der Reaktion. (2) Diff erentialblutbild mit Bestimmung der Eosinophilenzahl und Suche nach aktivierten Lymphozyten (Lymphoblasten), um das Ausmass der Entzündungsreaktion bei Spättypreaktionen zu erfassen (3) Leber- und Nierenwerte sowie CRP, um eine über die Haut hinausgehenden Entzündungsreaktion nicht zu verpassen, welche wohl häufi g unentdeckt bleibt. Gerade konfl uierende makulopapulöse Exantheme sind häufi g nur die gut sichtbare Spitze des Eisbergs einer entzündlichen Reaktion des gesamten Körpers im Rahmen einer schweren Medikamentenallergie. Hier müssen rasch sämtliche nicht lebensnotwendigen Medikamente abgesetzt und der Patient engmaschig überwacht, nicht selten hospitalisiert werden.
Abbildung 1. Schematische Darstellung der Basophilen Aktivierung. (A) Schritte zur Basophilen Aktivierung: 1. Vorhandensein von Medikamenten in Form eines Hapten-Carrier Komplexes und IgE gebunden an den IgE-Rezeptor der Basophilen (FcεRI). 2. Bindung des Hapten- Carrier Komplex an die IgEs führen zur Kreuzvernetzung der FcεRI und zur Aktivierung der Signalkaskade. 3. Degranulation mit Mediatoren Freisetzung und CD63/ CD203c Expression. (B) Durchfl usszytometrie Analyse der Basophilen Aktivierung durch die Quantifi zierung von CD63 und CD203c Expression.
Abbildung 2. Beispielhafter Befund bei perioperativer Anaphylaxie mit Cefuroxim, welches auch im BAT eine entsprechende Stimulation zeigt, bei dagegen fehlender Aktivierung nach Zusatz von Ceftriaxon bzw. Penicillin G.
Nach Erholung von der Akutphase der Reaktion empfiehlt sich in den meisten Fällen eine anschliessende allergologische Abklärung, mit dem Ziel, den Auslöser zu bestimmen bzw. ein geeignetes Alternativpräparat zu benennen. So kann dem Patienten ein Allergiepass ausgestellt werden, welcher Auslöser und sichere Alternative klar benennt. Neben der auf der Anamnese basierten Hauttestung mit den möglichen Auslösern sind in den letzten Jahren zunehmend auch in Ergänzung zum diagnostischen Prozedere Laborteste etabliert worden, die für einige Medikamente sogar sensitiver sind als die Hauttestung. Dabei haben sich der Basophilen-Aktivierungstest (BAT) für die Soforttypreaktion und der (verbesserte) Lymphozyten Transformationstest (LTT) für die Spättypreaktion etabliert. Bei beiden Testungen wird quasi die allergische Reaktion, welche im Körper abgelaufen ist, im Labor «nachgestellt». Es erfolgt also eine Provokationstestung in vitro, um eine solche in vivo zu vermeiden bzw. sicherer zu machen, indem nur Medikamente, die sowohl in Hauttestung wie auch im Labor keine Reaktion gezeigt haben, beim Provokationstest zum Finden einer sicheren therapeutischen Alternative zum Einsatz kommen. Sowohl in der Hauttestung wie auch im Labor können solche Alternativsubstanzen mitgetestet und Kreuzreaktivitäten schnell und einfach geprüft werden.
Basophilen Aktivierungstest (BAT)
Die ersten Publikationen über die Analyse der Basophilenaktivierung mit Hilfe der Durchflusszytometrie lassen sich bis in zum Anfang der 1990-ger Jahre zurückverfolgen [1]. Mittlerweile hat sich diese Methode (Abb. 1) etabliert, auch wenn sie weiterhin nur in spezialisierten Laboratorien zum Einsatz kommt. Gerade in der Medikamentenallergie ist sie bedeutsam und zeigt abhängig vom zu prüfenden Medikament eine Sensitivität von 50 – 60 % und eine Spezifität um 80 % [2 – 8].
Beim BAT wird dem EDTA-Vollblut von Medikamentenallergikern der mögliche Auslöser zugesetzt und eine Aktivierung der im Blut vorhandenen Basophilen geprüft. Die Basophilen sind strukturell und funktionell so eng mit den Mastzellen verwandt, dass dabei auf eine identische Reakti on bei den Mastzellen in vivo geschlossen werden darf. Nebst dem Freisetzen von Mediatoren (Histamin, Heparin) werden bei der Aktivierung der Basophilen verschiedene Aktivierungsmarker (CD63 und CD203c) an der Oberflä che exprimiert, welche mit Hilfe der Durchflusszytometrie quantifiziert werden können. Als Positivkontrolle werden die Zellen zudem noch mit einem obligat aktivierenden anti-IgE Antikörper stimuliert. (Abb. 1A, 1B). Abbildung 2 zeigt den BAT-Befund bei einem Patienten mit einer peri operativen Anaphylaxie auf Cefuroxim.
Der BAT hat sich zur Analyse von Medikamentenallergien auf Penicilline, Cephalosporine, Muskelrelaxantien, Protonenpumpenhemmern, Chinolonen sowie verschie
Abbildung 3. Schematische Darstellung des Testablaufes beim (A) klassischen LTT und (B) dem Zyto-LTT, bei dem durch die kumulative Erfassung der Zytokinmenge über die gesamte Woche insbesondere nicht-proliferative T-Zell Antworten besser detektiert werden können.
Abbildung 4. Beispielhafter Befund eines Patienten mit schwerer Medikamentenallergie auf Bactrim und gleichzeitig bestehender Sensibilisierung auf ein Kontrastmittel.
denen Desinfektionsmitteln (z. B. Chlorhexidin) als sehr gut geeignet erwiesen und steht hierfür auch zur Routine diagnostik zur Verfügung. Weitere Medikamentengruppen können bislang nur auf experimenteller Basis getestet werden.
Die Sensitivität des Tests ist nicht nur abhängig vom getesteten Medikament und der Latenz zwischen Reaktion und Testung sondern auch von der Zeit, welche zwischen Blutentnahme und Testdurchführung verstreicht. Das maximale Zeitfenster beträgt dabei 24 Stunden und ist auch abhängig von der Probenlagerung (längere Haltbarkeit bei Kühlschranktemperaturen). Zudem sind 10 bis 15 % der getesteten Personen sog. «IgE-Nonresponder», deren Basophile unter Laborbedingungen nicht stimuliert werden können und daher keine Aussage zur Sensibilisierung mit dem BAT möglich ist. Um dieses Phänomen zu umgehen, gibt es inzwischen die Möglichkeit, das Serum des Patienten mit Spender-Basophilen zu inkubieren und dann den BAT durchzuführen. Dieser sog. indirekte BAT befindet sich derzeit noch in Entwicklung und steht für die Routinediagnostik noch nicht zur Verfügung.
Für die Diagnose von T-Zell-vermittelten Spättypreaktionen hat sich der Lymphozyten Transformationstest (LTT) etabliert. Ehemals wurde die Proliferation mittels Radioaktivität (Einbau von 3 H-markiertem Thymidin) gemessen, aktuell hingegen werden die nach Aktivierung der T-Zellen freigesetzten Zytokine bestimmt. Bei diesem sog. Zyto-LTT werden aus dem Vollblut des Patienten die Lymphozyten und Monozyten isoliert und anschliessend mit Reinsubstanzen (Auslöser, Alternativen) in ansteigen
Abbildung 6. Empfehlungen zum Einsatz von BAT und Zyto-LTT in der Diagnose von Medikamentenallergien.
der Konzentrationsreihe im Brutschrank kultiviert. Nach einer Woche werden die Zellkultur-Überstände auf fünf verschiedene Mediatoren hin untersucht (IL-5, IL-13, IFN-g Granzyme B und Granulysin) und im Befund als Verhältnis zur Stimulation ohne Medikament als sogenannten Stimulationsindex (SI) angegeben. (Abb. 3). Abbildung 4 zeigt das Beispiel eines positiven Zyto-LTT bei einem Patienten mit einer Medikamentenallergie vom Spättyp auf Bactrim und einer Sensibilisierung auf ein Kontrastmittel (Abb 4).
Durch die Messung von mehreren Zytokinen mit unterschiedlicher Funktion (Proliferation, Zytotoxizität) konnte bei unverändert guter Spezifität (> 90 %) die Sensitivität markant erhöht (80 – 90 %) werden. Der Zyto-LTT erlaubt ausserdem die Heterogenität eines klinischen Krankheitsbildes besser zu erfassen [9 – 13]. Der Zyto-LTT hat aufgrund der o. g. Vorteile den klassischen LTT zwischenzeitlich abgelöst. Ob das Zytokinmuster sogar Rückschlüsse auf die Ge fährlichkeit der Reaktion zulässt, wird derzeit noch evaluiert.
Laboreinsatz in der Medikamentenallergie
Das Labor kann sowohl während der Behandlung und Evaluation in der Akutphase einer Medikamentenallergie als auch in deren nicht selten komplexen weiteren Abklärung sehr hilfreich sein.
Abbildung 5 illustriert den typischen Ablauf der allergologischen Abklärung einer Medikamentenallergie vom Soforttyp (Abb 5). Nach einer detaillierten Anamnese erfolgt beim Allergologen eine Hauttestung mit den verdächtigten Medi kamenten. Bleibt die Hauttestung negativ, kann bei anhal
tendem Verdacht ein BAT veranlasst werden (sofern für die Medikamentengruppe verfügbar, s. o.). Bleiben alle Abklä rungen negativ, kann bei der entsprechenden Indikation unter ärztlicher Kontrolle (meist im Spitalsetting oder in spezialisierten Allergiepraxen) eine meist orale Provokation erfolgen zur Sicherung oder zum Ausschluss der Diagnose. Der BAT kann bei Soforttypreaktionen (Urtikaria, Anaphy laxie) entsprechend die Durchführung eines Provokationstests sicherer machen und diesen ev. sogar ersetzen.
Wie auch bei Hauttesten, nimmt die Sensitivität des BAT mit dem Abstand zum Ereignis ab [14 – 16]. Optimalerweise wird der BAT ab 4 Wochen bis zu einem Jahr nach dem Ereignis durchgeführt.
Wie mittels Hauttestung können auch mit dem BAT gleichzeitig mehrere Medikamente getestet werden. Dies bietet den Vorteil, dass zusätzlich mögliche Therapiealternativen mitgetestet und Kreuzreaktivitäten analysiert werden können.
Der Zyto-LTT findet Verwendung zur Abklärung von Spättypreaktionen, wie dem klassischen makulopapulösen Exanthem, aber auch selteneren Krankheitsbildern wie den bullösen Hautreaktionen (Stevens-Johnson Syndrom, toxisch epidermale Nekrolyse, TEN) oder dem DRESS Syndrom (drug reaction with eosinphilia und systemic symptoms). Bisher sind im Zyto-LTT über 250 unterschiedliche Medika mente verschiedenster Klassen getestet worden (Antibiotika, Antieptileptika, Tuberkulostatika, Diuretika, Muskelrela xantien, NSAR, Opiate, Protonenpumpen-Inhibitoren, Kontrastmittel, Urikostatika). Eine Testung wird innerhalb eines Jahres nach Reaktion empfohlen, aber manche Patienten reagieren auch noch >10 Jahren nach der Reaktion im LTT deutlich positiv.
Der typische Ablauf der Medikamententestung erfolgt analog zum oben genannten BAT.
Der Zyto-LTT bietet dem Allergologen bei negativen Hauttesten eine Ergänzung im Abklärungsablauf und kann die Sensitivität der Abklärung bei Medikamentenallergie verbessern. Andererseits handelt es sich um einen teuren Test (ca. CHF 500), und Analysen sind nur bei begründetem Verdacht auf eine Medikamentenallergie gerechtfertigt und die Indikation hierzu sollte durch den Facharzt / die Fachärztin gestellt werden (Abb. 6).
Literatur
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Dr. med. Oliver Hausmann
Facharzt Allergologie und klin. Immunologie, FMH Facharzt Allgemeine Innere Medizin, FMH Löwenpraxis Zürichstrasse 12 6004 Luzern
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