© Borgis - Postępy Nauk Medycznych 1/2016, s. 58- 63
*Aleksandra Janusz, Joanna Janusz, Anna Grajewska, Krystyna Wieczorek, Joanna Józwa, Joanna Toborek, Maria Czachura, Joanna Skowrońska, Grażyna Domagała, Bożena Drybańska
Poprzetoczeniowy zespół aktywacji mastocytów (TA-MCAS) przebiegający z fazą EAR lub fazami EAR i LAR – hipoteza nowego powikłania po przetoczeniu składników krwi
Transfusion-associated mast cell activation syndrome (TA-MCAS) with course including EAR phase or EAR and LAR phases – hypothesis of a new complication upon transfusion of blood components
Regional Blood Donation and Blood Treatment Centre in Katowice
Director of Center: Stanisław Dyląg, MD, PhD
Streszczenie
Wstęp. Światowe dane epidemiologiczne wskazują na wzrost liczby pacjentów z reakcjami anafilaktycznymi i anafilaktoidalnymi. Intensywność, charakter oraz zakres anafilaksji i reakcji anafilaktoidalnej może być lokalny, np. ograniczona pokrzywka i świąd mogą mieć charakter ogólnoustrojowy, czego wyrazem może być wstrząs anafilaktyczny stanowiący bezpośrednie zagrożenie życia. Zarówno reakcja anafilaktyczna, jak i anafilaktoidalna jest związana z aktywacją mastocytów (komórek tucznych).
Cel pracy. Celem pracy było wyjaśnienie przyczyn wystąpienia ponownego powikłania alergicznego, które stwierdzono u pacjentów po przetoczeniu składników krwi.
Materiał i metody. Analizie poddano wyniki badań laboratoryjnych oraz dokumentację medyczną trzech pacjentów z ponownym odczynem poprzetoczeniowym, które wpłynęły do Pracowni Konsultacyjnej Regionalnego Centrum Krwiodawstwa i Krwiolecznictwa w Katowicach.
Wyniki. Uzyskano następujące wyniki: 1) pomimo wystąpienia u pacjentów powikłania poprzetoczeniowego o charakterze alergicznym na składniki białkowe osocza i zalecanej w takim przypadku premedykacji antyhistaminowej, u pacjentów tych po kolejnej transfuzji wystąpił ponowny odczyn o charakterze alergicznym; 2) przetoczenie pacjentom składników krwi maksymalnie zubożonych w białka osocza, tzn. NUKKCz przemywany i zawieszony w płynie SAGM oraz NUKKP przemywany i zawieszony w płynie SSP+, nie spowodowało podczas i po transfuzji żadnych niepożądanych objawów klinicznych.
Wnioski. W oparciu o dane piśmiennictwa oraz po przeanalizowaniu opisanych przypadków, można wysunąć hipotezę, iż powodem wystąpienia ponownego powikłania alergicznego po przetoczeniu składników krwi mogła być faza LAR związana z aktywacją mastocytów. Potwierdzenie tej hipotezy wymaga jednak wieloośrodkowych obserwacji klinicznych oraz specjalistycznych badań. Być może przyczyniłoby się to do wyłonienia w grupie powikłań poprzetoczeniowych nowego odczynu: TA-MCAS z fazą EAR i LAR. Poznanie jego mechanizmu i zapobieganie jego wystąpieniu zwiększy bezpieczeństwo przeprowadzanych transfuzji u pacjentów.
Summary
Introduction. The global epidemiological data indicate an increase in the number of patients suffering from anaphylactic and anaphylactoid reactions. Both the anaphylactic and anaphylactoid reactions are connected with activation of mast cells (mastocytes).
Aim. The objective of the paper was explanation of the causes of occurrence of recurring allergic complication in patients upon blood component transfusion.
Material and methods. The analysis was conducted on results of laboratory tests and medical documentation of three patients with recurring transfusion-associated reaction.
Results. The following results were obtained: 1) despite the occurrence in patients of transfusion-associated complication in the form of allergy to plasma protein ingredients and antihistamine premedication recommended in such a case, another allergic reaction occurred in those patients after another transfusion; 2) transfusion of blood ingredients maximally deprived of plasma proteins, i.e. irradiated leukocyte-poor packed red blood cells washed and suspended in SAGM and irradiated leukocyte-poor blood platelet concentrate washed and suspended in SSP+, to patients did not result in any adverse clinical symptoms during and after the transfusion.
Conclusions. On the basis of the data from the literature and after the analysis of the studied cases, a hypothesis may be formed that the reason for reoccurrence of allergic complication following the transfusion of blood ingredients might be the LAR phase connected with the activation of mastocytes. Perhaps it would contribute to determine a new reaction in the group of transfusion-associated complications, i.e. TA-MCAS with the EAR and LAR phases. Understanding its mechanism and preventing its occurrence will increase the safety of transfusions carried out in patients.
INTRODUCTION
The global epidemiological data indicate an increase in the number of patients suffering from anaphylactic and anaphylactoid reactions. They are becoming a significant social and medical problem. The intensity, nature and scope of anaphylaxis and anaphylactoid reaction can be local, e.g. limited urticaria and itch, or they can be of systemic nature, expressed by, for instance, anaphylactic shock posing a direct life hazard.
Both the anaphylactic and anaphylactoid reactions are connected with activation of mast cells (mastocytes). In the case of anaphylaxis, mastocytes are activated in the immunological mechanism in the IgE pathway, i.e. with the participation of IgE antibodies. This type of anaphylactic reaction is defined as type 1 hypersensitivity. Such anaphylaxis may also occur with participation of antibodies other than IgE, e.g. IgG antibodies. However, in such a case it is not connected with mastocyte activation and is defined as type 2 or 3 hypersensitivity. The activation of mastocytes through a non-immunological mechanism results in the development of an anaphylactoid reaction, or a pseudo-allergic reaction (1, 2).
The immunological-related activation of mastocytes is accompanied by two types of receptors binding IgE antibodies. These are:
– high-affinity receptor: FcεRI,
– low-affinity receptor: FcεRII.
The FcεRI receptor occurs in mastocytes, basophiles and antigen presenting cells (i.e. APCs), such as Langerhans cells and dendritic cells in the peripheral blood. The FcεRII receptor occurs in B and T lymphocytes, eosinophils, monocytes/macrophages, dendritic cells and thrombocytes. A receptor-mediated binding of a mastocyte with an IgE antigen-antibody complex induces its degranulation and results in de novo production of mediators of inflammation.
In the course of the anaphylactoid (pseudo-allergic) reaction, the degranulation of mastocytes occurs in a non-specific pathway which is not connected with antibodies directly. The factors triggering this type of reaction may be activated C3a and C5a complement fragments, known as anaphylatoxins, or chemicals and physical factor, e.g. mannitol, known as “releasers” (3).
The activation of mastocytes results in the following:
– secretion of mediators of inflammation, such as histamine, tryptase, platelet activating factor (i.e. PAF) and heparin,
– de novo synthesis of membrane lipids and arachidonic acid metabolites of the cyclooxygenase pathway (prostaglandins: PGD2, PGF2a, thromboxanes: TXA2) and the lipoxygenase pathway (leukotrienes: LTC4, LTB4, LTD4),
– secretion of chemokines, cytokines and growth factors, such as interleukins 1, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, TNF-alfa (tumour necrosis factor-alpha), TGF-beta (transforming growth factor-beta), GM--CSF (granulocyte-macrophage colony-stimulating factor), bFGF (basic fibroblast growth factor), FGF-2 (fibroblast growth factor-2), PDGF (platelet--derived growth factor), VEGF (vascular endothelial growth factor) and MIP-1 alpha (macrophage inflammatory proteins-1 alpha) (1).
In 2010 the specialist participating in Training Conference on Mastocyte Pathology proposed the name of Mast Cell Activation Syndrome (i.e. MCAS) for a syndrome of clinical symptoms occurring with the activation and degranulation of mastocytes (4). There are three variants of that syndrome, i.e.:
1. Primary MCAS – induced by monoclonal proliferation of mastocytes with the KITD816V genotype, occurring in the course of mastocytosis or of monoclonal mast cell activation syndrome (MMAS).
2. Secondary MCAS – characteristic of allergic diseases and atopy, occurring without monoclonal proliferation of mast cells.
3. Idiopathic MCAS – including the cases without:
– clonal proliferation of mast cells,
– occurrence of diseases with activation of mast cells,
– presence of allergen-specific IgE antibodies (5).
Anaphylaxis may be induced by primary, secondary or idiopathic MCAS. The clinical symptoms of anaphylaxis are commonly associated with a clinical picture characterised by an IgE early allergic reaction (i.e. EAR). Depending on the organ exposed to the antigen, a patient may experience: pruritus, oedema and erythema of the skin, discharge of watery secretion from the nose, sneezing or non-productive cough, wheezing breath and dyspnoea, developing within 10 to 20 minutes after the exposure to the antigen and subsiding usually after 1 to 3 hours. EAR symptoms are a consequence of the biological activity of mediators of inflammation, secreted after the degranulation of mast cells or produced de novo (6).
The latest studies have revealed that in 50% of patients, another phase of type 1 anaphylaxis may develop after the EAR phase, known as late allergic reaction (i.e. LAR). The risk of LAR increases along with the level of the antigen and the titre of specific IgE directed against that antigen. Clinically, between the EAR and LAR phases there may be an asymptomatic period of 1.3 to 28.4 hours on average. Most frequently, the initial symptoms of LAR develop 3 to 4 hours after exposure to the antigen. In the world literature, cases are however reported of LAR occurring even 48 hours after the EAR phase (6).
The pathogenesis of LAR is not understood fully. Nevertheless, it has been learnt that the mechanism of LAR is cellular infiltration, most probably induced by cytokines (i.e. IL-1, -4 and -5) and chemokines (eotaxin-1 and -2 and RANTES), secreted in mast cells, epithelial cells and other cells participating in EAR. The secreted mediators are a strong impulse resulting in an increased expression of adhesive particles located in the endothelium and leukocytes. The increased expression of adhesive particles facilitates the binding of intercellular adhesion molecule-1 (i.e. ICAM-1) on the endothelium with lymphocyte function-associated antigen-1 (i.e. LFA-1) and of vascular cell adhesion molecule-1 (i.e. VCAM-1) occurring on the endothelium with its ligand, very late antigen-4 (i.e. VLA-4), on leukocytes. This results in close adhesion and permeation of leukocytes through endothelium and chemokine-mediated migration to tissue. This phase is mainly accompanied by neutrophils, monocytes/macrophages, eosinophils, basophils and T lymphocytes. The neutrophils showed already 1 hour from exposure to the antigen. The activity of factors released from their cellular granules, e.g. lactoferrin and elastase, starts within 24 hours from provocation. The highest inflow of eosinophils to tissues occurs about 6 and 24 hours from the moment of the stimulation with the antigen. Eosinophils secrete mediators of inflammation, such as Major basic proteins (i.e. MBPs), eosinophil cationic proteins (i.e. ECPs), leukotrienes, LTC4 in particular, and cytokines (i.e. GM-CSF, IL-4 and IL-5). Their activity results in damage to tissues and organs, disorders of their functioning and further inflow of eosinophils to tissues.
Other cells present in the course of LAR are macrophages, Th2 helper cells, APCs, basophils and mast cells. The produce cytokines, including IL-4 and TNF-alpha, which result in intensification of the inflammatory reaction in the tissue microenvironment exposed to the antigen. The clinical symptoms of EAR and LAR are similar. Nevertheless, they differ in intensity. LAR is most frequently accompanied by cutaneous oedema in the form of infiltration, reddening of skin and its tenderness, contraction of bronchi of the bronchospastic type and oedema of nasal mucosa (7).
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
24 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
59 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
119 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Liebhart J: Idiopatyczna anafilaksja – trudny problem diagnostyczny i terapeutyczny. Alergia 2014; 1: 5-7.
2. Simons FER, Ardusso LRF, Bil? MB et al.: World Allergy Organization Guidelines for the Assessment and management of anaphylaxis. WAO Journal 2011; 4: 13-37.
3. Wierzbicki M, Brzezińska-Błaszczyk E: Rola komórek tucznych w rozwoju przewlekłych nieswoistych zapaleń. Postępy Hig Med Dośw 2008; 62: 642-650.
4. Niedoszytko M, Gruchała-Niedoszytko M: Zespół aktywacji mastocytów i monoklonalny zespół aktywacji mastocytów – znaczenie u chorych leczonych z powodu reakcji anafilaktycznej. Alergia Astma Immunologia 2013; 18(4): 209-212.
5. Dereń-Wagemann I, Kuliszkiewicz-Janus M, Kuliczkowski K: Mastocytoza – rozpoznanie i leczenie. Postępy Hig Med Dośw 2009; 63: 564-576.
6. Sallmann E, Reininger B, Brandt S et al.: High-Affinity IgE Receptors on Dendritic Cell Exacerbate Th2-dependent inflammation. J Immunol 2011; 187: 164-171.
7. Nittner-Marszalska M: Późna faza reakcji alergicznej typu natychmiastowego (LAR) – dlaczego jest warta poznania? Alergia 2008; 4: 12-14.
8. Łętowska M, Żupańska B: Współczesne poglądy na niektóre powikłania poprzetoczeniowe. Acta Haematol Pol 2009; 40(2): 407-423.
9. Król D, Mazur B, Drybańska B: Charakterystyka powikłań po przetoczeniu składników krwi. Przegląd Lekarski 2009; 66(8): 453-458.