Archiv "Lymphozyten-Transformations-Test für die Diagnose der medikamentösen Allergie" (20.10.1988)

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DEUTSCHES ARZTEBLATT

Lymphozyten-Transformations-Test für die Diagnose

der medikamentösen Allergie

Die Diagnose einer medikamentösen Allergie war bis- lang schwierig und oft erst nach Ausschluß anderer Er- krankungen möglich. Mit Hilfe des Lymphozyten-Trans- formations-Tests (LTT), der eine hohe Spezifität hat, kann jetzt in vielen Fällen eine exakte Diagnose gestellt wer- den. Hierbei werden in der Zellkultur durch Zusatz des verdächtigen Medikaments spezifische Gedächtniszel- len (sensibilisierte Lymphozyten) reaktiviert.

Peter A. Berg, Wolfgang Becker, Joachim Holzschuh, Norbert Brattig und Peter T. Daniel

Definition der

medikamentösen Allergie

Mit zunehmender Anwendung von Arzneimitteln werden auch ihre Nebenwirkungen immer häufiger.

Eine frühzeitige Zusammenhangs- aufklärung ist wünschenswert, da das Absetzen des Medikaments in der Regel zu einer völligen Gene- sung führt. Das klinische Bild einer medikamentösen Allergie ist vielfäl- tig. Ihre Diagnose ist oft erst nach Ausschluß anderer Krankheiten möglich. Allerdings gibt es verdäch- tige Symptomenkomplexe, wie zum Beispiel ätiologisch nicht zu klären- des Fieber in Verbindung mit einem Exanthem und anderen Organmani- festationen (Tabelle 1).

Eine medikamentös-allergische Reaktion nach Reexposition kann nach strikter immunologischer Defi- nition nur auftreten, wenn vorher (Phase der Präsensibilisierung oder Latenzzeit) antigenspezifische Ge- dächtniszellen generiert wurden.

Wann dies geschieht und nach wel- chem Zeitintervall einer Medika- menteneinnahme, ist nicht bekannt.

Die Empirie allerdings lehrt, daß es während der Einnahme des Medika- ments auch ohne das Auftreten von allergischen Reaktionen zur Bildung von Gedächtniszellen kommen kann. Medikamentös-pseudoallergische Reaktionen (PAR) beruhen

zwar auf der Aktivierung immunologischer Effektormechanismen, sind aber unabhängig von der Antigener- kennung. Ihnen liegt häufig eine di- rekte Aktivierung des Komplement- systems oder der Mastzellen mit Freisetzung und Neubildung von biologisch hochaktiven Mediatoren zugrunde.

Einige pseudoallergische Reak- tionen, wie etwa das Salicylat-Asth- ma, lassen sich durch heriditäre En- zymdefekte erklären. Weiterhin kann die Beeinflussung des Stoff- wechsels der Arachidonsäure oder der zyklischen Nukleotide direkt zur Stimulation oder Hemmung des Im- munsystems führen. So wurde bei der durch Methyldopa induzierten hämolytischen Anämie und bei dem durch Procainamid induzierten Lu- pus erythematodes eine verminderte Suppressorzell- beziehungsweise ge- steigerte Helferzell-Aktivität in Ge- genwart des Medikaments in vitro beobachtet (1). Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, daß diese Substan- zen auch eine spezifische Immunre- aktion auslösen können. Hierfür sprechen auch neuere Untersuchun- gen über die Spezifität der Anti-Hi- ston-Antikörper bei dem durch Medizinische Klinik, Abteilung Innere Medizin II (Ärztl. Direktor: Professor Dr. med. Hans Dierck Waller), Eberhard-Karls-Universität Tübingen

Hydralazin und Procainamid induzierten Lupus (2). Die bekanntesten pseudoallergischen Reaktionen sind Reaktionen vom Soforttyp, zum Beispiel auf Röntgen-Kontrast- Mittel, Volumen-Ersatz-Mittel oder Muskelrelaxantien.

Klinisch läßt sich eine pseudoallergische Reaktion von einer allergischen Reaktion meist nicht unter- scheiden (3); toxische Nebenwirkun- gen lassen sich hingegen eher ab- grenzen, da sie dosisabhängig sind.

Immunpathogenese

Medikamente oder deren Meta- bolite (Haptene) stellen aufgrund ih- res niederen Molekulargewichts keine „kompletten" Antigene dar, das heißt sie benötigen zur Induktion einer Immunantwort einen Träger (Carrier). Als Carrier kommen dabei sowohl lösliche als auch mem- branständige Proteine in Frage. An- tigen präsentierende Zellen (APC) können dabei eine zentrale Rolle spielen, indem sie den Carrier/Hap- ten-Komplex (Neoantigen) aufneh- men und über Zellkontakte und die Sekretion von Interleukin-1 antigenspezifische T-Helferzellen aktivie- ren.

Diese wiederum induzieren

über die Sekretion von Interleukin-2 und weiteren Faktoren Effektorme- chanismen des humoralen und zellu- Dt. Ärztebl. 85, Heft 42, 20. Oktober 1988 (65) A-2917

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lären Immunsystems. Die wichtig- sten Elemente dieser Abwehrme- chanismen sind Antikörper und zy- totoxische T-Lymphozyten. Neben Anti-Hapten-Antikörpern können auch krankheitsspezifische Autoan- tikörper (4) auftreten, die eventuell gegen Carrierproteine gerichtet sind (Tabelle 2).

Es muß postuliert werden, daß individuelle Faktoren für die Ex- pression solcher Haptene an Mem- branoberflächen und Antigen prä- sentierende Zellen eine wesentliche Rolle spielen und dafür verantwortlich sind, daß die gleiche Substanz zum Beispiel einmal eine Hepatitis, ein Exanthem oder etwa eine Agra- nulozytose (5) induzieren kann. Ne- ben der spezifisch-allergischen Po- tenz einer Substanz könnten also auch individuell geprägte Rezept- orenproteine einen Einfluß haben (6). In diesem Zusammenhang ist festzuhalten, daß auch bestimmte Medikamente eine stärkere allergi- sierende Potenz als andere haben.

So sind zum Beispiel allergische Re- aktionen nach Therapie mit Herz- glykosiden, im Gegensatz zu Penicil- linen, kaum beobachtet worden.

Prädisponierende Faktoren

Patienten mit veränderter immunologischer Reaktionsbereitschaft, wie sie im Ablauf von viralen, autoim- munen oder malignen Erkrankungen auftreten kann, haben ein erhöhtes Risiko, eine medikamentöse Allergie zu entwickeln. Auch zunehmendes Alter, psychische Belastungssitua- tionen (Streß, Schicksalsschläge), Genußmittelabusus oder Polyprag- masie scheinen hierbei eine Rolle zu spielen (Tabelle 3).

In-vitro-Nachweis

medikamentöser Allergien

Die gebräuchlichsten, antigen- spezifischen In-vitro-Nachweisme- thoden sind der Radio-allergo-sor- bent-Test (RAST) zum Nachweis von Antikörpern gegen Medikamen- te (Anti-Hapten-Antikörper) und der Lymphozytentransformations-

Test (LTT) zum Nachweis sensibilisierter, antigenspezifischer Lympho- zyten (Gedächtniszellen [7, 8]). Bei- de Tests wurden schon vor zwanzig Jahren entwickelt und sind in vielen Publikationen erwähnt. Im LTT wird die Induktionsphase, im RAST ein Effektormechanismus der Im- munantwort erfaßt (9).

Das Prinzip des Lympho- zytentransformationstests

Im LTT wird die Prolifera- tion spezifischer Gedächtniszellen, hauptsächlich der T4-Helfer-Zellen (T4), in Gegenwart des zu testenden Medikaments und/oder seiner Meta- boliten in vitro gemessen. Die Stär- ke der Proliferation ist abhängig von der Zeitspanne, die seit dem Auftre- ten des allergischen Ereignisses und

der Durchführung des Testes verstri- chen ist. Sie fällt meist innerhalb von vier bis acht Wochen kontinuierlich ab, kann aber nach Reexposition wieder die ursprüngliche Stärke er- reichen.

Zur Durchführung des LTT werden mittels Dichtegradienten- zentrifugation Lymphozyten aus he- parinisiertem Vollblut des Patienten isoliert und in einem serumhaltigen Medium kultiviert, dem entweder verschiedene Verdünnungen des be- treffenden Medikaments (in der Re- gel 0,1 bis 1000 11g/m1) oder soge- nanntes „Metabolitenserum" zuge- setzt wurde. Medikament-metaboliten-haltiges Serum („Metaboliten- serum") erhält man, indem einem gesunden Probanden nach einmali- ger Einnahme einer therapeutischen Dosis des entsprechenden Medika- ments in bestimmten Zeitabständen Tabelle 1: Klinische Kriterien

einer medikamentös-allergischen Reaktion

1. Anamnese: — Hinweis auf frühere Medikamentenallergien

—bereits frühere Einnahme des verdächtigten Medi- kaments

—Latenzzeit bei Erstkontakt mindestens 5 bis 10 Ta- ge bis zum Auftreten der Symptome

—Hinweis auf akute Exazerbation nach Reexposition

—Sistieren der Symptome nach Absetzen des Medi- kaments (aber nicht immer sofort!)

„Allergische" Befundkonstellation:

a) verdächtige Parameter:

—Fieber

—Leukozytose

—BSG-Erhöhung

—Eosinophilie

—Thrombozytopenie

b) bevorzugte Organmanifestationen:

—Haut: Dermatitis, Urticaria

—Blut: hämolytische Anämie, Agranulozytose

—Gefäße: Vaskulitis

—Gelenke: Synovitis, Arthralgien

—Leber: Hepatitis

—Niere: Glomerulonephritis

—Herz: Myokarditis

c) lokale und systemische Anaphylaxie (zum Beispiel Schock) 3. Inununologische Phänomene:

a) humoral:

passagere Autoantikörper gegen Kerne (ANA), glatte Mus- kulatur (SMA), Mitochendrien (AMA) usw. , teilweise krankheitsspezifisch

b) zellulär:

Nachweis sensibilisierter Lymphozyten im LTT (Gedächtniszellen)

A-2918 (66) Dt. Ärztebl. 85, Heft 42, 20. Oktober 1988

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n.b.

Aminophenazon Anti-M3*)

Cianidanol n.b.

Nomifensin n.b.

Sulfonamide n.b.

Phenopyrazon n.b. Anti-M3*)

Halothan n.b. Anti-LKM1

Propafenon n.b. n.b.

Iproniazid n.b. n.b. Anti-M6*)

Ticrynafen n.b. n.b. Anti-LKM2

Procainamid n.b. n.b. Anti-Histon

Hydralazin n.b.

(+)

Anti-Histon

Betalactam-Antibiotika

Tabelle 2: Beziehungen zwischen LTT, Anti-Hapten-Antikörpern und krankheitsspezifischen Auto-Antikörpern

medikamentöse Allergie nach: LIT Anti-Hapten- Antikörper

krankheits- spezifische

Auto- Antikörper

Oxyphenisatin n.b. n.b.

*): erkennen unterschiedliche Epitope auf der äußeren Mitochon- drienmembran (eigene Resultate)

n.b.: nicht beobachtet beziehungsweise nicht untersucht

Tabelle 3: Risikofaktoren für die Entstehung einer medikamentösen Allergie

1. Wirtsfaktoren:

—Hinweis auf allergische Reaktionsbereitschaft

—Grundkrankheit

—hoch dosierte und/oder intermittierende Therapie

—Applikationsart und -ort

—individueller Medikamentenmetabolismus (langsame Azetylierer)

—lang anhaltender, psychischer oder physischer Stress

—höheres Alter

2. Vom Medikament abhängige Faktoren:

—hohes Molekulargewicht

—Affinität zu Membranrezeptoren oder löslichen Proteinen

—Bildung reaktionsfreudiger Metabolite Blut abgenommen wird. Der Test

wird in einem Parallelansatz immer mit Lymphozyten einer gesunden Kontrollperson durchgeführt, die das entsprechende Medikament noch nie eingenommen haben sollte.

Die Kulturen werden für sechs Tage bei 37 °C inkubiert und 18 Stunden vor Kulturende mit radio- aktivem 3H-Thymidin markiert, das proportional zur Proliferation der kultivierten Zellen in deren DNS eingebaut wird. Aus den gemesse- nen Proliferationsraten wird der Sti- mulationsindex (SI) errechnet:

eingebaute Radioaktivität von Kulturen mit Antigen SI =

eingebaute Radioaktivität von Kulturen ohne Antigen Ein hoher SI entspricht einer starken antigenen Stimulation der Lymphozyten, das heißt, spezifisch sensibilisierte Gedächtniszellen müs- sen zu diesem Zeitpunkt noch in ausreichender Konzentration im Pa- tientenblut vorhanden gewesen sein.

SI-Werte zwischen 2 und 3 zeigen mit großer Wahrscheinlichkeit einen positiven LTT an. In solchen Fällen sollte in einem Abstand von etwa vier Wochen ein weiterer Test ange- schlossen werden, um den Rückgang der Proliferation dokumentieren zu können. Seine Anwendung ist beson- ders dann hilfreich, wenn die Ana- mnese keine Anhaltspunkte enthält, welches von mehreren eingenomme- nen Medikamenten für die allergische Reaktion verantwortlich ist.

Die Angaben in der Literatur über die Bestätigungsfrequenz des LTT bei Verdachtsfällen schwanken zwischen 30 und 90 Prozent. Wir konnten bei 150 durchgeführten Tests in 66 Prozent solcher Fälle ein positi- ves Ergebnis erzielen (Tabelle 4).

Interpretation des LTT

Ein wiederholt positiver LTT ist beweisend für eine medikamentöse Allergie, vor allem bei SI-Werten, die größer als 3 sind. Folgende Ursa- chen müssen diskutiert werden, wenn trotz offensichtlichem Hinweis auf eine medikamentöse Allergie der LTT negativ ausgefallen ist:

O Die Antigenität des Medika- ments in der Kultur ist unzurei- chend, zum Beispiel weil seine Lös- lichkeit oder seine Affinität zu hoch- molekularen Carriern in der Kultur nur gering ist.

(E)

Die Sensibilisierung der Pa-

tientenlymphozyten erfolgte gegen einen Metaboliten des Medika- ments, der zur Durchführung des LTT's nicht zur Verfügung stand.

Bei gleichzeitig bestehenden bakteriellen oder viralen Infekten oder durch das allergische Ereignis Dt. Ärztebl. 85, Heft 42, 20. Oktober 1988 (69) A-2921

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Tabelle 4: Frequenz eines positiven LTT bei klinischem Verdacht auf eine medikamentöse Allergie

LTT positiv Anzahl

LTT negativ Anzahl Anzahl

Diagnose

1

2 1

1 1 0

0 1

1

13 7 6 11 7 4 1 1 0

1

2 1

Organspezifische Manifestationen:

cholestatische Hepatitis 36 21 (58%) 15 34 8

hepatozelluläre Hepatitis 26 (76%)

Exantheme 21 12 (57%) 9

Gesamt: 150 99 (66%) 51

interstitielle Nephritis interstitielles Lungenödem eosinophile Pneumonie hämolytische Anämie Agranulozytose Thrombozytopenie aplastische Anämie

Systemische Manifestationen:

Serumkrankheit

Pseudo-Lupus-Syndrom (Phenopyrazon)

Purpura Schönlein-Hennoch nekrotisierende Vaskulitis anaphylaktische Reaktionen

6 5 1

6 6 0

3 2 1

1 1 0

12 7 5

selbst sind die Lymphozyten des Pa- tienten bereits so voraktiviert, daß die verhältnismäßig geringe Stimula- tion durch das Medikament in der Kultur nicht erfaßt wird.

• Die Testung erfolgte zu früh nach dem allergischen Ereignis, so daß nach Auftreten von lokalen oder organspezifischen Reaktionen, spezifisch sensibilisierte Lymphozy- ten noch nicht in genügend hoher Anzahl im zirkulierenden Blut er- faßt werden konnten.

O Das Intervall zwischen allergischer Reaktion und Testung war zu lang, so daß nicht mehr genügend Gedächtniszellen, die sich wieder in den entsprechenden lymphatischen Organen (vor allem Leber und Milz) absiedeln, im Blut zirkulieren. (Bei systemisch verlaufenden Reaktionen scheint dieses Intervall im allgemei- nen länger zu sein als bei Reaktio- nen, die einzelne Organe betreffen.)

• Es lag keine allergische Re- aktion vor.

Praktische Hinweise zum LTT

Aus obengenannten Gründen ergibt sich, daß der LTT in einem bestimmten Zeitraum nach Auftre- ten der allergischen Reaktionen durchgeführt werden sollte. Nach unserer Erfahrung ist die günstigste Zeitspanne zur Durchführung dieses diagnostischen Tests die erste bis vierte Woche nach dem akuten Er- eignis.

Zur Durchführung werden 30 bis 60 ml Nativblut benötigt, das mit 500 IE Heparin/10 ml Blut versetzt wurde. Da die Lymphozyten über einen Zeitraum von sechs Tagen kultiviert werden, ist bei Blutabnah- me und Versendung auf äußerste Sterilität zu achten. Der Versand sollte mit Eilzustellung schnellst- möglich erfolgen, das Blut nicht län- ger als 24 Stunden unterwegs sein und zu keinem Zeitpunkt im Kühl- schrank gelagert werden.

Herrn Prof. Dr. W. Dölle, Medizinische Universitätsklinik Tübingen, Abteilung I, und Herrn Dr. K. H. Kimbel, Arzneimittel- kommission der deutschen Ärzteschaft, Köln, danken wir für die kritische Durch- sicht des Manuskripts.

Literatur

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Anschrift für die Verfasser:

Professor Dr. med. Peter A. Berg Medizinische Klinik der

Universität Tübingen

Abteilung Innere Medizin II Otfried-Müller-Straße 7400 Tübingen 1 A-2922 (70) Dt. Ärztebl. 85, Heft 42, 20. Oktober 1988