Monitoring the basophil-specific ectoenzyme E-NPP3 (CD203c) as progress parameter of a specific immunotherapy of patients allergic to hymenoptera venom.

1.1 Einleitung Die allergische Reaktion auf den Stich eines Hautflüglers (Hymenopter) kann für 3-5% der mitteleuropäischen Bevölkerung eine lebensbedrohliche Situation darstellen. Eine spezifische Immuntherapie ermöglicht es Patienten erfolgreich zu hyposensibilisieren. Die Erfolgskontrolle dieser Behandlung, ist momentan nur durch eine sog. Stichprovokation möglich. Unklarheiten im Funktionsmechanismus der Hyposensibilisierung machen eine Prüfung des Therapieerfolgs mit einem verlässlichen Laborparameter nicht möglich. Die für Allergiker spezifische CD 203c-Expression auf basophilen Granulozyten ist ein Diagnostikum mit hoher Sensitivität und Spezifität. Eine Veränderung der Expression im Laufe einer spezifischen Immuntherapie wurde untersucht um mögliche Zusammenhänge zum Behandlungsergebnis darzustellen. 1.2 Patienten, Materialien und Methoden Bei 17 Patienten, die sich einer Hyposensibilisierungsbehandlung an der Universitätshautklinik unterzogen, wurde vor und nach der initialen Therapie (Rush-Schema) - sowie nach 16-33 Monaten Erhaltungstherapie die Expression des basophilen Aktiviationsmarkers CD203c untersucht. Es erfolgte eine Stimulation der Zellen mit Wespengift und Bienengift sowie mit PBS als Negativkontrolle und mit dem Anti-IgE-Antikörper DEpsilon2 als Positivkontrolle. Die Oberfläche wurde fluorochrommarkiert mit dem spezifischen monoklonalen Antikörper (97A6-PE) flowcytometrisch analysiert. Mediane Fluoreszenzintensitäten dienten zur Berechnung eines relativen Stimulationsindex, welcher zum statistischen Vergleich der verschiedenen Untersuchungszeitpunkte diente. 1.3 Ergebnisse Bei der Eingangsuntersuchung bestätigte sich bei 16 von 17 Patienten die gestellte Diagnose. Nach Initial- und Erhaltungstherapie der Hyposensibilisierung zeigten im Recall nach 22-33 Montaten 12 der 13 nachuntersuchten Patienten noch die Hochregulierung des CD 203c. Die Unterscheidung der Stimulationen eines jeden Untersuchungsintervalls zwischen Positiv- und Negativkontrollen sowie den Allergenstimulationen war signifikant möglich. Der statistische Vergleich der Stimulationsindices der Positivkontrollen und Allergenstimulationen zwischen den drei Untersuchungszeitpunkten zeigte in Bezug auf die vorliegende Allergie keine signifikanten Unterschiede. 1.4 Diskussion Die Ergebnisse der Expression des basophilen Aktivationsmarkers CD 203c bestätigten die Ergebnissen der Standarddiagnostik. Wie in bereits publizierten Studien, konnte gezeigt werden, dass es sich um eine hochspezifische und sensitive in-vitro Untersuchung für Insektengiftallergiker handelt. Für die Stimulation mit standardisierten Giften wie auch für die Positivkontrollen konnten im Verlauf keine signifikanten Veränderungen festgestellt werden. Dies gleicht dem Verhalten der bei Allergikern auf Basophilen ebenfalls exprimierten Oberfläche CD 63. Unter Maßgabe des hohen Behandlungserfolges der spezifischen Immuntherapie lässt die Expression von CD 203c kein Aussage zum Therapieerfolg zu. Welche Rolle die exprimierte Ectonukleotid Pyrophosphatase/ Phosphodiesterase 3 in der Reaktionskaskade einer allergischen Reaktion besitzt bleibt unklar. Die Funktion der Persistenz des Ectoenzyms gilt es in weiteren Untersuchungen herauszufinden.1.1 Introduction An allergic reaction to the sting of a hymenopter can result in a live-threatening situation for 3 to 5% of the central-European population. Specific immunotherapy makes successful hyposensibilisation of patients possible. However, estimating the success of this treatment is presently only feasible by so-called sting provocation. There is no reliable laboratory parameter to verify the success of therapy due to lack of clarity where the functional mechanism of hyposensibilisation is concerned. Detecting CD 203c expression on basophilic granolocytes is a diagnostic test demonstrating high sensitivity and specificity in an allergic person. Changes in the expression were examined in the course of a specific immunotherapy, in order to depict possible consistencies in connection with the treatment result. 1.2 Patients, Materials and Methods In 17 patients, who underwent hyposensibilisation at our Department of Dermatology , expression of the basophilic activation marker CD203c was examined prior and after the initial therapy (rush scheme) as well as after 16 to 33 months of sustaining therapy. The cells were stimulated by wasp and bee venom. PBS served as negative control, anti-IgE antibody DEpsilon2 as positive control. The surfaces were marked by fluorochrome with the specific monoclonal antibody (97A6-PE) and analysed by flow cytometry. With the help of median fluorescence intensities a relative stimulation index was calculated serving to statistically compare the expression of CD203c at the various examination times. 1.3 Results The original diagnosis was confirmed at the initial examination in 16 of 17 patients. After having received initial and sustaining therapy of hyposensibilisation 12 of 13 patients still showed an upregulation of CD 203c in recall examinations after 22 to 33 months. Significant differentiation was possible between the stimulations of positive and negative controls in every examination interval. The same was true for the different allergen stimulations. Statistical comparison of the stimulation indices derived from the positive controls and allergen stimulation between the three time points of examination showed no significant differences in relation to the present allergy. 1.4 Discussion The results from the expression of the basophilic activation marker CD203c verify the results of standard diagnosis. As already shown by published studies, it was confirmed that this is a highly specific and sensitive in vitro examination for persons having allergic reactions to insect venom. Significant changes could neither be detected in the course of stimulation with standardized venom, nor for the positive controls. This is similar to the behaviour of the expression of CD 63 on the basophilic surface as described in literature. Despite the high treatment success of this specific immunotherapy, the expression of CD 203c itself does not allow any statement in connection to the therapy success. It also remains unclear what role the expressed ectonucleotide pyrophosphatase / phosphodiesterase 3 has in the allergic cascade of an allergic reaction. In further studies it shall be examined what kind of function the persistence of the ectoencyme has